Mondstation DPB by Einstein Lunar Explorer 5
Albert-Einstein-Gymnasium Berlín-Neukölln Německo 16 let 5 / 0 Němčina Měsíc
Popis projektu
Unsere Mondstation heißt "DPB". Das Hauptziel der Mondstation ist die Gewinnung von Helium-3. Damit soll die Kernfusion auf der Erde ermöglicht werden, da es auf der Erde kaum Helium-3
gibt. Es aber ein essenzieller Bestandteil ist, um Kernfusion als Hauptenergiequelle auf der Erde zu nutzen. Unsere Mondstation besteht aus einem Hauptgebäude, in dem sich Kontrollräume mit den gesamten Geräten befinden. Auf den Monitoren werden die aktuellen Sauerstoffwerte der Luft zur Kontrolle angezeigt und weitere generelle Informationen, die wichtig für das Funktionieren der Mondbasis und das Überleben der Astronauten sind. Des Weiteren befinden sich im Hauptgebäude die Schlafräume für die Astronauten sowie das Fitnessstudio. Darüber hinaus gibt es Büros für die Astronauten und eine Glaskuppel, wo Nahrung angebaut wird. Außerdem sind Speicher für Helium-3 vorhanden. Damit das Helium-3 auf die Erde transportiert werden kann, gibt es eine Raketenabschussstation mit einer Rakete. Unsere Mondbasis liegt in der Nähe des Südpols, da es dort hohe Vorkommen von Helium-3 gibt. Außerdem ist am Südpol das für die Elektrolyse benötigte Eis vorhanden.
Um die Versorgung der Mondstation mit Energie zu garantieren, gibt es auf unserer Mondstation einen Fusionsreaktor. Wir haben uns für Kernfusion entschieden, da Kernfusion aus wenigen Materialien viel Energie erzeugt. Außerdem ist Kernfusion im Gegensatz zu anderen Energiequellen wie Solarenergie nicht abhängig von äußeren Faktoren, wie zum Beispiel Sonne zur Stromerzeugung. Ein weiterer Vorteil von Kernfusion ist, dass der zweite Stoff (Wasserstoff), der für die Kernfusion benötigt wird, ebenfalls auf dem Mond vorhanden ist. Wasserstoff kann durch Elektrolyse, also der Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, durch einen elektrischen Strom separiert werden. Das benötigte Wasser kann aus den Eisvorkommen an den Polen des Mondes gewonnen werden. Da wir uns den Gefahren, die ein möglicher Ausfall des Fusionsreaktors darstellt, bewusst sind, haben wir uns dazu entschieden, eine Notfallenergiequelle zu bauen. Als beste Notfallenergiequelle sehen wir Solarenergie. Allerdings muss es große Energiespeicher für die erzeugte Solarenergie geben, da der Mond sich nur einmal pro Monat um seine eigene Achse dreht und somit eine Mondnacht 2 Wochen lang ist. Die Notfallenergiespeicher müssten also in der Lage sein, die Mondstation 2 Wochen lang mit Energie zu versorgen, da danach der Mondtag beginnt und somit wieder neue Solarenergie erzeugt werden kann. Der Grund, warum wir uns trotz dieses Nachteiles für Solarenergie als Notfallenergiequelle entschieden haben, ist das die Bedingungen auf dem Mond für Solarenergie sehr gut sind. Einerseits hat der Mond keine Atmosphäre, andererseits gibt es keine Luftverschmutzung oder Wolken, die die Sonnenstrahlen blockieren könnten. Aus diesen Gründen könnte während des Mondtages extrem viel Energie erzeugt werden, die, wenn sie gespeichert wird, die optimale Notfallenergiequelle ist. Ein Problem der Solarenergie auf dem Mond ist das Mondregolith, eine Schicht aus Staub und Kies, welche sich auf den Solarpanels ansammelt und somit die Leistungsfähigkeit der Solarpanels beeinträchtigt. Darum hat unsere Mondstation mehrere Saugroboter, welche mehrmals täglich die Solarpanels vom Mondregolith befreien. Der aus der Elektrolyse resultierende Sauerstoff kann zur Erzeugung von Luft benutzt werden. Dafür muss mithilfe eines Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA) Kohlendioxid aus der Luft entfernt werden. Darüber hinaus wird die Luft kontinuierlich durch Luftfilter gereinigt, um Schwebeteilchen und Verunreinigungen zu entfernen. Alle diese Systeme werden bereits auf der ISS verwendet und funktionieren dort optimal.
[...weitere Infos in pdf und in 3D-Modell in Blender-Datei]
Odkaz na projekt
https://drive.google.com/open?id=1mbDVzgKdcYe0GMqLvYFKJjLVrLX9d4f5&usp=drive_fs
Český překlad
Naše lunární stanice se jmenuje "DPB". Hlavním cílem lunární stanice je získávat helium-3. To má umožnit jadernou fúzi na Zemi, protože na Zemi se helium-3 téměř nevyskytuje.
Je však nezbytnou součástí pro využití jaderné fúze jako hlavního zdroje energie na Zemi. Naše lunární stanice se skládá z hlavní budovy, v níž jsou umístěny řídicí místnosti se všemi zařízeními. Na monitorech se zobrazuje aktuální obsah kyslíku ve vzduchu pro kontrolní účely a další obecné informace, které jsou důležité pro fungování lunární základny a přežití astronautů. V hlavní budově se také nacházejí spací prostory pro astronauty a tělocvična. Jsou zde také kanceláře pro astronauty a skleněná kopule, kde se pěstují potraviny. Nachází se zde také sklad helia-3. Je zde i odpalovací stanice s raketou, aby se helium-3 mohlo dopravit na Zemi. Naše lunární základna se nachází poblíž jižního pólu, protože tam jsou vysoká ložiska helia-3. Na jižním pólu je také k dispozici led potřebný pro elektrolýzu.
Pro zajištění dodávek energie do lunární stanice je na naší lunární stanici umístěn fúzní reaktor. Zvolili jsme jadernou fúzi, protože jaderná fúze generuje velké množství energie z několika málo materiálů. Navíc na rozdíl od jiných zdrojů energie, jako je například sluneční energie, není jaderná fúze závislá na vnějších faktorech, jako je například výroba elektřiny ze Slunce. Další výhodou jaderné fúze je, že druhá látka (vodík) potřebná pro jadernou fúzi je přítomna i na Měsíci. Vodík lze oddělit elektrolýzou, tj. rozkladem vody na kyslík a vodík pomocí elektrického proudu. Potřebnou vodu lze získat z ledových ložisek na pólech Měsíce. Protože jsme si vědomi nebezpečí, které představuje případné selhání fúzního reaktoru, rozhodli jsme se vybudovat nouzový zdroj energie. Za nejlepší nouzový zdroj energie považujeme sluneční energii. Pro vyrobenou sluneční energii však musí být k dispozici rozsáhlá energetická úložiště, protože Měsíc se kolem své osy otočí pouze jednou za měsíc, takže měsíční noc trvá dva týdny. Nouzová úložiště energie by tedy musela být schopna zásobovat lunární stanici energií po dobu dvou týdnů, protože poté začíná lunární den a nová sluneční energie může být opět generována. Důvodem, proč jsme i přes tuto nevýhodu zvolili jako nouzový zdroj energie sluneční energii, je skutečnost, že podmínky na Měsíci jsou pro sluneční energii velmi příznivé. Jednak Měsíc nemá atmosféru, jednak zde není znečištěné ovzduší ani mraky, které by mohly sluneční paprsky blokovat. Z těchto důvodů lze během měsíčního dne vyrobit extrémně velké množství energie, která je v případě uskladnění optimálním nouzovým zdrojem energie. Jedním z problémů solární energie na Měsíci je měsíční regolit, vrstva prachu a štěrku, která se hromadí na solárních panelech a zhoršuje tak jejich výkon. Proto má naše lunární stanice několik vysávacích robotů, kteří solární panely několikrát denně čistí od měsíčního regolitu. Kyslík vznikající elektrolýzou lze využít k výrobě vzduchu. K tomu je třeba ze vzduchu odstranit oxid uhličitý pomocí zařízení CDRA (Carbon Dioxide Removal Assembly). Kromě toho je vzduch průběžně čištěn vzduchovými filtry, které odstraňují suspendované částice a nečistoty. Všechny tyto systémy se již používají na ISS a fungují tam bezvadně.
[...více informací v pdf a ve 3D modelu v souboru Blender]
#3D design
Další projekty
Campamento Espacial GERGO