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: Artemis

Nationales Kolleg "Mihai Eminescu"  Suceava    Rumänien 17, 19   6 / 3   Dritter Platz - ESA-Mitgliedstaaten


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Duat ist ein Zuhause für bis zu sieben Astronauten, von denen fünf zur Besatzung gehören, während die beiden anderen vorübergehend stationiert sind und darauf warten, dass wir ihre Rakete auftanken. In der Zwischenzeit werden sie der Besatzung bei ihren täglichen Aktivitäten helfen.

Wir haben zwei verschiedene Einrichtungen, eine davon ist die Zentrale BasisDort leben die Astronauten und erforschen das Mondterritorium, die andere ist eine Treibstoffstation, in der wir Treibstoff aus Wassereis herstellen.

In der Zentrale Basis, Am beleuchteten Rand des Kraters befinden sich zwölf Bereiche: Zalmoxis (das Hauptquartier, in dem die Besatzung Sitzungen abhalten und mit der Erde kommunizieren kann), Sarmizegetusa (Wohnbereich, Küche, Ruheraum und Bäder), Somnus (die Schlafzimmer, eines für jedes Besatzungsmitglied, und ein Doppelzimmer für die beiden zusätzlichen Astronauten), Derzelas (die Krankenstation), Bendis (Forschungsbereich, in dem wir das Mondgestein analysieren), Gebeleizis (Elektrizität), Dabatopienos (Industrieraum, in dem wir Wasser produzieren und die industrielle Tätigkeit von der Tankstelle aus überwachen), Pleistoros (Hangar), Xerxes (der Bauernhof), Dionis (Chlorella-Plantagen) und das Untergeschoss (Silenus), wo wir unsere Vorräte und die Anlagen aufbewahren.

Die Brennstoffaufbereitungsanlage befindet sich im dunklen Bereich des Shackleton-Kraters, nahe dem Zentrum. Er hat vier Komponenten: Hestia (Kraftstofffabrik), Kandaon (Hangar), Hades (Kernreaktor) und die Startrampe, wo die Raketen landen und aufgetankt werden können. Die Herstellung des Treibstoffs ist automatisiert, so dass kein menschliches Eingreifen erforderlich ist, es reicht aus, wenn jemand den gesamten Prozess überwacht.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir haben uns entschieden, unsere Basis am Südpol zu errichten, im Shackleton Krater. Er ist einer der besten Standorte für einen Stützpunkt, da er eine erstaunliche Menge an Wasser und anderen flüchtigen Substanzen bewahrt. 

Vor allem Teile des Kraterrandes stehen fast das ganze Jahr über im Sonnenlicht, während der Kraterboden ständig dunkel ist. Messungen mit dem Lunar Prospector wiesen im Krater überdurchschnittlich hohe Mengen an Wasserstoff auf, was auf das Vorhandensein von gefrorenem Wasser hinweisen könnte. Während das Licht uns also mit Sonnenenergie versorgen kann, können wir auch das Wassereis aus den dunklen Bereichen abbauen, um Wasser, Sauerstoff und Treibstoff herzustellen. 

Zweitens liegt Shackleton vollständig am Rande des riesigen Aitken-BeckenEs handelt sich um eine der größten bekannten Einschlagsformationen im Sonnensystem, und die Erforschung ihrer Eigenschaften könnte Aufschluss geben über nützliche Informationen über die geologische Struktur des Mondes.

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

Wir werden die Komponenten der Siedlung auf der Erde bauen. Jedes Modul wird zusammen mit Robotern auf den Mond geschickt, die die Basis durch das Falten von Kirigami zusammensetzen werden. Die Module können auf der Mondoberfläche leicht zusammengebaut werden, da es sich um ein parametrisches Bausystem handelt, das aus perfekten Dreiecken besteht, die Sechsecke bilden. Wenn die Roboter mit dem Aufbau fertig sind, können die Astronauten in aller Ruhe die Möbel und die Industriemaschinen zusammenbauen und einrichten. 

Wir werden die gleiche Technik für den Bau der Tankstelle verwenden, wobei jede Anlage von der Erde gebracht und von Robotern auf dem Mond verbunden wird. 

Wir haben uns für eine sechseckige Grundfläche entschieden, weil sie eine kompakte, stabile Struktur mit genauen Stützpunkten bietet. Sie sind optimal für das Weltraummanagement, und die terrestrische Umgebung wird eine positive Atmosphäre für unsere Astronauten schaffen, die ihnen hilft, sich anzupassen. Das einzige Problem waren die scharfen Winkel, aber es ist uns gelungen, sie auf das absolute Minimum zu reduzieren. Die Wände sind aus Titan und die Fenster aus Silikat-Glasfasern. 

Für die Brennstofffabrik haben wir ebenfalls Titan verwendet. Das Gehäuse des Kernreaktors ist aus Blei, und die Wärmepumpen sind aus Quecksilber und rostfreiem Stahl gefertigt.

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)

Wir haben unsere Basis unter Berücksichtigung von Strahlung, Meteoriten und Temperaturschwankungen entworfen. Der Hauptschutz, den die Außenwandstruktur bietet, erleichtert die Sicherheit des Lebens im Inneren der Basis. Die Außenwand ist 60 cm dick und besteht aus vier Schichten: Titan (30 cm), Blei und Aluminium (1 cm), Luft (10 cm) und Titan (19 cm).

Jeder Eingang der Basis verfügt über einen Sterilisationsraum, damit der Mondstaub nicht in unsere Basis eindringt. Außerdem sind alle Innentüren so konstruiert, dass sie den Raum abdichten.

Um langfristig funktionsfähig und einsatzbereit zu sein, ist der Reaktor so konzipiert, dass er vom Wohnbereich und den mit der Hauptbasis verbundenen Einrichtungen (Rohrleitungen und Kabel) abgegrenzt ist und auf seinem Weg zwischen den beiden Einrichtungen über automatische und manuelle Steuerungselemente verfügt. Zusätzlich zu diesen Aspekten kann die Anlage zur Kraftstoffherstellung und -destillation einfache Handlungen autonom ausführen.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Vor unserer Ankunft werden unsere Rover in den dunklen Zonen mit dem Abbau von gefrorenem Wasser beginnen. Sie werden es in den Industrieraum (Dabatopienos) bringen, wo das Eis geschmolzen und gereinigt werden soll. Das so gewonnene Wasser wird in einen unterirdischen Tank umgefüllt. In wenigen Tagen hätten wir die notwendige Menge an Wasser für unsere täglichen Aktivitäten, aber auch dann würden wir Wassertanks von der Erde mitbringen.
Danach werden wir die Wasserproduktion reduzieren, da wir den größten Teil des verbrauchten Wassers, sogar Urin, wiederverwerten können, aber es wird natürlich Verluste geben.
Außerdem können wir bei Bedarf Wasser aus der Treibstofffabrik holen und es mit einem Rover transportieren.

In den ersten Wochen müssen wir Lebensmittelvorräte mitbringen, bis unsere Pflanzen wachsen. Und auch danach würden wir regelmäßig Krankheiten von der Erde mitbringen.
Unser Superfood ist Chlorella, das reich an Nährstoffen ist und sich leicht anbauen und zubereiten lässt. Wir können sie mischen und trocknen. Aber der Mensch kann nicht nur von Algen leben, also haben wir neben der Chlorella-Plantage (Dionis) zwei Farmen (Xerxes).
Der erste ist ein klassischer Garten mit einem Raum, in dem wir uns entspannen und mit der Natur in Kontakt treten können. Hier werden wir Zwiebeln, Kartoffeln, Erdnüsse, Kohl, Kürbisse und Wassermelonen anbauen.
Im ersten Stock haben wir außerdem einen Hydrokultur-Garten, in dem wir Salat, Tomaten, Paprika, Gurken, grüne Bohnen, Basilikum, Reis und Erdbeeren anbauen werden.
Auf diese Weise erhalten wir eine abwechslungsreiche Ernährung, die uns mit allen benötigten Nährstoffen versorgt.

Da wir für die Brennstoffstation viel Energie benötigen, haben wir beschlossen, einen Kernreaktor für diese Funktion einzusetzen. Auf diese Weise können wir die benötigte Strommenge (3,6 Mwe/Tag) erzeugen und außerdem die Wärme des Reaktors nutzen, um das Wasser zu schmelzen und andere Anlagen zu betreiben.
Für die zentrale Basis werden wir Sonnenkollektoren verwenden und die Energie in Schwungradbatterien speichern, die effizienter und sicherer sind als Lithiumbatterien. Außerdem können unsere Rover, während sie arbeiten, Sonnenenergie speichern, und wenn sie zurückkehren, können wir diese Energie nutzen und in unseren Batterien speichern.
Außerdem können wir die Energie des Reaktors nutzen, so dass wir in der Nacht keine Probleme haben werden.

Chlorella ist nicht nur essbar, sondern auch ein guter Sauerstofflieferant. Unser wichtigster Sauerstoffproduzent wird also in Dionis sein. Auch Xerxes wird uns mit Sauerstoff versorgen. Aber bis die Pflanzen wachsen, müssen wir den Sauerstoff aus anderen Quellen beziehen. In Anbetracht dessen werden wir für die ersten Tage Sauerstoff mitbringen, aber wir können auch flüssigen Sauerstoff von der Treibstofffabrik mitbringen.
Außerdem haben wir grüne Wände und Zimmerpflanzen, die die Luft reinigen und sogar nachts Sauerstoff produzieren können - wie die Spinnenpflanze, die Areka-Pflanze und die Geldpflanze -, die eine angenehmere Atmosphäre für unsere Mitarbeiter schaffen werden.

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

Unser Hauptzweck ist wissenschaftlich (in der Zentralbasis konzentrieren wir uns auf die Forschung), aber wir haben auch eine kommerzielle Seite (die Tankstelle).

Duat ist ein Tor für zukünftige Missionen zu anderen fernen Planeten, da der Mond mehr Startmöglichkeiten bietet als die Erde, und wir werden auch die kommenden Raketen betanken.

Dazu haben wir eine Treibstofffabrik gebaut, die sich in der dunklen Zone des Kraters befindet, in der Nähe des Zentrums, da es einfacher ist, den ganzen Krater zu erreichen. Mit dem Derrick bauen wir Eis vom Mond ab, schmelzen es und leiten es in einen Wassertank. Danach trennen wir durch Elektrolyse den Wasserstoff vom Sauerstoff und verflüssigen ihn und lagern ihn.

Auf diese Weise werden wir in der Lage sein, eine Rakete in bis zu drei Monaten vollständig aufzutanken.

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

Unser Team arbeitet in Schichten, so dass immer jemand wach ist, um die gesamte Basis zu überwachen.

Astronaut 1 und Astronaut 2 wachen um 6 Uhr morgens auf. Sie treiben Sport, kümmern sich um ihre Hygiene und essen. 

Um 7 Uhr morgens ist Astronaut 1 auf dem Dabatopienos und überwacht die Brennstofffabrik und den Kernreaktor bis 12 Uhr mittags. Er hat eine Stunde Pause und kümmert sich danach eine Stunde lang um die Gärten. Zwischen 14 Uhr und 17 Uhr hilft er seinen Teamkollegen. Nach einer weiteren einstündigen Pause beginnt er im Labor zu forschen, bis er um 21 Uhr seine Arbeit beendet und sich ausruhen kann. Um 22 Uhr geht er ins Bett.

Auf der anderen Seite ist Astronaut 2 um 7 Uhr morgens im Labor und forscht bis 11 Uhr, und nach einer einstündigen Pause übernimmt er den Platz von Astronaut 1 und beginnt mit der Aufsicht. Um 17 Uhr beendet er seine Schicht, und nach einer einstündigen Pause ist er frei, um seinen Kollegen zu helfen. Um 21 Uhr beendet er seine Arbeit, und um 22 Uhr geht er zu Bett.

Astronaut 3 und Astronaut 4 wachen um 14 Uhr auf. Sie treiben Sport, kümmern sich um ihre Hygiene und essen.

Astronaut 3 ist zwei Stunden lang im Garten tätig (15.00 Uhr), danach übernimmt er den Platz von Astronaut 2 und beaufsichtigt fünf Stunden lang die Tankstelle. Nach einer einstündigen Pause steht es ihm frei, seinen anderen Teamkollegen jede Art von Hilfe zukommen zu lassen. Um 4 Uhr morgens beginnt er im Labor zu forschen und beendet seine Aufgaben um 6 Uhr morgens. Um 7 Uhr geht er schlafen.

Astronaut 4 forscht zwischen 15 und 19 Uhr, macht eine Stunde Pause und arbeitet zwischen 20 und 22 Uhr im Garten. Danach, um 22 Uhr, beginnt er mit der Überwachung der Tankstelle für fünf Stunden. Er beendet seine Schicht um 3 Uhr morgens und hilft drei Stunden lang seinen Teamkollegen, wenn sie ihn brauchen, und geht um 7 Uhr schlafen.

Astronaut 5 wacht um 11 Uhr auf, erledigt seine Morgenroutine und hält zwischen 12 Uhr und 3 Uhr die Basis instand. Danach beaufsichtigt er vier Stunden lang die Tankstelle. Danach, zwischen 7 und 14 Uhr, kann er jedem seiner Teamkollegen helfen, wobei er zwischen 8 und 9 Uhr eine Pause einlegt. Um 3 Uhr nachmittags geht er zu Bett.   

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