Mond_Lager

Moon Camp Explorers-Galerie 2020-2021

In Moon Camp Explorers hat jedes Team die Aufgabe, mit Tinkercad ein komplettes Mondlager in 3D zu entwerfen. Sie müssen auch erklären, wie sie die lokalen Ressourcen nutzen, die Astronauten vor den Gefahren des Weltraums schützen und die Wohn- und Arbeitseinrichtungen beschreiben.

Mannschaft: I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Spanien 12, 13

Externer Link für 3d

Beschreibung des Projekts

Unser Moon Camp ist eine erweiterbare Basis, die so konzipiert ist, dass sie vergrößert werden kann, wenn die Mannschaft wächst oder die Ökosysteme im Gewächshaus zunehmen. 

Wasser ist die kritische Ressource für unseren menschlichen Lebensraum, daher wird das Camp neben einem kleinen Krater errichtet, in dem Wassereis aufgrund der permanenten Schattenbereiche im Inneren vorhanden ist. Das Wassereis wird aus diesen dunklen Zonen durch einen kontrollierten Sublimationsprozess gewonnen und in Flüssigkeit umgewandelt.

Die Siedlung ist in verschiedene Module unterteilt, von denen jedes seinen eigenen Zweck, sein eigenes Design und seine eigenen Materialien hat:

Erstens, eine faltbare Struktur für das Gewächshaus, die es ermöglicht, seine Abmessungen mechanisch zu verändern, um Ökosysteme unterschiedlicher Größe aufzunehmen.

Zweitens: Sechseckige Lebensräume für den Wohnbereich, das Lager, den Speisesaal oder die Turnhalle, wobei ein Teil zum Schutz vor Mikrometeoriten unterirdisch angelegt ist.

Drittens: starre Strukturen für das Antriebsmodul, die Shuttle-Plattform oder die Sauerstofftanks.

Wir betrachten das Gewächshaus als Kernstück, eine faltbare Vier-Semisphären-Struktur, mit verschiedenen Umgebungen, die Sauerstoff und Kohlendioxid durch die Photosynthese der Pflanzen und Nahrung durch Aquaponik liefern.

Die Energie wird mit Hilfe von Sonnenkollektoren gewonnen, die über eine große Fläche auf der Oberfläche des Lagers verteilt sind. Der dafür vorgesehene Raum ist wegen des großen Einfallswinkels der Sonnenstrahlen auf die Oberfläche recht groß, so dass die Sonnenstrahlen wenig Energie haben und viele Kollektoren erforderlich sind, um eine angemessene Energiemenge zu erzeugen.

Ein Recycling-Modul hilft den Astronauten, Wasser und Stickstoff aus ihrem Urin und ihren Fäkalien zu gewinnen.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

In der Nähe der Mondpole

Warum haben Sie diesen Ort gewählt?

Unser Mondcamp befindet sich im Norden des Ibn-Bajja-Kraters, etwa 200 km vom Südpol entfernt, wo die Temperaturen aufgrund des höheren Einfallswinkels der Sonnenstrahlen nicht so extrem sind.

Der Bergrücken von Ibn Bajja ist fast ständig beleuchtet, ein Vorteil für die Beleuchtung der Basis und die Aufstellung von Solarzellen zur Stromversorgung der Ausrüstung. Ebenso konzentriert sich das Wassereis an den ständig beschatteten Stellen am Boden des Kraters.

Die Größe des Kraters, etwa 2000 m Tiefe, reicht aus, um das Wassereis aus den schattigen Bereichen im Inneren zu extrahieren und durch kontrollierte Sublimation mit Hilfe von Pipelines in flüssiges Wasser umzuwandeln. Nach der Extraktion wird ein Elektrolyseprozess durchgeführt, um Sauerstoff zum Atmen und Wasserstoff als Treibstoff für das Shuttle zu gewinnen.

Auf dem 450 m hohen Kraterrand ist die Kommunikation mit der Erde ausreichend, es wird kein zusätzlicher Satellit wie auf der dunklen Seite des Mondes benötigt.

 

Wie wollt ihr euer Mondlager bauen? Welche Materialien würden Sie verwenden?

Zum Aufbau des Lagers schicken wir modulare Teile, die vor Ort zusammengebaut werden, um die verschiedenen Strukturen zu errichten.

Wir müssen so wenig Platz wie möglich verwenden, um Energie für die Kühlung der Räume und eine effiziente Druckbeaufschlagung zu sparen. Aus diesem Grund ist die zentrale Hauptstruktur, in der sich die Wohnräume, der Fitnessraum, die Speisesäle und andere wichtige Räume befinden, aus kleinen Modulen mit Hexagone-Pflanzen zusammengesetzt.

Diese sechseckige Form ermöglicht es, nach und nach weitere Module hinzuzufügen, wenn die Besatzung wächst und mehr Menschen das Lager bewohnen, um die Astronauten und Instrumente darin unterzubringen.

Das Material für diese Strukturen sind miteinander verwobene Schichten aus Kevlar und Mylar für das Dach.

Das Gewächshaus wurde mit dem Hoberman-Expansionssystem gebaut, so dass sich die Struktur ausdehnt, wenn die Ökosysteme darin heranwachsen.

Zur Abdeckung der Außenseite des Gewächshauses und der Hauptwände des Gebäudes verwenden wir pneumatische Platten aus ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen), die transparent und mit Wasser gefüllt sind. Die Schwerkraft auf dem Mond beträgt ein Sechstel der Schwerkraft auf der Erde, so dass das Gewicht kein kritisches Problem für die Stabilität der Struktur darstellt.  

Dieses Gewächshaus und die Hauptwände sind durch eine doppelte Graphenschicht geschützt, die der Struktur Widerstandsfähigkeit verleiht. 

 

Erläutern Sie, wie Ihr Moon Camp den Astronauten zur Verfügung stehen wird:
Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Wie bereits erwähnt, haben wir beschlossen, das Wassereis mit Hilfe einer Pipeline, die einen kontrollierten Sublimationsprozess durchführt, vom Boden des Kraters zu holen.
Als Folge des Nulldrucks existiert Wasser nur in Form von Eis oder Dampf. Das Wassereis im Inneren des Kraters hat eine Temperatur von etwa -240 ºC, aber wenn die Temperatur auf -70 ºC ansteigt, sublimiert das Wasser in Dampfform.
Wir werden eine kleine Pipeline zum Boden des Kraters führen, die den extremen Kontakt mit dem Eis mit einem kleinen Heizer in der Pipeline aufheizt und die lokale Temperatur des Eises auf bis zu -70 ºC erhöht, um die Sublimation durchzuführen und den Dampf im Krater aufzufangen.
Danach wird das Wasser entsprechend seiner Verwendung verteilt, je nachdem, ob es in das Gewächshaus, in die Häuser oder in ein anderes Modul des Lagers fließt.
Im Moon Camp kann Wasser auch aus dem Recycling-Modul gewonnen werden, in dem Urin und Fäkalien der Besatzung recycelt werden.

Wie bereits erwähnt, wird ein Gewächshausmodul gebaut, in dem Lebensmittel für die Bewohner der Basis angebaut werden sollen. Die Idee ist, die Pflanzen im Gewächshaus in verschiedene Abschnitte zu unterteilen, je nachdem, wie viel Wasser sie für ihr Wachstum benötigen.
Wir werden eine Aquaponik-Anlage für den Anbau von Kräutern und Gemüse sowie für die Aufzucht von Fischen verwenden und dabei auch hydroponischen Gartenbau betreiben.

Als erneuerbare Energiequelle steht uns das Sonnenlicht zur Verfügung, das wir dank der Sonnenkollektoren, die wir in der Nähe des Lagers aufstellen werden, für die Energieversorgung nutzen werden.
Wir haben Stromgeneratoren, die die Wassersublimation nutzen, um eine Turbine zur Stromerzeugung anzutreiben; diese Energie wird genutzt und in Batterien gespeichert.
Für die Zeiträume, in denen die Sonnenstrahlen die Mondoberfläche nicht erreichen, zum Beispiel bei einer Sonnenfinsternis auf dem Mond, nutzen wir die in Batterien gespeicherte Energie.

Ein Teil des Wassers wird für das Energiekraftwerk bestimmt sein, wo es aufbereitet und durch einen Elektrolyseprozess in Sauerstoff für die verschiedenen Lebensräume umgewandelt wird.
Die Luft in der Erdatmosphäre besteht zu etwa 75 Prozent aus Stickstoff und zu 20 Prozent aus Sauerstoff.
Die Ökosysteme im Gewächshaus produzieren Sauerstoff und Kohlendioxid, der Stickstoff wird aus dem Recycling von Urin und Fäkalien im Recyclingmodul gewonnen.

Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für einen Ihrer Moon Camp-Astronauten

Organisation ist von grundlegender Bedeutung, um die Besatzung am Leben zu erhalten, daher müssen die mit der Kontrolle verbundenen Tagebuchaufgaben organisiert werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. 

Erstens muss der Druck im Inneren der Habitate kontrolliert werden, denn wenn es zu einem Druckverlust kommt, weil Luft aus den Habitaten austritt, können Menschen innerhalb von Minuten sterben.

Ein weiterer wichtiger Prozess ist die Elektrolyse, da bei diesem Verfahren Sauerstoff erzeugt wird, der den von den Pflanzen im Gewächshaus stammenden Sauerstoff ergänzt.

Was die Energie betrifft, so können wir zwar für einen kurzen Zeitraum Batterien verwenden, aber Sonnenkollektoren sind wichtig, um Energie für die Stromversorgung der Geräte und den Betrieb der Druckpumpen zu erzeugen.

Die Besatzung wird in Schichten eingeteilt, um alle vorgenannten Aspekte zu kontrollieren. Es muss eine Nachtschicht geben, damit jemand wach ist, falls ein Fehler oder ein Problem im System auftritt und es repariert werden muss.

Dann gibt es die Tagesschicht, in der jede Person eine andere Aufgabe in verschiedenen Bereichen des Lagers hat.

Jede Schicht hat Pausen, um zu essen und sich mit anderen Camp-Bewohnern in den Gemeinschaftsräumen auszutauschen, sich zu entspannen oder z. B. den Fitnessraum zu nutzen, ohne dabei ihre Schlafenszeit zu vergessen.


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