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.
Colegiul Național "Mihai Eminescu" Suceava-Suceava Rumänien 17 3 / 1 Englisch
3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360
Der Mond ist aufgrund seines Potenzials als Lieferant von Seltenen Erden, seiner Auswirkungen auf lebende Organismen und seiner Geologie von großem Interesse für die Forschung. Wir wollen einen Überblick über eine Mondbasis geben, die acht Astronauten beherbergen und als kommerzielles Zentrum für Seltene Erden dienen soll.
Die Siedlung besteht aus drei Stockwerken. Im Erdgeschoss und im Zwischengeschoss befinden sich der Eingang, die Schleuse, die Krankenstation, zwei Schlafzimmer mit jeweils eigenem Bad und ein Heizungsraum. Die Küche und der Entspannungsbereich befinden sich im Zwischengeschoss. Die Kommandozentrale und das Labor befinden sich unterirdisch, mit einem Aufzug, der die Proben von außen heranbringt. In der oberen Halle, die von einer Pflanzenkuppel überdacht ist, befinden sich Aquaponic-Farmen, während die untere Halle und die Kommandozentrale LED-Lichtfarmen beherbergen.
In einem an den Stützpunkt angrenzenden Lagerhaus werden die Barren gelagert, bevor sie zur Erde gebracht werden, und es wird ein Parkplatz für Fahrzeuge und Maschinen eingerichtet, die sich am Boden des Kraters befinden. Ein Kernreaktor liefert den Großteil der Energie. Die Siedlung soll die Erforschung der Auswirkungen des Mondes auf lebende Organismen und seine Geologie unterstützen und gleichzeitig ein Handelszentrum für Seltene Erden sein.
Eine Besiedlung des Mondes wäre nicht nur eine große wissenschaftliche Errungenschaft für die Menschheit, sondern auch ein Schritt nach vorn für künftige Weltraummissionen. Darüber hinaus wird die Industrialisierung des Mondes erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen haben.
Die Errichtung einer Siedlung auf dem Mond wäre nicht nur eine bedeutende wissenschaftliche Errungenschaft, sondern auch ein entscheidender Schritt nach vorn für künftige Raumfahrtmissionen. Neben dem wissenschaftlichen Potenzial hätte die Industrialisierung des Mondes auch erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen. Der Hauptzweck der vorgeschlagenen Siedlung wäre daher kommerzieller Natur und würde sich auf die Gewinnung, Raffination und Vermarktung von Seltenerdelementen konzentrieren, darunter Cer, Yttrium, Neodym, Dysprosium, Lanthan, Europium, Scandium, Praseodym, Terbium, Gadolinium, Erbium und Ytterbium. Ziel ist es, den Mond als weiteren Hauptlieferanten für Industrien wie Smartphones, Elektrofahrzeuge und Windturbinen zu etablieren, die auf diese seltenen Erden angewiesen sind, da die Vorräte auf der Erde rapide abnehmen. Ein zweites Ziel der Siedlung wäre die Erforschung der Mondoberfläche, der Mondgeologie, der Mondumwelt und der Auswirkungen des Mondes auf Pflanzen, Fische und die dort lebenden Astronauten.
Der Shackleton-Krater am Südpol des Mondes wurde aufgrund der großen Mengen an Wasser und flüchtigen Substanzen als geeigneter Standort für ein Mondlager identifiziert. Die permanente Beleuchtung des Kraterrandes ermöglicht die Nutzung der Sonnenenergie zur Stromerzeugung, während die permanent beschatteten Regionen zur Gewinnung von Eis für die Produktion von Wasser und Sauerstoff genutzt werden können.
Außerdem befindet sich der Shackleton-Krater im Aitken-Becken, einer der ausgedehntesten Einschlagsformationen im Sonnensystem. Die Untersuchung dieses Beckens könnte wertvolle Erkenntnisse über die geologische Zusammensetzung des Mondes liefern. Darüber hinaus könnte die Untersuchung der Mondgeologie wichtige Informationen über die Entstehung der Planeten, die Geschichte des Sonnensystems und die Entwicklung des Erde-Mond-Systems liefern. Daher bietet der Shackleton-Krater sowohl für die wissenschaftliche Forschung als auch für die Einrichtung eines Mondlagers eine gute Gelegenheit.
Wir werden die Raketen in fünf Phasen schicken. In der ersten Phase werden die Roboter das Gelände planieren und mit dem Graben unter der Erde beginnen, um das untere Stockwerk der Basis vorzubereiten. Sie werden auch mit der Gewinnung von Eis und Sauerstoff aus dem Regolith im Industriegebiet beginnen und diese für die Ankunft der Astronauten deponieren. In der nächsten Phase werden die Wände und die Struktur der Basis, einschließlich der Kuppelstruktur, errichtet. Wir werden sie mit Hilfe einer Faltmethode herstellen, so dass die Roboter die Siedlung in kurzer Zeit selbst aufbauen können. Die dritte und vierte Phase umfasst die Wasserleitungen, die Elektronik, 3D-Drucker, mit denen wir Möbel und Einrichtungsgegenstände herstellen werden, Saatgut und Fischeier, die wir auf dem Mond ausbrüten werden, aber auch einige Nahrungsmittelreserven, bis die Farmen eine effiziente Rate erreichen. Schließlich, nachdem die Basis eingerichtet ist und alle Versorgungseinrichtungen funktionieren, werden wir die acht Astronauten aussenden. Unsere Siedlung hat eine runde Form mit einem starken zentralen Punkt und einer Treppe in der Mitte. Wir haben uns für diesen Ansatz entschieden, da er uns einen einfachen und schnellen Zugang zu allen Räumen ermöglicht und die Anordnung der Schlafsäle und Einrichtungen erleichtert.. Die Basis ist auf drei Ebenen aufgeteilt, wobei die beiden oberen Ebenen direktes Sonnenlicht erhalten und als Schlafräume und Bauernhöfe dienen, während die zweite Ebene ein sicherer unterirdischer Ort ist, an dem das Team Sitzungen abhalten kann und der über einen Notausgang verfügt.
Um die Strahlung auf dem Mond zu bekämpfen, haben wir unsere Außenwände aus sechs Schichten aufgebaut, und zwar in der Reihenfolge AußenbereichRegolith, Aluminium, RCC, Hohlraum, RCC, Installationsschicht, Aerogel und Aluminium zu Innenbereich. Zusammen mit der strahlenresistenten Glaskuppel, die mit hängenden Pflanzen bedeckt ist, und den Bauernhöfen rund um die Basis werden sie eine feuchte und konstante Umgebung schaffen. Für unseren Haupteingang in der Basis haben wir zwei Räume entworfen, einen, in dem die Astronauten ihre Kostüme ablegen, und einen weiteren zur Desinfektion. Auch der Aufzug, mit dem Materialien und andere Stoffe von außen in das Forschungslabor gebracht werden, hat ein integriertes Desinfektionssystem. Mit diesen beiden Maßnahmen wird sichergestellt, dass unsere Siedlung oder die Mondoberfläche nicht kontaminiert wird. Unser Kernreaktor ist von den anderen Einrichtungen abgegrenzt, so dass im Falle eines Ausfalls der Wohnbereich oder andere Einrichtungen nicht beeinträchtigt werden. Die Türen sind so konstruiert, dass sie den Raum vollständig isolieren, und in der Kommandozentrale haben wir einen Tunnel angelegt, der nach draußen führt, da dies der wichtigste Raum ist, in dem die meisten Besprechungen stattfinden. Aus diesem Grund haben wir die Kommandozentrale auch unterirdisch untergebracht, da sie im Falle eines Meteoriteneinschlags weniger wahrscheinlich beschädigt wird und als Fluchtweg für die Besatzung dienen kann. Für den Notfall haben wir Vorkehrungen getroffen und Vorratstanks für kaltes und heißes Wasser, Sauerstoff und einen Lagerraum für Lithiumbatterien angelegt, die vom Kernreaktor und den Sonnenkollektoren gespeist werden.
Unsere Hauptquelle für Sauerstoff und Wasser ist der Regolithabbau. Von der Industriezone, in der Regolith abgebaut und Eis und Sauerstoff produziert werden, werden Leitungen zum Camp führen, um das geschmolzene Eis zu reinigen und den Sauerstoff ins Labor zu leiten. Für acht Astronauten benötigen wir täglich etwa 1210 Liter Wasser und 4400 Liter Sauerstoff für ihre Bedürfnisse und Aufgaben.
Unsere zweite Sauerstoffquelle sind die Aquaponik-Farmen in der oberen Haupthalle und im Entspannungsbereich, wo eine gentechnisch veränderte Paprika als Nahrungsquelle für die Astronauten dienen wird, und die hängenden Farmen, die die Kuppel mit Chain of Hearts bedecken, werden zur Sauerstoffversorgung beitragen. Außerdem werden in den Pools etwa 40 kg Chlorella wachsen und Sauerstoff produzieren. Zusammen werden sie täglich etwa 500 Liter Sauerstoff produzieren und bei der Filterung des CO2 helfen. Da wir im Untergeschoss kein direktes Sonnenlicht haben, werden wir kleinere Farmen mit LED-Lampen betreiben, die zur Nahrungs- und Sauerstoffproduktion beitragen werden. In den Becken werden wir auch Arktischen Saibling züchten, da er gefrierresistent ist und sich leicht aufziehen lässt. Er wird nicht nur eine Proteinquelle für die Astronauten sein, sondern auch die Chlorella- und Paprikafarm mit nährstoffreichem Aquakulturwasser versorgen.
Da wir ein Industriegebiet haben, benötigen wir eine große Menge an Energie, und wir haben uns für einen Kernreaktor entschieden. Er ist nicht unsere einzige Energiequelle, denn wir haben die Dächer der Basis mit Sonnenkollektoren bedeckt, um unsere geografische Lage voll auszunutzen. Die Energie wird in Batterien gespeichert, damit wir auch nachts oder in Notfällen die gleiche Leistung erbringen können.
Die Abwässer der Astronauten und der landwirtschaftlichen Betriebe werden in einem Abwassertank unter der Küche gesammelt und dann in den Vorreinigungsabwassertank im Labor geleitet, wo der Reinigungsprozess stattfindet. Wir haben uns für die Umkehrosmose und eine Vorrichtung entschieden, die den Abwassertank im Labor mit einem weiteren Reinwassertank verbindet. Drei weitere Tanks sind in Reihe mit dem Haupttank für gefiltertes Wasser verbunden, wobei jeder von ihnen über ein Ventil für Notfälle verfügt. Vom zentralen Tank aus wird der Wasserkreislauf über Leitungen wieder in Gang gesetzt. Andere Abwässer oder Abfälle, die wir nicht reinigen konnten, werden als Kompost in die Paprikafarmen geleitet. Da wir rund um die Basis Algenteiche und andere Vegetation haben, wird die Luft in Sauerstoff umgewandelt und eine natürliche Umgebung geschaffen.
Um den Kontakt mit der Erde und anderen Siedlungen aufrechtzuerhalten, werden wir Satelliten haben, die den Mond umkreisen und wertvolle Informationen übermitteln. Einer der größten und wichtigsten Bereiche in unserer Basis ist das Kommandozentrum. Dort werden die Astronauten gelegentlich Besprechungen abhalten und auf nützliche Geräte wie Laptops, eine topografische Karte des Shackleton-Kraters und einen Großbildschirm zurückgreifen, auf dem verschiedene Pläne angezeigt und Videokonferenzen mit dem Team auf der Erde abgehalten werden können. Für Notfälle oder plötzliche Anrufe haben wir einen Zeitplan für unsere Astronauten erstellt, so dass immer eine Person im Kommandozentrum arbeitet, die jederzeit wachsam und bereit ist, zu antworten.
Wir werden den Regolith in einer idealen Umgebung analysieren und die Geologie des Mondes untersuchen, um mehr über seine frühe Geschichte zu erfahren. Außerdem wollen wir herausfinden, wie Pflanzen und Fische auf den Aufenthalt auf dem Mond reagieren. Im Labor werden wir Experimente durchführen, um zu sehen, wie sich die geringe Schwerkraft auf Lebewesen auswirkt. Außerdem wollen wir herausfinden, wie sich Strahlung auf Pflanzen und Fische auswirkt. Außerdem wollen wir erforschen, wie der menschliche Körper auf die Strahlung auf dem Mond reagiert und dies herausfinden.
Da sich unser Außenposten in der größten und ältesten Formation des Mondes, dem Aitken-Becken, befindet, wird sich ein Teil unserer Forschung auf die Beprobung und Analyse der dort gefundenen Gesteine konzentrieren, was uns helfen wird, mehr über die Zusammensetzung des Mondes und seine Entstehung zu erfahren.
Darüber hinaus werden wir die Farmen nicht nur für die Versorgung mit Nahrung/Sauerstoff nutzen, sondern auch das Verhalten der Pflanzen in der Mondumgebung analysieren. Wir werden die Veränderungen untersuchen, die durch die Mikrogravitation und simulierte künstliche Umgebungen für ihr Wachstum auftreten, und wir werden auch verschiedene Techniken für ihre Kultivierung testen, indem wir verschiedene Parameter für ihr Wachstum verwenden, um die optimalen Methoden zu finden.
Wir werden auch die Reaktionen von lebenden Organismen, insbesondere von Fischen in Aquaponik-Farmen, untersuchen. Wir wollen mögliche Veränderungen in ihrem Verhalten und Organismus feststellen.
Darüber hinaus konzentrieren sich unsere Forschungen auf die Auswirkungen der Mondumgebung auf die Astronauten, auf die Beeinträchtigung ihrer körperlichen und geistigen Gesundheit und auf Methoden zur Bewältigung dieser Einflüsse.
Unser Ziel ist es, so viel wie möglich über den Mond und seine Umwelt zu lernen und zu erfahren, wie wir uns anpassen können, um unsere Methoden für künftige Weltraummissionen zu verbessern.
Bevor Astronauten zum Mond geschickt werden, müssen sie ein intensives Trainingsprogramm absolvieren, in dem verschiedene Fähigkeiten entwickelt werden. Dieses Training muss sowohl körperlich als auch geistig anspruchsvoll sein, um sicherzustellen, dass die Astronauten mit der rauen Umgebung im Weltraum und auf dem Mond umgehen können. Die Grundlage des Trainingsprogramms wird die Raumfahrt und die Systeme von Raumfahrzeugen sein und den Astronauten Kenntnisse über deren Systeme wie Navigation, Antrieb, Kommunikation und Lebenserhaltungssysteme vermitteln.
Da der Mond keine Atmosphäre hat, müssen die Astronauten für die Arbeit in Raumanzügen in einer Vakuumumgebung geschult werden. Dieser Teil der Ausbildung umfasst das Manövrieren und den Einsatz von Werkzeugen in einem Raumanzug, das Erlernen der Bedienung und Wartung der Anzüge sowie den Umgang mit eventuell auftretenden Lecks oder Rissen. Eines unserer Hauptziele ist die Erforschung der Geologie des Mondes und der Reaktion der Lebewesen auf die Mondumgebung. Die Astronauten müssen also lernen, wie man geologische Merkmale des Mondes untersucht, wie man Proben vom Mond, von Fischen, Pflanzen und Menschen entnimmt und wie man mit ihnen experimentiert. Sie müssen ihr Wissen in Biologie, Chemie, Genetik und Geologie erweitern. Die Isolation einer Weltraummission kann eine psychische Herausforderung sein, und die Besatzung muss ein psychologisches Training absolvieren, um Bewältigungsmechanismen und Stressbewältigungstechniken zu entwickeln. Sie müssen auch körperlich fit sein, um den Strapazen des Raumflugs standzuhalten. Die Astronauten müssen lernen, während der Mission als Team zusammenzuarbeiten, und da die Besatzung aus verschiedenen Ländern stammen wird, ist ein Teamwork- und Kulturtraining erforderlich, damit die Mission erfolgreich verläuft.
Wir werden 4 Roboter haben, die die Astronauten unterstützen werden:
Der Lastwagen wird für den Transport von Barren zwischen dem Industriegebiet und dem Lagerhaus verwendet, wo wir sie lagern werden, bevor wir sie zur Erde schicken;
Wartungsroboter;
Der Rover wird es den Astronauten ermöglichen, in kurzer Zeit weite Strecken zurückzulegen, um die Ausrüstung, andere Roboter und die Außenanlagen zu überprüfen;
Der Bergbau-Roboter zerkleinert die Erze, das Regolith und das Eis und leitet sie dann in einen Raum, in dem die Hitze auf genau 100 Grad Celsius erhöht wird, so dass das Wasser durch ein Sieb fließt und der Rest der Masse in einen Separator mit Magneten gelangt, der die Metalle in verschiedene Behälter sortiert.
In Zukunft könnte unsere Basis mit mehr Bergbau-Robotern, mehr Lastwagen und einem größeren Lager ausgebaut werden, um die seltenen Erden häufiger zur Erde zu schicken und so die Effizienz der Siedlung zu steigern.
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