In Moon Camp Pioneers hat jedes Team die Aufgabe, ein komplettes Mondlager in 3D mit einer Software ihrer Wahl 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 in ihrem Mondlager beschreiben.
Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi Samsun-Türkei Türkei 15, 16 6 / 3 Englisch
3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360
In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.
Unser Hauptziel ist es, unser Mondcamp als Basis für die Durchführung wissenschaftlicher Forschung zu nutzen. Als Fortsetzung der Forschung erkunden wir den Mond. Mit unseren bemannten und unbemannten Mondrovern planen wir Missionen, bei denen wir Proben des Mondbodens, der Felsen usw. sammeln und zu unserer Basis zurückbringen und diese Proben von unseren ausgebildeten Astronauten eingehend untersuchen lassen. Denn wie Wissenschaftler sagen, glauben wir, dass der Mond eine Quelle wertvoller Ressourcen sein könnte. Um diese Zwecke zu unterstützen, haben wir unseren Astronauten Labors zur Verfügung gestellt, in denen sie aktiv arbeiten werden. Außerdem bieten die Labors unseren Astronauten einen Ort, an dem sie auf dem Gebiet der Astronomie forschen können. Da dies unser Hauptziel ist, gehen wir davon aus, dass wir in den nächsten Phasen des Aufbaus dieses Mondlagers, das als erster Schritt dient, eine ständige Präsenz auf dem Mond einrichten werden.
Wir planen, unsere Hauptbasis (Alpha) im Archimedes-Krater (39,7° N, 4,2° W) zu errichten, der sich in der südwestlichen Region des Mondes befindet. Der flache Boden des Kraters bietet eine relativ stabile Oberfläche für den Bau einer Mondbasis und einen Landeplatz für Weltraumraketen, und die stabile Temperatur macht ihn zu einem geeigneten Ort für das Leben und die Forschung der Astronauten. Außerdem verfügt der Krater über unterirdische Wasserquellen, die für die Erhaltung des Lebens und die Energieerzeugung unerlässlich sind.
Da das Sonnenlicht den De Gerlache-Krater (88,71°S, 68,7°W) meist 14 Tage pro Lunation erreicht, haben wir beschlossen, EGEC auf dem Grat zu errichten, der nur 220 Kilometer vom Archimedes-Krater entfernt ist. Der Bergrücken ist ideal für die Energieerzeugung mit Solar-Wasserstoff-Paneelen, da er bis zu 98% des Tages Sonnenlicht erhält.
Für die Herstellung der Hauptstrukturen unserer Basis werden wir unsere großen 3D-Drucker verwenden. Nach dem Bau unserer Hauptstruktur planen wir, eine Schutzschicht aus Mondregolith zu erstellen, um die am besten geschützte Mondbasis zu schaffen, die wir bauen würden.
Wir werden das Mondregolith für den Bau der Basen verwenden, weil;
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es durch das Mondregolith auf dem Mond ein Leichtes wäre, nach der Landung der Astronauten so schnell wie möglich Basen zu bauen.
Der Mondregolith enthält Eisen, Aluminium und Silizium und ist ein Schutz- und Absorptionsmittel für Strahlung mit hohem Reflexionsvermögen, weshalb wir ihn als Schutzschicht verwenden.
Außerdem ist es ein gutes Material zum Schutz vor Meteoriten, da es als Barriere gegen Meteoriten wirkt und Schäden verhindert, die der Basis und den Ausrüstungen schaden würden. Außerdem ist es in der Lage, den Einschlag von Meteoriten zu absorbieren, der für das Mondhabitat gefährlich wäre.
Außerdem dient sie der Wärmeisolierung der Basis und der Ausrüstung auf der Mondoberfläche. Mit Hilfe der Schicht, die sie bildet, kann sie Wärme aufnehmen und abgeben und hilft so, die Temperatur zu regulieren.
Zum Schutz vor möglichen Gefahren haben wir zwei Möglichkeiten und einen Notfallplan, dem wir zustimmen werden.
Zunächst einmal werden wir ein Frühwarnsystem einsetzen, das Meteoriten aufspüren wird, die sich dem Mond und der Basis nähern. Je nach Geschwindigkeit, Größe und Fundort des Meteoriten werden sich die Astronauten je nach den Umständen bewegen, weshalb sie zwei Möglichkeiten haben:
Plan 1: Wenn der Meteorit klein genug ist, um unsere Basis nicht zu beschädigen, werden die Astronauten aus der Basis in den Schutzraum unter unserer Basis gebracht, so dass sie von dickem Mondregolith umschlossen werden, der ihnen Sicherheit bietet. Nachdem die Gefahr vorüber ist, werden die Astronauten die Schäden an der Basis feststellen und dann mit Hilfe von Rovern mit der Reparatur der Basis beginnen.
Plan 2: Wenn der Meteorit groß ist und sich in der Nähe unserer Basis befindet, werden wir unseren Notfallplan aktivieren, der darin besteht, so schnell wie möglich nach unserer Evakuierung mit Rovern zu unserer Bravo-Basis zu fahren.
Um die Wasserversorgung zu gewährleisten, planen wir, an den schattigen Stellen Eiswasser zu sammeln. Um Infektionen zu vermeiden, wird das gesammelte Eiswasser geschmolzen und gefiltert. Das letzte Produkt, das gefilterte Wasser, wird in Wassertanks für den zukünftigen Bedarf gelagert. Darüber hinaus wird ein alternatives mikroökologisches Lebenserhaltungssystem (MELISSA) eingesetzt, um sauberes Wasser für den täglichen Gebrauch (Urin, Hygiene usw.) zu erhalten.
Zur Bereitstellung von Nahrungsmitteln werden wir erdelose Landwirtschaft (hydroponische Landwirtschaft) betreiben. In diesem System, das auch unter ungünstigen landwirtschaftlichen Bedingungen Produkte garantiert, wird der Wasser- und Nährstoffbedarf der Pflanzen kontrolliert gedeckt. In der erdlosen Landwirtschaft wird das Risiko von Krankheiten, die vom Boden ausgehen, direkt eliminiert, der Bedarf an zusätzlicher Arbeit wird reduziert und es werden mehr Produkte durch das Verfahren gewonnen. Einer der wichtigsten Vorteile ist, dass hydroponische Systeme nur 10% des in der normalen Landwirtschaft verwendeten Wassers verbrauchen. Darüber hinaus ist geplant, in unserem Biodom mit einer bestimmten Grünalge namens "Chlorella" einige Nahrungsergänzungsmittel mit hohem Eiweiß-, Vitamin- und Mineraliengehalt herzustellen.
Bei Bedarf wird der Sauerstoff durch Solar-Wasserstoff-Paneele und den Biodom bereitgestellt. Zusätzlich zur Wasserreinigung durch MELISSA planen wir die Umwandlung von Co2 in O2 durch Mikroalgen. Einigen Schätzungen zufolge kann 1 kg Algen zwischen 1 und 2,5 kg Sauerstoff produzieren. Wenn man bedenkt, dass ein durchschnittlicher Mensch täglich 0,75 kg Sauerstoff verbraucht, ist diese Methode, obwohl sie derzeit noch nicht verwendet wird, eine besonders effiziente Art der Sauerstoffproduktion.
Als Energiequellen werden wir drei verschiedene Wege nutzen: Solar-Wasserstoff-Paneele, Fusionsreaktoren und die Energie, die wir durch die Verbrennung von Abfällen gewinnen. Ausführliche Erläuterungen zu diesen Methoden finden Sie im Abschnitt "Externer Betrachter".
Wir planen mehrere Lösungen für den Umgang mit Abfällen:
Die erste Möglichkeit, mit ihnen umzugehen, ist die Kompostierung. Organische Abfälle auf dem Mond können durch Kompostierung in Erde umgewandelt werden, die für den Anbau von Pflanzen und die Landwirtschaft genutzt werden kann.
Die zweite Möglichkeit, mit Abfällen umzugehen, besteht darin, sie mit Sauerstoff zu verbrennen. Bei diesem Verfahren werden die organischen Abfälle in den Abfällen verbrannt, und als Ergebnis dieses Prozesses wird Energie freigesetzt, die neben Solar-Wasserstoff-Paneelen und Fusionsreaktoren als Ressource für unsere Basis genutzt werden soll. Andererseits kann diese Option, die uns zwar Energie liefert, auch einige Nachteile mit sich bringen. Um diese möglichen Folgen zu vermeiden, sollte auf den Inhalt der zu kompostierenden Materialien geachtet werden, und die Gase, die nach der Verarbeitung entstehen können, müssen so kontrolliert werden, dass sie die Atmosphäre nicht belasten.
Für die Kommunikation mit anderen Stützpunkten werden Satelliten eingesetzt, die im VHF-Band des Radiowellenspektrums arbeiten. Der Satellit, der diese Kommunikation ermöglichen soll, hat eine Mastkonstruktion, um den Satelliten am Boden zu fixieren und den Verlust der Signalstärke zu verringern. Auf dieser Struktur befindet sich der Aufbau, der die elektronische Schaltung und die bewegliche Satellitenschüssel enthält, die ebenfalls den Verlust der Signalstärke durch Ausrichten der Schüssel auf einen anderen Satelliten verringert.
Um die Kommunikation mit der Erde zu gewährleisten, haben wir außerdem geplant, den Satelliten in unserer Hauptbasis zur Kommunikation mit einem Satelliten in der Erdumlaufbahn zu nutzen. Der Hauptgrund für die Wahl eines Satelliten, der sich außerhalb der Atmosphäre befindet, ist die Vermeidung eines möglichen Signalverlustes.
In unserer Welt werden viele wissenschaftliche Studien durchgeführt. Die Übertragung dieser Studien auf den Mond kann uns viele Vorteile bringen. Wir glauben auch, dass einige Forschungen auf dem Mond umfassender durchgeführt werden können. Zum Beispiel:
Astronomie: Das Fehlen einer Atmosphäre und die geringe Lichtverschmutzung machen den Mond zu einem idealen Ort für astronomische Beobachtungen, und das leere Land bietet uns die Möglichkeit, große Teleskope und Labore zu bauen. Mit unseren Hightech-Teleskopen können wir die Sterne, Galaxien und vieles mehr mit einer klareren Sicht beobachten.
Geochemie: Dieser Wissenschaftszweig bietet uns die Möglichkeit, die chemischen Prozesse, aus denen der Mond und die Mineralien in den unterirdischen Vorkommen bestehen, genau zu beobachten. Diese Informationen können als Quellen für künftige Forschungen und Experimente dienen.
Testgelände für zukünftige Technologien: Auf freiem Land und ohne menschliche Aktivitäten können zukünftige Projekte ohne schlimme Folgen getestet werden. Dies kann uns helfen, frei mit unserer Technologie zu experimentieren und sie schneller und ergebnisorientiert zu entwickeln.
Neue Ressourcengebiete: Es ist allgemein bekannt, dass die Ressourcen der Erde begrenzt sind, was uns zu einem neuen Problem führt: "Wo können wir neue Ressourcen finden, die wir nutzen können?". Hier kommt die Mondoberfläche, die reich an Elementen und Verbindungen ist, gerade recht. Wir können diese Ressourcen sammeln und lagern und sie für unsere anderen Experimente oder Bedürfnisse verwenden.
Mondseismologie: Unter Mondseismologie versteht man Bodenbewegungen wie Mondbeben und Bewegungsereignisse auf der Mondoberfläche. Obwohl bereits mehrere seismografische Messsysteme installiert wurden, gibt es immer noch Einschränkungen und Informationsdefizite, aber mit geeigneten Ansiedlungen und genaueren Untersuchungen können wir mehr herausfinden. Neue Erkenntnisse könnten zu neuen Wegen der Energiegewinnung durch Mondbeben führen
Und es kann noch mehr Forschung betrieben werden.
Nach der Auswahl der Astronauten werden diese ein mindestens drei- bis vierjähriges Trainingsprogramm absolvieren, wie es in der ESA durchgeführt wird, bevor sie zum ersten Mal ins All fliegen.
Zunächst absolvieren sie eine Grundausbildung, die 12 Monate dauert. In dieser Zeit lernen die Astronauten alle Systeme der Raumstation, die Transportfahrzeuge und die Grundsätze des Roboterbetriebs kennen. Außerdem werden sie lernen, wie man ein Mondlager, Solar-Wasserstoff-Paneele oder Sauerstoff in einem Biodom usw. einrichtet. Sie werden über die Grundsätze des Systems, das sie benötigen, informiert werden. Außerdem werden sie sich daran gewöhnen, ohne Schwerkraft zu leben und ihren Körper in einer schwerkraftfreien Umgebung zu kontrollieren.
Nach der Grundausbildung werden sie vor ihrem Einsatz ein Training absolvieren, bei dem sie mehr lernen und ihre Kenntnisse über die Systeme der Raumstation vertiefen werden. Außerdem werden sie an verschiedenen Orten wie Houston in den USA, Star City in Russland, dem Tsukuba Center der JAXA in Japan und Saint-Hubert/Montreal in Kanada spezielle Trainings absolvieren.
Nach diesen Vorbereitungsschritten sind die Astronauten bereit, für eine Mission eingeteilt zu werden, und es beginnt das Training für die ihnen zugewiesene Mission. Während dieses Prozesses werden sie mit ihrer Crew trainiert, damit sie sich aneinander gewöhnen. Außerdem lernen sie, welche Aufgaben sie haben und wie sie zusammenarbeiten können. Außerdem werden sie darüber informiert, was in einer Notsituation zu tun ist und welche Evakuierungspläne es gibt.
Nach ihrer Ankunft in der Raumstation oder auf dem Mond werden sie ihre Ausbildung durch Live-Kommunikation zwischen Erde und Videos fortsetzen. Außerdem werden sie weiterhin den Betrieb von Robotern und Raumfahrzeugen erlernen, indem sie diese live und in Simulationen ausprobieren.
Es gibt 3 Rover, die den Astronauten helfen sollen, ihre Missionen auf dem Mond erfolgreich abzuschließen. Die Hauptaufgaben dieser Rover sind Bau, Bohrung, Lagerung und Transport der Astronauten. Eines der wichtigsten Elemente bei den Entwürfen waren die Räder der Rover. Die Räder der Rover sind vom Mecanum-Rad und den Rädern des Mars-Perseverance-Rovers inspiriert. Die Hauptmerkmale dieser Räder bestehen darin, dass sie den Schwierigkeiten, die auf der Mondoberfläche auftreten können, standhalten und den Transport erleichtern. Die Besonderheit der Mecanum-Räder besteht darin, dass sie sich in jeder Richtung bewegen können. Gleichzeitig wurde durch die Inspiration durch den Mars-Perseverance-Rover sichergestellt, dass das Fahrzeug einen vollen 360-Grad-Winkel hat. Im Hinblick auf den Transport zur und von der Erde haben wir die Biomimikry der Heuschreckenbeine für die Mondlandefähre genutzt, um die Landung zu erleichtern und den Start zu beschleunigen.
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