Mond_Lager

Moon Camp Pioneers-Galerie 2020-2021

In Moon Camp Pioneers hat jedes Team die Aufgabe, mit Fusion 360 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: IESS FÜR DEN RAUM

I.E.S.S. EUROPÄISCHES GYMNASIUM  Reggio Emilia (RE)    Italien 17

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Das Projekt *PHILOL-HOUSE* verfügt über fortschrittliche Technologien, die den Astronauten dabei helfen werden, die beste Umgebung zum Leben zu schaffen und wissenschaftliche Forschungen auf höchstem Niveau durchzuführen.
Unser Team wird sich mit der Untersuchung der Mondumwelt befassen sowie mit einer eingehenden Analyse der Bodenzusammensetzung und des Lichteinfalls. Darüber hinaus wird sich unsere Mission auf die Erforschung der Wasserverfügbarkeit, der Wasservorräte und der Umgebungstemperaturen konzentrieren. Darüber hinaus werden wir uns mit der Entwicklung einer tatsächlichen Mondsiedlung befassen, die in der Zukunft auf unbestimmte Zeit bewohnt werden soll.
Die Basis wird sich in der Nähe des Nordpols in einer Lavaröhre im Philolaus-Krater befinden. Diese strategische Lage ermöglicht es den Astronauten, das Sonnenlicht (mit Solarzellen und Brennstoffzellen) und die reichhaltigen Wasservorräte zu nutzen. Da die Basis unterirdisch liegt, wird sie unsere Astronauten auch vor vielen Risiken schützen können; unter anderem bietet sie Schutz vor Meteoriten und Strahlung.
Die Siedlung wird aus vier Hauptgebäuden bestehen, die jeweils in zwei Bereiche unterteilt sind: einen oberen Teil, der als Wohnbereich dient, und einen unteren, der als Lagerraum genutzt wird.
Das Projekt *PHILOL-HOUSE* wurde untersucht, um Astronauten für einen langen Zeitraum zu beherbergen und eine autarke Siedlung zu schaffen, die lokale Ressourcen (wie Wasser, Regolith und Sonnenlicht) nutzt und diese wiederverwertet, um die Abfallmenge zu reduzieren

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir beschlossen, uns in einem Mondkrater namens Philolaus niederzulassen, 550 km vom Nordpol entfernt (72°13′12″N 32°52′48″W), in dessen Inneren sich eine Lavaröhre (15-30 Meter) befindet.
Die Lavaröhre wird die Astronauten vor den drei Hauptbedrohungen der lunaren Umgebung schützen: Strahlung, Meteoriten und Temperaturschwankungen. Da wir einen unterirdischen Unterschlupf gefunden haben, werden Meteoriten und Strahlung zu einem zweitrangigen Problem. Durch die Ansiedlung unter der Erde wird auch der äußere Temperaturbereich drastisch reduziert: Im Inneren der Lavaröhre beträgt die mittlere Temperatur etwa -4 F (-20 C).
Der Philolaus-Krater ist aufgrund seiner Lage die beste Option: Er befindet sich in der Nähe des Pols, was bedeutet, dass eine große Menge an Wasser zur Verfügung steht und die Sonneneinstrahlung hier viel länger ist als an anderen Orten auf dem Planeten.

Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken und Materialien, die Sie verwenden würden.

Zunächst werden ein Rover und ein Space Buggy, 3D-Drucker und Aluminiumteile mit einer Rakete zum Mond geschickt, um noch vor der Ankunft der Astronauten mit dem Bau des Lagers und der Einrichtung zu beginnen.
Unsere Basis besteht aus vier sich selbst aufblasenden Strukturen, die sich an die Morphologie der unterirdischen Umgebung anpassen; außerdem ist jeder "Raum" horizontal durch eine Aluminiumplatte unterteilt: Im oberen Teil befinden sich die bewohnbaren Bereiche, während im unteren Bereich zahlreiche Geräte (darunter ein Rover, Geräte für die Wiederverwertung von organischen Lebensmitteln und ein Wasseraufbereiter, Behälter für Lebensmittel, Wasser, Wasserstoff und Sauerstoff, medizinisches Zubehör, Brennstoffzellen und Elektrolysegeräte für die Gewinnung von Wasser und O2-Regolith) untergebracht sind.
Eine Rampe ermöglicht es dem Rover, in das Innere des Kraters zu gelangen, während jeder Wohnbereich über einen Durchgang verfügt, um den Teil unterhalb der bewohnbaren Räume zu erreichen, in dem sich die verschiedenen Werkzeuge befinden.
In unserem Mondcamp gibt es vier Lebensräume: Der erste ist das Gewächshaus, in dem die Pflanzen das von außerhalb des Kraters kommende Licht nutzen können, um die hydroponischen Systeme zu betreiben. Zweitens gibt es die Wohnung der Astronauten, die aus einem Schlafzimmer, einem Badezimmer, einer Küche und einem Wohnzimmer besteht. Drittens gibt es ein Labor, das für wissenschaftliche Forschungen genutzt wird, und schließlich einen Fitnessraum; sowohl im Fitnessraum als auch im Labor wird es Kommunikationszentren mit der Erde geben.

Die Umgebung auf dem Mond ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erklären Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird.

Unsere unterirdische Unterkunft wird es den Astronauten ermöglichen, ständig vor Strahlung, aber auch vor Meteoriten und Temperaturschwankungen geschützt zu sein. Sollten die Astronauten die Unterkunft verlassen, werden sie durch einen Raumanzug geschützt, der einen ausreichenden Schutz für die Zeit bietet, in der sie sich nicht in der Basis aufhalten.
Allerdings kann die Umgebung auf dem Mond auch den Körper des Astronauten schädigen, der dank der Fitnessgeräte gesund bleiben und ständig überwacht werden kann. Für den Fall, dass psychische Probleme auftreten, stehen Kommunikationsmittel und psychologische Hilfe zur Verfügung, die von der Erdsystemkontrolle bereitgestellt werden.

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

In den ersten Tagen auf dem Mond werden die Astronauten dank einiger von der Erde mitgebrachter Wasservorräte überleben. Danach wird das Wasser vom Mondpol geholt, wo die Wasservorräte besonders reichlich sind. Die Astronauten werden Drohnen einsetzen, die mit Licht- und Entfernungsmessern ausgestattet sind, um die geologische Beschaffenheit der Oberfläche zu überwachen, und Radar-Geoscanner, um nach Wasser im Untergrund zu suchen und zu verstehen, wo gegraben werden muss. Wasser ist hauptsächlich eisig, weshalb beheizte Werkzeuge erforderlich sind, um es aus dem Boden zu holen. Nach der Gewinnung wird das Wasser (in Form von Eis) mit Hilfe des Rovers zu unserer Mondbasis transportiert, wo es mit speziellen Reinigungsgeräten von Verunreinigungen befreit wird.

Die Astronauten werden in der ersten Zeit gefriergetrocknete Lebensmittel essen, die sie von der Erde mitgebracht haben. Danach werden sie mit dem Anbau von Mikrogemüse (das in nur 15 Tagen wächst) wie Tomaten, Brokkoli und Wirsing beginnen; dieses Gemüse wird in einem Hydrokultur-Gewächshaus angebaut.
Die Astronauten werden in der Lage sein, einige andere Gemüsesorten wie Spinat, Brunnenkresse, Rucola, Radieschen, Roggen, Quinoa, Schnittlauch, Erbsen und Lauch in einem Nährboden aus Regolith und organischen Abfällen als Dünger anzubauen.
Eine wichtige Nahrungsergänzung ist die Spirulina-Alge, die von der Erde stammt und einen hohen Nährstoffgehalt aufweist, der den Mangel an B- und C-Vitaminen ausgleicht.
Unser Team wird Kartoffeln und Süßkartoffeln anbauen, um den Bedarf an Kohlenhydraten zu decken. Sie werden auch einige getrocknete Lebensmittel essen, die von der Erde geschickt wurden.
Das Protein, das die Astronauten zu sich nehmen, wird von einem 3D-Drucker aus von der Erde mitgebrachten tierischen Proteinfäden hergestellt.

Die Energie wird direkt mit Hilfe von Glasfasern (die am Eingang gefiltert werden) genutzt, die die Lichtenergie in die unterirdischen Räume leiten, und sie wird während des Mondtages dank der am Pol in der Nähe unserer Basis installierten Sonnenkollektoren gespeichert. In der Mondnacht wird die Energie von den Brennstoffzellen geliefert, die sie zuvor tagsüber gespeichert haben (sie sind mit den Sonnenkollektoren verbunden). Brennstoffzellen sind auch eine Lösung für den Fall einer Mondfinsternis. Diese Energie kann für viele Zwecke genutzt werden, zum Beispiel für den Betrieb von LED-Lampen. Was die Antriebs- und Heizsysteme betrifft, so werden Wasserstoff und Methan unsere Energiequellen sein: Wasserstoff erhalten wir durch die Elektrolyse von Wasser (bei der auch Sauerstoff entsteht), während wir Methan aus der Kompostierung organischer Abfälle gewinnen; die anorganischen Abfälle (Kunststoffe und Metalle) werden durch einen 3D-Drucker recycelt.

Sauerstoff kann auf zwei Arten gewonnen werden: Zum einen kann er aus Regolith gewonnen werden; in diesem Fall muss er nach der Gewinnung gereinigt und dann in speziellen Behältern gelagert werden. Auch wenn Regolith große Mengen an Sauerstoff enthält, kann er für wichtige Zwecke auch durch Wasserelektrolyse gewonnen werden. Mit diesem einfachen Verfahren wird aus (zuvor gereinigtem) Wasser Sauerstoff und Wasserstoff gewonnen.
Der aus diesen Prozessen gewonnene Sauerstoff kann für das Überleben der Astronauten genutzt werden und wird dank spezieller Befeuchter zu atembarer Luft in Wohnräumen.

Erläutern Sie, was der Hauptzweck Ihres Mondlagers sein wird (z. B. kommerzielle, wissenschaftliche und/oder touristische Zwecke).

Der Hauptzweck unserer Erkundung ist wissenschaftlich: Erstens sind wir der Meinung, dass weitere Analysen der Umweltparameter auf dem Mond (wie Boden, Luft, Wasser und Lichtverhältnisse) und die Entwicklung fortschrittlicher Techniken zur Nahrungsmittelproduktion notwendig sind. Zweitens würde die Besiedlung des Mondes die Anpassungsfähigkeit des Menschen testen und verbessern, was für weitere künftige Besiedlungen nützlich sein könnte; schließlich wäre eine Basis auf dem Mond als Zwischenschritt zu noch weiter entfernten Orten wie dem Mars, der das künftige Ziel vieler Raumfahrtbehörden ist, äußerst praktisch.

Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für Ihre Moon Camp Astronautencrew.

Die Astronauten wachen nach dem regulären 8-Stunden-Schlaf auf. Sobald sie wach sind, frühstücken sie. Dann verbringen sie eine Stunde im Fitnessstudio mit ihrem täglichen Training, das zuvor von Experten geplant wurde, um die Muskelmasse der Astronauten zu erhalten.
Nach dem Training wird ein Astronaut mit der Verwaltung des Gewächshauses betraut, während der übrige Teil der Besatzung im Labor forscht: Das Team wird die Schwerkraft und ihre Auswirkungen wie den Masseverlust, aber auch die Strahlung, den richtigen Umgang mit ihr und die Möglichkeiten ihrer Ausnutzung untersuchen.
Nach dem morgendlichen Arbeitsprogramm nehmen die Astronauten ihr Mittagessen ein.
Am Nachmittag können die Astronauten eventuell auftretende technische Probleme lösen oder mit ihrem Space Buggy die Umgebung erkunden, um Daten zu sammeln: Bodenproben nehmen, Temperatur- und Lichtverhältnisse aufzeichnen, Technologien testen, die auf dem Mars eingesetzt werden könnten, die Zusammensetzung von Meteoriten analysieren und schließlich einen Blick auf das Universum ohne Störungen oder Atmosphäre werfen. Wenn die Astronauten beschließen, längere Strecken zurückzulegen, können sie den Rover einsetzen, der zuvor mit Laborgeräten oder einem großen Teleskop ausgestattet wurde, wobei sie daran denken müssen, Luftvorräte mitzunehmen.
Am Ende des Tages speichert die Besatzung die gesammelten Daten und stellt dann eine Verbindung zur Erde her, um dem Hauptquartier die neuen Entdeckungen des Tages zu melden und zu erklären. Es könnte eine Gelegenheit sein, mit Verwandten zu sprechen.
Nach einer weiteren Trainingseinheit essen die Astronauten zu Abend und gehen schlafen.



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