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: Lupus

Die Mädchenschule von Tiffin  London    Vereinigtes Königreich 17

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Unsere Mondcamp-Basis dient der wissenschaftlichen Forschung, um unser Verständnis des Mondes zu erweitern und eine Grundlage für zukünftige infrastrukturelle Entwicklungen auf dem Mond zu schaffen. Das Team besteht aus 6 Personen, darunter 4 Wissenschaftler, die Experimente mit Ressourcen im Labor durchführen werden, sowie 2 Ingenieure, die mit den Rovern in den Lavaröhren unter der Erde bewohnbare Räume für zukünftige Erkundungsmissionen auf dem Mond schaffen werden. Die Basis wird mit ISRU (In-situ-Ressourcennutzung) gebaut und ist in verschiedene Abschnitte unterteilt, wobei der Hauptarbeitsbereich und die Wohnbereiche getrennt sind, damit die Astronauten auch auf dem Mond einen gesunden Lebensstil beibehalten können. Das Hauptziel unseres Projekts ist es, eine Mondbasis zu entwerfen, die sowohl als Vorreiter für die Mondforschung als auch als Pionierstandort für die Erforschung des Weltraums durch die Menschheit dienen kann.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Die Basis befindet sich am Südpol am Rande des Shackleton-Kraters im Aitken-Becken. Wir haben diesen Standort wegen des relativ gemäßigten Klimas gewählt, so dass er für die Astronauten geeignet ist, die keinen extremen Temperaturschwankungen aufgrund des Mondzyklus ausgesetzt sein werden. Außerdem gibt es dort Lavaröhren, die bei Meteoritenschauern als potenzielle Zufluchtsorte genutzt werden können und die Astronauten vor schädlicher Strahlung schützen können. Der Standort wird außerdem 75-80% der Zeit von der Sonne beschienen, was für die Erzeugung der Solarenergie, die für den Betrieb des Mondlagers benötigt wird, unerlässlich ist. Die sonnenbeschienene Fläche beträgt etwa 1,25 Quadratkilometer und bietet damit ausreichend Platz für unsere Basis. Außerdem könnte 22% des im Krater gefundenen Materials aus Eis bestehen, das von den Astronauten zur Gewinnung wichtiger Ressourcen wie Wasser genutzt werden kann.

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

Die Hauptstruktur unserer Basis wird mit Titanstäben verstärkt, die vor der Landung mit automatischen Flugzeugen angeliefert werden. Sobald das gesamte Material an Ort und Stelle ist, planen wir, einen zusammenklappbaren 3D-Drucker zu verwenden, um Strukturblöcke durch Sintern des Regoliths mit gezielter Strahlung herzustellen. Obwohl wir davon ausgehen, dass unsere Hauptbasis bereits mit Hilfe ferngesteuerter Automatisierung errichtet wurde, kann das Team dann mit Hilfe des Druckers den Rest des Lagers errichten und weiter ausbauen, insbesondere durch die Verwendung von Regolith als Hauptquelle für Baumaterial. Unter

Neben dem Regolith wollen wir auch die in den Polarregionen vorkommenden Mineralien und Metalle nutzen, indem wir Magnete an unserer Wassersortieranlage anbringen und so parallel zum Wasser Metalle sammeln. Diese können dann geschmolzen und für den Bau robusterer Strukturen verwendet werden. Eine weitere wichtige Designentscheidung war die Verwendung der Magnetschwebetechnik für unsere Lavaröhre. Damit sollte ein schneller Zugang zu unserem Notbunker gewährleistet werden, der auch im Alltag genutzt werden kann, da eines unserer Hauptziele darin besteht, die unterirdische Infrastruktur auszubauen und eine weitere Basis zu entwickeln. Außerdem haben wir eine Whipple-Abschirmung sowie Infrarotsensoren eingebaut, um Lecks in unserer Luft- und Wasserversorgung aufzuspüren, damit diese nicht kontaminiert werden. Außerdem planen wir, wo immer möglich, sich kreuzende Balken anstelle von festen Plattformen zu verwenden, um die Materialien zu optimieren.

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

Um unser Hauptlager herum haben wir Bermen aus gesintertem Regolith errichtet, um die Basis vor Sonnenwinden und Strahlung zu schützen, und wir haben sie in einem Krater platziert, um sie zusätzlich abzuschirmen. Darüber hinaus sind alle unsere Strukturen geerdet, um die statische Aufladung durch die Sonnenwinde zu neutralisieren. Wir haben auch einen schnell zugänglichen Bunker in einer nahe gelegenen Lavaröhre zum Schutz vor Meteoritenschauern errichtet. Der Zugang zu diesem Bunker erfolgt über einen Magnetschwebelift, der im Notfall leicht zugänglich ist und schneller funktioniert als ein mechanisches Flaschenzugsystem. Darüber hinaus werden große Asteroiden kontinuierlich von der ISS und der Erde verfolgt und die Informationen an unseren persönlichen Satelliten weitergeleitet. Diese Informationen werden dann direkt an unser Kommunikationszentrum weitergeleitet. Sowohl unser Satellit als auch unsere Basis sind mit einer Whipple-Abschirmung ausgestattet, die Schutz vor Weltraummüll bietet, indem sie die Materie aufspaltet, bevor sie die Hauptstruktur erreicht.

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

Für unsere Basis war die Beschaffung von Wasser einer der Hauptschwerpunkte, und wir stellen uns vor, dass das gesamte System zur Wassergewinnung vor der Landung der Astronauten eingerichtet wird, da Wasser überlebenswichtig ist. Dieses System würde hauptsächlich von ferngesteuerten Rovern eingerichtet werden, die unseren Satelliten für die Kommunikation nutzen. Nach Prüfung der verschiedenen Möglichkeiten haben wir uns für die Aqua-Factorem-Methode entschieden, bei der ein Rover die Oberfläche abkratzt und dann die gefundenen Partikel mit Hilfe einer Sortiereinheit mit künstlicher Intelligenz sortiert. Aufgrund der extrem kalten Temperaturen und des hohen Energieaufwands haben wir uns gegen das Bohren entschieden. Die Wasserpartikel werden dann mit Hilfe von Magnetschwebebahnen zum Haupttank transportiert, was ein schnelles Wassergewinnungsnetz ermöglicht, das elektrisch betrieben wird, um die Kohlenstoffemissionen zu minimieren. Das verbrauchte Wasser wird dann in unsere Recyclinganlage geleitet, die ähnlich aufgebaut ist wie ihr terranisches Gegenstück.

Die Astronauten werden sich von Gemüse ernähren, das im aeroponischen Labor im Hauptarbeitsbereich der Basis angebaut wird. Aeroponik bedeutet, dass die Pflanzen in einer Nebelumgebung angebaut werden, die die für das Pflanzenwachstum wichtigen Nährstoffe enthält. Wir haben uns für diese Methode entschieden, weil sie kein Aggregatmedium wie Erde oder Wasser benötigt, wodurch die den Astronauten zur Verfügung stehende Wassermenge geschont wird. Die Pflanzen werden sorgfältig ausgewählt, damit sie die richtige Menge an Nährstoffen enthalten, die für die Erhaltung der Gesundheit der Astronauten notwendig sind. Wir haben uns dafür entschieden, keine Tiere als Nahrungsquelle zu verwenden, da diese zusätzliche Ressourcen wie Energie, Luft und Wasser benötigen würden, die für die Astronauten lebenswichtig sein könnten.

Für die Stromversorgung wollen wir die Sonnenenergie mit Solarmodulen nutzen, die mit einachsigen Nachführsystemen ausgestattet sind, die es unseren Modulen ermöglichen, sich zu drehen und dem Lauf der Sonne zu folgen, um die gewonnene Energie zu maximieren. Solarenergie ist nicht nur erneuerbar, sondern auch die meiste Zeit im Überfluss vorhanden, da die Paneele in den "Gipfeln des ewigen Lichts" aufgestellt werden, wo sie 75-80% der Zeit von der Sonne beschienen werden. Darüber hinaus liefert unser Mini-Kraftwerk, in dem die Wasserdämpfe aus der Elektrolyse mechanische Energie, die dann von unseren Generatoren in elektrische Energie umgewandelt wird. Und schließlich haben wir mit unserem Satelliten eine Option zur Notstromversorgung. Die größere Fläche der Solarpaneele auf unserem Satelliten bedeutet, dass er im Notfall Energiestrahlen in Form von Mikrowellen aussenden kann, die dann von unserem Kommunikationszentrum empfangen werden. Die zusätzliche Energie gibt unserem Team Zeit, auf Notfälle zu reagieren.

Die Herstellung von Luft/Sauerstoff ist ein wichtiger Aspekt unseres Camps, bei dem wir uns für die Herstellung durch Wasserelektrolyse entschieden haben. Diese chemische Reaktion ermöglicht es uns, reinen Sauerstoff und Wasserstoff (der als Brennstoff verwendet wird) zu gewinnen. Der Sauerstoff wird dann in vakuumversiegelten Behältern gelagert und an unsere Basis verteilt. Da der Start dieses Prozesses einige Zeit in Anspruch nehmen könnte, wird das Team zunächst auf von der Erde importierten Sauerstoff und Lieferungen von der ISS zurückgreifen. Wir gehen jedoch davon aus, dass dies nicht allzu lange dauern wird, da die Infrastruktur zuvor mithilfe automatisierter Robotertechnik aufgebaut wird. Ähnlich wie das Wasser wird auch der Sauerstoff so weit wie möglich recycelt und vielleicht sogar der in unserer Aeroponik-Einheit freigesetzte Sauerstoff (aus der Photosynthese) genutzt. Dies wird durch versiegelte Öffnungen und Kammern in unserer Hauptbasis geschehen, wobei Ventilatoren zur Steuerung des Luftstroms eingesetzt werden.

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

Eines der Hauptziele unseres Mondcamps ist die Erforschung der Überlebensmöglichkeiten für organische Lebensformen wie Tiere und Pflanzen in der Mondatmosphäre, weshalb zu unserem Wissenschaftlerteam auch ein Biologe gehören wird, der die Forschungen in diesem Bereich durchführen wird. Sowohl die automatisierten als auch die manuell betriebenen Rover werden von den Wissenschaftlern eingesetzt, um die Mondoberfläche zu verstehen, indem sie bisher unzugängliche Stellen auf dem Mond erkunden. Das Mondcamp verfügt über ein Infrarotteleskop, das dazu dienen wird, unser Verständnis der Himmelskörper im Universum zu erweitern. Die Ingenieure werden an der Erschließung der Lavaröhren unter der Mondoberfläche arbeiten, um sie für die künftige Erforschung des Mondes bewohnbar zu machen. Die Arbeiten umfassen auch infrastrukturelle Entwicklungen, so dass die Basis in Zukunft auch als Tankstelle genutzt werden kann.

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

In der Basis wird ein Schlafrhythmus festgelegt, so dass mindestens ein Besatzungsmitglied immer wach ist. Dieses Besatzungsmitglied wird in der Kommunikationszentrale stationiert, wenn der Rest der Besatzung schläft, damit es im Notfall alarmiert werden und den Rest der Besatzung benachrichtigen kann. Wenn das Besatzungsmitglied aufwacht, wird von ihm erwartet, dass es sich wäscht und frühstückt; danach wird von ihm erwartet, dass es seine Aufgaben für den Tag erledigt. Es gibt einen rotierenden Zeitplan, so dass zwei Besatzungsmitglieder den ganzen Tag damit verbringen, die Infrastruktur und die Ausrüstung in der Basis zu überwachen, um zu prüfen, ob alles ordnungsgemäß funktioniert; sie überwachen auch den Stromverbrauch der Basis und können bei Bedarf einige Systeme abschalten, damit genügend Strom vorhanden ist, um kritische Dinge wie den Sauerstoffgehalt aufrechtzuerhalten. Der Rest der Besatzung erledigt die Aufgaben, die sich aus ihrer Rolle im Mondlager ergeben. Die Biologen erforschen die Möglichkeit, dass organisches Leben auf der Mondoberfläche überleben kann. Außerdem sind sie für die Verwaltung des aeroponischen Labors verantwortlich, um sicherzustellen, dass die Pflanzen richtig wachsen, da sie eine lebenswichtige Ressource sind. Die anderen Wissenschaftler und Ingenieure werden abwechselnd mit zwei Besatzungsmitgliedern die Rover für weitere Forschungen auf der Mondoberfläche nutzen. Dabei wird entweder der manuell betriebene Rover für die Erkundung eingesetzt oder der automatisierte Rover an Orten, die für die Besatzungsmitglieder selbst zu gefährlich sind, verwendet. Die Ingenieure werden den Tag damit verbringen, die Infrastruktur in den Lavaröhren zu entwerfen und zu verbessern, indem sie die Integrität der Struktur verbessern und sicherstellen, dass sie bewohnbar ist, so dass sie bei zukünftigen Mondforschungsmissionen als Wohnstätte genutzt werden kann. Die Besatzungsmitglieder werden zu Mittag essen und dann den Rest des Tages damit verbringen, die unerledigten Aufgaben des Vormittags zu erledigen. Am Abend haben die Besatzungsmitglieder die Möglichkeit, ihre Freizeit mit einer Aktivität ihrer Wahl zu verbringen. Die Besatzungsmitglieder nehmen an regelmäßig stattfindenden Sicherheitsübungen teil, um sicherzustellen, dass sie auf Notfälle vorbereitet sind.



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