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: Project “Aeneas”

Sekundarschule "P. Kr. Javorow"  Plovdiv    Bulgarien 15   2 / 0


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Das "Aeneas"-Projekt nutzt die heute verfügbare Technologie und stützt sich kaum auf künftige, noch zu entwickelnde Konzepte oder technologische Verbesserungen. In der ersten Phase haben wir einen Entwurf für eine modulare Mondbasis erstellt, die für zwei Besatzungsmitglieder geeignet ist. Unsere Mondbasis ist so konzipiert, dass bei Transport, Finanzierung und Logistik die maximale Nutzlast berücksichtigt wird. Die erste Phase umfasst das Hauptmodul mit den grundlegenden, nicht selbstversorgenden Funktionen wie Heizung, Lebenserhaltungssysteme, Schulungsausrüstung, Lagerung usw. Daher wird die Basis in den ersten Jahren auf verpackte Vorräte angewiesen sein. Mit der Weiterentwicklung des Projekts könnten weitere Module hinzugefügt werden. Zum Beispiel ein Vegetationsmodul, das den Anbau von Feldfrüchten ermöglicht, oder vielleicht ein Wasserreinigungsmodul, das Mundeis in trinkbares Wasser umwandelt. Die Besatzung wird alle 6 Monate ausgetauscht werden müssen, da die Mikrogravitation den menschlichen Körper schädigt.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir glauben, dass der beste Standort für unsere Basis in einer hoch gelegenen Gegend sein wird, die die meiste Zeit über Sonnenlicht erhält und in der Nähe des Nordpols liegt. Ein solcher Standort ist aufgrund einer Vielzahl von Faktoren ideal. Erstens ist bekannt, dass sich ein solches Gebiet in der Nähe von dunklen, ständig beschatteten Kratern befindet, die möglicherweise als Quelle für Mundeis genutzt werden könnten. Außerdem ist die Temperatur in solchen Gebieten ideal für menschliche Besiedlung. Man nimmt an, dass sie bei etwa -50 °C liegt.0 Celsius und weist nur geringe Schwankungen auf. Ein solcher Ort könnte zum Beispiel das quasi sonnendurchflutete Plateau in der Nähe des Whipple-Kraters sein. Trotz der Tatsache, dass das Plateau fast 80% der Zeit Sonnenlicht empfängt, werden wir immer noch mit den Gefahren der Mondnacht zu tun haben, wie außergewöhnlich niedrige Temperaturen und Mangel an Sonnenenergie.

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

Für die Basis von "Aeneas" werden Materialien verwendet, die leicht, aber gleichzeitig auch langlebig sind. Zu diesen Materialien gehören Titan, Aluminium, Stahl und ihre jeweiligen Legierungen. Ein bewährtes Material für das innere Gerüst unserer Basis ist zum Beispiel die Aluminiumlegierung 2219-T6, da sie zäh, leicht und widerstandsfähig ist. Wie bereits erwähnt, wird die Basis modular aufgebaut sein, da jede einzelne Komponente auf der Erde gebaut und dann zum Mond gebracht wird, wo die Module durch standardisierte Andockstellen miteinander verbunden werden. Für den Fall, dass das Modul in größerer Entfernung von der Basis landet, wird jedes Modul mit speziellen Reifen ausgestattet, die in der Lage sind, die Mondoberfläche zu überqueren. Aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Inneren und dem Äußeren werden die beiden Hauptformen der Module Kugeln und Zylinder sein. Die zylinderförmigen Module werden mit zwei standardisierten Anschlüssen ausgestattet sein, die kugelförmigen Module mit zwei bis drei Anschlüssen, je nach der genauen Konfiguration. Die Module selbst werden eine Vielzahl von Erweiterungen bieten. Mit der Zeit und der Hinzufügung von Modulen wie dem Vegetationsmodul oder dem Wasserreinigungsmodul könnte die Basis autarker werden. Eine solche Struktur ermöglicht auch die Hinzufügung zahlreicher Forschungsmodule, die über verschiedene Ausrüstungen für unterschiedliche Bedürfnisse verfügen könnten. Potenziell könnte die Basis mit Modulen erweitert werden, die die Kapazität der Besatzung erhöhen oder vielleicht die Moral der Besatzung behandeln.

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)

Unsere beiden wichtigsten Umweltprobleme sind die Temperatur und die Strahlung. Wie bereits erwähnt, wird es weiterhin Nächte geben und wir müssen mit Temperaturen von bis zu - 150 °C rechnen. 0C oder sogar - 180 0C. Die Isolierung befindet sich zwischen der Außenseite und dem Innenraum und besteht aus mehreren Schichten verschiedener Wärmedämmstoffe, wie Polyethylenschaum oder Polyurethanschaum. Außerdem wird sich zwischen dem Innenraum und der letzten Schaumstoffschicht eine dünne Schicht Aerogel befinden. Eine solche Mischung von Isolatoren wird die Astronauten sowohl vor niedrigen Temperaturen als auch vor kosmischer Strahlung schützen. Unser Team ist sich darüber im Klaren, dass eine solche Aerogel-Beschichtung recht kostspielig sein könnte. Dennoch glauben wir, dass es sich lohnen wird, da eine bessere Isolierung den Stromverbrauch für die Temperaturkontrolle erheblich reduzieren wird.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Das zweite Modul, das eintreffen wird, ist das Wasserreinigungsmodul. Es wird nicht nur als Trinkwasserquelle dienen, sondern auch Proben für die chemische Analyse liefern. Nach der Analyse kann das Wasser durch Elektrokoagulation behandelt werden, die auf die Chemikalien und Metalle abgestimmt ist, die in dieser speziellen Sonde aus Mundeis vorkommen. Nach diesem Prozess müssen die unerwünschten Stoffe durch Filtration aus dem Wasser entfernt werden. Aufgrund unserer bisherigen Kenntnisse über das Mundeis und der Effizienz des Filterungsprozesses glauben wir, dass es möglich ist, einen Teil des Wassers für sanitäre Zwecke zu verwenden.

Mit der Ankunft des Vegetationsmoduls wird es möglich sein, genügend Pflanzen anzubauen, um die Besatzung teilweise zu versorgen. Die Entwicklung eines Moduls für Meeresfrüchte ist möglich, muss aber in einer späteren Phase des Projekts erfolgen. Wenn es jedoch realisiert wird, wird die Basis nicht nur in Bezug auf die Ernährung völlig selbstversorgend sein, sondern auch die Vergrößerung der Besatzung ermöglichen, da die Notwendigkeit der Lieferung von nicht verderblichen Lebensmitteln entfällt und somit der verfügbare Raum für die Lieferung optimiert wird.

Aufgrund der lichtreichen Beschaffenheit des von uns gewählten Landeplatzes wird die Solarenergie die Hauptenergiequelle sein und zusammen mit dem ersten Modul und den Vorräten Teil des ersten Starts sein. Trotz der Tatsache, dass das Gebiet fast 80% der Zeit Zugang zum Sonnenlicht haben wird, müssen wir immer noch die Mondnächte berücksichtigen. Aufgrund der geringeren Dunkelheit wird es ausreichen, Batterien zu laden, die die Basis mit Strom versorgen sollen. Mit der Erweiterung der Basis wird es jedoch notwendig sein, die Anzahl der Solarpaneele und Batterien zu erhöhen, um den steigenden Strombedarf zu decken.

In den ersten Phasen muss der Sauerstoff von der Erde importiert werden. Wir haben viele Wege beschritten, um Luft zu erzeugen, aber in den meisten Fällen erhalten wir reinen oder fast reinen Sauerstoff, der zum Atmen nicht ausreicht. Atemluft besteht meist aus Verbindungen, die auf dem Mond gewonnen werden können. Sauerstoff und Wasserdampf können durch Elektrolyse von Mundeis gewonnen werden, und Kohlendioxid kann von unseren Astronauten als Abfallstoff gewonnen werden. Unser größtes Problem bei der Erzeugung von Luft auf dem Mond ist Stickstoff, da er der Hauptbestandteil der Luft ist und auch am kompliziertesten zu gewinnen ist. Seine Konzentration in der Mondatmosphäre ist unzureichend, und die einzige Möglichkeit, ihn zu gewinnen, besteht in der Erhitzung des Mondregoliths auf extreme Temperaturen. Dadurch wird der Stickstoff aus dem Regolith herausgelöst, und nach dem Mischen der Gase erhalten wir eine luftähnliche Verbindung, die zum Atmen geeignet ist.

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

Der Hauptzweck von "Aeneas" ist die Durchführung wissenschaftlicher Studien zur Entwicklung einer möglichen langfristigen Besiedlung des Mondes. Das Projekt ist der erste Schritt auf dem Weg zu einer vollständig selbstversorgenden dauerhaften Mondsiedlung. Ein Hauptaugenmerk der Basis liegt auf den Auswirkungen von geschlossenen Räumen und Mikrogravitation auf Körper und Geist. Eines der Ziele des Projekts besteht darin, Lösungen für diese Probleme zu entwickeln, um eine künftige dauerhafte Besiedlung des Mondes zu ermöglichen. Ein zweites Ziel der Basis ist die Sammlung von Daten über den Mond und die Durchführung von Forschungsarbeiten, die sonst nur mit großem Aufwand zu bewerkstelligen wären, z. B. die regelmäßige Entnahme von Proben.

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

Wenn sich die Aluminiumfensterläden öffnen und die Nachtbeleuchtung ausgeschaltet wird, füllt sich der Raum mit weichem, warmem Licht. Ein Wecker klingelt und die Außentemperatur wird auf einem Bildschirm gegenüber den Schlafsäcken der Besatzung angezeigt. Beide machen sich auf den Weg zur gegenüberliegenden Seite des Raums, um ihr Frühstück und eine Tüte Kaffee zu holen. Nach zwanzig Minuten gehen sie zu den ihnen zugewiesenen Modulen für den Tag. Sie gehen durch die harten, luftdichten Türen in den quaderförmigen Raum und führen eine kurze Wartung durch, um die Sicherheit am Arbeitsplatz zu gewährleisten. Beide beginnen ihren 6,5 bis 7,5 Stunden dauernden Arbeitstag. Zur Mittagszeit treffen sich beide im Wohnbereich des Hauptmoduls und genießen eine Mahlzeit, die aus Nahrungsmitteln von der Erde und aus vor Ort gesammelten Pflanzen besteht. Im zweiten Teil des Tages sollte mindestens einer von ihnen seine Tätigkeit ändern. Wenn sie beispielsweise am "Vormittag" Mundeisproben analysiert haben, könnten sie am "Nachmittag" im Vegetationsmodul Gartenarbeit verrichten oder vielleicht die wöchentliche Großwartung durchführen.

Am Ende eines jeden Tages treffen sich beide jedoch noch einmal für zwei Stunden zu einem gemeinsamen Training. Dies ist bei einer so langen Exposition gegenüber der Mikrogravitation unerlässlich, da regelmäßige Bewegung dazu beiträgt, den Abbau der Knochendichte zu verlangsamen. Außerdem wird die Besatzung häufig nach draußen gehen, um Boden- und Eisproben zu nehmen oder Wartungsarbeiten durchzuführen. Am Ende eines jeden Tages haben die Astronauten Mittagspause und etwas Freizeit, je nach ihrem genauen Arbeitsplan an diesem Tag.

Die Aluminiumfensterläden schließen sich für die nächsten 8 Stunden und das einzige, was den Raum beleuchtet, sind schummrige LED-Lichter. Außer dem ständigen Brummen der Lüftung ist nichts zu hören, während die beiden Besatzungsmitglieder einschlafen.

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