Mond_Lager

Moon Camp Explorers-Galerie 2019-2020

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: Betta-Team

Gytool  Olomouc    Tschechische Republik

Externer Link für 3d

Beschreibung des Projekts

Unser Mondlager besteht aus 6 Pyramiden:

1/ die Pyramide der Kosmonauten - die Kosmonauten schlafen, essen und trinken dort

2/ das Labor konzipiert für die Durchführung wissenschaftlicher Experimente

3/ die Dienstleistungspyramide beherbergt sauerstofferzeugendes C.O.W.-System, Hauptbatterien, Wasserversorgung und Recycler

4/ die Garage zum Abstellen von Rovern und Raumflugzeugen, die mit der Basis verbunden sind, um das Lebenserhaltungssystem funktionsfähig zu machen

5/ das Gewächshaus beherbergt die Pflanzen, die zusätzlichen Sauerstoff produzieren, was die Astronauten an ihre Heimat erinnert

6/ die Turnhalle beherbergt Trainingsgeräte, die von den Astronauten täglich benutzt werden, um die Auswirkungen der geringen Mondgravitation auf ihren Körper zu verringern.

Die Basis ist bei voller Funktionstüchtigkeit mit 2 Rovern und 2 Raumflugzeugen für die An- und Abreise ausgestattet. Es bietet Platz für bis zu 6 Astronauten. Die Raumflugzeuge haben auch Reservetreibstoff an Bord, um die Erkundung eines beliebigen Gebiets auf dem Mond zu ermöglichen, wo verschiedene Experimente durchgeführt werden können.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

In der Nähe der Mondpole

Warum haben Sie diesen Ort gewählt?

Unsere Basis befindet sich in der Nähe des Südpols auf dem Rand eines Kraters, weil dort nahezu konstantes Sonnenlicht herrscht, das eine effiziente Nutzung der drehbaren Solarpaneele ermöglicht, und weil es Orte mit permanenter Dunkelheit gibt (z. B. Kraterböden) - perfekt für Systeme, die anfällig für Überhitzung sind. Minimale Temperaturschwankungen verringern den Energiebedarf für die Heizung/Kühlung der Basis und ermöglichen die Verwendung von Materialien mit niedrigerem Schmelzpunkt, z. B. Lithium. Sonden, z. B. der Lunar Reconaissance Orbiter, haben beträchtliche Mengen an Eis entdeckt, das als Notfallquelle für Wasser und Sauerstoff (bei Elektrolyse) genutzt werden kann.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Unsere Basis produziert Wasser mit Hilfe des C.O.W.-Systems, indem sie das durch die Atmung erzeugte CO2 filtert und es fest werden lässt. Nach der Abtrennung erfolgt die Sabatier-Reaktion CO2+4H2→CH4+2H2O. Wasserstoff, der als Treibstoff für den Hinflug verwendet wird, wird in eine Kammer mit 400ºC und erhöhtem Druck gepumpt, um mit CO2 zu reagieren und Methan zu erzeugen, das von Raumflugzeugen als Treibstoff für den Erdflug verwendet wird. H2O wird elektrolysiert, der erzeugte Wasserstoff wird zurück in die Kammer gepumpt, um die Reaktion am Laufen zu halten, und Sauerstoff wird herausgelassen und zum Atmen verwendet. Außerdem gibt es einen Roboter, der Eis zur Wassergewinnung abbaut. Ein Urinaufbereiter verwendet das bereits produzierte Wasser wieder.

Unser Gewächshaus ist die Hauptnahrungsquelle, und dort werden vor allem Hülsenfrüchte angebaut, weil sie viele Proteine, Kohlenhydrate und Ballaststoffe enthalten, d. h. Dinge, die für den menschlichen Körper wichtig sind. Um die Vielfalt der Nahrung zu erhalten, werden auch einige Früchte und Gemüse angebaut. Die Kosmonauten werden gelegentlich Fleisch, Fisch, Schokolade und andere Leckereien essen, die in getrockneter Form von der Erde mitgebracht werden. Das Gewächshaus ist so konzipiert, dass die Basis auch ohne von der Erde gelieferte Lebensmittel überleben kann. Das Wohnmodul enthält Notvorräte für 6 Tage, d.h. Batterien, dehydrierte Lebensmittel, einen kleinen Wassertank für die Wasserversorgung und einen Lufteinlass vom C.O.W.-System.

Unsere Basis verfügt über zwei Hauptstromquellen - eine 125 Quadratmeter große Anordnung drehbarer Solarpaneele, die so programmiert sind, dass sie der Sonne nachgeführt werden, um maximale Energie zu erzeugen, und die auf dem Kraterrand in der Nähe der Basis stationiert sind. Die zweite Quelle sind 12 radioisotopische thermoelektrische Generatoren (RTG), die im Krater in ständiger Dunkelheit stationiert sind, um eine Überhitzung zu vermeiden und ihnen einen größeren Temperaturunterschied zwischen den heißen und kalten Enden der Schaltkreise zu verleihen, so dass sie dank eines stärkeren Seebeck-Effekts mehr Strom erzeugen. Für den Fall, dass beide Systeme ausfallen, sind sowohl die Wohn- als auch die Versorgungspyramide mit Batterien ausgestattet, die den Betrieb der Basis bis zum Eintreffen der Rettungskräfte aufrechterhalten.

Das C.O.W. produziert eine Menge Sauerstoff, Wasser, Methan und Wasserstoff. Es wird viel Strom benötigt, um den Druck und die Temperatur für die Sabatier-Reaktion aufrechtzuerhalten, Wasser zu pumpen, Luft in das System zu leiten, es zu kühlen, um das Kohlendioxid abzutrennen, und den Sauerstoff wieder in die Luft zurückzuführen. Wenn der Stromverbrauch gesenkt werden muss, kann C.O.W. mit Ausnahme der Luftzufuhr und der Sauerstoffabgabe abgeschaltet werden. Es funktioniert im Notfallmodus unter Verwendung von Kalium-Superoxid-Pellets:
4KO2+2H2O → 4KOH+3O2
2KOH+CO2 → K2CO3+H2O
4KO2+2CO2 → 2K2CO3+3O2
Dadurch wird der Stromverbrauch stark reduziert. Das Habitat-Modul enthält Sauerstoffvorräte für 6 Tage.

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

Wir schicken zwei Bauroboter, Pyramidensegmente aus Stahl und Titan, RTGs, Sauerstoff (zur Druckbeaufschlagung der Module) und Sonnenkollektoren mit einem Himmelskran auf die Oberfläche. Der erste Roboter baut die Pyramiden, Solarpaneele und RTGs zusammen, der zweite gräbt Regolithblöcke aus, mit denen er die Seiten der Pyramiden bedeckt. Der Regolith ist geschmolzen, um sie vor Mikrometeoroiden und Strahlung zu schützen. Die interne Ausrüstung besteht aus Aluminiumlegierungen oder Kunststoff. Die Roboter verbleiben in der Nähe der Basis, um später genutzt zu werden. Die ersten beiden Expeditionen mit jeweils 3 Kosmonauten stellen die Basis fertig und testen die Systeme. Die nächsten Expeditionen bringen wissenschaftliche Experimente mit und beginnen mit der Erkundung.

 

Die Mondumgebung ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erklären Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird.

Die Basis wird sie dank der geschmolzenen (jetzt kalten und festen) Regolithschicht auf den Pyramiden schützen, die zusammen mit der Stahlkonstruktion den Großteil der Strahlung abschirmt und kleine Mikrometeoriteneinschläge übersteht. Die Schicht reduziert auch die Temperaturschwankungen, was den Energiebedarf weiter verringert. Alle Pyramiden haben mindestens eine Luftschleuse, d.h. ein Kosmonaut mit einem EVA-Anzug kann von jedem Teil der Pyramide aus EVA machen oder zur Basis zurückkehren. Zahlreiche Luftschleusen verringern das Risiko, bei einer EVA zu stranden (es gibt kein funktionales Modul mit einer funktionalen Luftschleuse), und sie vereinfachen den Umgang mit schweren oder großen Gegenständen.

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

Ein typischer Tag für einen Kosmonauten beginnt um 7:30 Uhr. Nach der morgendlichen Hygiene folgt das Frühstück, das aus den Pflanzen des Gewächshauses der Basis zubereitet wird, und gegen 9 Uhr beginnt der Arbeitstag. Steht die Erkundung eines anderen Teils des Mondes auf dem Programm, können die Kosmonauten mit dem Rover zu dem Ort fahren und den ganzen Tag dort bleiben, um die Experimente durchzuführen, oder, wenn der Ort weit von der Basis entfernt ist, beispielsweise in der Nähe des Mondäquators, mit einem der Shuttles dorthin fliegen. In diesem Fall kehren die Kosmonauten am nächsten Tag zur Erde zurück. Wenn keine Erkundung geplant ist, werden stattdessen verschiedene Experimente in der Basis oder in deren Nähe durchgeführt - dies nimmt die gesamte Zeit bis zum Mittag in Anspruch. Zur Mittagszeit auf der Erde können die Kosmonauten im Wohnmodul ihr Mittagessen genießen, das wie das Frühstück aus Gewächshauspflanzen zubereitet wird, allerdings aus verschiedenen Pflanzenarten, um etwas Abwechslung zu schaffen. Der Nachmittag ist der Reparatur defekter Systeme und der Wartung funktionierender Systeme gewidmet, der Reinigung, sowohl von innen als auch durch EVAs, und einigen weiteren Experimenten nach Abschluss der Wartungsarbeiten. Am späten Nachmittag trainieren die Kosmonauten auf dem Übungsinstrument, um die Auswirkungen der geringen Mondgravitation auf ihren Körper zu verringern. Gegen 20 Uhr wird das Abendessen serviert, danach haben die Kosmonauten Freizeit. Sie können das Internet nutzen, Sport treiben, Spiele spielen, lesen oder etwas anderes tun, das keine Gefahr für sie oder die Basis darstellt. Ausgangssperre ist um 22 Uhr.


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