moon_camp

Moon Camp Pioneers-galleri 2019-2020

I Moon Camp Pioneers ska varje lag 3D-designa ett komplett Moon Camp med hjälp av Fusion 360. De måste också förklara hur de kommer att använda lokala resurser, skydda astronauterna från farorna i rymden och beskriva bostads- och arbetsutrymmena.

Team: CAMS Nova

Kaliforniens akademi för matematik och vetenskap  Carson    Förenta staterna 17-18 år Tredje plats - Medlemsstater som inte är medlemmar i ESA

Extern visare för 3d-projekt

Beskrivning av projektet

[42]

Beskriv ditt Moon Camp-projekt.

Vårt Moon camp-projekt består av åtta huvudstrukturer som var och en har ett viktigt syfte. Syftet med vårt växthus är att förse astronauterna med mat. Astronauterna bedriver forskning och arbetar med projekt i vårt laboratorium som också innehåller mjölmasklådor. Vi har 5 boendemoduler som är kopplade till ett gemensamt område. Fler boendemoduler kan byggas med hjälp av vår 3D-skrivare och regolit från vår regolitbearbetningsanläggning. Air Filtration Systems Center distribuerar och reglerar luftflödet till byggnaderna. En annan byggnad vi har är anläggningen för vattenrening och vattenutvinning som tillhandahåller vatten från mikrovågsugning av månis. Vårt månläger har också en centripetal konstgjord gravitationsstation som astronauter regelbundet kan besöka för att träna i jordens gravitation. Månlägrets huvudsakliga energikälla kommer från solpanelfältet som skulle ge energi från 75-99% av dagen.

Var vill du bygga ditt Moon Camp?

Vi valde att bygga vår månbas vid månens poler eftersom det är den mest hållbara miljön för astronauter. Temperaturerna vid månens poler är betydligt mindre stränga än på resten av månen. Polerna är upplysta av solljus ungefär 86-89 procent av tiden och på grund av det nästan ständiga solljuset fluktuerar temperaturen mindre drastiskt. Detta gör det lättare att reglera levnadsförhållandena till den optimala temperaturen för astronauterna. I månens poler finns också många resurser, bland annat månis, som är en möjlig vattenkälla. De ligger i permanenta månskuggor på månen som endast har hittats vid polerna. Dessutom finns det många kratrar och grottor på vår valda plats. Underjordiska byggnader kan byggas i dessa områden för att öka skyddet mot lufttryck, asteroidnedslag och temperaturförändringar.

Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Beskriv vilka tekniker och material du kommer att använda.

Våra strukturer på månlägret kommer delvis att byggas på jorden men inte monteras ihop. Många av våra konstruktioner, inklusive de geodetiska kupoler som utgör vårt bostadsområde och laboratorium, är utformade för att kunna vikas/delas i underdelar för enklare transport och för att spara utrymme. Industriella byggmaskiner som är anpassade för att arbeta effektivt på månens yta kommer att anlända före strukturerna och astronauterna för att rensa månens terräng. Programmerade mjuka robotar kommer att hjälpa till med byggandet av månlägret. Eftersom mjuka robotar består av följsamma material är de flexibla, kan utföra ett större antal olika uppgifter och är säkrare för människor att arbeta runt. Dessa robotar kommer att fortsätta att hjälpa till med att reparera strukturer efter det att månlägret har byggts. Nya byggnader kommer att byggas snabbt med hjälp av additiv tillverkning, eftersom vi kommer att ta med oss en gigantisk industriell 3D-skrivare för att bygga strukturer med hjälp av rikligt tillgänglig regolit.

Vatten
Livsmedel
Elektricitet
Luft

Eftersom vatten är en livsviktig resurs för människans överlevnad valde vi att slå upp lägret vid månens poler, där det finns vattenkällor. Månens is kommer att smältas med hjälp av mikrovågsmoduler för att ge vatten till vårt hydrologiska system, som kommer att användas för jordbruk, hydrering, hygien, energi och forskning. Vätgasbränsleceller, som hjälper generatorerna att producera elektricitet, får vatten att genomgå fotolys, vilket skapar syremolekyler och vätejoner för raketbränsle. Överskottsvatten, som produceras som en avfallsprodukt, samlas upp och kombineras med vatten från perkolation i växthus och acceptabelt mänskligt avloppsvatten för att återvinnas.

Vårt läger kommer att ha en balanserad måltidsplan med flera olika livsmedelskällor. Kolhydrater kommer att komma från högnäringsrika växter som odlas i växthusen, där återvunnet vatten och jord används.Växthuset är förstärkt med metallstrukturer som skyddar mot meteoritkollisioner samtidigt som ljuset släpps in, och kan anpassas för vattenbruk om jorden skulle bli knapp. För att se till att astronauterna får alla näringsämnen de behöver tillverkar labbet vitamintillskott och fetter. Förutom växthusgrödor förser en mjölmaskodling astronauterna med välbehövligt protein, eftersom mjölmaskar fortplantar sig snabbt och är mycket näringsrika.

Lägret utnyttjar solenergi vid månens poler, som har en solstrålning på mer än 1367,6 W/m^2, med hjälp av ett solpanelfält som rör sig mot solen. En del el lagras i batterier för användning under månförmörkelser. Elektricitet produceras också av elektromekaniska generatorer som ständigt drivs av rymdstationen Centripetal Force. Stationen snurrar ständigt och ger mekanisk energi samtidigt som den skapar artificiell gravitation. Att snurra stationen är extremt effektivt; den kraft som krävs för att börja snurra med rätt varvtal för att simulera gravitation är lägre på grund av månens minskade gravitation.

Det är viktigt att skapa en atmosfär som är optimal för människans livsvillkor. Syre kommer att tillföras från flera olika källor i lägret, bland annat från växternas fotosyntes i växthusen. Dessutom kommer syregeneratorer att använda koldioxid och vatten för att producera mer syre. Centret för luftfiltreringssystem distribuerar och reglerar ett stabilt luftflöde i de olika byggnaderna och upprätthåller de korrekta procentsatserna kväve, syre, argon med mera, vilket förhindrar kvävning av koldioxid. I Air Filtration Systems Center finns också algtankar som ger näring för konsumtion och hjälper till att producera syre.

Hur planerar du att bygga ditt Moon Camp? Vilka material skulle du använda?

[54]

Miljön på månen är mycket farlig för astronauterna. Förklara hur ert månläger kommer att skydda dem.

Månen har ett hårt klimat med extrem värme och kyla. För att skydda astronauterna från månens förhållanden har våra anläggningar kontrollerad temperatur. Låg gravitation leder till att astronauterna förlorar ben och muskler. Vårt månläger har ett rum för artificiell gravitation med träningsutrustning som astronauterna kan använda för att förhindra allvarliga skador på sina muskel- och skelettsystem. Rymdlägrets byggnader har sfäriska former och är byggda för att motstå nedslag av mikrometeoriter. Konstruktioner som den geodetiska kupolen används för att modulerna ska vara säkra och hållbara. När man bor på månen utsätts man för konstant strålning. Astronauter som bor på vår rymdstation kommer att skyddas av en elektromagnetisk fältgenerator som blockerar strålning. Bostadsområdet, lagringstankarna, luftfiltreringscentret, modulen för utvinning av mikrovågsvatten och vätgasbränslecellerna ligger i en underjordisk tunnel, vilket ytterligare skyddar astronauterna från strålning, klimat och meteoriter.

Beskriv en dag på månen för din astronautbesättning på Moon Camp.

En astronauts dag på Moon Camp börjar vid 6.00 och slutar vid 9.00. Deras schema är modellerat efter rutinerna för astronauter som bor på den internationella rymdstationen. Invånarna i vårt månläger har tre måltider om dagen och måste logga in två timmars träning i den centripetala rymdstationen med artificiell gravitation. Att leva i en miljö med låg gravitation skadar din ben- och muskelmassa, och 1-2% av din benmassa försämras på bara en månad. Genom att träna under jordiska gravitationsförhållanden förhindrar man långsiktig försvagning av astronauternas kroppar. Under dagen arbetar besättningsmedlemmarna enligt sina expertområden och forskarna övervakar deras projekt och analyserar deras data. De forskare som fick sina projekt godkända för att genomföras på lägret tillbringar sin tid med att samla in data om näring, deras hälsa, solsystemet, månis, månjordens egenskaper och mycket mer. Besättningsmedlemmar åker på expeditioner för att utforska och kartlägga månens yta, samt testa nya ytor och tunnlar för att kontrollera säkerheten och för att hjälpa till att bestämma i vilken riktning lägret ska expandera. Underhåll och konstruktion utförs av mänskliga arbetare tillsammans med de mjuka robotarna, som är mycket säkrare att arbeta i närheten av eftersom de består av följsamma material och är fyllda med luft i stället för hård metall som de flesta robotar. Tillbaka i laboratoriet arbetar astronauterna med projekt som att undersöka ångavlagringar i månjord. Ett exempel på ett forskningsprojekt på vårt läger är en undersökning av den kemiska sammansättningen av regolit, som nyligen har visat sig innehålla mikrometerstora mineralkorn som omges av tunna amorfa ränder, vilket tyder på att det har utsatts för solvind. För närvarande finns det en missuppfattning om att amorfa ränder är ett resultat av strålningsskador, men elektronmikroskopi visar att amorfa ränder består av material som deponerats i ånga från nedslag av mikrometeoriter på månen, och fler data kommer att samlas in för att stödja dessa nya observationer. Förutom utrustning och förnödenheter för forskning finns det i laboratoriet mjölmasklådor som är en bra källa till näringsämnen och protein. Invånarna i månlägret kan använda det teleskop som byggts i laboratoriet och titta på andra delar av solsystemet.



← Alla projekt