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: Cebullion

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Polen 14 oder jünger, 16, 18

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Unsere Basis befindet sich am Boden des Shackleton-Kraters, in der Nähe des Südpols des Mondes. Sie wird aus einer aufblasbaren kugelförmigen Kuppel aus Kevlar 29 bestehen, die zur Hälfte in die Mondoberfläche eingegraben und zur anderen Hälfte mit Regolith bedeckt wird. Die andere Hälfte ist mit Regolith bedeckt. Der nächste Teil wird ein Bogen aus Mondziegeln sein, der als Garage und als Raum außerhalb der Basis dient und gleichzeitig vor Strahlung geschützt ist. Ziel unserer Basis ist es, den Mond zu erforschen, um die Welt um uns herum besser zu verstehen, die Auswirkungen eines langfristigen Aufenthalts des Menschen im Weltraum zu prüfen und die Möglichkeit der Gewinnung von He-3 aus dem Mondregolith zu untersuchen. Die Basis soll so leicht wie möglich sein, daher werden die Kuppeln (Kugeln) aufgeblasen, und die geplante Garage wird nur aus Materialien vom Mond bestehen. Die Basis wird Platz für 4 Astronauten bieten und aus fünf Stockwerken bestehen. Jedes Stockwerk wird eine andere Funktion haben. Das Innere der Basis wird so gestaltet, dass die Astronauten den größtmöglichen psychologischen Komfort haben und gleichzeitig die geringstmögliche Masse von der Erde gesendet wird, z.B. Kunststoff auf Holz stilisiert. In Zukunft soll die Basis autark sein, dazu kann sie leicht (mit Rovern, die sich bereits auf der Mondoberfläche befinden) um Segmente mit mehr Hydrokulturen erweitert werden.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir planen den Bau einer Basis am Südpol des Mondes im Shackelton-Einschlagskrater. Da die Mondbahn nur 5 Grad von der Ekliptik abweicht, befindet sich das Innere dieses Kraters in ewiger Dunkelheit, so dass die Astronauten durch den Schatten des Kraters vor kosmischer Strahlung und radikalen Temperaturschwankungen geschützt sind. Außerdem kann man in dem schattigen Krater Wasser in Form von Eis finden. Die große ebene Fläche im Inneren des Kraters ist sehr nützlich für Landeplätze, zukünftige Straßen und die Erweiterung der Basis. Die Gipfel entlang des Kraterrandes werden fast ununterbrochen vom Sonnenlicht beleuchtet, da sie etwa 80-90% jeder Mondumlaufbahn der Sonne ausgesetzt sind, so dass wir in der Lage sind, eine Solarfarm zu errichten, um die Basis kontinuierlich mit Strom zu versorgen.

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

In der ersten Phase werden zwei Arten von Rovern auf die Oberfläche des Mondes gebracht. Einer zum Ausgraben der Oberfläche und einer zum Einebnen / Bedrucken mit Regolith. Die Bagger werden sich darum kümmern, eine Grube für die aufblasbare Basis zu graben oder einen der kleineren Krater so anzupassen, dass er unter die Kugelstrukturen passt. Gleichzeitig wird mit dem Bau des Bogens (Garage) begonnen. Der Bogen wird aus Mondregolith-Ziegeln gebaut, die in speziellen Solardruckern gebrannt werden. Diese Ziegel werden so auf die aufblasbare Oberfläche gelegt, dass sie einen stützenden Bogen bilden (wie römische Aquädukte). Wenn alle Ziegel verlegt sind, wird die aufgeblasene Oberfläche entfernt, wodurch ein großer Raum unter dem Bogen entsteht, den wir frei nutzen können. Das Gelände unter dem Bogen wird ebenfalls abgesenkt, damit wir mehr Platz zur Verfügung haben. Die Basis selbst wird aus Kevlar 29 hergestellt und in einem ausgehobenen Halbkreis platziert und dann aufgeblasen, um den gesamten Raum der Grube zu füllen. Die Kugel wird so platziert, dass man beim Verlassen der Basis (Wohnteil) sofort in den Bogen gelangt. In der nächsten Bauphase werden die Basis und der Bogen zum Schutz vor Strahlung mit einer Regolithschicht bedeckt. Sie werden mit einem Rover mit einem Drucker eingegraben, der die Schutzstruktur langsam Schicht für Schicht aufbaut. Die sich bewegenden Drucker werden von den zuvor benötigten Grabungsbaggern unterstützt.

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

Die größte Gefahr auf der Mondoberfläche sind kosmische Strahlung und Mikrometeoriten. Das erste Sicherheitsmerkmal ist die Lage der Basis selbst, die sich in einem tiefen Krater befinden wird. Die nächste Stufe des Schutzes ist eine dicke Regolithschicht auf dem Wohnbereich und der Garage. Die Basis ist so konzipiert, dass die Astronauten möglichst wenig der Strahlung ausgesetzt sind, so dass sie beim Verlassen des Wohnbereichs sofort durch das große Garagendach geschützt sind. Eine Garage ist ein Ort, an dem unsere Astronauten Arbeiten ausführen können, die viel Platz benötigen oder außerhalb der Basis durchgeführt werden müssen, z. B. die Wartung der Rover oder das Auspacken von Vorräten von der Erde. Im Notfall werden unsere Astronauten auf die unterste Ebene der Basis hinabsteigen, wo sie am besten vor Strahlung geschützt sind. Sonneneruptionen müssen überwacht werden, um die Sicherheit der Astronauten zu gewährleisten.

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

Im Inneren des Shackleton-Kraters findet die Crew Wasser in Form von Eis. Um Trinkwasser zu erhalten, muss das Eis geschmolzen werden. Das Wasser sollte in einer Wasseraufbereitungsanlage aufbereitet werden, da das Wasser verunreinigt sein kann. Zu den weiteren Aufgaben der Wasseraufbereitungsanlage gehört die Überwachung des Wassers und die Bereitstellung der geschätzten Wasservorratsmenge. Sie hilft bei der Verwaltung der Grundversorgung. Das Wasser wird aus dem Urin und der Atmosphäre der Basis recycelt, wodurch der Wasserkreislauf geschlossen wird und fast alles Wasser wiederverwendet werden kann.

Zu Beginn der Einrichtung des Stützpunktes werden die Nahrungsmittel durch Dienstleistungen aus dem Boden bereitgestellt. Im Laufe der Zeit sollte jedoch die Menge der in der Basis produzierten Lebensmittel erhöht werden, um die Selbstversorgung zu erreichen. Die Nahrungsquelle ist die Hydroponik auf dem Basisdeck. Der Vorteil dieser Lösung ist die große Vielfalt der verfügbaren Pflanzen. Sie können speziell für die Ernährung der Astronauten ausgewählt werden, um ihnen den erforderlichen Nährwert zu bieten. Die Basis wird auch mit Insektenfarmen ausgestattet sein, in denen Insekten gehalten werden, um die Ernährung der Besatzung zu diversifizieren und eine leicht zu erhaltende Proteinquelle zu bieten. Die Zusammensetzung der Ernährung wird mit Ernährungswissenschaftlern auf der Erde abgestimmt, um die Ernährung an die Bedürfnisse der Besatzung anzupassen. Dies wird die Gesundheit der Astronauten erhalten.

Die Elektrizität wird hauptsächlich aus Sonnenkollektoren gewonnen. Die Paneele werden an der Spitze des Kraters angebracht, wo sie fast immer beleuchtet sind (weil der Krater am Südpol liegt) und mit der Basis durch ein Kabel verbunden sind, das von den Rovern auf seiner gesamten Länge mit einer Regolithschicht bedeckt wird (zum Schutz vor Mikrometeoroiden). Geräte wie die Rover werden durch thermoelektrische Radioisotopengeneratoren angetrieben (hauptsächlich Rover, die vor dem Bau der Solarfarm aufgestellt wurden). In einer Mondnacht wird die Energie aus Batterien gewonnen; Wasserstoff, der vom Minenfahrzeug angesammelt wird, und Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser erzeugt wird, wenn zu viel Energie vorhanden ist (z. B. durch Sonnenkollektoren am Tag).

Die Luft ist ein wesentlicher Bestandteil des LSS (Life Support System). Die Luft besteht größtenteils aus Sauerstoff und Stickstoff, deren Verhältnis der Erdatmosphäre so ähnlich wie möglich sein sollte. Um das Mischungsverhältnis der Luft zu erhalten, wird die Basis mit Sensoren ausgestattet, die die Zusammensetzung der Basisatmosphäre messen und korrigieren. Zu Beginn wird die Luft von der Erde transportiert. In den nächsten Schritten wird die Basis Luft aus Wasserelektrolyse erzeugen. Das Lebenserhaltungssystem wird nicht nur Sauerstoff zuführen und Kohlendioxid aus der Atmosphäre der Basis entfernen, sondern auch die Ansammlung von Gasen wie Ammoniak und Aceton verhindern, die der Mensch in geringen Mengen abgibt.

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

Ziel unserer Basis ist es, den Mond zu untersuchen, um die Auswirkungen eines langfristigen Aufenthalts des Menschen im Weltraum zu prüfen und die Möglichkeit der Gewinnung des seltenen Heliumisotops (He-3) von der Oberfläche zu untersuchen. Helium-3 ist ein potenzieller Brennstoff der Zukunft, der in fortschrittlichen Fusionsreaktoren zur Stromerzeugung auf der Erde verwendet werden kann. Wir werden dieses Isotop mit einem lunaren Bergbaufahrzeug gewinnen. Das Fahrzeug fördert und verarbeitet Mondregolith und bewegt sich langsam auf einer festgelegten Bahn über den Mondboden. Ein Minenfahrzeug kann in einem Jahr etwa 66 kg He-3 gewinnen. Es arbeitet nur an Mondtagen, da es viel Energie benötigt, die unsere Basis von der Sonne erhält. Das Fahrzeug gewinnt viele chemische Verbindungen aus dem Regolith, darunter H2O (zur direkten Verwendung in der Basis) und H2 (als Energiespeicher in einer mondhellen Nacht).

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

Der Tag des Astronauten beginnt mit der Morgentoilette. Während dieser Zeit kann er die umfangreichen sanitären Einrichtungen unserer Basis nutzen. So kann er sauber und erfrischt seine Arbeit aufnehmen. Zu seinen täglichen Aufgaben gehört es, die Basis auf eventuelle Mängel, z. B. Lecks, zu überprüfen. Danach kann er mit der Arbeit an der wissenschaftlichen Forschung beginnen, die ihm zu diesem Zeitpunkt zugewiesen ist. Seine nächsten Aufgaben werden darin bestehen, die fehlenden technischen und wissenschaftlichen Unterlagen zu ergänzen, die ein effizientes Funktionieren der Basis ermöglichen und künftige Reparaturen und Verbesserungen erleichtern sollen. Zu den Aufgaben der Besatzung gehört auch die Pflege der auf dem Stützpunkt angebauten Lebensmittel. Sie kümmern sich um den Zustand der Pflanzen, pflanzen sie an und bereiten sie für den Verzehr vor. Andererseits muss in den Insektenfarmen die Nährlösung aufgefüllt werden, damit die Ernährung der Astronauten ausgewogen ist und die Besatzung mit frischen Lebensmitteln versorgt werden kann. In den Pausen kann sich der Kosmonaut in einem speziell eingerichteten Raum der Basis ausruhen. Dort kann er auch essen und den Fitnessraum im Obergeschoss der Basis nutzen. So kann er unter den Bedingungen der reduzierten Schwerkraft die richtige Form und Kondition beibehalten. Während des Aufenthalts ist es außerdem obligatorisch, den Gesundheitszustand zu überwachen, um etwaigen unerwünschten Auswirkungen des Aufenthalts außerhalb des Bodens entgegenzuwirken. Der Zeitplan der Besatzung wird unregelmäßig sein, da die Aufgaben der Besatzung nicht von Tag zu Tag gleich sind. Die Besatzung wird wissenschaftliche Experimente in vielen Bereichen durchführen, darunter die geologische Struktur des Mondes, die Auswirkungen der geringen Schwerkraft, die Möglichkeit der Gewinnung von He-3 von der Oberfläche, die Untersuchung des Sonnenwindes usw. Ein 3D-Drucker wird den Kolonisten ebenfalls zur Verfügung stehen. Damit können Sie die benötigten Werkzeuge und Gegenstände in Echtzeit drucken. Sehr wichtig für das Funktionieren werden die Weltraumspaziergänge der Besatzung sein. Diese werden dazu beitragen, die Basis und die Infrastruktur außerhalb der Basis zu warten, z. B. Tanks, Bergbauroboter und Photovoltaik-Paneele. Die meisten Arbeiten der Besatzung werden unter dem Dach stattfinden, um sie vor Strahlung zu schützen. Für die ersten Astronauten besteht die Hauptaufgabe darin, sich einzuleben, die Technologie zu überprüfen und Forschung zu betreiben. Die Forschung auf He-3 könnte Investoren anlocken, die mit den nächsten Missionen die Besiedlung des Mondes zu unserer neuen Heimat ausbauen werden.



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