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.
Gymnázium Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha Tschechische Republik 16, 17 3 / 0 Englisch
3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
Unsere Mission trägt den Namen Planetary Habitat and Astro-Scientific Exploration. Dies ist die nächste P.H.A.S.E. in der Monderkundung.
Ziel dieser Mission ist es, eine kontinuierliche menschliche Präsenz auf dem Mond zu erreichen und als Stützpunkt für zukünftige Mondmissionen zu dienen. Unsere Basis nutzt die Wunder der modernen Technik mit dem Ziel der Sicherheit. Sie ist so konzipiert, dass sie alle lebenswichtigen Bedürfnisse unserer Astronauten befriedigt und deren Komfort während ihres Aufenthalts gewährleistet. Diese Station baut auf anderen Mondinfrastrukturen wie dem Gateway der ESA auf. Diese Mission wird zu einem späteren Zeitpunkt im Zeitrahmen der Mondexpansion stattfinden, um ein Höchstmaß an Sicherheit und einen reibungslosen Ablauf des gesamten Prozesses zu gewährleisten.
PHASE wird 3 Astronauten beherbergen. Es wird sich am Südpol des Mondes befinden. Dieser Standort wurde speziell wegen seiner einzigartigen Eigenschaften ausgewählt. Die Station besteht aus 5 Räumen: Labor, Schlafzimmer, Sozialraum, Gewächshaus und Druckkammer. Die Räume sind durch Gänge miteinander verbunden, in denen zusätzliche Lagerräume und wichtige Systeme wie das Lebenserhaltungssystem MELiSSA untergebracht sind. Hier ist die Ansicht von oben nach unten:
Zur PHASE-Mission gehören auch ein Rover, 2 autonome Roboter, eine Antenne und insgesamt zwanzig unterirdische Solarpaneele zur Energieversorgung.
Der Hauptzweck dieser Station ist die wissenschaftliche Forschung. Die Forschung würde sich auf die Produktion und den Anbau von Pflanzen auf dem Mond und die Untersuchung ihrer Lebensfähigkeit unter der 1/6-Gravitation des Mondes konzentrieren. Ein anderer, vielleicht wichtigerer Teil der Forschung wäre die Gewinnung und Umwandlung von Mondwasser in trinkbares Wasser. Weitere Forschungsarbeiten würden eine genauere Untersuchung von Mondgestein und dessen Verwendung beim Bau auf dem Mond umfassen.
Wie wir bereits geschrieben haben, würde sich die Basis auf dem Südpol des Mondes befinden, da dort die Sonneneinstrahlung stabil ist und Zugang zu gefrorenem/unterirdischem Wasser besteht. Genauer gesagt würde sich die Basis außerhalb des Shackleton-Kraters befinden. Der Krater selbst ist seit der Entstehung des Mondes in Dunkelheit gehüllt und wird als gefrorenes Wasserreservoir dienen.
Der Bau der Basis wird in zwei Phasen unterteilt werden. Die erste wird unbemannt und die zweite bemannt sein. Die Astronauten werden in der zweiten Phase ankommen und alles Notwendige bereithalten. Zu den Ressourcen an Bord der ersten Phase gehören Materialien für den Hauptrechner der Station. Die Station wird aufblasbar sein, aus kohlenstofffaserverstärktem Kevlar bestehen und mit Titan verstärkt sein. Um das Fundament für die Basis zu bauen, werden wir den 3D-Druck nutzen, um eine genaue Basis zu schaffen. Teilweise könnten wir auch lokale Materialien wie Mondgestein verwenden, um den Materialbedarf weiter zu minimieren. Das Innere der Wände wird mit einer Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff gefüllt, die als Sauerstoffreserve für Notfälle dient.
Teil dieser ersten Phase werden die beiden autonomen Roboter sein, die alles, was sie können, zusammensetzen werden. Die Station wird unterirdisch sein, um Strahlung und andere Gefahren zu vermeiden. Die Roboter werden den Boden für die Station vorbereiten und ihn dann mit Aushubmaterial bedecken. In der ersten Phase werden auch die Energieversorgung und die Kommunikation über Antennen und Solarzellen eingerichtet. Der wichtigste Teil, der in der ersten Phase eingerichtet werden muss, sind die Wassersysteme. Wie sie funktionieren, werden wir weiter unten beschreiben. Sobald wir die Elektrolyse in der ersten Phase eingerichtet haben, können wir die Produktgase zum Füllen der Wände verwenden.
Die Basis schützt ihre Bewohner, indem sie mit 3D-gedrucktem Mondgestein verkleidet wird. Das hat viele Vorteile. Es schützt vor Strahlung und Meteoritenschauer. Dadurch entfällt die Notwendigkeit komplexer und schwerer Strukturen, was unser verstärktes aufblasbares Design ermöglicht, das Gewicht der Schiffe spart und uns erlaubt, mehr zusätzliche Nutzlast zu transportieren.
Außerdem haben wir einziehbare unterirdische Solarpaneele, die sich bei Gefahr durch Meteoritenschauer verstecken können. Durch die unterirdische Lagerung werden die Paneele automatisch von Mondstaub gereinigt. Die Antenne ist ebenfalls einziehbar, um Schäden zu vermeiden.
Eines der größten Probleme der Mondumgebung ist der Staub. Die Basis ist auf externe Ausrüstung und EVAs angewiesen. Um das Staubproblem zu lösen, wird alles, was sich im Freien befindet oder mit dem Staub in Kontakt kommt, mit einer speziellen Schicht überzogen, die die elektrische Ladung des Staubs nutzt. Das System wird eine elektrische Schicht haben, die den Staub aktiv abweist, anstatt ihn anzuziehen. Starre, feste Körper werden eine Schicht aus Metall verwenden, und flexible Körper wie Raumanzüge werden Kohlenstoff-Nanoröhren als Leiter verwenden.
Unsere Basis wird Recycling-Systeme für schwarzes und graues Wasser enthalten, die das Wasser reinigen und recyceln werden. Das Ergebnis wird trinkbares Weißwasser sein, das anderweitig verwendet werden kann. Reste aus diesem Prozess werden als Dünger im Gewächshaus verwendet.
Die wichtigste Wasserquelle neben dem Recycling wird der Abbau und die Reinigung des Mondwassers in eine trinkbare Form sein. Dies wird mit einem RTG-betriebenen Rover geschehen, der im Eis des Kraters schürfen wird. Dank des RTG sind keine Aufladung und kein Sonnenlicht erforderlich, und der Rover kann in den dunklen Bereichen des Kraters arbeiten.
Die Hauptnahrungsquelle sind Pflanzen aus dem Gewächshaus. Die Gewächshausregale sind multifunktional und können verschiedene Arten von Pflanzen aufnehmen. Die wichtigsten angebauten Pflanzen sind: Kartoffeln für Kohlenhydrate und die Vitamine A und C, Tomaten für die Vitamine A, C, K, Kalium und Ballaststoffe. Die letzte Pflanze sind Bohnen, die Zink, Kupfer, Mangan, Selen und die Vitamine B1, B6 und E liefern. Wir würden auch von der Erde gelieferte Lebensmittel mit den Astronauten einbeziehen. Das Gewächshaus verfügt über Tag- und Nachtzyklen, die durch die Änderung der Intensität und Helligkeit der hocheffizienten Beleuchtung erzeugt werden. Die Pflanzen werden, wie bereits erwähnt, durch das automatische Dünge- und Sprinklermodul (AFSM) gedüngt und bewässert, das aus dem Recyclingmodul gespeist wird.
Der Sauerstoff für die Astronauten wird teilweise durch Pflanzen als Nebenprodukt des Gewächshauses und teilweise durch Elektrolyse aus dem Wasser des Mondes gewonnen. Außerdem können wir die Innenseiten der Wände als Notsauerstoffreserve nutzen, falls die Systeme ausfallen. Das Innere der Basis kann sich mit Kohlendioxid als Ersatz für Sauerstoff füllen.
Wir erzeugen über 75 kW Strom mit Hilfe von Sonnenenergie. Ein einzelnes Paneel hat eine Fläche von 12m2, wir werden zwanzig haben. Mit ein bisschen Mathematik und der Verwendung von hocheffizienten 25%-Panels und der Solarkonstante erhalten wir: 240×1300:4 = 78000 W Leistung. Die RTGs werden als Notstromaggregate eingesetzt.
Wir werden in unserer Basis über einen geschlossenen und vollständig integrierten MELiSSA-Kreislauf verfügen, der in der Lage ist, praktisch alle Abfälle, die in der Basis anfallen könnten, zu behandeln und wiederzuverwenden. MELiSSA ist ein Lebenserhaltungssystem, das auf einem künstlichen Ökosystem basiert und von der ESA initiiert wurde. Der MELiSSA-Kreislauf besteht aus 4 Kompartimenten:
Verflüssigung - Sammelstelle
Photoheterotrophie - Beseitigung von verflüssigenden Nebenprodukten
Nitrifikation - Umwandlung von NH4+ in Nitrate
Photoautotroph - Pflanzenkompartiment zur Regeneration von Sauerstoff
Die obigen Ausführungen sind für die Zwecke dieses Papiers stark vereinfacht. Unser Ziel ist es, keinen Abfall zu produzieren und alles wiederzuverwenden, was wir auf den Mond bringen.
Die Basis selbst wird mit einer Kurz- und Langstreckenantenne für die Kommunikation ausgestattet sein. Der wichtigste Punkt ist die Nutzung der Gateway-Mission der ESA in der Mondumlaufbahn als Relaisstation zur Erde. Diese Verbindung ermöglicht die Kommunikation auch dann, wenn sich die Erde nicht in direkter Sichtweite zur Mondbasis befindet. Außerdem dient das Gateway perfekt als Orbit-Relais für andere Mondaktivitäten mit der Basis, auch über größere Entfernungen. Die Antenne auf dem Dach dient als Backup und soll hauptsächlich für die Gateway-Kommunikation genutzt werden. Die größere Antenne am Boden ist eine vollwertige Primärantenne.
Der Hauptzweck dieser Basis ist die Erforschung von Kolonien auf verschiedenen Planeten (Monden) und menschlicher Reaktionen, die dann bei zukünftigen Missionen eingesetzt werden können. Damit verbunden ist eine tiefere Erforschung und ein besseres Verständnis der Geologie des Mondes. Die Basis wird den Abbau und die Nutzbarkeit des Mondgesteins und anderer Ressourcen als wertvolles Material für eine weitere Expansion auf dem Mond erforschen.
Eines der Probleme, mit denen Astronauten konfrontiert werden, ist die fehlende Schwerkraft der Erde. Dies bedeutet, dass Muskeln und Knochen schwinden. Um dies zu verhindern, ist die Station mit speziellen Trainingsgeräten ausgestattet, die in geringer Schwerkraft arbeiten. Die Astronauten müssen mit der Funktionsweise dieser Geräte und allen Risiken, denen sie ausgesetzt sind, vertraut sein. Dies gilt für die gesamte Mission, nicht nur für das Training.
Das Astronautentraining umfasst eine 1:1-Version der Station auf der Erde, um ihre Merkmale kennenzulernen. Dazu kommt die vollständige Kenntnis der Ausrüstung, die die Astronauten benutzen werden. Das Astronautentraining für die Mondbasis sollte ähnlich sein wie das Training für die ISS.
Zusätzliche Schulungen im Vergleich zur ISS sollten Folgendes umfassen:
Management von Mondstaub
Diese Mission wird aktive und passive Staubschutzmaßnahmen beinhalten. Trotzdem müssen die Astronauten wissen, wie sie Staubablagerungen verhindern und mit ihnen umgehen und wie sie sie reinigen können.
Strahlenschutz
Das elektromagnetische Feld der Erde erreicht den Mond nicht, und anders als auf der ISS werden Astronauten bei EVAs großen Mengen an Strahlung ausgesetzt sein. Sie müssen darin geschult werden, wie sie die Gesundheitsrisiken minimieren können und was zu tun ist, wenn die Strahlenbelastung beispielsweise zu hoch ist.
Wartung des EVA-Anzugs
Die bei dieser Mission verwendeten Raumanzüge müssen exponentiell mehr EVA-Stunden aushalten als bei früheren Mondmissionen wie dem Apollo-Programm. Aus diesem Grund müssen die Raumanzüge regelmäßig gewartet und überprüft werden, und die Astronauten müssen über das nötige Wissen verfügen, um dies zu tun.
Für die Reise auf dem Mond werden wir einen Rover einsetzen, um weitere Entfernungen zu erreichen. Der Rover ist mit einem RTG (Radioisotop-Thermoelektrischer Generator) und einer Solaranlage ausgestattet, die die Batterien an Bord mit Strom versorgt, so dass er theoretisch eine unbegrenzte Reichweite hat, und verfügt über eine Antenne, die in Zusammenarbeit mit dem Gateway verwendet werden kann, um mit der Basis überall auf dem Mond zu kommunizieren.
Wir verfügen über einen autonomen 3D-Druckroboter und einen Bagger, die in der ersten Phase dieser Mission eingesetzt werden, um die Fundamente zu legen, das Eis zu ernten bzw. den Mondboden abzubauen.
Die Basis wird über eine nahe gelegene Landeplattform verfügen, die von raketengetriebenen Fahrzeugen wie dem Artemis-Lander oder dem Raumschiff genutzt werden soll. Die Reise zur und von der Basis wird mit einer Rakete erfolgen, da die Menschheit derzeit über kein besseres außerirdisches Transportmittel verfügt.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 