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: HORA

Nationale Hochschule "Andrei Saguna"  Brasov    Rumänien 16, 15   4 / 4


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Ziel dieses Projekts ist es, ein spezielles 3D-Modell eines Mondhabitats vorzustellen, das unter der Mondoberfläche in einer der Mondröhren in der Nähe des Shackleton-Kraters direkt am Südpol dieses natürlichen Trabanten unter ständiger Sonneneinstrahlung untergebracht werden soll. Die Vorteile einer solchen Unterbringung sind der Schutz vor Weltraumstrahlung, Meteoriten, anderen Körpern oder Phänomenen und vor extremen Temperaturen, um nur einige zu nennen. Die vielen oben genannten Gefahren, die das Wohlergehen des Lagers hätten beeinträchtigen können, haben uns dazu bewogen, die Unterbringung des Lagers in den Mondröhren als notwendig zu erachten. Das Ziel dieses Projekts ist es, die Grenzen des derzeitigen Wissens über den Mond zu erweitern, indem es zu einer Forschungsbasis wird und tiefere Untersuchungen in den Mondröhren durchführt, von denen wir hoffen, wertvolle Daten zu gewinnen. Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, die Umwelt des Mondes zu erforschen und sie allen Menschen vorzustellen, denn viele wissen noch nicht genug über den Mond und seine raue Umgebung. Schließlich ist es wichtig zu erwähnen, dass diese Basis auch Freizeitzwecken dient, wie der Einrichtung des ersten Mondhotels und der Entwicklung der neuen Industrie des Weltraumtourismus.

Abschließend wurden mehrere verschiedene Konzepte bewertet, und das vernünftigste wurde für einen detaillierten Entwurf ausgewählt. Trotz der Tatsache, dass die Konstruktion auf dem Mond schwierig ist, verspricht das vorgeschlagene Habitat, der rauen Umgebung des Mondes zu widerstehen und Leben zu erhalten.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Bei der Wahl des Standorts für die Basis müssen wir einige Kriterien berücksichtigen: gute Lage, einfache Baumöglichkeiten und Schutz vor äußeren Einflüssen.

Der Ort, den wir für das "Hora"-Camp ausgewählt haben, wird sich am Südpol des Mondes, im Shackleton-Krater, befinden, da dies einer der einzigen Orte ist, an dem wir vollen Zugang zum Sonnenlicht haben, eine Tatsache, die uns später bei unserer Mission auf dem natürlichen Satelliten der Erde helfen wird. Der genaue Standort der Basis wird unterirdisch sein, da dies eine einfache, aber nützliche Methode ist, um die Forscher vor ungünstigen Bedingungen wie extremen Temperaturen und Weltraumstrahlung zu schützen. Außerdem wollen wir eine genaue Karte der Mondröhren erstellen, um der Welt zu helfen, sich auf dem Gebiet des Raumwissens weiterzuentwickeln, was bedeutet, dass die unmittelbare Nähe zu dem zu untersuchenden Gebiet nur positive Aspekte bringen kann.

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

Hora's ist so konzipiert, dass es Platz für zwölf Personen, Wissenschaftler oder Touristen, genügend Lagerraum für Treibstoff, Wasser, Lebensmittel und Sauerstoff sowie ein Forschungslabor bietet. All dies ist auf drei verschiedene Etagen gleicher Größe, aber mit leicht unterschiedlichen Abständen, aufgeteilt.

Das integrale Mondhabitat, von oben betrachtet, zeichnet die Kontur von sechs Sechsecken nach, die ein zentrales Sechseck umschließen und alle gleich groß sind, was einer Bienenwabe ähnelt. Die Kanten der Sechsecke sind 3,58 m lang. Die Gesamtoberfläche einer Etage beträgt also 33,3 m2 und der von "Hora" 250 m2. Die Höhe jedes Stockwerks beträgt 3 m und die Höhe des Lagers 11 m. Dieses Habitat befindet sich in einer der vertikalen Mondröhren. Das mittlere Sechseck wird ein Durchgang vom Mondhabitat zur Mondoberfläche sein.

Die einzige Etage, die eine komplexere Anordnung aufweist, ist die erste. In der Draufsicht wird jedes der äußeren Sechsecke diametral durch eine Wand geteilt, so dass ein größeres Sechseck um das mittlere entsteht. Zwischen den beiden Sechsecken verschwinden alle Wände, so dass ein Flur entsteht, der als Wohnbereich und Fitnessraum dient. Außerdem wird jede der verbleibenden äußeren Zellen durch zwei Wände geteilt, um ein rechteckiges Schlafzimmer für zwei Personen und zwei dreieckige Räume für eine Küche und ein Badezimmer zu schaffen.

Einige der Materialien, die für das Skelett des Habitats oder seine Befestigung in den Wänden der Mondröhre verwendet werden, sind Titan, Magnesiumlegierungen, Kevlar, Edelstahl und Kohlenstoff-Nanoröhren.

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)

Die Umweltbedingungen außerhalb des Raumschiffs sind grausam, so dass ein aktiver Schutzschild verwendet werden sollte, um die Hitze (22 - 27°C) und die Feuchtigkeit (40-60%) zu kontrollieren und die Menschen vor der Weltraumstrahlung zu schützen.

Da es im Weltraum keine Luft für Konduktion oder Konvektion gibt, ist die einzige Möglichkeit, die Temperatur auf einem bestimmten Niveau zu halten, die Nutzung der bereits vorhandenen Strahlung. Das bedeutet, dass das Schiff isoliert werden muss (es hält die Wärme drinnen, um zu wärmen, und draußen, um zu kühlen). Zur Aufrechterhaltung der Wärme wird eine hochreflektierende Decke verwendet, die so genannte Multi-Layer Insulation (MLI); sie hält die Sonnenstrahlung, die von der Oberseite der Basis kommt, draußen und verhindert, dass die Kälte in die Metallstruktur des Raumschiffs eindringt.

Darüber hinaus wird ein aktives Wärmekontrollsystem (Active Thermal Control System, ATCS) eingesetzt, um die Temperatur im Schiff zu senken, wenn sie zu hoch ist, und um die Luftfeuchtigkeit aufrechtzuerhalten.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Zu Beginn des Baus unseres Habitats werden wir Wasser von der Erde mitbringen. Nach dem Aufbau des Mondlagers werden wir jedoch Wasser aus dem Mundeis am Südpol in der Nähe unseres Standorts beziehen. Karren werden das Wasser vom Boden des Shackleton-Kraters abbauen. Wir werden dieses Wasser dann speichern und es durch einen Wasserreiniger filtern, einschließlich der Abfallflüssigkeiten der Astronauten, und so einen geschlossenen Wasserkreislauf schaffen.

In der ersten Phase werden wir mit Hilfe des SpaceX Dragon, der mit dem Gateway verbunden sein wird, Lebensmittel von der Erde transportieren. Von dort aus wird eine kommerzielle Mondlandefähre die Lebensmittel zu unserer Basis bringen. In der nächsten Phase werden wir in unserem Gewächshaus (in der 3. Etage) Pflanzen anbauen. Die Pflanzen werden in Hydrokultur angebaut, da sie weniger Wasser verbrauchen als herkömmliche erdgebundene Systeme und keine Erde benötigen.

Der Strom wird von Solarzellen geliefert werden. Aufgrund unseres Standorts in der Nähe des Shackleton-Kraters werden wir konstantes Sonnenlicht erhalten. Die Solarmodule werden auf um 360° drehbaren Sockeln angebracht, so dass wir die Energiemenge, die wir erzeugen können, maximieren können. Außerdem werden wir den Strom in Hochleistungsbatterien speichern, um ihn bei eventuellen Stromausfällen zu sichern. Wir erwägen auch den Einsatz eines thermoelektrischen Generators, der die großen Temperaturunterschiede auf dem Mond durch den so genannten Seebeck-Effekt direkt in elektrische Energie umwandeln könnte.

In der Anfangsphase werden wir komprimierte Luft von der Erde importieren. Sobald der Bau des Habitats abgeschlossen ist, werden wir den Sauerstoff aus den Pflanzen in unserem Gewächshaus und aus dem Mondregolithen gewinnen. Als Abfallprodukt werden sich Metalle bilden. Wir werden als alternative Quelle die Wasserelektrolyse nutzen.

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

Die Erforschung des Weltraums ist von grundlegender Bedeutung, da sie uns zusätzliche Erkenntnisse über die Geschichte unseres Sonnensystems, aber auch über die geologische Geschichte der Erde liefert. Das Hauptziel unseres Moon Camps ist die Erforschung der Lavaröhren auf dem Mond, um eine genaue Karte des Röhrennetzes zu erstellen.

Die Mondröhren sind Tunnel, die auf dem Mond durch den Ausbruch von basaltischen Lavaströmen entstanden sind. Wenn die Oberfläche eines Lavastroms abkühlt, verhärtet sie sich und ermöglicht es der Lava, in einer röhrenförmigen Leitung unter die Oberfläche zu fließen. Wenn der Lavastrom zum Stillstand kommt, hinterlässt er einen Hohlraum und bildet eine Lavaröhre auf dem Mond.

Mondröhren könnten die Erforschung des Mondes erleichtern, indem sie die Astronauten vor kosmischer und solarer Strahlung sowie vor Einschlägen, aber auch vor den extremen Temperaturunterschieden zwischen Mondtag und -nacht schützen.

Die Wissenschaftler glauben, dass einige der Röhren tatsächlich miteinander verbunden sein könnten und ein unterirdisches Labyrinth bilden, in dem wichtige Ressourcen wie Wasser in Form von Eis eingeschlossen sind.

Hora ist nicht nur ein wissenschaftlicher Komplex, sondern auch ein touristenfreundliches Mondlager, dessen erste Etage den Besuchern gewidmet ist.

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

Während ihrer Forschungszeit im "Hora"-Mondlager muss jeder Wissenschaftler einen gut ausgearbeiteten Zeitplan einhalten, um die Ordnung auf der räumlichen Basis aufrechtzuerhalten.

Jeder Arbeiter schläft auf der gleichen Ebene wie die Touristen (erster Stock). Zu Beginn des Tages müssen sich die Wissenschaftler in die Cafeteria begeben, wo sie mit speziellen Gerichten versorgt werden. Im Weltraum ist die Gesundheit anders. Aufgrund des fehlenden Sonnenlichts und der fehlenden Schwerkraft leiden die Astronauten häufig an Vitaminmangel. Die täglichen Mahlzeiten sollen reich an Proteinen, Vitamin D, Vitamin K und Vitamin C sein. Außerdem werden Nüsse und andere eiweißhaltige Lebensmittel, die sehr schwer abbaubar sind, mit demselben Shuttle wie die Touristen zur Basis gebracht. Später begeben sie sich in den dritten Stock (Laboratorien) und beginnen mit der Untersuchung von Materialproben, die in Mondröhren gefunden wurden, und versuchen, eine genaue Karte des Weges zu erstellen, den diese Zylinder unter dem Mond zurückgelegt haben.

Während die Wissenschaftler mit ihrer Arbeit beginnen, kümmern sich die anderen Camp-Mitarbeiter um die Besucher, indem sie sie durch das Camp führen und ihnen von bemerkenswerten Funden berichten.

Nach der zweiten Mahlzeit des Tages muss jede Person, die auf der Basis lebt, ins Fitnessstudio gehen und ihre Muskeln trainieren, um Muskelschwund vorzubeugen, denn das Leben an Orten mit geringer Schwerkraft kann sich negativ auf den menschlichen Körper auswirken und das Muskel- und Skelettsystem beeinträchtigen. Nach der Erholungszeit, in der die Menschen miteinander kommunizieren, um ihre geistige Gesundheit aufrechtzuerhalten, müssen die Wissenschaftler die Basis überprüfen (d. h. sie müssen feststellen, ob der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre hoch genug ist und ob es technische Probleme im Lager gibt). Danach muss ein Forscher bis zur Mondoberfläche gehen, um zu sehen, ob es Probleme mit den Solarzellen gibt, während ein anderer die Rover manuell auf Probleme überprüfen muss. Nachdem sichergestellt ist, dass alles sicher ist, werden die Touristen eingeladen, kleine Abschnitte der gesicherten Mondröhren in der Nähe des Lagers unter Anleitung des Lagerpersonals zu erkunden.

Danach wird die letzte Mahlzeit des Tages serviert. Vor dem Schlafengehen überprüfen die Ärzte den Gesundheitszustand der Astronauten mit Elektrokardiographen, Blutdruckmanschetten und Sauerstoffsättigungsmessgeräten an den Fingerspitzen.

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