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: Halbmondbewohner

Lycée Français Charles Lepierre  Lissabon    Portugal Dritter Platz - ESA-Mitgliedstaaten und Kanada

Externer Link für 3d

Beschreibung des Projekts

Unsere Mondbasis wird von Rovern unterirdisch gebaut, bevor die Menschen für einen langfristigen Aufenthalt ankommen. Die Basis wird nicht sofort vollständig gebaut werden, sondern es wird einige Zeit dauern, aber sie könnte in den nächsten 10 Jahren fertiggestellt werden. Die In-Situ-Ressourcennutzung der Materialien des Mondes wird für den Bau der Basis und die Versorgung unserer Besatzung von wesentlicher Bedeutung sein. Die Basis wird durch dicke Wände aus Regolith und Erde, die die äußeren und unterirdischen Module verstärken, vor äußeren Bedrohungen wie Mikrometeoriten, Strahlung oder Druckabfall geschützt sein. Die Unterstützung durch 3D-Drucker und Rover wird unerlässlich sein, da sie die Basis und die benötigten Werkzeuge bauen werden. Darüber hinaus könnten außen aufblasbare, autonome Forschungseinrichtungen wie z. B. ein Teleskop eingesetzt werden. Eine permanente Mondbasis könnte der Erforschung des Weltraums durch den Menschen neue Impulse geben, da die Bedingungen für den Start von Raketen einfacher wären und reichlich Treibstoff aus der Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zur Verfügung stünde.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

In der Nähe der Mondpole

Warum haben Sie diesen Ort gewählt?

Der Südpol des Mondes ist der bekannteste Bereich der Mondoberfläche, von dem jeder Quadratmeter gründlich untersucht und kartiert wurde. Der Mond hat eine Achsneigung von 1,54 Grad, so dass es am Nord- und Südpol ständig schattige Regionen gibt, die große Eisvorkommen enthalten, sowie Gebiete, die über einen längeren Zeitraum Sonnenlicht enthalten (z. B. in der Nähe des Shackleton-Kraters), was für die Autonomie der Basis und darüber hinaus für den Temperatur- und Strahlenschutz äußerst nützlich sein wird. Schließlich wird sich unsere Basis in Kratern am Südpol des Mondes befinden, in der Nähe des Shackleton-Kraters.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Um eine zuverlässige Wasserquelle auf dem Mond zu haben, würde das Wasser zunächst aus den Abfällen der Mondbasis recycelt werden. Zweitens befindet sich das Lager an den Mondpolen in der Nähe von Mundeis, das abgebaut und zu Wasser aufbereitet werden kann. Rover werden das Eis mit thermischen Bohrern und Mikrowellen aufspüren und abbauen. Anschließend könnte das Wasser durch Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten und für die Landwirtschaft und den menschlichen Konsum verwendet werden.

Unsere Basis wird unsere Astronauten mit von der Erde mitgebrachten Vorräten und Pflanzen versorgen, die als Samen auf den Mond gebracht werden und dort hydroponisch wachsen. Die von der Erde mitgebrachten Mahlzeiten werden rehydrierbar sein und in schnell zu servierenden und leichten Verpackungen enthalten sein, die für den 3D-Druck wiederverwendbar sind. Algen (Chlorella Vulgaris) würden die Besatzung mit fast allen essenziellen Vitaminen, Aminosäuren und ausreichend Fetten versorgen, und Pflanzen wie Kartoffeln und Gemüse, die in Hydrokultur angebaut werden, würden mit einer Lösung aus Wasser und Nährstoffen ernährt, ohne dass Schmutz oder schwere organische Düngemittel verwendet werden, und die Ernährung der Astronauten mit Kohlenhydraten ergänzen.

Die anfängliche Hauptstromquelle für unsere Mondbasis werden Kernspaltungsreaktoren namens Kilopower sein. Das Projekt und die Entwicklung der Kilopower werden von der NASA geleitet und bieten 1 bis 10 Kilowatt Energie kontinuierlich für 12-50 Jahre, außerdem sind die Reaktoren leicht und vier von ihnen könnten die Basis mit einer vierköpfigen Besatzung leicht mit Strom versorgen. In der Endphase der Basis und zur Unterstützung einer größeren Besatzung könnten Brennstoffzellen eingesetzt werden, die den Sauerstoff und Wasserstoff aus der Elektrolyse von Wasser zur Stromerzeugung nutzen. Zur Unterstützung der Rover werden jedoch auch einige Sonnenkollektoren eingesetzt.

Um unsere Astronauten mit Atemluft zu versorgen, würde die Hauptquelle die Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff sein:
2 H2O → 2 H2 + O2 (bitte beachten Sie, dass bei diesem Prozess die doppelte Menge an Wasserstoffmolekülen freigesetzt wird und Wasserstoff außerdem leicht entflammbar und explosiv ist, so dass seine Lagerung mehr Sorgfalt und Platz erfordert). Darüber hinaus könnten auch Algen (Chlorella Vulgaris) und Pflanzen helfen, indem sie CO2 verbrauchen, Sauerstoff freisetzen und flüchtige und flüssige organische Schadstoffe wie Ammoniak oder Benzol, die durch die Anwesenheit von Menschen und Maschinen im System entstehen, auf natürliche Weise entfernen.

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

Die Basis würde auf den Kratern am Südpol des Mondes mit Rovern errichtet werden. Ein kreisförmiges, entfaltbares Modul würde in einem Krater positioniert und mit Mondstaub bedeckt, dann würden zwei weitere Module angebracht und wieder bedeckt, das letzte Kuppelmodul würde positioniert, aber diesmal durch eine 3D-gedruckte Wand aus einer Paste aus Regolith geschützt, die mit den nach außen führenden Luftschleusen verbunden ist. Das Gleiche würde in einem anderen nahe gelegenen Krater gebaut werden, der durch ein aufblasbares röhrenförmiges Modul verbunden ist. Ein Aufzug ermöglicht den Durchgang zwischen den Etagen. Das Hauptmaterial ist eine Aluminiumlegierung, die zusammen mit Regolith den Druck im Inneren aufrechterhält.

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

In der unterirdischen Mondbasis werden die Astronauten vor äußeren Bedrohungen wie Mikrometeoriten, Trümmern, extremen Temperaturen und Strahlung geschützt sein. Das Lager sorgt für atembare Luft, versorgt die Besatzung mit allem, was sie braucht, und schützt sie vor Mondstaub, der nach langer Exposition Lungen und Gehirnzellen zerstören würde. Um dies zu verhindern, werden die Astronauten routinemäßig überwacht, und die Raumanzüge werden automatisch gereinigt, bevor sie die Schleusen verlassen.

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

Ein typischer Tag für unsere 4 Astronauten besteht darin, früh aufzuwachen und eine Stunde Zeit zu haben, um zu essen, sich zu waschen, die Zähne zu putzen und sich für den Morgen fertig zu machen. Nachdem sie über Nacht vom Kontrollzentrum ihren Zeitplan erhalten haben, widmet sich jeder Astronaut den ihm zugewiesenen Aufgaben: Durchführung von Experimenten, Überprüfung der Ausrüstung, Ernte und Algen, Steuerung der Außenrover für verschiedene Missionen, Durchführung astronomischer Forschungen und so weiter. Gegen 1300-1400 Uhr essen die Astronauten gemeinsam oder allein zu Mittag, bevor sie ihre Aufgaben fortsetzen. Am Nachmittag muss die Besatzung Wartungsarbeiten an der Basis, den Maschinen und Systemen durchführen, um sicherzustellen, dass alles funktioniert und gereinigt ist, denn auch Mondstaub kann durch die EVA-Anzüge in die Basis eindringen und zu einem ernsten Gesundheitsproblem werden. Die Schwerkraft auf dem Mond beträgt ein Drittel der Schwerkraft auf der Erde, so dass die Astronauten trainieren müssen, um ihre Muskel- und Knochenmasse zu erhalten, und deshalb widmet das Team mindestens eine Stunde dem Training. 

Gegen 2000 Uhr kann das Team zu Abend essen, bevor es Zeit hat, mit seinen Angehörigen Kontakt aufzunehmen und sich zu entspannen, bevor es schließlich ins Bett geht. 

Die Besatzung muss sich wöchentlich im Kontrollzentrum melden und kann manchmal besondere Aufgaben wie eine EVA oder Ereignisse haben, z. B. eine Zeremonie zur Übergabe des Kommandos oder eine Übertragung vom Mond zur Erde, die im Voraus geplant ist. Außerhalb der täglichen Routine sind Gesundheitskontrollen obligatorisch, und die Besatzung kann an gemeinsamen Aktivitäten teilnehmen (z. B. einen Film ansehen).


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