Mond_Lager

Moon Camp Pioneers-Galerie 2019-2020

In Moon Camp Pioneers hat jedes Team die Aufgabe, mit Fusion 360 ein komplettes Mondlager in 3D 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 beschreiben.

Mannschaft: Moonwalkers

Collège Champittet  Riemenscheibe    Schweiz 15 bis 16 Jahre alt

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

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Beschreiben Sie Ihr Moon Camp-Projekt.

Das Ziel unseres Moon Camps ist es, die effizienteste, praktischste und sicherste Umgebung für 2-4 Astronauten zu schaffen, in der sie über einen längeren Zeitraum leben können.

Wir haben uns für ein Lager entschieden, das aus zwei Wohnquartieren, drei unterirdischen Modulen (für Ressourcen-/Wasserspeicher und Gewächshaus), einem Kommunikationszentrum, einem unterirdischen Labor, einer Wasserfusionsfilteranlage, einer Nuklearbatterie (in sicherer Entfernung vom Rest des Lagers) und einem Solarpanelfeld besteht.

Der Pendelverkehr zwischen den verschiedenen Modulen würde durch Außentunnel erfolgen, die eine sichere und effiziente Verbindung ermöglichen. Luftschleusen werden auch die Sicherheit zwischen allen Räumen gewährleisten.

Die Struktur des Lagers würde aus den einzelnen Modulen bestehen, die durch etwa 5-10 Meter lange Tunnel miteinander verbunden sind, um sicherzustellen, dass im Falle einer Katastrophe alle Module sicher vor Gefahren geschützt sind.

Das Camp bietet alle lebensnotwendigen Dinge durch systematische Einrichtungen.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Nach gründlicher Recherche wählten wir die Hochgebirge an den Rändern großer Krater an den Mondpolen anhand unserer Standortkriterien (Temperaturen, Wasserverfügbarkeit, Materialverfügbarkeit, Potenzial zur Gewinnung von Sonnenenergie und wissenschaftliches Interesse) aus.

Erstens enthalten die Mondpole wertvolles Eis, das auf den Polen einzigartig und wissenschaftlich wertvoll ist. Außerdem wäre es nach Experimenten auf dem Mond dank unserer Fusionsfilteranlage hoffentlich trinkbar. Außerdem kann Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden, um es als Brennstoff und zur Lebenserhaltung zu nutzen.

Die andere wichtige Ressource ist das Sonnenlicht, das dank der hohen Positionierung und der Mondpole praktisch ewig vorhanden ist, so dass unsere Sonnenkollektoren ständig Energie sammeln würden.

Und schließlich herrschen an den Polen des Mondes konstantere Temperaturen als auf der übrigen Oberfläche mit ihren extremen Temperaturschwankungen, so dass die Anpassung des Astronauten an die neue Umgebung und die Wartung der Ausrüstung viel einfacher wäre.

Wie wollen Sie Ihr Mondlager bauen? Beschreiben Sie die Techniken und Materialien, die Sie verwenden würden.

Für die Außengebäude (geodätische Kuppeln, Tunnel und andere Gebäude) werden wir ein 3D-Druckkonzept verwenden, bei dem die Monderde als Hauptbestandteil des Baumaterials verwendet wird. Die Maschine wird aus einem Roboterarm bestehen, der eine Geopolymer-Betonmischung druckt, die als "Lunarcrete" bekannt ist und hauptsächlich aus Mondregolith besteht, der mit Hilfe der LEB (Lunar Excavation Blade) ausgegraben wird. Außerdem kann die einzigartige Mischung aus Siliziumdioxid und eisenhaltigen Mineralien in der Monderde mit Hilfe von Mikrowellen zu einem glasartigen Feststoff geschmolzen werden.

Für die unterirdischen Gebäude wie Lager und Gewächshaus werden die Astronauten den LEB einsetzen, der große Löcher graben kann, die später mit dem 3D-Druck-Roboterarm zum Bau der Wände fertiggestellt werden. Die Mondschaufel kann auch dazu verwendet werden, das Land rund um die Basis für andere Bauprojekte, wie z. B. einen Landeplatz und ein Solarzellenfeld, aufzuräumen und zu terraformen.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Dank der praktischen Lage der Basis an den Mondpolen, die 600 Millionen Tonnen nahezu reines Eis enthalten, kann sie die Hauptquelle für Wasser sein. Die am Rande unserer Basis gelegene Fusionsfilteranlage wird das ausgegrabene Eis aufnehmen und trinkbar machen (durch mehrere physikalische und chemische Prozesse), so dass die Astronauten Zugang zu einer sehr großen Menge dieser lebenswichtigen Ressource haben, die nicht nur zum Trinken, sondern auch für andere Hygieneaufgaben wie Duschen und Toiletten verwendet werden kann.

Die Hauptnahrungsquelle für die ersten Astronauten auf der Basis wird die von der Erde mitgebrachte Nahrung in Form von Konserven und Dehydratisierung sein. Für die ersten Astronauten sollten die mitgebrachten Lebensmittel ausreichen, bis die Lebensmittel im Gewächshaus (einem speziellen unterirdischen Modul) produziert werden können. Das Gewächshaus wird nicht nur lebenswichtigen Sauerstoff produzieren, sondern auch Lebensmittel wie Kartoffeln, Tomaten, Rüben usw. anbauen können. Später kann das Gewächshaus erweitert werden, um je nach Anzahl der anwesenden Astronauten oder der Lagerkapazität mehr Güter zu produzieren.

Zunächst werden Solarpaneele installiert, die aufgrund der hohen und konstanten Sonneneinstrahlung an den Mondpolen einen hohen Wirkungsgrad haben werden. Zwei Batterien, die sich neben dem Solarpanel-Feld befinden, werden die eingefangene Energie speichern.
Dann wird es eine Nuklearbatterie geben, die sich in sicherer Entfernung von der Hauptbasis befindet. Helium-3 ist im Mondboden reichlich vorhanden (wo es über Milliarden von Jahren durch den Sonnenwind erzeugt wurde) und ist ein wichtiger Bestandteil eines funktionsfähigen Fusionsreaktors. Es hinterlässt keine Strahlungsabfälle und hat eine hohe Energieausbeute pro Kilogramm.

Der Sauerstoff, den die Astronauten zum Atmen benötigen, wird zunächst in Form eines künstlichen Lebenserhaltungssystems verwendet, das sie mit ausreichend Sauerstoff versorgt, bis das Gewächshaus funktionstüchtig genug ist, um Sauerstoff zu produzieren und die Hauptquelle zu werden. Das Gewächshaus wird einen speziellen Bereich für sauerstoffproduzierende Pflanzen wie die Arekapalme, den Neembaum und die Sansevieria Trifasciata Zeylanica (Schlangenpflanze) enthalten.
Dann besteht der Mondboden aus 40-45% Sauerstoff pro Masse, was bedeutet, dass er mit Hilfe von Sonnenenergie auf 2500 Kelvin erhitzt werden kann und daraus Mineralien freigesetzt werden können, um 100 Gramm atembaren Sauerstoff für jedes Kilogramm Boden zu erzeugen.

Wie wollt ihr euer Mondlager bauen? Welche Materialien würden Sie verwenden?

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Die Umgebung auf dem Mond ist für die Astronauten sehr gefährlich. Erklären Sie, wie Ihr Moon Camp sie schützen wird.

Nachdem alle lebenswichtigen Ressourcen bereits durch unsere Einrichtungen und Spezialmodule abgedeckt sind, sind die wichtigsten verbleibenden Bedrohungen Strahlung, Meteoriten und Temperatur.

Die geodätischen, kuppelförmigen Module sind so konzipiert, dass sie sich ausbreiten und etwaige Stöße minimieren. Die durchschnittliche Dicke der starren Wände beträgt etwa 0,5 Meter, was ausreicht, um vor kleinen Asteroiden und Sonnenstrahlung zu schützen und die kalten Temperaturen des Mondes zu isolieren. Um die Mondpole herum befinden sich auch viele Lavaröhren, die vor langer Zeit durch basaltische Lava entstanden sind, die auf dem Mond geflossen ist. Sie können bis zu 300 Meter breit sein und haben eine stabile Temperatur von -20 °C. Diese Lavaröhren können für die künftige Erweiterung der Mondbasis oder als zweite Option genutzt werden, falls die erste Anlage beschädigt wird oder einfach nicht mehr funktioniert.

Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für Ihre Moon Camp Astronautencrew.

Um gesund zu bleiben, müssen die Astronauten einen regelmäßigen Schlafrhythmus einhalten, 8 bis 9 Stunden schlafen und 16 Stunden am Stück wach sein.

Nach dem Aufwachen essen die Astronauten in einem der Wohnräume und erhalten ein Briefing über den Tag. Sie müssen mindestens 2 Stunden pro Tag trainieren, um ihre Muskeln und Knochen zu stärken, da die schwache Schwerkraft des Mondes negative Auswirkungen auf ihre Rückkehr zur Erde haben kann.

Die Astronauten würden sich jedoch zunächst ganz dem Bau des Lagers widmen. Die Astronauten würden zunächst mit Hilfe der Lunar Excavation Blade (LEB) Mondboden/Regolith in großen Mengen abbauen und dann die chemischen Verfahren zur Prüfung seiner Eigenschaften und zur Umwandlung in nützlichen "Mondbeton" für den Bau der Basis mit dem 3D-Druck-Roboterarm durchlaufen.

Nach Abschluss des Camps würde der Tag des Astronauten hauptsächlich aus Forschung und Experimenten bestehen. Sie würden entweder in Teams arbeiten oder einzeln forschen, je nach ihrem unabhängigen Fachwissen und den Bedingungen oder Anforderungen des Experiments selbst.

Ein Astronaut könnte sich beispielsweise mit den physiologischen Auswirkungen des Lebens im Weltraum auf Menschen und Pflanzen befassen, indem er Tests und Experimente an Astronauten und im Gewächshaus zu verschiedenen Tageszeiten durchführt. Ein anderer Astronaut könnte den Mond selbst erforschen, indem er die Umgebung (Landschaft, Meteoriten, Polareis) erkundet und analysiert und in der Laboreinrichtung mit dem Mondboden/Regolith experimentiert. Ein weiterer Astronaut würde sich ganz dem Wohlergehen des Camps widmen. Er/sie würde die Funktionstüchtigkeit und die verschiedenen Mechanismen des Lagers überwachen, wie z. B. die Sonnenkollektoren, die Nuklearbatterie, das Gewächshaus, die Lagereinrichtung, die Kommunikationseinrichtung usw. Wenn nur 2 Astronauten anwesend wären, würden beide regelmäßig die Leistung und die Komponenten der Basis überwachen.

Aufgrund der Größe, der Komplexität und der Bedeutung des Lagers ist es notwendig, seinen Zustand ständig zu überprüfen. Am Ende des Tages und während der letzten Mahlzeit würden sich alle Astronauten in den Wohnräumen treffen und eine Nachbesprechung durchführen. Außerdem müssen sie vor dem Schlafengehen eine letzte Kontrolle des gesamten Lagers durchführen.

Im Wesentlichen besteht die 16-stündige "Wachzeit" aus drei Mahlzeiten, während derer sich die Astronauten treffen müssen, zwei Stunden körperlicher Ertüchtigung, Forschung und Experimenten sowie einer ständigen Wartung der Mondbasis.



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