Mond_Lager

Moon Camp Pioneers-Galerie 2021-2022

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.

Team: Conatur Lunar

Gymnasium Oldham Hulme  Oldham    Vereinigtes Königreich 17, 16   4 / 2   Zweiter Platz - ESA-Mitgliedstaaten


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Unter Mission Conatur Lunar, unsere Basis Heiligtum will eine innovative Forschungseinrichtung sein, die die geologische Geschichte der Mondoberfläche weiter aufdecken und verstehen will. 

  • Die erste Phase wird auf die Selbstversorgung ausgerichtet sein: Der Schwerpunkt liegt auf dem Bau und der Beschaffung der notwendigen Ressourcen.
  • Im Anschluss daran werden sich die sekundären Aktivitäten unseres Projekts auf Forschung und Experimentieren verlagern.

Die Untersuchungen in unserem Labor, die eine eingehende Analyse der Entstehung und Zusammensetzung von Mondstaub umfassen, werden dazu beitragen, genauere Aufzeichnungen über die Vergangenheit des Mondes und unseres Planeten zu erstellen. Schließlich werden die von uns gesammelten Daten als Grundlage für moderne Fortschritte bei der Besiedlung des Mondes und der Erforschungstechnologie dienen.

HeiligtumDas 3D-Modell veranschaulicht die Absicht unseres Entwurfs, Schutz zu bieten, aber auch die Durchführung von Aufgaben zu ermöglichen. Der unterirdische Plan besteht aus Wohn-, Technik-, Landwirtschafts- und Lagerbereichen, die unserer vierköpfigen Besatzung das nötige Rüstzeug für ein komfortables Leben und Arbeiten während ihrer Mission bieten. 

Während Conatur Lunar'Die vorläufigen Ziele der Studie beruhen auf Untersuchungen - die Ergebnisse könnten es uns schließlich ermöglichen, zu einer komplexeren dritten Phase überzugehen.

  • Wenn die Daten es zulassen, können der Erfolg unserer Basis in der Anfangsphase und die Erfahrungen der Astronauten aus erster Hand die Möglichkeit eines Fortschritts in Richtung Mondkolonisation bieten. Es ist zu hoffen, dass sich die Anwendungen unserer Projekte mit der Fähigkeit zur Erweiterung und mit Durchbrüchen wie der Treibstoffproduktion von einer singulären zu einer multifunktionalen Anwendung entwickeln können.
2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir planen, unsere Basis am Rande des Kraters De Gerlache zu errichten. Er befindet sich am südlichen Rand des Mondes (Mondkoordinaten 88,5°S, 87,1°W) und ist der Erde zugewandt, was ideal ist, um die Entfernungen und Kommunikationswege zu minimieren.

24.000 großflächige und 31.500 kleinräumige Kamerabilder belegen, dass sich unser Standort in der Nähe eines Punktes mit ewiger Beleuchtung befindet. Mit täglichen Minimal- und Maximalwerten von 64% und 98% kann De Gerlache aufgrund seiner Fähigkeit, Sonnenenergie zu ernten, als günstig angesehen werden. 

Der Kraterrand selbst bietet ein ideales Terrain und dient als flaches Land, auf dem Landeplätze, Solarpaneele und Forschungsgeräte platziert werden sollen. Darüber hinaus ermöglichen die Eisvorkommen auf dem Mond die autonome Gewinnung von Wasser.

2.2 Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken, die Materialien und die von Ihnen gewählte Konstruktion.

Die früheste Bauphase unserer Basis soll unbemannt sein. Wir werden den Einsatz von Robotern und einer Tunnelbohrmaschine mit einem Durchmesser von 17,6 m erlauben, um den Kraterrand anzubohren. Indem wir die Landekoordinaten in der Nähe einer bekannten Lavaröhre festlegen, ermöglichen wir eine spätere Erweiterung, falls wir sie benötigen. Der unterirdische Standort stellt einen natürlichen Schutz gegen Strahlung und Trümmereinschläge dar und macht sich die natürliche Umgebung zunutze (z. B. Verringerung des Arbeitsaufwands durch Anpassung des natürlichen Hohlraums).

Nach dem Erreichen des Kraters wird der Bohrer eingesetzt, um den verfügbaren Raum zu vergrößern, und die Roboter werden hinterher aufblasbare Materialien freisetzen, um zu verhindern, dass die Struktur einbricht. Die atmosphärischen Bedingungen werden durch den Transport von Gasen wie H₂, N₂ und O₂ hergestellt, während die Roboter die Monderde als 3D-druckbares Material für den Bau der Fundamente und Außenwände ernten. Sie werden auch die externen Landeplätze montieren, die für die nächste Phase des Übergangs erforderlich sind.

In der nächsten Phase wird unsere bemannte Besatzung zusammen mit den spezielleren Ausrüstungen und Materialien, die installiert werden müssen, entsandt - dazu gehören der Einbau von Spezialgeräten wie O₂-Reclaimern, die Montage unserer Rover und die Verstärkung von Strukturen, die während des Transports beschädigt werden könnten. Nach dem Eingriff des Menschen sollte die Basis voll funktionsfähig sein, und die Besatzung wird stationiert, wobei die Roboter nun als Hilfs- und Reparaturgeräte dienen.

2.3 Die Umgebung auf dem Mond ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erläutern Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird. (maximal 150 Wörter)

Verschiedene Gefahren stellen ein hohes Risiko dar, die alle einzeln bekämpft werden müssen, um Leben zu retten:

Die Strahlung liegt bei 60 Mikrosievert (etwa das 200-fache der Erdstrahlung). Die Besatzung wird Dosimeter tragen, um den Grad ihrer Belastung zu überwachen. Stark beanspruchte Bereiche, z. B. Schlaf- und Wohnräume, werden mit einer verstärkten Abschirmung versehen, um die Strahlenbelastung weiter zu verringern.

Der projizierte Temperaturgradient unserer Basis kann mit Hilfe von Solarenergie und Austauschsystemen so aufgeheizt werden, dass er den Anforderungen für die menschliche Besiedlung entspricht. Radioisotop-thermoelektrische Generatoren (RTGs) werden als Backup-System eingesetzt.

Der Einsatz von Leckdetektoren mit hermetischer Abdichtung, die Technologien wie MFS-TOPS-42 modifizieren, wird die Besatzung warnen und ihr ermöglichen, die Basis über eine Luftschleuse zu verlassen, falls Fehler bei der Aufrechterhaltung der atmosphärischen Bedingungen auftreten.

Leichte physische Barrieren, z. B. gefüllte Whipple-Schilde, werden Oberflächenstrukturen, die als anfällig gelten, verstärken, indem sie ihren Schutz gegen Hochgeschwindigkeitseinschläge erhöhen. 

Das Design der Basis bietet einen weiteren natürlichen Schutz, indem es den unterirdischen Kraterraum nutzt.

2.4 Erläutern Sie, wie Ihr Mondlager den Astronauten zur Verfügung stehen wird:

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Der größte Teil des Wasserersatzes für die Astronauten wird aus Mundeisvorkommen gewonnen werden. Die Basis wird die Shuttle-Brennstoffzelle (SFC), das Sauerstoffgeneratorsystem (OGS), die Einheit zur Entfernung von Kohlendioxid und die Sabatier-Reaktion (SR) nutzen, um einen konstanten Wasservorrat aufzufüllen und zu recyceln:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + Strom
OGS: 2H₂O + Strom →2H₂ + O₂
SR: 4H₂ + CO₂ → 2H₂O + CH₄

Die Filterung von Abwässern wie Urin und Duschwasser sowie die kontrollierte Entfernung von Feuchtigkeit aus der Kabinenluft stellen sicher, dass kein möglicher Abfluss verloren geht. Sekundäre Quellen, die aus dem Mondboden gewonnen werden, sind geeignet, aber nicht ideal, da sie relativ geringe Erträge liefern.

Da es in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt wird, d. h. von der Elektrolyse bis zur Hygiene, müssen wir nach einem Systemausfall für Unterstützung sorgen. Für den Fall der Redundanz sind in unserer Basis H2O-Notfalltanks installiert, die verwendet werden können, während das Problem behoben wird (siehe Luft).

Wenn wir ein langes Leben anstreben, ist der Anbau frischer Produkte vorbildlich, da wir den Bedarf an Vitaminen und Mineralien im Gegensatz zur Einnahme von Multivitaminen mit größerer Wahrscheinlichkeit über einen längeren Zeitraum decken können.

Der geringe Stickstoffgehalt des Mondbodens (5 ppm) bedeutet, dass wir zunächst eine bestimmte Menge mit Saatgut und Dünger von der Erde herüberbringen werden. Daher werden organische Abfallstoffe wiederverwertet.

Die unterirdische Aquaponik-Farm wird zunächst einmal einen Ertrag für die Kontinuität der Mission sicherstellen. Allerdings besteht ein hoher Energiebedarf, da die Lichtintensität proportional zum Pflanzenwachstum ist.

In einer zweiten Phase der Produktion werden wir fortschrittliche Pflanzenhabitate entwickeln. Sie bestehen aus einer Reihe von LEDs, einem Tonsubstrat, das die Freisetzung von Dünger, Wasser und Mineralien steuert, und Sensoren zur Überwachung des Pflanzenwachstums. Der geringere Bedarf an täglicher physischer Interaktion mit den Pflanzen und die höhere Energieintensität führen zu einer besseren Eignung für eine längerfristige Ansiedlung.

Die Hauptstromquelle für unsere Besatzung wird aus Sonnenkollektoren mit einer hohen Konzentration von Photovoltaikzellen pro cm² stammen. In Verbindung mit den täglichen Lichtverhältnissen am Standort werden wir die Effizienz der Absorption der Sonnenstrahlung maximieren und sie folglich zur Stromerzeugung nutzen.

Darüber hinaus werden Wasserstoff-Brennstoffzellen eingesetzt, um überschüssige Energie über den Bedarf der Station hinaus zu speichern, so dass der Verbrauch in Zeiten geringer Beleuchtung noch flexibel ist. Wo es möglich ist, wird die Energieversorgung des Labors auch auf die Lebenssysteme umgelenkt.

Wie in unseren Vorschlägen zum Risikomanagement erwähnt, wird die Besatzung im Bedarfsfall Zugang zum RTG haben: Aufgrund der mit der radioaktiven Verseuchung verbundenen Risiken wird dies jedoch eher als Notauslass betrachtet. Daher werden wir es als externe Quelle einrichten, die sich am Kraterrand in einem verstärkten unterirdischen Behälter befindet.

Mit den Robotern mitgebrachte Gase werden dafür sorgen, dass bei der Ankunft des Astronauten zunächst eine atmosphärische Umgebung geschaffen wird. Die Sabatier-Methode produziert nicht nur Wasser, sondern wird in Verbindung mit der Elektrolyse unsere Hauptmethode zur Gewinnung von Sauerstoff sein. Auch die Extraktion aus Regolith ist möglich und wird in Verbindung mit den an den Anoden gebildeten Metalllegierungsprodukten genutzt werden.

Zwar werden durch das Wachstum der Pflanzen auf der Basis Sauerstoff aufgenommen und Kohlendioxid ausgestoßen, doch werden die Bedingungen so weit überwacht und kontrolliert, dass die Auswirkungen auf die Basis als vernachlässigbar angesehen werden.

Die baroskopischen Bedingungen, einschließlich Gaszusammensetzung, Druck und Feuchtigkeitsgehalt, werden während der gesamten Dauer der Mission überwacht, und für den Fall, dass die Luftnachfüllsysteme ausfallen, müssen Lufttanks als Redundanz verwendet werden.

2.5 Erläutern Sie, was der Hauptzweck Ihres Mooncamps sein wird.

Conatur Lunar'Der Zweck des Programms kann in kurzfristige (ST), mittelfristige (MT) und langfristige (LT) Schemata eingeteilt werden:

INVESTIGATIVE AUSRICHTUNG:

→ die MINT-Disziplinen der Besatzungsmitglieder und das aktuelle Wissen mit experimentellen Erkenntnissen vor Ort zu kombinieren, um einen besseren Einblick in die geologische Geschichte des Mondes und damit auch der Erde zu gewinnen. (ST)

→ die persönlichen Erfahrungen und die Mission selbst zu nutzen, um die Techniken zu verbessern und die Aussicht auf die Raumfahrt zu verbessern. (MT)

AUFSTIEGSORIENTIERUNG:

→ die Möglichkeit einer Mondkolonisation anzustreben und die bestehenden erfolgreichen Technologien so zu fördern, dass sie für eine größere Anzahl von Lebewesen und eine größere Demografie anwendbar werden. (LT)Wenn Heiligtum sich bei der Schaffung eines Hightech-Arbeitsumfelds, das menschliches Leben erhalten kann, als wirksam erwiesen hat, wird unser übergeordnetes Ziel darin bestehen, aus unserer Pionierforschung zu lernen und zu einer verbesserten Lebensfähigkeit zu gelangen und im Idealfall zur Schaffung von kommerziellem und häuslichem Leben auf dem Mond beizutragen.

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

Im Laufe der Zeit bewohnten HeiligtumDie tägliche Routine besteht aus Wartungs- und Forschungsarbeiten in einem ausgewogenen Verhältnis zu den ebenso wichtigen Freizeitaktivitäten, um ein gesundes Gleichgewicht zwischen Arbeit und Privatleben zu gewährleisten. Es gibt zwar keine gestaffelten Nachtschichten, aber ein Dienstplan legt für jede Nacht einen Astronauten fest, der in Notfällen auf Abruf bereitsteht. 

Die Astronauten würden ihre Schichten mit Hygieneaufgaben beginnen. Die Verwendung eines Shampoos ohne Spülung würde den Wasserverbrauch massiv reduzieren und den Kampf mit der Schwerelosigkeit erleichtern. 

Das Frühstück in der ersten Stunde der Schicht würde aus nährstoffreichen Produkten wie Rührei bestehen, um die tägliche Kalorienzufuhr auf etwa 2.800 Kalorien zu erhöhen. Wir schlagen vor, diese in biologisch abbaubaren Verpackungen mitzunehmen, um die Nachhaltigkeit an Bord zu erhöhen. Im Anschluss daran würden biomedizinische Überwachungstests durchgeführt, um zu prüfen, wie sich ihr Körper für künftige Expeditionen an die Umwelt anpasst. 

Zu den täglichen Arbeitsaufgaben der Einrichtung würde die Berichterstattung über Forschungsdaten gehören. Neben dieser wichtigen Forschungsfunktion müsste die Besatzung auch wichtige Wartungsarbeiten durchführen. Nachdem sie überprüft hat, ob sie eine Nachricht vom Kontrollzentrum auf der Erde erhalten hat, werden ihr spezifische Forschungsaufgaben übertragen. 

Zum Mittagessen würde eine proteinreiche Mahlzeit verzehrt werden, wobei die Mahlzeiten variiert werden könnten, um die Lebensqualität zu verbessern. Die Erprobung neuer Methoden für den Anbau von Pflanzen mit Hilfe der LED-Technologie würde den Anbau verschiedener frischer Lebensmittel als Ergänzung zum Abendessen ermöglichen und weitere Perspektiven für die Erhaltung des Lebens im Weltraum eröffnen. 

Körperliche Aktivität auf der Mondbasis wäre ein wichtiger Aspekt ihres Lebensstils, einschließlich der Teilnahme an einer Stunde Sport pro Tag, um den Muskelabbau zu verringern. 

Die abendliche Kommunikation mit Familie und Freunden wird die Verbindung zur Erde ermöglichen. Soziale Zeit wird für die Astronauten von großem Nutzen sein die jeden Tag mit denselben wenigen Personen zusammen sein werden. Es kann auch eine adaptive Forschung stattfinden, die durch tägliche Updates aus anderen Labors auf der Erde geleitet wird. 

Um die Gesundheit der Astronauten zu erhalten, ziehen sie sich nach Beendigung der letzten Wartungsarbeiten auf der Basis für 8 Stunden Schlaf in ihr Schlafzimmer zurück. Die speziell konstruierten Etagenbetten ermöglichen das Anbringen von Schlafsäcken, um der geringeren Schwerkraft entgegenzuwirken und einen erholsamen Schlaf zu ermöglichen, der sie für den nächsten anstrengenden Tag erfrischt. Wir sind davon überzeugt, dass die Gemeinschaft von Gleichgesinnten auf der Basis erfolgreich zusammenleben wird, wenn sie die Möglichkeit hat, ihre Zeit mit dem zu verbringen, was ihnen Spaß macht, und wenn sie zusammenarbeiten können.

Andere Projekte:

  Mondhütte

 

  郑州轻工业大学附属中学
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  Mondsucher

 

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  Diana

 

  Vekua öffentliche Schule #42
    Georgien
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