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: Moon Shot

UTC Portsmouth  Portsmouth    Vereinigtes Königreich 17, 16

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Der Bau unserer Mondbasis wird einige Jahre in Anspruch nehmen und eine vorübergehende Unterkunft für Astronauten bieten. Der Hauptzweck der Basis besteht darin, zu testen, wie sich die Umgebung einer unterirdischen Basis auf die Astronauten auswirkt, sowohl physisch als auch psychisch. Die durchgeführten Experimente werden denen der ISS ähneln und eine ähnliche Anzahl von regelmäßig wechselnden Besatzungsmitgliedern umfassen. Die maximale Anzahl an Personen sollte 8 betragen, kann aber auch auf 2 reduziert werden, so dass die Basis immer noch funktionieren sollte. Wie bereits erwähnt, wird die Basis zum Schutz vor Strahlung und Temperatur teilweise unterirdisch sein. Die Basis ist als vertikale, fast siloförmige Struktur konstruiert, die in ein vor dem Bau gegrabenes Loch abgesenkt wird. Der Grund dafür, dass der Aufbau mehrere Jahre dauern wird, liegt in den Bohrungen, die zur Vorbereitung der Basis erforderlich sind. Während das Loch weiter ausgehoben wird, werden einzelne Teile der Basis angeliefert und dann auf der Bohrmaschine verriegelt. Dies wird insgesamt sieben Mal geschehen, so dass acht im Boden verankerte Komponenten übrig bleiben. Die Basis besteht aus einem Lebensmittellager am Boden, einem Schlafsaal für die Astronauten, einem Medizinraum, einem Anbauraum, Kommunikations-, Energie- und Wassertanks und schließlich einer Luftschleuse und einem Ausgang aus der Basis. 

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Die Basis wird sich um den Südpol des Mondes befinden, möglicherweise um den Shackleton-Krater. Der Grund dafür ist die Möglichkeit, dass an einer bestimmten Stelle nahezu konstantes Licht herrscht, wie von Ben Bussey analysiert und auf der internationalen Konferenz der International Lunar Exploration Working Group über die Erforschung und Nutzung des Mondes in Sorrento, Italien, 2006 berichtet wurde. Dadurch könnte die meiste Zeit des Jahres nahezu konstante Solarenergie bereitgestellt werden, während andere Teile der Basis, ähnlich wie bei arktischen Basen, in Ruhe gelassen werden könnten. Dieser Standort würde auch die Erkundung von Rückständen in konstanter Dunkelheit ermöglichen, die möglicherweise Wasser enthalten, das für weitere Erweiterungen genutzt werden könnte, falls vorhanden.

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

Die Basis wird aus vorgefertigten Metallhabitaten bestehen, die zwischen den einzelnen Abteilen luftdicht verschlossen sind. Auf diese Weise kann jede Abteilung während des Baus der Basis in einer eigenen Mission nach oben befördert werden. Der Bau wird erfolgen, während sich die Bohrmaschine langsam weiter in den Untergrund gräbt. Aufgrund der umgebenden Erde sollte ein angemessener Schutz vor der Hintergrundstrahlung gegeben sein, und die Tatsache, dass sich der Wasserspeicher auf der Oberseite der Basis befindet, wird ebenfalls einen gewissen Schutz bieten, so dass die Luftschleuse der einzige Teil der Basis ohne indirekten Schutz vor Strahlung ist. Die zylindrische Form wird die Konstruktion der Basis erleichtern, da sie dann an die Größe des Lochs angepasst werden kann. Zusätzlich Da sie zylindrisch ist, wird sie dem Bodendruck viel besser standhalten können. Im Inneren wird es keine großen Unterschiede geben, um die Komplexität zu reduzieren, aber alle Wände werden isoliert sein, damit die Außentemperaturen des Mondes keine Schwankungen in der Mondbasis verursachen. 

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

Die Mondbasis muss vor allem vor drei Dingen schützen: vor der Strahlung, der Atmosphäre und den Temperaturen. Zum Schutz vor der Strahlung wird man unterirdisch bauen. Dennoch wird es eine Blei-Isolierung geben, um den Schutz der Astronauten zu gewährleisten. Die Astronauten werden regelmäßig Blutuntersuchungen erhalten, und aufgrund der Nachschublieferungen und der kurzen Missionsdauer von etwa 6 Monaten, ähnlich wie bei der ISS, sollten die Astronauten schnell behandelt werden können. Der nächste Bereich des Schutzes ist der Schutz vor der Atmosphäre, der durch die Verwendung von dicht schließenden Teilen mit zusätzlichen Dichtungen erreicht werden kann, um einen vollständig abgedichteten Innenraum zu gewährleisten. Durch den Einsatz von Lebenserhaltungssystemen kann die Atmosphäre innerhalb der Basis genau überwacht werden. Die letzte Gefahr ist die Temperatur, die das einzige Hindernis darstellt. Der Einsatz einer dicken Isolierung und temperaturregulierender Wärmepumpen könnte für zusätzliche Stabilität in der Umgebung sorgen.

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

Wasser wird alle 2 Monate oder etwa 56 Tage mit einer Rakete geliefert und von der Nutzlast in den Wassertank gepumpt. Dieser besteht aus 224 Litern pro Person, so dass bei einer maximalen Kapazität von 2000 Litern ein erwarteter maximaler Verbrauch von 1792 Litern möglich ist und immer noch genug Wasser für andere Zwecke wie die Einrichtung eines Aquaponik-Systems übrig bleibt. Da sich die Basis in der Nähe des Shackelton befindet, besteht außerdem die Möglichkeit, in den dunklen Teilen des Mondes gefrorenes Wasser zu finden. Dies wird einen weiteren Ausbau der Basis ermöglichen, um eine lunare Wasserquelle zu erschließen. Allerdings wären weitere Tests erforderlich, und zunächst wäre eine Versorgung von der Erde vorteilhaft, um sicherzustellen, dass die Basis funktioniert, bevor die komplexesten Systeme eingerichtet werden. Das Wasser wird auch recycelt, um sicherzustellen, dass immer nur die benötigte Menge an Wasser verwendet wird.

Die Verpflegung erfolgt in Form von Trockenrationen und MRE (meals ready to eat). Der Grund dafür ist, dass diese Art von Nahrung kein zusätzliches Wasser benötigt und über längere Zeiträume gelagert werden kann. Nach Gewicht und Abmessungen der militärischen MREs werden für den zweimonatigen Zeitraum zwischen den Versorgungsfahrten 1344 Mahlzeiten benötigt. Das Nettogewicht wird etwa 1000 kg betragen. Das bedeutet, dass die Lebensmittel und das Wasser in derselben Versorgungsrakete transportiert werden könnten. Die Verwendung von Rationen sollte alle benötigten Kalorien und Nährstoffe liefern. In der Basis wird es auch einen Anbauraum geben, in dem getestet werden soll, wie Pflanzen im Weltraum wachsen und schließlich zur Versorgung der Astronauten mit frischen Lebensmitteln genutzt werden könnten. Die angebauten Lebensmittel würden in Anzuchtbeeten mit Anzuchtlampen und Ersatzwasser für die Bewässerung der Pflanzen angebaut. Die angebauten Lebensmittel werden wiederum dazu verwendet, um zu testen, wie Lebensmittel außerhalb der Erde angebaut werden können.

Die Stromversorgung wird über Solarzellen erfolgen, und aufgrund des Standorts der Basis ist es wahrscheinlich, dass die Sonne ständig scheint, so dass nur genügend Batteriestrom zur Verfügung stehen muss, um sicherzustellen, dass die Lebenserhaltung auch bei Ausfällen weiter funktioniert. Für die Auswahl des besten Standorts für die Solarpaneele wären weitere Informationen erforderlich. Weitere genauere Berechnungen sollten für den Stromverbrauch der Basis angestellt werden, aber das Iss, das als Inspiration für die Basis dient, verbraucht etwa 80KW und kann bis zu 95KW aufnehmen.

Der größte Teil der Luft besteht aus Stickstoff, der Rest aus Sauerstoff. Die Luft wird eine beabsichtigte Mischung aus 80% Stickstoff und 20% Sauerstoff haben, allerdings wird es eine beträchtliche Menge an Kohlendioxid geben, das von Menschen produziert wird. Dies bedeutet, dass die Luft gefiltert werden muss, um Kohlenstoff aus der Luft zu entfernen und bei Bedarf Sauerstoff hinzuzufügen. Die Luftmischung muss vor der Ankunft der Astronauten eingestellt werden, und dann werden jeden Monat bis zu 448 kg Sauerstoff zugeführt. Damit wird die von der NASA angegebene durchschnittliche Aufnahme von 1 kg pro Tag und Person gedeckt. Bei einer Lagertemperatur von 50 °C kann dies nur 7 m3 im Lagerraum einnehmen.

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

Zweck der Mondbasis ist es, das Konzept einer unterirdischen Mondbasis zu testen. Die medizinischen Tests und die kurze Verweildauer vor Ort sollen möglichst viele Daten liefern und genaue Informationen liefern. Die Astronauten müssen sich jeden Tag medizinischen Tests unterziehen und die Ergebnisse verarbeiten, um genaue Informationen über die Person zu erhalten. Weitere Verfahren wie Aquaponik und Anzuchtbeete und möglicherweise die Wassergewinnung könnten in dieser Umgebung eingesetzt und getestet werden und ebenfalls reale Ergebnisse liefern, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein spontanes Versagen eines dieser Systeme den Ausfall der Basis verursacht.

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

Ein durchschnittlicher Tag dauert 16 Stunden und besteht aus einer Haupttätigkeit, z. B. der Durchführung medizinischer Tests, der Pflege von Kulturen, der Bedienung von Kommunikationsgeräten oder allgemeinen Wartungsarbeiten. Für jede Tätigkeit werden zwei Besatzungsmitglieder eingeteilt, d.h. es können Schichten eingeteilt werden, so dass immer mindestens eine Person im Dienst ist. Die beiden Astronauten, die die medizinischen Tests durchführen, werden im Laufe des Tages Tests an den anderen Astronauten durchführen und dabei Muskelmasse, Herzfrequenz, Sauerstoffgehalt, Blutdruck und Blutproben ermitteln. Diese Daten werden dann gesammelt und an das Kommunikationszentrum übermittelt, das sie an die Missionskontrolle weiterleitet. Die Besatzungsmitglieder, die mit den Pflanzen arbeiten, müssen sich vergewissern, dass alle Anbauflächen korrekt sind, sich um die Geräte und Leitungen kümmern und das Wachstum der Pflanzen überwachen. Die Kommunikationsmitarbeiter sind für die Übermittlung der Informationen von der Basis an die Einsatzleitung verantwortlich und stellen sicher, dass alle Kommunikationsmittel funktionieren. Das allgemeine Wartungsteam schließlich ist für die Instandhaltung der Ausrüstung an Bord und die Überwachung des Verbrauchs von Nahrung, Wasser, Energie und Luft zuständig.



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