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: Mondbasis-Kernel

Michal-Bylina-Grundschule Nr. 310  Warschau    Polen 14 Erster Platz - ESA-Mitgliedstaaten

Externer Link für 3d

Beschreibung des Projekts

Der Name unseres Lagers, Moon Base Kernel, weist auf die Rolle hin, die es spielt. Es wird "der Samen" für einen größeren Lebensraum in der Zukunft sein.

Neben der intensiven Erforschung des Mondes und des Weltraums zielt dieses Camp darauf ab, die Anpassung des Lebens auf dem Mond zu untersuchen. Das zweite Ziel ist die Gewinnung von Elementen und Materialien für die Erde.

Die Crew besteht aus fünf Personen. Jeder von ihnen hat mehrere Spezialisierungen, die notwendig sind, damit eine solche Gruppe von Menschen unabhängig arbeiten kann.

Wir haben uns für ein Projekt entschieden, das keine fortgeschrittenen Arbeiten am Mondboden erfordert. Ein wichtiger Aspekt unseres Projekts ist seine Modularität. Wir setzen auf wiederholbare Komponenten, die eine einfache Erweiterung und Änderung der Module ermöglichen. Die geometrische Form der Module gewährleistet mechanische Stabilität.

Um ein Gleichgewicht zwischen der Größe des nutzbaren Raums und der Menge der für den Bau verwendeten Materialien zu finden, haben wir eine kompakte Struktur entworfen. Das macht es einfach, stabile atmosphärische Bedingungen für das Wohnen aufrechtzuerhalten. Gefährliche Geräte (z.B. RTG) befinden sich außerhalb des Lagers.

Der wichtigste Aspekt ist die Sicherheit. Das Camp ist mit etwa 1 m dickem Regolith bedeckt. Dies schützt vor Strahlung, Meteoriten und möglichen Temperaturschwankungen. Jedes Modul ist mit Zustandsüberwachungssystemen ausgestattet. Die Module sind durch Doppeltüren miteinander verbunden und verfügen über individuelle Notfallsysteme zur Lebenserhaltung.

Die Verbindung mit der Außenwelt wird durch Docks und Schleusen (1 technische und 2 für Astronauten) hergestellt, die auch als Garagen für Fahrzeuge dienen.

Die künstliche Schwerkraft wird durch elektromagnetische Spulen und Dauermagnete in den Schuhen realisiert. Die Stromversorgung der Elektromagnete wird durch das Magnetfeld in der Nähe des Schuhs geschaltet.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

In der Nähe der Mondpole

Warum haben Sie diesen Ort gewählt?

Wir haben uns für einen Krater in der Nähe des Südpols entschieden. Der Hauptgrund ist die Entdeckung der Eispräsenz in diesem Gebiet.

Das Innere von Kratern enthält eine dünnere Schicht aus losem Regolith. Ein solches Gebiet ist einfacher für die Vorbereitung der Baustelle und weniger problematisch für Lander (z. B. durch aufgewirbelten Staub).

Wir bevorzugen Standorte in der Nähe des Kraterhangs, um Zugang zu beiden Bereichen zu haben - dauerhaft im Schatten und dem Sonnenlicht ausgesetzt. Solche Standorte bieten uns die Nähe zum Eis und die Möglichkeit zur Nutzung der Photovoltaik. Die Nähe zum Kraterrand ermöglicht die Erkundung des dahinter liegenden Gebiets.

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

Die ersten Arbeiten werden von unbemannten Robotern ausgeführt. Sie werden das Terrain für die Gebäude vorbereiten. Die ersten Module werden mit von der Erde gelieferten Bauelementen gebaut. Um das Gewicht der transportierten Materialien zu minimieren, schlagen wir vor, die Wände innen mit Regolith zu füllen.

In einem nächsten Schritt werden Teile der Konstruktionen aus dem Regolith hergestellt. Er ist reich an chemischen Elementen wie Sauerstoff, Silizium, Eisen, Kalzium, Aluminium, Magnesium und Titan. Es wird möglich sein, Komponenten für die Lagerentwicklung herzustellen. Hierfür werden alle möglichen Methoden eingesetzt (chemische und thermische Verarbeitung, 3D-Druck, CNC-Maschinen).

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

In der Anfangsphase der Besiedlung wird das Wasser von der Erde transportiert. Für das Funktionieren der Basis werden jedoch große Mengen an Wasser benötigt. Daher soll in der nächsten Phase Wasser aus dem auf dem Mond abgebauten Eis gewonnen werden. Es soll in Form von Sauerstoff und Wasserstoff gespeichert werden, der durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen wird.

Das verwendete Wasser wird gereinigt und wiederverwendet. Andere Wasserquellen sind vom Menschen erzeugte biologische Abfälle (z. B. werden derzeit etwa 80% Wasser auf der ISS recycelt).

Das Aquarium, in dem das Verhalten von Wasserlebewesen auf dem Mond untersucht werden soll, dient auch als Wasserspeicher.

Folgende Produkte werden von der Erde geliefert: gefriergetrocknete Lebensmittel (pflanzlichen und vor allem tierischen Ursprungs), die für das reibungslose Funktionieren des menschlichen Körpers notwendigen Grundbestandteile (Vitamine, Aminosäuren, Mineralien, Proteine, Ballaststoffe, Kohlenhydrate usw.) sowie stickstoffhaltige Verbindungen, die für das Pflanzenwachstum unerlässlich sind.

Der botanische Garten (aerodynamische und hydroponische Pflanzen) und das Aquarium (Algen, Muscheln und andere Wasserorganismen) werden lokale Nahrungsquellen sein. Sie werden auch genutzt, um die Anpassung ausgewählter Arten zu untersuchen, da sie gegen raue Bedingungen immun sind.

Eine weitere Lösung ist eine innovative Methode des 3D-Drucks von Fleisch auf Pflanzenbasis.

Unser Stützpunkt verfügt über drei primäre Energiequellen: ein Fotovoltaik-Kraftwerk, einen radioaktiven thermoelektrischen Generator und Brennstoffzellen als Reserve oder vorübergehende Energiequelle (die sich aus Sicherheitsgründen außerhalb des Stützpunkts befindet). Die überschüssige Energie wird in hocheffizienten Batterien gespeichert.
Der Mond ist reich an Silizium, das für die Herstellung der nächsten photovoltaischen Zellen verwendet werden soll. Brennstoffzellen sind praktisch, weil sie Energie in Form von Sauerstoff und Wasserstoff nutzen können, der auch als Raketentreibstoff verwendet wird. Eine weitere Energiequelle wird Methan sein, das aus sich zersetzenden Pflanzen gewonnen wird.

Der Sauerstoff wird aus Wasser gewonnen und in Tanks gelagert. Stickstoff muss von der Erde geliefert werden, da es auf dem Mond nicht genug davon gibt. Das Camp verfügt über Systeme zur Rückgewinnung von Kohlendioxid oder zur Umleitung von Kohlendioxid für den Pflanzenanbau.
Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Atmosphäre (z. B. Sauerstoff, Druck, Feuchtigkeit) wird durch automatische Systeme gesteuert.
Die Ausgänge sind mit Schleusen ausgestattet - Dekompressionssysteme, um Luftverschwendung zu vermeiden, und Dekontaminationsanlagen, um gefährlichen Regolithstaub zu entfernen.
In den Schlafbereichen verwenden wir von der NASA empfohlene Luftreinigungspflanzen, um mögliche schädliche organische Verbindungen zu deaktivieren. Diese Pflanzen haben auch eine psychologische Bedeutung.

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

Aufgrund des menschlichen Tagesrhythmus ist die Länge des Tages im Camp die gleiche wie die des Erdtages, d.h. 24 Stunden. Wir haben uns für den Kommandanten entschieden, weil er eine ziemlich verantwortungsvolle Position innehat. Wir gehen von einer Aufteilung des Tages in drei etwa gleich große Teile aus: (1) Schlaf, (2) Mahlzeiten, Ruhe, Übungen, (3) Hilfe für die Mannschaft, schwere und leichte Arbeit.

Ein Beispiel für den Tagesablauf eines Kommandanten im Detail:

8.00 Wecken / Vorbereitung auf den Tag

8.30 Körperliche Übungen (1 Stunde)

9.30 Uhr Morgentoilette

10.00 Frühstück (1 Stunde)

11.00 Kontrolle der Lagerparameter

11.30 Uhr Zusammenarbeit mit dem Roboterbediener (1 Stunde)

12.30 Kontrolle der Workshop-Parameter (1 Stunde)

13.30 Uhr Mittagessen (1 Stunde)

14.30 Uhr Pause

15,00 Gespräch mit einem Arzt/Psychologen über den Zustand der Besatzung

15.30 Uhr Zusammenarbeit mit dem Botaniker bei der Forschung (1 Stunde)

16.30 Uhr Überprüfung der Parameter von Recyclingsystemen

17.00 Überprüfung der Parameter des Radioteleskops

17.30 Uhr Teambesprechung

18.00 Überprüfung der Lagerparameter

18.30 Uhr Abendessen

19.00 Pause / z.B. Schachspiel mit Programmierer (1 Stunde)

20,00 Kontakt mit der Erdbasis (1 Stunde)

21.00 Körperübungen (1 Stunde)

22.00 Überprüfung der Lagerparameter

22.30 Uhr Abendtoilette

23.00 Entspannung / Massage auf dem Stuhl

23.30 Vorbereitung auf den Schlaf


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