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.
Nationale Hochschule für Informatik Tudor Vianu Bukarest-Bezirk 1 Rumänien 17 6 / 2 Englisch
3D-Design-Software: Blender
Das Projekt Selene stellt einen bedeutenden Meilenstein in der Entwicklung der modernen Raumfahrttechnik dar, da es darauf abzielt, die erste bemannte Weltraumsiedlung auf dem Mond zu errichten. Das Hauptziel des dreiphasigen Projekts ist die Schaffung eines sich selbst versorgenden Lebensraums auf dem Mond, in dem vor allem wissenschaftliche Forschung betrieben werden soll. Der Shackleton-Krater am Südpol des Mondes wurde als idealer Standort für das Moon camp ausgewählt, da er reich an Ressourcen ist, eine gute Strahlungsabdeckung bietet und die Sicherheit der Bewohner, die Lebensqualität und den wissenschaftlichen Wert berücksichtigt.
Um die Astronauten vor der rauen Mondumgebung zu schützen, wird das Moon camp oberirdisch gebaut, wobei gegossener Regolith als natürliche Barriere gegen Mikrometeoriten und als Isolierung gegen Temperaturschwankungen verwendet wird. Zum Schutz vor hoher Strahlung sieht das Projekt einen speziellen Raum vor, der mit dickeren Aluminiumwänden verstärkt ist. Um die schädlichen Auswirkungen des Regoliths auf Menschen und Ausrüstung zu verhindern, werden spezielle Raumanzüge und Reinigungssysteme eingesetzt.
Das Moon camp wird den Astronauten einen nachhaltigen Zugang zu wichtigen Ressourcen wie Wasser, Nahrung, Luft und Strom ermöglichen. Wasser wird durch die Gewinnung von Wassereis von den Polen und durch Umkehrosmose gewonnen, während frische Nahrungsmittel durch die Kombination von Hydrokultur und Pflanzenwachstum im Mondregolith erzeugt werden.
Aus der Sicht unseres Teams stellt ein Moon Camp einen Ausgangspunkt für die moderne astronautische Entwicklung dar. Das endgültige Ziel des Projekts Selene ist die Besiedlung des Mondes als Lebensraum. Um unser Ziel zu erreichen, musste das Mondcamp jedoch in drei Hauptphasen strukturiert werden.
Wegen der hohen Transportkosten und zu Forschungszwecken wird die erste Phase des Projekts Selene ausschließlich aus den für die ersten Siedler unbedingt erforderlichen Fachleuten bestehen, die Forschung betreiben sollen. In dieser Phase werden Ingenieure und Wissenschaftler das Mondterritorium rigoros kartieren und inspizieren, um den weiteren Ausbau unseres Moon camp zu gewährleisten.
Phase 2 besteht in der Vergrößerung unserer Basis und der Sicherstellung der Gesamtentwicklung für künftige Bewohner, während Phase 3 die Ansiedlung der Erdkolonisten beinhaltet. Am Ende dieser Phase wird sich das Projekt Selene zu einer touristischen und kommerziellen Siedlung entwickeln, während es seinen ursprünglichen wissenschaftlichen Zweck beibehält.
Nach eingehender Untersuchung der Mondumgebung wurde festgestellt, dass der Shackleton-Krater am Südpol bei weitem der vielversprechendste Standort ist. Um diese Entscheidung zu treffen, mussten wir eine Reihe schlüssiger Faktoren wie Ressourcen, Strahlenbelastung, Sicherheit und Lebensqualität der Bewohner sowie die wissenschaftliche Bedeutung analysieren. Der Shackleton-Krater hat unsere Erwartungen in jeder der zuvor genannten Kategorien bei weitem übertroffen, so dass wir gespannt sind, was das Projekt Selene erreichen kann, wenn es hier platziert wird.
Der Rand des Kraters wird fast das ganze Jahr über von der Sonne beschienen und versorgt unser Moon camp mit konstanter Sonnenenergie. Außerdem hat sich aufgrund des schattigen Innenraums von Shackleton Eis auf seinem Boden angesammelt, was entscheidend ist. Durch Elektrolyse kann ein Wassermolekül in die Gase Sauerstoff und Wasserstoff gespalten werden. Der gewonnene Wasserstoff kann als Brennstoff verwendet werden, während der Sauerstoff für die Bewohner von entscheidender Bedeutung ist. Darüber hinaus bieten die Wände Schutz vor Strahlung und Mondstaub, die beide tödlich sind.
Die Planung und der Bau des Mondlagers werden der zeit- und ressourcenintensivste Teil des gesamten Selene-Projekts sein. Daher ist es von größter Bedeutung, dass die Mondinfrastruktur den Abbau von Materialien vor Ort und einen ruhigen Übergang zur Herstellung von Grundmengen in fast vollständiger Unabhängigkeit von der Erde ermöglicht. Einer der problematischsten Teile des Baus wird die Aufrechterhaltung der Luftdichtheit innerhalb der Habitate sein.
Eine neue Form von Beton aus dem schwefelhaltigen Regolith könnte jedoch leicht hergestellt werden, abgesehen von dem obligatorischen Wasser, das sehr knapp sein wird. Eine andere Form von Geotextil mit einer schaumigen Textur wird benötigt, um die Kammern abzudichten und eine luftdichte Umgebung zu schaffen. Ergänzend zu diesen Materialien wird Gussregolith verwendet, ein Material, das dem Schmelzbasalt auf der Erde sehr ähnlich ist. Dieses Material wird durch Schmelzen von Regolith in einer Form gewonnen, die langsam abgekühlt wird, damit sich eine kristalline Struktur bilden kann; ein Prozess, der durch die geringe Schwerkraft des Mondes stark begünstigt wird. Die Vorteile dieses Materials liegen in seinen hohen Druck- und mäßigen Zugeigenschaften, so dass die Druck- und Zugfestigkeit von Bauteilen bis zu zehnmal höher ist als die von irdischem Beton.
Daher werden in den ersten Bauphasen vor allem Erdmaterialien verwendet, um die Infrastruktur für den Regolithguss zu errichten, ein Material, das sehr erosionsbeständig ist und eine ideale Abschirmung gegen Mikrometeoriten und Strahlung darstellt.
Unser Mondcamp wird die Astronauten vor den zahlreichen Gefahren der rauen Mondumgebung schützen müssen: Strahlung, Mikrometeoriten, hohe Temperaturschwankungen und Mondstaub.
Indem wir unsere Basis oberirdisch errichten, werden wir Betonregolith als natürlichen Schutzschild gegen Mikrometeoriten nutzen. Selbst bei einer geringen Tiefe von etwa 1 m kann der Mondbeton die meisten kosmischen Strahlen sowie die weniger energiereichen solaren Teilchen absorbieren, was die Menge der für den Strahlenschutz benötigten Materialien und damit die Kosten unserer Siedlung drastisch reduzieren wird. Um die Sicherheit der Astronauten bei starken Strahlungsereignissen, wie z. B. Sonnenstürmen, zu gewährleisten, wird jedoch ein spezieller Raum mit dickeren Aluminiumwänden einen angemesseneren Schutz bieten. Darüber hinaus wird das gegossene Regolith dank seiner bemerkenswerten thermischen Eigenschaften eine erste Isolierschicht bilden, die den Energiebedarf für die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur im Habitat trotz der Hunderte von Grad betragenden Temperaturschwankungen an der Außenwelt reduziert.
Schließlich ist Regolith aufgrund seiner Struktur, die aus sehr feinen und scharfen Partikeln besteht, sowohl für Menschen als auch für die Ausrüstung schädlich, aber auch notorisch schwer zu reinigen, wie die ersten Apollo-Missionen gezeigt haben. Um die Exposition gegenüber Mondstaub so gering wie möglich zu halten, werden wir eine Kombination von Systemen einsetzen: Zum einen werden spezielle Raumanzüge verwendet, die direkt mit den Luftschleusen verbunden sind und so den Kontakt der Astronauten mit kontaminierten Oberflächen minimieren. Darüber hinaus werden die Rückstände mit Hilfe von Luftabsaugung gereinigt, während die in der Luft schwebenden Partikel durch das Luftfiltersystem aufgefangen werden. Ein positiver Druckunterschied zwischen der Siedlungsatmosphäre und den Luftschleusen sorgt außerdem dafür, dass so wenig Staub wie möglich in unsere Mondbasis gelangt. Zweitens werden alle gesammelten Regolithproben in versiegelten Fächern untergebracht und in Handschuhkästen analysiert, so dass sie nie mit der sauberen Luft der Siedlung in Berührung kommen.
Mit der aufgrund der hohen Temperaturen erforderlichen Spezialausrüstung werden die Astronauten in der Lage sein, Wassereis von den Polen zu entfernen. Außerdem werden wir gesundes Trinkwasser erzeugen, indem wir Umkehrosmose einsetzen, um die meisten Verunreinigungen aus dem Wasser zu entfernen, indem wir es unter Druck durch eine halbdurchlässige Membran pressen. Wir werden diesen Prozess zweimal pro Woche durchführen und das verbleibende Wasser in einem Reservoir auffangen.
Unsere Idee für die Erzeugung frischer Lebensmittel vor Ort sieht ein lunares Gewächshaus vor, in dem wir die Hydrokultur mit dem Anbau von Pflanzen im Mondregolithen kombinieren und so unsere Weltraumforscher mit den dringend benötigten Nährstoffen versorgen. Die Astronauten werden durch ihre Atmung Kohlendioxid einatmen und das Wasser für die Pflanzen mit Hilfe des Wasserrecycling-Systems aus ihrem Urin gewinnen. In Bezug auf die Hydrokultur haben wir in unserem Physiklabor ein analoges Experiment durchgeführt, in dem wir die Auswirkungen der symbiotischen Beziehung zwischen Leguminosen und den stickstofffixierenden Rhizobia-Bakterien auf die Knöllchenbildung der Pflanzen untersucht haben, wobei wir Variablen wie Lichtfarbe und -intensität, Magnetfeld und Rhizobia-Gehalt variierten.
Da wir beschlossen haben, unsere Basis in der Nähe des Shackleton-Kraters am Südpol zu errichten, werden wir von der ständigen Sonneneinstrahlung profitieren. Dann werden wir die Sonnenenergie in Brennstoffzellen speichern, die sicherer und effizienter sind als herkömmliche Batterien. Diese werden auch zusätzliche Energie für die Nutzung bei Mondfinsternissen speichern, wodurch das Problem der Mondfinsternisse, bei denen die Erde das Sonnenlicht vollständig blockiert, vermieden wird.
Bevor wir die Erde verlassen, werden wir einige "Vorräte" mit genügend Sauerstoff für die ersten Tage auf dem Mond anlegen. Dann werden wir das sauerstoffreiche Regolith aufbereiten: Eine experimentell erprobte Methode ist die Salzschmelzelektrolyse, bei der der Mondboden bei hohen Temperaturen mit Kalziumchlorid gemischt wird und sich dann, wenn ein Strom durch das Gemisch fließt, der Sauerstoff um die Anode sammelt, wo er gewonnen wird.
Unser Mondcamp wird mit einem speziellen Abfallentsorgungssystem ausgestattet sein, das alle von den Astronauten erzeugten Abfälle entsorgen kann. Zunächst werden alle Abfälle in organische und nicht-organische Abfälle sortiert, und die organischen Abfälle werden zu Dünger für die Gärten des Camps recycelt. Die nicht organischen Abfälle werden in kleine Partikel zerlegt und in versiegelten Behältern gelagert. Um sicherzustellen, dass die Abfälle die Umgebung des Mondes nicht verunreinigen, werden die Behälter in einem bestimmten Bereich außerhalb des Lagers und seiner Aktivitäten aufgestellt. Die Behälter werden dann von einem Roboterfahrzeug eingesammelt und zu einer Verbrennungsanlage transportiert, die sich in einem Bereich befindet, in dem die Emissionen die Umwelt nicht belasten. Die Verbrennungsanlage wird außerdem mit einem Filter ausgestattet sein, um sicherzustellen, dass keine gefährlichen Stoffe freigesetzt werden.
Um mit der Erde und anderen Mondbasen in Kontakt zu bleiben, wird unsere Siedlung auf ein fortschrittliches Satellitenkommunikationssystem angewiesen sein. Dieses System wird eine Zwei-Wege-Kommunikation ermöglichen, die es uns erlaubt, Nachrichten zu senden und zu empfangen. Außerdem werden wir eine Kombination aus Kurzwellenfunk, Hochfrequenzfunk, Satellitenkommunikation und Laserkommunikation verwenden.
Für die Langstreckenkommunikation wird das Camp eine Kombination aus Funk- und Lasersignalen nutzen, um Nachrichten über die Mondoberfläche zu senden, während wir für die Kurzstreckenkommunikation Funk- und Satellitensignale nutzen werden, um mit anderen Mondbasen zu kommunizieren. Die Besatzung wird auch Sprach-, Video- und Datenübertragungssysteme sowie eine Datenverschlüsselungstechnologie einsetzen, um eine sichere Kommunikation zu gewährleisten.
Darüber hinaus wird das System so gebaut, dass es in einer Vielzahl von Umgebungen funktioniert, einschließlich extremer Temperaturen, schlechter Sicht und großer Entfernungen. Schließlich wird das System eine Vielzahl von Antennen verwenden, um sicherzustellen, dass die Signale mit der höchstmöglichen Genauigkeit gesendet und empfangen werden.
Zunächst wird unser Mondcamp ausschließlich wissenschaftlichen Zwecken dienen, wobei die untersuchten Themen wie folgt aufgeteilt sind: Geologie, geringe Schwerkraft und Biologie; Astronomie; Robotik und Technologie. Um die Effizienz zu maximieren, wird unsere schillernde Crew in kleinere Abteilungen von Experten aufgeteilt: Biologen, Astronomen, Ingenieure oder Umweltwissenschaftler.
Erstens wird ein Hauptzweck unserer Basis eine Kombination aus Geologie und Biologie sein, d. h. die Untersuchung der Möglichkeit, Pflanzen im Mondregolith zu züchten. Unser Gewächshaus umfasst jedoch auch das Hydrokultur-Experiment, das noch einen Schritt weiter geht, indem es untersucht, wie sich Pflanzen in der niedrigen Schwerkraftumgebung auf dem Mond entwickeln, verglichen mit unseren Kontrollpartien auf der Erde, wie im Abschnitt "Ernährung" erläutert.
Es versteht sich von selbst, dass der Bau eines Mondhabitats unmittelbar mit der Untersuchung der astronomischen Aspekte verbunden ist. Unser Ziel ist es daher, die Entstehung und Entwicklung des Mondes gründlich zu erklären und das Potenzial des Mondes voll auszuschöpfen.
Da es sich um die erste dauerhafte menschliche Siedlung auf dem Mond handelt, wird eines der Hauptziele darin bestehen, den Weg für die Besiedlung anderer Planeten unseres Sonnensystems durch die Menschheit zu ebnen und ein genaues Testfeld für neue Technologien zur Erforschung und Besiedlung neuer Welten zu schaffen. Darüber hinaus ist die Entwicklung von Robotersystemen, die an die Mondumgebung angepasst sind, von entscheidender Bedeutung, da leistungsfähige Rover für den Transport auf dem Mond absolut notwendig sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unser motiviertes Team mit Sicherheit bahnbrechende Entdeckungen auf dem Mond in verschiedenen Bereichen machen wird, da wir zweifellos eine wachsende Zahl von Forschungsprogrammen zu einer breiten Palette wissenschaftlicher Themen durchführen werden, von denen einige bisher noch nicht untersucht wurden. So planen wir zum Beispiel weitere Studien zu anderen wichtigen Themen (Physik, Biochemie, Ökologie oder Zoologie) oder sogar zur Immunologie (Bewertung der Übertragbarkeit von COVID-19 auf dem Mond).
Um die Fähigkeiten der Besatzung zu gewährleisten, sind zahlreiche Tests und immersive Programme erforderlich, die die Wissenschaftler auf den Betrieb der ersten Basis auf dem Mond vorbereiten sollen. Die Vorbereitung wird also ähnlich sein wie das ISS-Training, wobei der Schwerpunkt auf der autonomen Steuerung liegt, ohne dass eine Kommunikation mit der Erde erforderlich ist.
Vor Ort wird es ein Training mit Missionssimulationen geben, die die Besatzung auf die zu erwartenden Schwierigkeiten vorbereiten. Darüber hinaus werden den Teilnehmern auch Fähigkeiten im Umgang mit den Ressourcen der Mondbasis vermittelt und sie lernen, ein Situationsbewusstsein in einem komplexen Missionsumfeld zu entwickeln und zu teilen.
Darüber hinaus sollen Kurse zur Entwicklung besserer aktiver Lernfähigkeiten, zu Kommunikationsprotokollen und zur Paketierung von Comm-Loop-Anrufen in das Programm aufgenommen werden. So wäre es auch notwendig, Gateway-bezogene Operationen zu erörtern, einschließlich eines erforderlichen Teleoperationselements und einer Referenzmission für Mondoberflächenlandestellen und -durchquerungen.
Darüber hinaus muss das Team mit der Explorationsextravehicular Mobility Unit für Astronauten vertraut gemacht werden. Darüber hinaus wird es eine Simulation geben, bei der die Betriebsarchitektur Wissenschaft und Rover-Betrieb in einem Kontrollraum integriert, der der Besatzung die Fernsteuerung der Rover vor Ort ermöglichen soll.
Deshalb wird unsere Besatzung an einem 3-wöchigen Programm teilnehmen, das sie mit der Art und Weise, wie Selene betrieben und gebaut wird, vertraut machen soll.
Um die riesigen Flächen des Mondes effizient erkunden zu können, wird das Mondlager über mehrere Fahrzeugtypen verfügen. So soll es zwei Arten von autonomen Rovern geben: einen für die Gewinnung und den Transport von Wassereis und einen für die Erkundung von neuem Terrain. Für Langstreckenmissionen werden die Astronauten auch auf ein bemanntes Fahrzeug zurückgreifen. Dieses muss mit einem Druckmodul ausgestattet sein, das bis zu drei Personen aufnehmen kann und mehrere Tage am Stück völlig autark ist.
Die Reise zur und von der Erde wird in zwei Etappen erfolgen: Zunächst werden die Astronauten die Erde mit einer Rakete verlassen, die sie in die Mondumlaufbahn bringen wird. Dann wird die Kapsel ein Rendezvous mit dem Lunar Gateway der NASA haben, wo die Besatzung in ein Landegerät einsteigen wird, um auf der Mondoberfläche anzukommen.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 