Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekt-Galerie

Santa Girls

Santa Maria College  Perth-Perth    Australien 15   3 / 3 Englisch
3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360

External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):

https://a360.co/3miyMsz

1.1 - Projektbeschreibung

Unser Moon camp ist hauptsächlich für die Forschung und den Abbau von Helium-3 gebaut worden. Er befindet sich in einer Lavaröhre in der Nähe der Polarregionen.

Es verfügt über folgende Einrichtungen:

• Silizium-Sauerstoff-Produktion +Luftreinigungsmodul

• Wasseraufbereitungsstation

• Modul Abwasserbehandlung

• Modul Plasma-Lichtbogenvergasung

• Kuppel für Gewächshausanbau

• Modul Kommunikation

• Sternwarte

• Wohnstation: Schlafkapseln, Speisesaal, Fitness- und Erholungszentrum, medizinisches Zentrum und ...

• Abteilung für Forschung und Entwicklung im Heliumbergbau

• Das Kernkraftwerk ist im Bau!

1.2 - Warum wollen Sie ein Moon Camp bauen? Erläutern Sie den Hauptzweck Ihres Moon Camps (zum Beispiel wissenschaftliche, kommerzielle und/oder touristische Zwecke).

Helium-3 ist ein auf der Erde seltenes Isotop von Helium, das als Brennstoff für die Kernfusion in Frage kommt. Auf der Mondoberfläche werden bedeutende Vorkommen von Helium-3 vermutet, die abgebaut und als Brennstoff für künftige Fusionsreaktoren verwendet werden könnten. Unser Mondcamp ist für den Abbau von Helium-3 gebaut.

Neben den kommerziellen Interessen gibt es weitere Gründe:

Wissenschaftliche Forschung: Der Mond bietet eine einzigartige Umgebung, die zur Erforschung verschiedener Phänomene genutzt werden könnte, z. B. der Auswirkungen der geringen Schwerkraft auf die menschliche Gesundheit, der Zusammensetzung der Mondoberfläche und der Möglichkeiten zur Nutzung von Mondressourcen.
Internationale Zusammenarbeit: Eine Möglichkeit zur Förderung der internationalen Kooperation und Zusammenarbeit bei der Erforschung des Weltraums und der wissenschaftlichen Forschung.
Menschliche Erkundung: Ein wichtiger Schritt in der fortschreitenden Erforschung des Weltraums und dem Ziel, eine menschliche Präsenz auf anderen Planeten oder Himmelskörpern zu etablieren.

2.1 - Wo willst du dein Mondlager errichten? Erkläre deine Wahl.

Im Inneren von Lavaröhren in der Nähe der Polarregionen: Das Innere dieser Röhren kann groß genug sein, um eine Mondbasis zu beherbergen, und ihre stabile Temperatur und ihr Schutz vor der rauen Mondumgebung machen sie zu einem attraktiven Standort für ein lunares Habitat.

In den ständig beschatteten Regionen am Nord- und Südpol des Mondes könnte es bedeutende Wassereisvorkommen geben. Aus diesen Vorkommen könnte Wasser gewonnen und zum Trinken, für den Anbau von Nutzpflanzen und zur Herstellung von Raketentreibstoff verwendet werden.

Darüber hinaus wäre ein Standort in der Nähe einer potenziellen Wasserquelle, z. B. eines Polareisvorkommens, für den Siliziumabbau von Vorteil, da mit Hilfe von Wasser durch einen als Elektrolyse bezeichneten Prozess Sauerstoff erzeugt werden kann, der für Lebenserhaltungssysteme und als Raketentreibstoff verwendet werden kann.

Helium-3 könnte in den Polarregionen häufiger vorkommen, da die gleichen Prozesse, die zur Entstehung von Wassereis führen, auch Helium-3 eingeschlossen haben könnten.

2.2 - Wie wollt ihr euer Mondlager bauen? Überlegen Sie, wie Sie die natürlichen Ressourcen des Mondes nutzen können und welche Materialien Sie von der Erde mitbringen müssten. Beschreiben Sie die Techniken, Materialien und Ihre Konstruktionsentscheidungen.

1. 3D-Druck mit Mondregolith: Eine der vielversprechendsten Bautechniken für ein Mondcamp ist der 3D-Druck mit Mondregolith als Rohmaterial. Diese Technik könnte die Menge an Material, die von der Erde transportiert werden muss, erheblich reduzieren und ermöglicht außerdem anpassbare Designs. Mit dem 3D-Druck könnte eine Reihe von Strukturen geschaffen werden, darunter Lebensräume, Labore, Lagereinrichtungen und andere Infrastrukturen.
2. Aufblasbare Habitate: Aufblasbare Habitate sind eine weitere Möglichkeit, ein Mondlager zu errichten. Diese Strukturen sind kompakt und leicht für den Transport zum Mond und können vor Ort aufgeblasen werden, um einen größeren Wohn- oder Arbeitsbereich zu schaffen. Diese Habitate können mit Materialien wie Kevlar für zusätzliche Haltbarkeit verstärkt werden.
3. Modularer Aufbau: Ein modularer Aufbau des Mondlagers würde Flexibilität und Anpassungsfähigkeit ermöglichen, wenn sich die Bedürfnisse der Bewohner mit der Zeit ändern. Jedes Modul könnte für eine bestimmte Funktion ausgelegt sein. Der modulare Aufbau ermöglicht auch die einfache Reparatur oder den Austausch einzelner Komponenten im Falle einer Beschädigung oder eines Ausfalls.
4. Stromerzeugung: Solarzellen könnten zur Stromerzeugung genutzt werden, und auch die Kernkraft könnte eine Option für eine zuverlässigere und autarkere Energiequelle sein. Die Stromerzeugungsanlagen könnten außerhalb der Wohnbereiche untergebracht werden, um die Strahlenbelastung zu minimieren.
5. Abfallwirtschaft: Wasser könnte recycelt und für verschiedene Zwecke gereinigt werden, und Abfall könnte als Ressource für die Stromerzeugung oder die Herstellung von Baumaterialien genutzt werden.

2.3 - Wie schützt und beherbergt Ihr Mondlager Ihre Astronauten vor der rauen Umgebung des Mondes?

1. Strahlenschutz: Die Strahlenbelastung ist ein großes Problem auf dem Mond, da das Fehlen einer Atmosphäre nur wenig Schutz vor kosmischer Strahlung und Sonneneruptionen bietet. Das Mondlager könnte mit dicken Wänden und Dächern aus strahlenabschirmenden Materialien wie Wasser, Beton oder Mondregolith ausgestattet werden. Das Lager könnte auch in einem natürlichen Schutzraum, z. B. einer Lavaröhre, untergebracht werden, was zusätzlichen Schutz vor Strahlung bieten würde.
2. Temperaturregelung: Die Temperatur auf dem Mond kann von extrem heiß bis extrem kalt reichen. Das Mondlager könnte mit Isoliermaterialien ausgestattet werden, um die Temperatur zu regulieren und Wärmeverluste zu vermeiden. Auch die Nutzung geothermischer Energie, die auf dem Mond zur Verfügung steht, könnte in Betracht gezogen werden, um die Temperatur im Lager zu regulieren.
3. Luftzufuhr: Anders als auf der Erde gibt es auf dem Mond keine natürliche Atmosphäre, so dass das Mondcamp so konzipiert werden müsste, dass die Astronauten eine atembare Atmosphäre vorfinden. Dies könnte durch ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem erreicht werden, das Luft recycelt und Sauerstoff zum Atmen für die Astronauten produziert.
4. Schutz vor Staub: Die Mondoberfläche ist mit einer Schicht aus feinem Staub bedeckt, der schädlich sein kann, wenn er in die Lunge oder in die Ausrüstung gelangt. Das Mondlager könnte mit Luftschleusen und Filtersystemen ausgestattet werden, um das Eindringen von Staub zu verhindern, und die Astronauten könnten spezielle Anzüge und Helme tragen, um sich außerhalb des Lagers zu schützen.
5. Strukturelle Integrität: Die Mondoberfläche ist Meteoriteneinschlägen und seismischen Aktivitäten ausgesetzt, so dass das Mondlager aus starken und haltbaren Materialien bestehen müsste, die diesen Kräften standhalten. Die Verwendung aufblasbarer Habitate, die mit Materialien wie Kevlar verstärkt werden können, oder 3D-gedruckte Strukturen aus Mondregolith könnten als mögliche Lösungen in Betracht gezogen werden.

3.1 - Wie wird Ihr Moon Camp den Astronauten einen nachhaltigen Zugang zu den Grundbedürfnissen wie Wasser, Nahrung, Luft und Strom ermöglichen?

Wasser: Wasser ist eine wichtige Ressource für die Erhaltung des Lebens, und obwohl es auf der Mondoberfläche knapp ist, geht man davon aus, dass es in den ständig beschatteten Regionen in der Nähe der Pole in Form von Eis vorhanden ist. In unserem Camp setzen wir solarbetriebene Bohrmaschinen ein, um das Eis zu gewinnen, das dann in Wasseraufbereitungsstationen gereinigt und zum Trinken, zum Anbau von Pflanzen und für andere Zwecke verwendet wird.
Nahrung: Die Astronauten brauchen eine zuverlässige Nahrungsquelle, um sich während ihrer Mission zu versorgen. Im Mondcamp bauen wir Lebensmittel mit hydroponischen Systemen an, bei denen nährstoffreiches Wasser anstelle von Erde zum Anbau von Pflanzen verwendet wird. Außerdem stellen wir Pflanzen gentechnisch her, damit sie in der rauen Umgebung des Mondes wachsen können. Auch der Einsatz von Algen, die mit Hilfe der Sonnenenergie gezüchtet und in Nahrung umgewandelt werden können, wird praktiziert.
Luft: Um Leben zu erhalten, benötigen die Astronauten eine Versorgung mit atembarer Luft. Wir verfügen über ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem, das Luft recycelt und Sauerstoff für die Astronauten zum Atmen produziert. Unser System umfasst Pflanzen, die Kohlendioxid entfernen und durch Photosynthese Sauerstoff produzieren können, sowie Technologien wie die Elektrolyse, die Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff spalten kann.
Energie: Der Mond erhält eine ständige Zufuhr von Sonnenenergie, die für die Stromversorgung des Mondlagers genutzt werden kann. Wir nutzen Sonnenkollektoren und andere Technologien für erneuerbare Energien wie Wind oder Erdwärme. Batteriespeichersysteme werden eingesetzt, um überschüssige Energie für Zeiten zu speichern, in denen die Sonne nicht scheint.

3.2 - Wie wird Ihr Mondcamp mit dem Abfall umgehen, den die Astronauten auf dem Mond produzieren?

Modul Plasmabogenvergasung (PAG):

Abfallreduzierung: Unser PAG-Modul reduziert die Abfälle erheblich, da es sie in ihre einzelnen Moleküle zerlegt.
Energieerzeugung: Das PAG-Modul erzeugt Energie in Form von Wärme und Elektrizität, die für den Betrieb des Mondlagers genutzt werden könnte.
Rückgewinnung von Ressourcen: Das vom PAG-Modul erzeugte Gas wird aufbereitet, um wertvolle Materialien wie Metalle und Gase zurückzugewinnen.
Vorteile für die Umwelt: Das PAG-Modul verhindert die Freisetzung schädlicher Schadstoffe und verringert das Risiko der Mondkontamination.

Modul Abwasserbehandlung:

Physikalische Filtration
Chemische Behandlung: Chemische Behandlungen wie Koagulation, Flockung und Desinfektion werden eingesetzt, um Verunreinigungen und Krankheitserreger aus dem Abwasser zu entfernen.
Umkehrosmose: Bei dieser Technik wird das Abwasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, die die Wassermoleküle durchlässt, während größere Verunreinigungen zurückgehalten werden.
Verdampfung: Der gereinigte Wasserdampf könnte dann kondensiert und zur Verwendung gesammelt werden.
Recycling

3.3 - Wie wird Ihr Mondlager die Kommunikation mit der Erde und anderen Mondbasen aufrechterhalten?

Satellitenkommunikation: Dabei werden Kommunikationssatelliten in einer Umlaufbahn um den Mond eingesetzt, die Signale zwischen dem Mondlager und der Erde weiterleiten können. Diese Satelliten befinden sich in einer Mondumlaufbahn, die eine ständige Kommunikation ermöglicht.
Laser-Kommunikation: Dabei werden Daten zwischen dem Mondlager und der Erde mit Hilfe von Lasern übertragen.
Relaisstationen: Um die Kommunikation mit anderen Mondbasen oder Rovern aufrechtzuerhalten, werden auf der Mondoberfläche Relaisstationen eingerichtet. Diese Stationen befinden sich an strategischen Orten, die eine Kommunikation mit anderen Basen oder Rovern in Sichtweite ermöglichen. Sie erweitern auch die Reichweite der Satelliten- oder Laserkommunikation.
Robuste Kommunikationssysteme: Unser Moon camp wird auch mit robusten Kommunikationssystemen ausgestattet, die der rauen Mondumgebung standhalten können. Dazu könnten Redundanz in der Kommunikationsausrüstung, Notstromversorgung und Abschirmung zum Schutz vor Strahlung und extremen Temperaturen gehören.

4.1 - Welche(s) wissenschaftliche(s) Thema(e) würde(n) im Mittelpunkt der Forschung in Ihrem Moon Camp stehen? Erläutern Sie, welche Experimente Sie auf dem Mond durchführen wollen (z. B. zu den Themen Geologie, Schwerelosigkeit, Biologie, Technologie, Robotik, Astronomie usw.).

Die folgenden Punkte sind die Schwerpunkte des Forschungs- und Entwicklungsteams für unser Moon camp:

Entwicklung von Techniken zur Gewinnung von Regolith: Man geht davon aus, dass Helium-3 im Regolith des Mondes eingebettet ist, einer Schicht aus losem Boden und Gestein, die die Oberfläche des Mondes bedeckt.
Arbeiten zum Auffangen des Sonnenwinds: Eine weitere mögliche Technik zur Gewinnung von Helium-3 besteht darin, es mit Hilfe von Geräten, die Sonnenwindteilchen einfangen können, von der Mondoberfläche zu sammeln. Der Sonnenwind ist ein Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ausgeht und die Mondoberfläche bombardiert. Der Sonnenwind enthält Helium-3 und andere seltene Isotope, die eingefangen und verarbeitet werden könnten, um das Helium-3 zu gewinnen.
Arbeiten an Isotopentrennungstechniken: Sobald Helium-3 aus dem Regolith oder aus dem Sonnenwind gewonnen wurde, muss es von anderen Gasen und Isotopen getrennt werden. Dies könnte mit Techniken wie der Gaschromatographie oder der Laserisotopentrennung geschehen. Bei diesen Techniken werden die Gase anhand ihres Molekulargewichts oder ihrer Isotopenzusammensetzung getrennt.
Entwicklung von Lagerungs- und Transportmöglichkeiten: Da Helium-3 bei Standardtemperatur und -druck ein Gas ist, muss es unter besonderen Bedingungen gelagert und transportiert werden. Dazu könnte das Gas komprimiert und in Hochdruckbehältern gelagert werden. Der Transport könnte über spezielle Tanks oder Pipelines erfolgen.

5.1 - Was würden Sie in Ihr Astronautentrainingsprogramm aufnehmen, um die Astronauten auf eine Mondmission vorzubereiten?

Körperliche Fitness und Gesundheit: Die Astronauten müssten in hervorragender körperlicher Verfassung sein, um den körperlichen Anforderungen des Lebens und Arbeitens auf dem Mond gewachsen zu sein. Die Trainingsprogramme könnten eine Kombination aus Herz-Kreislauf-Training, Krafttraining und Flexibilitätsübungen umfassen, um die allgemeine Fitness zu erhalten.
Überlebensfähigkeiten: Das Leben auf dem Mond würde eine Reihe von Überlebensfähigkeiten erfordern, wie z. B. die Fähigkeit, Unterkünfte zu bauen, Wasser zu finden und zu reinigen und Nahrung anzubauen. Schulungsprogramme könnten Überlebensfähigkeiten wie Erste Hilfe in der Wildnis, den Bau von Unterkünften und grundlegende landwirtschaftliche Techniken umfassen.
Geologie und Wissenschaft auf dem Mond: Astronauten, die an einer Mondmission teilnehmen, müssten auch in Mondgeologie und wissenschaftlichen Forschungsmethoden ausgebildet werden. Dazu könnte eine Schulung zur Entnahme und Analyse von Mondgesteinsproben und Mondboden gehören, ebenso wie eine Schulung in Labortechniken und Datenanalyse.
EVA (extravehicular activity) Training: EVA-Training ist entscheidend für Astronauten, die Forschungs- oder Wartungsarbeiten außerhalb ihres Mondhabitats durchführen. Die Trainingsprogramme könnten das An- und Ablegen eines Raumanzugs, die Verwendung eines Raumspaziergangssystems und die Bedienung von Ausrüstung in einer Vakuumumgebung umfassen.
Kommunikation und Teamarbeit: Die Astronauten auf einer Mondmission müssen eng als Team zusammenarbeiten und auch mit der Missionskontrolle auf der Erde effektiv kommunizieren. Die Trainingsprogramme könnten teambildende Übungen und Simulationen sowie Schulungen in effektiven Kommunikationstechniken umfassen.
Raumfahrzeugsysteme und Wartung: Astronauten, die an einer Mondmission teilnehmen, müssen auch in der Bedienung und Wartung der Raumfahrzeugsysteme geschult werden, die sie zum und vom Mond bringen werden. Die Trainingsprogramme könnten das Erlernen der Bedienung von Lebenserhaltungssystemen, Kommunikationsgeräten und Antriebssystemen sowie die Durchführung von Routinewartungen und Reparaturen umfassen.

5.2 - Welche Raumfahrzeuge wird Ihre zukünftige Mondmission benötigen? Beschreiben Sie die Fahrzeuge in Ihrem Moon camp und überlegen Sie, wie Sie zur und von der Erde reisen und neue Ziele auf der Mondoberfläche erkunden werden.

Mondlandegerät: Für den Transport von Astronauten und Ausrüstung aus der Umlaufbahn auf die Oberfläche des Mondes.
und Erkundung.
Lunar-Rover: Zum Durchqueren des zerklüfteten Geländes auf der Mondoberfläche. Lunar Rover könnten eingesetzt werden, um Astronauten und Ausrüstung zu neuen Orten auf dem Mond zu transportieren sowie Proben zu sammeln und wissenschaftliche Experimente durchzuführen.
Mondaufstiegsfahrzeug: Für den Transport von Astronauten und Ausrüstung von der Mondoberfläche zurück in die Umlaufbahn.
Mondumkreiser: Er soll den Mond umkreisen und von der Mondoberfläche aus wissenschaftliche Forschung betreiben.
Erdrückkehrfahrzeug: Ein Erdrückkehrfahrzeug ist ein Raumfahrzeug, das Astronauten und Proben vom Mond zurück zur Erde transportieren soll.
Frachttransport: Für den Transport von Ausrüstung, Vorräten und Materialien zum und vom Mond wird ein Frachttransporter benötigt.
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