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: Lichtenbergonauten
Georg-Christoph-Lichtenberg-Schule Kassel Deutschland 18
Externer Viewer für 3d-Projekt
Beschreibung des Projekts
LunEx ist eine der ersten Mondsiedlungen der Menschheit. Es wird ein Außenposten der Menschheit sein, der neue Maßstäbe für Wissenschaft und Erforschung setzt. Die Basis wird die Heimat einer Crew von 6 Astronauten sein, die in der einzigartigen Umgebung des Mondes wissenschaftliche Experimente durchführen werden. Diese Experimente werden den Weg für die gesamte künftige Weltraumforschung ebnen, weshalb der Bau einer Mondbasis wie LunEx für die Ausgaben der Menschheit jenseits der Erde entscheidend ist. |
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Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?
Das LunEx Basecamp wird im Tal des Peary-Kraters am Nordpol des Mondes errichtet. Der Peary-Krater weist zahlreiche vorteilhafte geografische Merkmale auf, die ihn zu einer hervorragenden Wahl für eine künftige Mondbasis machen. Einer der Hauptvorteile ist das Vorhandensein von nahezu permanenten Licht- und Schattenbereichen im Krater aufgrund seiner extremen Lage am Pol sowie von zerklüfteten Bergen am Rand, die bestimmte Bereiche dauerhaft vom Sonnenlicht abschirmen. Diese einzigartige Dualität der Eigenschaften ist äußerst wünschenswert, da eine Mondbasis über Segmente verfügen wird, die nur entweder im Sonnenlicht oder im Schatten ihre Höchstleistung erbringen (z. B. benötigt ein Photovoltaiksystem eine konstante Lichteinstrahlung), während Schattenbereiche die schädliche Sonnenstrahlung, der die Astronauten ausgesetzt sind, begrenzen. Außerdem wird davon ausgegangen, dass es in diesen Bereichen des permanenten Schattens Wassereis gibt, das für das Überleben der Astronauten von entscheidender Bedeutung ist. Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken und Materialien, die Sie verwenden würden.
Das Hauptmaterial für die Konstruktion von LunEx wird eine Aluminium-Kupfer-Legierung sein, da sie leicht und relativ stabil ist und sich gut verarbeiten lässt. Aufgrund dieser hervorragenden Eigenschaften wird es in der Raumfahrtindustrie bereits häufig verwendet. Für alle Gegenstände, die nicht so stabil sein müssen, wie Möbel, werden wir ABS-Kunststoff verwenden. Die Idee, Regolith als Baumaterial zu verwenden, haben wir bewusst verworfen, da die Herstellung kompliziert und der Energieaufwand zu hoch wäre. Der Zusammenbau erfolgt in Etappen. Alle wichtigen Teile werden auf der Erde vorkonstruiert und vorab zur Landeplattform geschickt. Die Aufgabe der ersten Besatzung wird es sein, diese Teile zusammenzusetzen. Der Hauptvorteil dabei ist, dass der Zusammenbau relativ einfach ist und kostspielige Wartungsarbeiten reduziert werden können, da die Teile mit sehr hoher Qualität auf der Erde hergestellt werden können. Die Umgebung auf dem Mond ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erklären Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird.
Der Mond ist für jeden lebenden Organismus ein gefährlicher Ort. Die Anwesenheit des Menschen birgt unweigerlich Risiken für das Wohlergehen der Astronauten, die jedoch durch die Konstruktion von LunEx drastisch verringert werden. Es gibt zwei große Gefahren, die ständig vorhanden sind: Strahlung und Staub. Die gefährlichste Form der Strahlung kommt von der Sonne und kann die Gesundheit der Astronauten in Form von Krebs oder in extremen Mengen, wie bei einer Sonneneruption, in Form der tödlichen Strahlenkrankheit erheblich schädigen. Wir vermeiden dieses Problem, indem wir LunEx in den Bereichen des ewigen Schattens im Peary-Krater bauen und so alle radioaktiven Partikel abblocken. Es gibt jedoch auch die kosmische Hintergrundstrahlung, die weniger schädlich, aber konstant ist. Während eines sechsmonatigen Aufenthalts sollte die Wirkung für die Astronauten nicht allzu schlimm sein, aber um sicherzugehen, haben wir LunEx mit einer dicken Schicht flüssigen Wassers zwischen der inneren und äußeren Hülle abgeschirmt. Wasser hat hervorragende Isolationseigenschaften, die die Strahlungsdosis für die Astronauten erheblich reduzieren werden. Erläutern Sie, wie Ihr Moon Camp den Astronauten zur Verfügung stehen wird:
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Wasser
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Lebensmittel
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Elektrizität
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Luft
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Das Wasser wird mit der neuen, von Philip Metzger erfundenen Technologie Aqua Factorem extrahiert. Die Idee hinter diesem Konzept ist, dass kleine Körner aus gemischten Materialien aufgeschöpft und dann getrennt werden. Die Eiskörner werden dann gereinigt und geschmolzen, um flüssiges Wasser zu erhalten. Diese Eiskörner sind über die gesamte Mondoberfläche verteilt, aber wir werden die Maschine in der Nähe der großen Wassereisvorkommen einsetzen, die vermutlich im Peary-Krater vorhanden sind. Auf diese Weise kann die Effizienz drastisch erhöht werden, aber selbst wenn das Erreichen des Eisschildes nicht klappt, ist immer noch eine grundlegende Wasserquelle vorhanden. Die Basis ist über Rohre mit der Aqua Factorem-Maschine verbunden, und sobald das Wasser die Basis erreicht, wird es in einem Tank und in der Hülle gespeichert. Um sicherzustellen, dass es nicht gefriert und die Struktur der Basis beschädigt, wird es ständig erhitzt. Das Recycling von Wasser und Sauerstoff erfolgt ähnlich wie heute auf der ISS. |
Um so autark wie möglich zu sein, wird LunEx seine eigene Nahrung mittels Hochdruck-Aeroponik (HPA) anbauen. Bei dieser Methode werden kleine Nebeltröpfchen unter hohem Druck erzeugt, die zum Anbau von Pflanzen verwendet werden. Das innovative Design hat den Vorteil, dass die Pflanzen sehr schnell wachsen und eine bessere Sauerstoffversorgung haben. Dies führt zu einer besseren Nährstoffzusammensetzung. Außerdem sind zahlreiche Pflanzen kompatibel, was die Vielfalt in der Ernährung des Astronauten erhöht. Außerdem lässt sich die Kapazität der Farm leicht erweitern. Die allgemeine Flexibilität ist für den Erfolg einer Mondmission entscheidend. Trotz der zahllosen Vorteile einer autarken Lebensmittelversorgung sind die Pflanzen nicht in der Lage, den gesamten Nährstoffbedarf der Besatzung zu decken, weshalb ein Teil der Lebensmittel von der Erde herbeigeschafft werden muss, um eine gesunde Zusammensetzung von Mineralien und Vitaminen zu gewährleisten. |
Der Strom kommt von regulären photovoltaischen Solarzellen. Diese werden in den Bereichen mit ständiger Sonneneinstrahlung im Peary-Krater aufgestellt und über ein Kabel mit der Basis im Dauerschatten verbunden. Die permanente Lichtquelle sollte große Batterien überflüssig machen, aber ob diese Bereiche auch in der Mondnacht der Sonne ausgesetzt sind, ist noch umstritten. Wir werden also die erste Mission im Mondsommer starten und die Basis nach sechs Monaten aufgeben. Wenn es stimmt, dass es eine konstante Sonneneinstrahlung gibt, könnte die Basis die ganze Zeit über aktiv sein. Als Backup wird es einen kleinen Akkumulator geben. |
Der Sauerstoff wird nicht von der Erde mitgebracht, sondern aus dem regulären Regolith des Mondes durch In-situ-Ressourcennutzung gewonnen, eine Idee, die von ESA-Praktikant Sebastian Rohde vorgeschlagen wurde. Sie funktioniert durch eine spezielle Form der Elektrolyse mit ionischen Flüssigkeiten, die im Weltraum flüssig bleiben. Die Vorteile dieser modernen Technologie liegen darin, dass sie wiederverwendbar ist und auch bei niedrigen Temperaturen funktioniert. Da auf dem Mond Regolith im Überfluss vorhanden ist, kann eine ständige Sauerstoffversorgung gewährleistet werden. Nach der Verarbeitung wird der Sauerstoff in der Basis mit Kohlendioxid gemischt, um eine Explosion zu vermeiden. Wenn die CO2-Konzentration zu hoch wird, kann sie einfach aus der Basis abgelassen werden. |
Erläutern Sie, was der Hauptzweck Ihres Mondlagers sein wird (z. B. kommerzielle, wissenschaftliche und/oder touristische Zwecke).
Die LunEx-Basis wird eine der ersten sein, die auf dem Mond errichtet wird. Aus diesem Grund soll sie in erster Linie als Modell für künftige Formen der menschlichen Präsenz im Weltraum dienen und außerdem eine Vielzahl wissenschaftlicher Experimente durchführen. Sowohl die Mikrogravitation als auch der Mond selbst sind hervorragende Experimentierobjekte, die wertvolle neue Erkenntnisse und Technologien für den Einsatz sowohl im Weltraum als auch auf der Erde liefern. |
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Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für Ihre Moon Camp Astronautencrew.
Ein typischer Tag für die Astronauten beginnt morgens, wenn alle sechs Besatzungsmitglieder zur gleichen Zeit aufwachen. Arbeitsschichten werden bewusst vermieden, da die Anwesenheit mehrerer Personen das psychische Wohlbefinden der Astronauten deutlich verbessert. Nur wenn ein Experiment eine ständige Überwachung erfordert, werden bei Bedarf Schichten eingeplant. Zunächst werden alle Astronauten gemeinsam frühstücken. Das Essen wird zum Teil von der Aeroponics-Farm in der Basis selbst hergestellt und zum Teil von der Erde mitgebracht, um eine gesunde Versorgung mit lebenswichtigen Nährstoffen zu gewährleisten, die auf der Farm nicht geerntet werden können. Während des Frühstücks informiert die Missionskontrolle auf der Erde die Besatzung über den Tagesplan. An einem typischen Tag sind wahrscheinlich ein paar Experimente durchzuführen und eine Wartungsarbeit für die Basis zu erledigen. In diesem Beispiel werden die Astronauten ausprobieren, wie man Regolith fruchtbar machen kann. Ein so großes Experiment kann nur auf dem Mond durchgeführt werden und liefert wertvolle Erkenntnisse für künftige Kolonien auf dem Mond oder dem Mars. Außerdem werden zwei Ingenieure die Basis verlassen, um ein Solarpanel, das keinen Strom produziert, zu überprüfen und möglicherweise zu reparieren. Sie werden in ihre Raumanzüge steigen, die an der Basis befestigt sind, und entlang des Kabels gehen, das aus dem Schatten, in dem sich LunEx befindet, zu den stets sonnenbeschienenen Bereichen des Peary-Kraters führt, wo sich die Panels befinden. Den ganzen Tag über wird die Besatzung abwechselnd im Fitnessraum trainieren, um die negativen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper zu vermeiden. Nach getaner Arbeit trifft sich die Besatzung wieder zum gemeinsamen Abendessen. Danach bleibt noch ein wenig Freizeit, um Familie und Freunde auf der Erde anzurufen, mit den anderen Astronauten ein paar Spiele zu spielen oder einfach nur die Mondlandschaft durch eines der dicken Plexiglasfenster zu beobachten. Zum Abschluss des Tages versammeln sich alle Astronauten im Schlafraum, um sich nach einem anstrengenden, aber bedeutungsvollen Tag auf dem Mond die verdiente Ruhe zu gönnen. |