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: Aquasis

Gymnasium für Mathematik "Dr. Petar Beron"  Varna    Bulgarien 18   2 / 1


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Wasser ist für das Leben von grundlegender Bedeutung, und es ist das, was unseren Planeten so einzigartig macht. Die gesamte Funktionalität des Körpers jeder lebenden Spezies beruht auf dem Wasser. Einfach ausgedrückt: Es ist für die Entwicklung von Weltraumkolonien unerlässlich. Aus dieser Perspektive ist der erste Schritt zur Eroberung des Mondes das Erlernen der richtigen Nutzung seiner Wasservorkommen.

Aquasis wird sowohl ein Forschungszentrum zur Erforschung des Wassereises an den Mondpolen als auch eine Art Kraftwerk für die Raketen sein, die den Mond als Ausgangspunkt für die Erforschung des Weltraums nutzen werden.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir planen, unsere Mondbasis am Südpol des Mondes zu errichten. Der Südpol scheint der Ort zu sein, der uns die besten Lebensbedingungen bieten könnte. Kürzlich wurde bestätigt, dass es dort möglicherweise eine große Menge an Wassereis gibt, dessen höchste Konzentration in den Kratern am Südpol zu finden ist. Abgesehen von der Versorgung der Astronauten mit Trinkwasser könnten wir dieses Eis zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff nutzen, um eine atembare Atmosphäre zu schaffen. Wir könnten es auch zum Anbau von Pflanzen, zur Herstellung von Raketentreibstoff und als Schutzschild gegen die Weltraumstrahlung verwenden. Apropos Energieversorgung: Obwohl der Südpol größtenteils von Schatten bedeckt ist, sind bestimmte Bereiche wie die Kraterränder über längere Zeiträume hinweg kontinuierlichem Sonnenlicht ausgesetzt.

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

Es ist kein Geheimnis, dass der Transport von Materialien in den Weltraum oder - in unserem Fall - zum Mond eine vergleichsweise teure und schwierige Erfahrung ist. In Anbetracht der aktuellen Kosten für Raumflüge wäre es besser, wenn wir uns nicht zu sehr auf die Ressourcen der Erde verlassen würden. Das erste, was uns in den Sinn kommt, wenn wir über verschiedene Möglichkeiten diskutieren, ist der 3D-Druck mit Mondboden. Abgesehen davon gibt es auf dem Mond zahlreiche Metalle und große Vorkommen an erdnahen Elementen, die wir uns zunutze machen könnten. Die Monderde, auch Regolith genannt, wäre beispielsweise ein hervorragendes Baumaterial. Wenn wir es mit Polymeren kombinieren, können wir das für den 3D-Druck erforderliche Rohmaterial herstellen. Regolith ist nicht so reich an organischen Stoffen wie der Erdboden, und wir würden es nicht für den Anbau von Pflanzen verwenden. Sein wichtigster Vorteil in Bezug auf die Anwendung im Bauwesen ist jedoch, dass er uns Schutz vor Strahlung und extremen Temperaturen bieten könnte. Und da die NASA und die ESA gleichermaßen an der Erforschung der Eigenschaften des Mondbodens beteiligt sind, haben wir bereits eine solide Grundlage für weitere Forschungen. Weitere vielversprechende lokale Materialien sind mit großer Sicherheit das Mondglas und einige der Metalle, die wir direkt auf dem Mond abbauen können, wie Aluminium, Eisen, Silizium für die Herstellung von Solarzellen usw.

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)

In den Bereichen, die der Weltraumstrahlung ausgesetzt sind, werden wir einen Teil des von uns geernteten Wassers zur Abschirmung verwenden. Die beiden Dinge, die Wasser zu einer so effektiven Quelle für die Strahlungsabschirmung machen, sind seine Dichte und seine Billigkeit. Wir verwenden es bereits zum Schutz vor der Strahlung in Kernkraftwerken, die der kosmischen Strahlung ähnlich ist, und haben daher schon einige Erfahrung auf diesem Gebiet. Die Wände der Siedlung werden mit Wasser gefüllt. Im Inneren der Wasserschicht werden Sensoren angebracht, die die Strahlungswerte überprüfen und uns Rückmeldungen über die Wirksamkeit des Schildes geben werden. Aus Sicherheitsgründen wird der Hauptwohnbereich jedoch unterirdisch gebaut, wo die Strahlung wenig Zugang hat.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Das Wasser wird mit autonomen Maschinen aus dem im Südpolgebiet verborgenen Eis gewonnen und mit einer Luftseilbahn von den unwirtlich dunklen und kalten zentralen Teilen des Kraters, wo sich die Wasserpartikel aufgrund der ständig extrem niedrigen Temperaturen in Form von Eis ansammeln, zum fast ganzjährig von der Sonne beleuchteten Rand, wo sich unsere Hauptbasis befindet, zum Haupteinsatzort transportiert. Je nachdem, wofür wir das Wasser verwenden wollen, ist ein bestimmtes Aufbereitungsverfahren erforderlich. Um Trinkwasser zu gewinnen, muss das Eis geschmolzen werden, und dann wird das Wasser, das wir daraus gewinnen, gefiltert, gereinigt und mineralisiert. Das Wasser, das wir abbauen, wird auch für die Aeroponik, die Abschirmung und die Herstellung von Raketentreibstoff durch Aufspaltung in Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe von Sonnenenergie verwendet werden.

In unserem Aeroponics-Modul werden wir pflanzliche Lebensmittel herstellen. Darüber hinaus werden wir auch andere Produkte, wie zum Beispiel Fleisch, im Labor herstellen, um eine ausgewogene Ernährung zu erreichen, die für das Wohlbefinden der Astronauten entscheidend ist. Das so genannte kultivierte Fleisch wird aus tierischen Zellen im Labor gezüchtet. Die Kultur findet in einem Bioreaktor statt, der die Umgebung des Tierkörpers simuliert. Sobald die Zellen die erwartete Dichte erreicht haben, werden sie von der Brühe getrennt, in die sie eingelegt wurden. Es sind kaum Tiere beteiligt, da sich ihre Beteiligung auf die Entnahme des Gewebes durch eine Biopsie beschränkt, die mit ziemlicher Sicherheit auf der Erde durchgeführt wird.

Unsere primäre Stromquelle werden die Sonnenkollektoren sein, da der von uns gewählte Standort genügend Sonnenlicht abbekommt, um die Basis mit Strom zu versorgen. Das Problem bei der Arbeit mit Solarmodulen ist, dass ihr Wirkungsgrad eher gering ist. Er liegt schätzungsweise bei etwas über 20%. Dieses Problem ließe sich durch die Verwendung von Fasern aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen lösen, die in der Lage sind, die Breitband-Abwärme zu absorbieren und in Strom umzuwandeln. Mit dieser Methode könnten wir den Wirkungsgrad der Solarmodule um das Vierfache steigern und über 80% erreichen. Die von uns erzeugte Sonnenenergie wird auch zur Herstellung von Wasserstoffkraftstoff verwendet, indem Sauerstoff und Wasserstoff aus dem Wassermolekül getrennt werden.

Zu Beginn werden wir sowohl Stickstoff als auch Sauerstoff von der Erde mitbringen, um auf der Basis Luft zu erzeugen. Sobald wir beginnen, Wasser aus der Tiefe der Mondkrater zu gewinnen, haben wir zwei weitere Möglichkeiten. Entweder wir gewinnen Sauerstoff aus dem Wasser und mischen ihn mit dem Stickstoff, den wir von der Erde importieren, oder wir verwenden Heliox. Heliox ist ein atembares Gas, das aus Helium und Sauerstoff besteht und dessen Dichte geringer ist als die der Luft selbst. Es wird in der Medizin verwendet, da es den Atemwegswiderstand verringert, und wird häufig von Tauchern verwendet, die hier auf der Erde in der Tiefe schwimmen. Wir wären in der Lage, auf der Basis mit den lokalen Ressourcen vollständig zu produzieren, indem wir den benötigten Sauerstoff aus dem Wasser gewinnen und Helium vom Mond extrahieren.

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

An den Mondpolen gibt es schätzungsweise über 600 Milliarden Kilogramm Wassereis. Wasser wird für künftige menschliche Kolonien benötigt, daher ist es sehr sinnvoll, dass wir uns auf die Erkundung des Mundeisvorkommens konzentrieren. Wasser wäre aufgrund seiner zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten möglicherweise der Meilenstein bei der Eroberung des Mondes. Unser Ziel ist es, eine autarke Basis zu schaffen, die nicht von der Erde abhängt. Bevor wir den Mond kommerziell nutzen können, indem wir Unternehmen gründen und eine Industrie aufbauen, müssen wir die lokale Umwelt beobachten und studieren, wobei das Wasser zunächst oberste Priorität hat. Wasser ist ein Schatz, den wir für selbstverständlich halten, aber es ist so wichtig für das Leben, dass wir es als unsere wertvollste Ressource bezeichnen könnten.

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

Das erste, was unsere Astronauten morgens tun werden, ist, ihre Hygienebedürfnisse zu befriedigen, wie Duschen, Zähneputzen usw., allgemein gesagt, sich auf den Tag vorzubereiten. Vor dem Frühstück werden sie etwa eine halbe Stunde lang im Fitnessraum des Wohnmoduls trainieren. Sport ist lebenswichtig für die Gesundheit, vor allem, wenn man unter den Bedingungen einer Umgebung lebt und arbeitet, die sich so sehr von der irdischen unterscheidet. Nach dem Training gehen sie zum Frühstück, besprechen ihre individuellen Aufgaben für den Tag und haben ein kurzes Morgengespräch, um wach zu werden. Danach werden sie in Gruppen aufgeteilt und machen sich an die Arbeit. Diese Gruppen werden wie folgt gebildet: Arbeiter im Aeroponik-Modul, die sich um die Pflanzen kümmern und den Wachstumsprozess untersuchen; Leute, die sich um die Logistik kümmern und die Lagerhäuser einrichten und organisieren; die Wissenschaftler im Labor, die sich mit der Wasseraufbereitung und der Wartung der Bioreaktoren befassen; diejenigen, die am Abbau des Wassereises aus den Kratern beteiligt sind, indem sie den Zustand der Abbauroboter und Transportsysteme überprüfen und instand halten. Jeder Astronaut ist auch verpflichtet, die unterstützenden Systeme zu überprüfen, die technische Ausrüstung zu überwachen und die Anrufe des Erdkontrollzentrums zu beantworten. Während des Arbeitsprozesses wird jedes Besatzungsmitglied die Möglichkeit haben, sich auszuruhen, wenn ihm die Arbeitsbelastung zu hoch ist, jeder legt seinen eigenen Zeitplan fest, und wenn er seine Aufgaben erledigt hat, endet der Arbeitstag. Beim Abendessen versammeln sie sich wieder um den Tisch, um gemeinsam Zeit miteinander zu verbringen. Vor dem Schlafengehen haben die Astronauten ein paar Stunden für sich, in denen sie zwischen einem Besuch im Fitnessstudio, der Teilnahme an Aktivitäten im Unterhaltungszentrum und der Kommunikation mit ihrer Familie, ihren Verwandten und Freunden auf der Erde per E-Mail, Anruf oder Videochat wählen können.

Andere Projekte:

  Space Bound

 

  Bertrand-Russell-Kolleg
    Niederlande
  Mondvorläufer

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Mond-Croissant

 

  Lycée Joffre
    Frankreich
  S.P.I.D.E.R.

 

  Nationale Hochschule für Informatik Tudor Vianu Wissenschaft
    Rumänien