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: Club Astro Lycée Lafayette

allgemeines und technologisches Gymnasium LAFAYETTE  CLERMONT-FERRAND    Frankreich 16, 17   7 / 0

Beschreibung des Projekts

Wir sind die Astronomie-AG des Gymnasiums Lafayette in Clermont-Ferrand. In diesem Jahr nehmen wir zusammen mit unserem Naturwissenschaftslehrer an dem Experiment mit dem Blob im Zusammenhang mit der Alpha-Mission des französischen ESA-Astronauten Thomas Pesquet teil. Wir befinden uns alle in einer schulischen Ausbildung, um uns in der Luft- und Raumfahrttechnik oder in der astrophysikalischen Forschung zu orientieren. Mit großer Motivation haben wir also unserem Lehrer zugesagt, an diesem Wettbewerb teilzunehmen. Bevor wir Ihnen von unseren Lösungen für diesen Wettbewerb erzählen, werden wir Ihnen die Arbeitstechnik vorstellen, die wir während dieses Projekts verwendet haben. Unsere Arbeitstechnik besteht darin, eine Liste von Problemen zu erstellen, die uns begegnet sind oder mit denen wir mit hoher Wahrscheinlichkeit konfrontiert werden: Sobald diese Liste von Problemen fertig ist, teilen wir diese "großen" Probleme auf, um eine Menge "kleinerer" zu erstellen, die unseren Bedürfnissen besser entsprechen. Es ist in der Tat einfacher, mehrere kleine Probleme unabhängig voneinander zu lösen, damit wir uns einer allgemeinen Einschränkung stellen können, als sie direkt anzugehen. Nachdem sich unser Team auf die zu verwendende Technik geeinigt hatte, begannen wir mit der Erstellung einer funktionalen Spezifikation, die es uns ermöglichen wird, effizienter und produktiver zu arbeiten, wenn wir zum Teil der 3D-Modellierung übergehen. Unser Modell ist eine Ansicht der Basis während eines ersten Einsatzes, es gibt also nur das wesentliche Modul.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Unsere Basis braucht Wasser, um zu funktionieren, also muss sie unbedingt in der Nähe von Wasser liegen: Auf dem Mond finden wir es in Form von Eis, vor allem an den Polen des Mondes, also wird sich unsere Basis an einem der beiden Pole des Mondes befinden.

2.2 Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken, die Materialien und die von Ihnen gewählte Konstruktion.
Wir haben uns für eine modulare Basis entschieden, die es uns ermöglicht, sie je nach den verschiedenen Expeditionen, die wir unternehmen werden, zu erweitern. Wir wissen, dass die Oberfläche des Mondes von verschiedenen Strahlungen der Sonne bestrahlt wird, und um uns zu schützen, haben wir beschlossen, unsere Basis zu vergraben. Dies hat auch den Vorteil, dass sie vor möglichen Meteoriteneinschlägen geschützt ist. Um das Regolith zu graben, haben wir uns überlegt, Fliesen mit einem Wurm im Inneren zu verwenden, um das Regolith zu bewegen und zu graben. Der Vorteil ist das relativ geringe Gewicht und die Tatsache, dass wir durch Aneinanderreihen mehrerer Abschnitte eine große Länge erreichen können. Bei der Wahl des Moduls waren mehrere Kriterien ausschlaggebend: Das wichtigste ist, dass das Modul dem Druck standhalten muss, den der Regolith auf es ausübt, sobald die Basis vergraben ist. Es stellte sich heraus, dass ein quadratisches Modul mit abgerundeten Kanten leichter zu bauen war, und wir entschieden uns für diese Form. Um unsere Wahl zu bestätigen, fragten wir unseren Lehrer für Ingenieurwissenschaften, ob diese Form den verschiedenen Kräften, denen sie ausgesetzt sein würde, standhalten würde. Er prüfte das und sagte uns, dass dies leider nicht der Fall sei. Also entschieden wir uns schließlich für ein Halbkugelmodul. Um den Transport zu erleichtern, wird dieses Modul aus Dreiecken bestehen, die miteinander verbunden werden. Es ist möglich, sie auf dem Boden zu montieren, um den Aufbau vor Ort zu erleichtern. Unsere verschiedenen Module sind durch Druckschläuche miteinander verbunden.
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)

Unser Lager auf dem Mond ermöglicht es uns, die Astronauten vor den zahlreichen Gefahren zu schützen, die sie auf dieser feindlichen Oberfläche umgeben. Wir wissen nämlich, dass es auf dem Mond keine Atmosphäre und somit auch keine Möglichkeit zum Atmen gibt. Aus diesem Grund wird unsere Mondbasis wasserdicht sein und unter ähnlichen Bedingungen wie auf der Erde oder der ISS unter Druck stehen. Um diese Dichtheit zu gewährleisten, werden wir an allen Verbindungsstellen Dichtungen verwenden. Von den Websites der NASA und der ESA haben wir erfahren, dass Mondregolith scharfkantig und reizend ist. Zum Schutz der Astronauten haben wir daher einen Hangar auf der Mondoberfläche vorgesehen, um sicherzustellen, dass sich kein Regolith in der Basis befindet. Sollte dies versehentlich der Fall sein, würde unser Filter dennoch die Sicherheit der Astronauten gewährleisten. Um unsere Astronauten vor der gefährlichen Strahlung zu schützen, haben wir, wie in Teil 2.2 erläutert, beschlossen, unsere Basis zu vergraben.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Wasser wird eine wichtige Ressource für unsere Mondbasis sein, denn es wird zur Hydratisierung der Besatzung, für den Anbau von Pflanzen und vor allem zur Herstellung von Sauerstoff für die Basis über ein Wasserelektrolysesystem verwendet, das auch Wasserstoff produziert, der als Treibstoff für den Start der Versorgungsraketen verwendet werden kann.
Es kann direkt vom Mond gewonnen werden, indem das vorhandene Eis genutzt wird, oder direkt von der Erde gebracht werden, insbesondere für die ersten Tage. Außerdem gibt es in der Basis ein Wasserrecycling-System, um weniger Wasser zu verbrauchen.

Die Basis muss die Besatzung mit Nahrungsmitteln versorgen, doch gibt es auf dem Mond keine wirklichen Nahrungsquellen, so dass die Nahrung mit einer Versorgungsrakete von der Erde herbeigeschafft werden muss. Dank der Modularität der Basis kann jedoch problemlos ein Gewächshausmodul oder ein Zuchtmodul für Hühner hinzugefügt werden, wodurch die Anzahl der Versorgungsraketen verringert und gleichzeitig die Lebensqualität der Besatzung verbessert wird, denn es ist viel schöner, morgens frische Eier zu essen als Konserven.

Die Basis muss auch mit Strom versorgt werden, also werden wir Sonnenkollektoren verwenden, die viel effizienter sind als auf der Erde, weil der Mond keine Atmosphäre hat. Natürlich müssen diese Solarpaneele von Akkumulatoren begleitet werden, um die Energie während der Nacht zu speichern, aber ein Tag-Nacht-Zyklus auf dem Mond dauert 30 Erdtage, also werden wir mehr Akkumulatoren benötigen.
Um Zugang zu Wasser zu haben, muss der Stützpunkt jedoch leider in Richtung der Pole verlegt werden, wo die Sonneneinstrahlung am geringsten ist. Deshalb wurde beschlossen, zusätzlich nukleare Batterien einzusetzen, um diesen Verlust auszugleichen.

Es gibt ein Problem auf dem Mond, nämlich dass wir dort keine Luft finden. Kosmonauten brauchen Luft, also haben wir keine andere Wahl, als viele Sauerstoff- und Azotanks von der Erde zu importieren, um die Atmung der Menschen zu gewährleisten. Außerdem können wir, wenn wir den im Mondboden vorhandenen Sauerstoff nutzen können, die Sauerstofftanks durch mehr Azote-Tanks ersetzen, so dass wir den Raum der Erdrakete effizient nutzen können, da der Mondboden hauptsächlich aus Sauerstoff besteht (mehr als 40%). Wenn wir die Technologie entwickeln können, um Sauerstoff mit dem Boden aufzunehmen, können wir diese Technologie nutzen, um Sauerstoff in das CO2 aufzunehmen, das unser Ausatmungsgas ist. Wir können die Elektrolyse mit Wasser nutzen und dessen Sauerstoff entnehmen, so dass wir mit diesem Gas völlig unabhängig sind und Raketen für andere benötigte Produkte wie Wasser oder Nahrungsmittel reservieren können.

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

Der Hauptzweck unseres Moon Camps wird darin bestehen, die Fähigkeit des Menschen zu erforschen, in einer anderen Umgebung (andere Schwerkraft, keine Luft usw.) zu überleben. Das Experiment wird viele Jahre dauern, und wenn es funktioniert, können wir mit Sicherheit sagen, dass wir auf dem Mond leben können. Sollten die Ergebnisse jedoch nicht schlüssig sein, werden wir unsere Sachen zurücknehmen und sicher zur Erde zurückkehren. Der nächste Schritt nach unserer kleinen Basis auf dem Mond ist die Besiedlung dieses Satelliten und der Aufbau einer neuen Zivilisation, deren Hauptzweck der Tourismus sein wird.

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

Die Tageseinteilung während einer Langzeitmission ist wichtig, um eine Überlastung der Teammitglieder in der Station zu vermeiden. Aus diesem Grund werden auf der Erde Wochenpläne erstellt und jeden Montag zu Beginn der Woche verteilt. Die Woche wird auf der Grundlage von 5 Arbeitstagen (Montag bis Freitag) und 2 Ruhetagen (Samstag und Sonntag) gegliedert, und die Arbeitszeiten werden in UTC angegeben. Jeder Tag wird auch gut vorbereitet und organisiert sein. Er beginnt um 7 Uhr morgens, wenn die letzten wach sein müssen. Die Astronauten haben bis 8:30 Uhr Zeit, sich vorzubereiten und zu frühstücken. Um 8:30 Uhr versammeln sich alle Mitglieder in einem Besprechungsraum, wo der Kommandant jedem Mitglied die Missionsaufträge des Tages, die ihm von der Erde übermittelt werden, erteilt und eine allgemeine Einweisung vornimmt. Ab 9 Uhr ist jeder Astronaut mit dem beschäftigt, was die Erde ihm aufgetragen hat. Die Astronauten sind verpflichtet, zwischen 11 und 14 Uhr eine einstündige Pause einzulegen. Der Arbeitstag endet um 17.30 Uhr mit einer 30-minütigen Nachbesprechung des Tages im Besprechungsraum. Danach können die Astronauten bis 23 Uhr tun und lassen, was sie wollen. Um 23:00 Uhr geht die Basis in den Nachtmodus über und die Astronauten sollten so weit wie möglich in ihren Zimmern bleiben. Diese Tagesplanung kann geändert werden, wenn es besondere Aktionen gibt (EVA, Geburtstag, Ablösung, ...)

Andere Projekte:

  Mond-Croissant

 

  Lycée Joffre
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  BEKT REGELN

 

  Aldershot Schule
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