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: S.P.I.D.E.R.

Nationale Hochschule für Informatik Tudor Vianu  Bukarest    Rumänien 16, 17   2 / 0


Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

Unser Moon Camp, S.P.I.D.E.R., dient in erster Linie der Weltraumforschung, aber auch der Simulation der Besiedlung anderer Planeten. Es soll Astronauten und Forschern ein breiteres Verständnis für unser Universum und für die Bedeutung des Lebens außerhalb der Erde vermitteln. Wir werden alles nutzen, was uns zur Verfügung steht: Wasser aus dem Eis des Shackleton-Kraters, ständiges Sonnenlicht am Südpol und das Mondgestein für die Forschung und sogar für den Pflanzenanbau. Wir werden einen Rover haben, mit dem unsere Astronauten zu anderen Teilen des Mondes reisen können, und die Krater Shackleton und Shoemaker in unserer Nähe, die ebenfalls von wissenschaftlichem Interesse sind. Das Camp wird auf der Mondoberfläche stehen, verankert mit winzigen spinnenartigen Beinen aus starkem Stahl. Das Moon Camp wird ein kleines Team von zwei Astronauten beherbergen, die wissenschaftliche Experimente durchführen und mehr über den Mond und den Weltraum im Allgemeinen lernen werden. Außerdem werden sie sich damit vertraut machen, was es bedeutet, auf einem anderen Planeten zu leben (auch wenn es ein Satellit ist). Anschließend werden sie ihre Erkenntnisse und Erfahrungen auf die Erde zurückbringen und hoffentlich andere Menschen dazu ermutigen, ihren Horizont zu erweitern. Wir wollten das bestmögliche Camp für unsere Astronauten bauen, um ihnen ein optimales Umfeld zu bieten, in dem sie Wissenschaft betreiben und das Leben im Weltraum genießen können.

2.1 Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Unser Mondcamp wird sich am Südpol in der Nähe des Shackleton-Kraters befinden. So haben wir ständiges Sonnenlicht, das unser Camp über die Solarpaneele mit Strom versorgt, und wir werden einen Teil dieser Energie in Brennstoffzellen für die Mondfinsternisse speichern. Die großen Mengen an Wasserstoff, die im Krater gemessen wurden, könnten auch auf das Vorhandensein von Wassereis hinweisen, was für unsere Astronauten von großem Vorteil ist. Da wir auf Meteoritenschauer treffen könnten, werden wir unser Lager in Kevlar einkapseln, das sehr leicht und haltbar ist. Falls die wissenschaftliche Forschung es erfordert, werden die Astronauten den Rover benutzen, um sich dorthin zu begeben, wo sie ihn brauchen. Wir planen auch ferngesteuerte Kevlar-geschützte Rover für Langstreckenreisen, die ebenfalls mit Solarenergie betrieben werden, eine Brennstoffzelle haben und für den Notfall über ein RTG verfügen, mit dem wir auch die andere Seite des Mondes besuchen können.

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

Wir haben dieses Design so konzipiert, dass jeder der Astronauten einen eigenen Bereich hat, aber auch einen gemeinsamen Raum, in dem sie zusammen arbeiten und entspannen können. Wir wollten, dass sie sich wie zu Hause fühlen, und deshalb haben wir dafür gesorgt, dass unser Moon Camp alle Elemente eines solchen Raums hat. Da alle Materialien, die wir verwenden, leicht sind, können wir sie problemlos mit dem Raumschiff transportieren. Außerdem wollten wir, dass unser Mondlager modular aufgebaut ist, damit es auf der Mondoberfläche leicht aufgebaut werden kann und leicht zu reparieren ist, falls etwas passiert. Als Erstes müssen wir die Stützen unseres Lagers, die Spinnenbeine, anbringen. Dicke Bleche aus einer Aluminiumlegierung werden unsere Basis bilden. Alle Schichten werden luftdicht miteinander verbunden. Die Tunnel werden aus 3 solchen Schichten bestehen, die die Form eines Dreiecks haben. Die für Forschungszwecke vorgesehene Kugel wird aus dreieckigen Fenstern aus Thermoglas bestehen. Die Rover werden außerhalb der Basis zusammengebaut und sind ebenfalls modular aufgebaut. Das letzte Element unserer Mondbasis sind die Solarpaneele, die bereits vormontiert und an ihrem Platz befestigt werden. Wir haben uns für die Form einer Spinne entschieden, weil diese Kreatur in der Mythologie mit der Schöpfung assoziiert wird und in der Lage ist, ihre eigenen Welten zu weben. Wir werden die Wahl des Materials im nächsten Abschnitt erläutern, da sie eng mit der Sicherheit der Astronauten verbunden ist.

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 Gesundheit und Sicherheit der Astronauten hat für uns oberste Priorität, vor allem anderen. Deshalb haben wir nach den besten Materialien gesucht, um ihr Wohlbefinden zu gewährleisten. Deshalb werden wir Aerogel, Kevlar, eine starke Aluminiumlegierung und Thermoglas verwenden. Aerogel neutralisiert die drei Methoden der Wärmeübertragung: Konvektion, Konduktion und Strahlung und ist daher ein hervorragender Wärmeisolator. Kevlar hat eine ausreichende Festigkeit, um den Auswirkungen von Weltraummüll und Meteoriten standzuhalten. Außerdem wiegt Kevlar wenig und hat einen hohen Härtegrad. Ohne seine Struktur zu beschädigen oder seine Form zu verändern, kann es auch extremen Temperaturen ausgesetzt werden. In der Aufprallforschung funktioniert die Aluminiumlegierung so gut, dass wir dieses Material für die Fensterläden verwenden können, um zu verhindern, dass Trümmerteile das Glas zerstören, wofür wir das Thermoglas verwenden werden, weil es die Astronauten sowohl vor hohen als auch vor meist niedrigen Temperaturen rund um die Fenster und vor den Belastungen des Weltraums schützt.

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

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Die Wasserquelle für unsere Basis wird das Eis im Inneren des Shackleton-Kraters sein. Seine Oberfläche ist so glatt, dass unser Rover bis zum Eis vordringen kann. Danach werden wir mit einem beheizten Bohrer durch die Sonnenoberfläche bohren und dabei das Eis schmelzen. Dieser Vorgang ist zeit- und energieaufwendig, weshalb wir ihn nicht öfter als nötig durchführen werden, vorzugsweise einmal pro Woche. Wir werden das Wasser in einem Reservoir aufbewahren, und die Astronauten werden ein Reinigungssystem verwenden, bevor sie es trinken. Neben dem menschlichen Verzehr wird das Wasser auch für die Elektrolyse und den Pflanzenanbau verwendet werden.

Unsere Astronauten werden natürlich Weltraumnahrung zu sich nehmen. Dies wird ihnen eine ausgewogene Ernährung garantieren und ist gleichzeitig einfach und sicher zu lagern, zuzubereiten und zu verzehren. Allerdings kostet dies 0,64 kg pro Tag und Person an Lagerplatz, was für unsere Mission nicht optimal ist. Stattdessen wird die Hauptnahrungsquelle ihr Gewächshaus sein, in dem sie Kartoffeln, Sellerie und Tomaten anbauen werden, um Vitamine und Kohlenhydrate zu erhalten. Die Hauptproteinquelle werden verschiedene wirbellose Wassertiere aus dem Stamm der Weichtiere sein, da sie sich leicht an eine Umgebung mit teilweiser Schwerkraft anpassen, nicht viel Platz benötigen und Nährstoffe aus dem Wasserstrom der Umgebung aufnehmen, um Biomasse aufzubauen. Es gibt bereits Projekte, bei denen Mondregolith-Simulanzien als Substrat für das Pflanzenwachstum verwendet werden, und das ist auch das, was unsere Astronauten verwenden werden.

Unsere Hauptenergiequelle werden die Solarzellen sein. Da wir uns am Südpol des Mondes befinden, werden wir abgesehen von den Mondfinsternissen, für die wir Brennstoffzellen als Reserve haben, kontinuierlich Sonnenlicht haben. Außerdem werden wir unsere Rover an Orte mit maximaler Sonneneinstrahlung auf dem Mond schicken, um mit ihren Solarzellen zusätzliche Energie zu gewinnen. Für den Notfall (ein Solarpanel wird von einem Meteoriten beschädigt oder funktioniert einfach nicht) werden wir einen Radioisotopen-Thermoelektrischen Generator (RTG) einsetzen, der wegen seiner langen Halbwertszeit und guten Leistung mit Plutonium-238 betrieben wird.

Die Astronauten brauchen Sauerstoff zum Überleben, und der kann auf dem Mond leicht aus drei Quellen gewonnen werden: durch Elektrolyse von Wasser, aus dem Mondregolith und natürlich aus Pflanzen. Aus der ersten Quelle, einer Na+ und Cl- Lösung, würden die Astronauten H2 und O2 erhalten. Als Bonus kann das H2 mit O2 rekombiniert werden, um reines Wasser zu erhalten, und das O2 kann, nachdem es UV-/Röntgenstrahlung ausgesetzt wurde, in O3 umgewandelt werden, das eine antibakterielle Wirkung hat. Für den Mondregolithen, der zwar sehr sauerstoffreich ist, bräuchten wir einen sehr, sehr präzisen Filter, denn die kleinsten Körnchen könnten sich in den Lungen der Astronauten festsetzen und möglicherweise langfristige gesundheitliche Schäden verursachen. Nicht zuletzt sind auch die Pflanzen, die unsere Astronauten anbauen, eine starke Sauerstoffquelle. Wegen der damit verbundenen Gefahren würden wir das Mondregolith nur als letzten Ausweg nutzen.

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

Wir lieben die Wissenschaft, und das wird auch der Hauptzweck unseres Moon Camps sein. Es gibt immer noch unendlich viele Dinge, die uns am Weltraum faszinieren, und wir sind sicher, dass die Wissenschaftler, die an unserem Camp teilnehmen, eine Menge aus dieser Erfahrung lernen werden. Die Wissenschaftler können den Mond, seine Oberfläche und seine Krater sowie den Weltraum mit den im Moon Camp eingebauten Teleskopen oder mit dem ferngesteuerten Rover erforschen, mit dem sie schwer zugängliche Bereiche erkunden und einen fantastischen Blick auf den Himmel werfen können. Ein weiteres Ziel unseres Moon Camps ist es, die Menschen auf ein Leben auf einem anderen Planeten vorzubereiten. Nach ihrer Rückkehr aus dem Moon Camp können die Astronauten von ihren Erfahrungen berichten und andere dazu inspirieren, von einem Leben im Weltraum zu träumen.

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

Unsere Astronauten, nennen wir sie Tina und Bob, werden um Punkt 0600 Uhr (GMT-Standardzeit) aufwachen. Nach einem Routinecheck aller Systeme, um sicherzustellen, dass von der Lebenserhaltung bis zum Pflanzenwachstum alles reibungslos funktioniert, werden sie frühstücken. Bob wird Muscheln mit Tomaten essen (sein Lieblingsgericht auf dem Mondlager), und Tina wird sich für Muscheln mit Kartoffeln entscheiden. Natürlich können sie jede beliebige Kombination von Gemüse und Mollusken wählen, die sie möchten.

Dann werden sie um Punkt 7 Uhr einige körperliche Übungen machen. Bob wird auf dem Laufband laufen, während Tina das Indoor-Fahrrad benutzen wird. Pünktlich um 7.30 Uhr begeben sie sich unter die kalten Duschen (wir wollen nicht zu viel Energie verbrauchen, aber sonntags dürfen sie sich einen Schummeltag gönnen). Sie werden sich mit Wasser aus dem Reservoir reinigen, das dann wieder gereinigt wird (damit sie keine Seife aufnehmen) und zurück in das Reservoir geleitet wird. Wir haben auch ein biologisches Abfallrecyclingsystem eingerichtet, das ihnen helfen wird, kultivierbaren Boden zu erhalten.

Um 8 Uhr beginnt der Wissenschaftstag. Tina wird drinnen Experimente durchführen, während Bob sich anzieht und sich auf den Weg zur Mondoberfläche macht, wo er Regolith für die Pflanzen und die Forschung sammeln und einige wissenschaftliche Messungen zu Mond, Sonne und Erde durchführen wird. Später wird er zum Camp zurückkehren, wo Tina ihre Experimente beendet haben wird. Um 1200 werden sie zu Mittag essen, und bis 1400 haben sie Freizeit, in der sie lesen, ihren Lieben schreiben und sich entspannen können. Danach ist Bob mit seinen Experimenten an der Reihe, während Tina die Pflanzen kontrolliert und erntet, den Wassertank überprüft und dann zusammen mit Bob Wissenschaft betreibt, wozu sie um 1600 einen Snack zu sich nimmt.

Um 1800 gibt es Abendessen, Mollusken und Gemüse. Nach der freien Zeit gehen sie um 2200 schlafen. Sie schlafen zur gleichen Zeit, und um ihre Sicherheit zu gewährleisten, werden wir mehrere Schichten von Alarmen für jede Störung haben, und die Astronauten werden Armbänder tragen, die ihren Herzschlag und ihre Sauerstoffsättigung messen und sie im Notfall aufwecken können.

Andere Projekte:

  Neulinge starten durch

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  AH

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Königinnen-Zellen

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Bis zur Unendlichkeit und darüber hinaus

 

  Agrupamento de Escolas do Restelo
    Portugal