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: Floreat Kendricka

Kendrick-Gymnasium  Bracknell    Vereinigtes Königreich 17 bis 18 Jahre alt

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

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Beschreiben Sie Ihr Moon Camp-Projekt.

Unser Entwurf für das Moon Camp ist eine Basis auf dem Mond, die bis zu drei Personen Platz bietet. Es nutzt die lokalen Ressourcen des Mondes, um atembare Luft, sauberes Wasser, Nahrung und Schutz vor Strahlung und Meteoriten zu bieten. Wir haben unser Mondcamp so konzipiert, dass es nachhaltig und wirtschaftlich ist und gleichzeitig gewährleistet, dass die Astronauten sicher und vollständig für alle ihre Bedürfnisse ausgestattet sind, sowohl für das Überleben als auch für die Forschung. Wir sind der Meinung, dass unser Camp auch als potenzielle Bodenbasis für das NASA-Projekt "Lunar Gateway" genutzt werden könnte (für den Fall, dass an Bord des Lunar Gateways ein Notfall eintritt und Vorräte aus dem Camp benötigt werden). Es sollte auch erwähnt werden, dass unser Fusion-360-Entwurf 80-fach verkleinert wurde, um für den 3-D-Druck geeignet zu sein.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir werden unser Mondlager am nördlichen Rand des Peary-Kraters errichten, da sich hier vier Bergregionen befinden. Diese namenlosen "Gipfel des ewigen Lichts" haben wir ausgewählt, weil sie durch die permanente Sonneneinstrahlung für eine Solarfarm geeignet sind, die eine zuverlässige Energiequelle darstellt. Obwohl sich unsere Solarpaneele und die landwirtschaftliche Kuppel auf der Oberfläche der Bergregionen befinden werden, werden wir für unsere Hauptbasis (einschließlich der Wohnquartiere, Labore und des Fitnessraums) unterirdisch graben. Ein Vorteil einer unterirdischen Basis ist, dass wir vor Meteoriten und Strahlung geschützt sind. Außerdem bedeutet die Lage auf den Gipfeln des ewigen Lichts, dass die Temperatur relativ stabil sein wird (durchschnittlich -50 °C, vergleichbar mit den Winterbedingungen in Sibirien und der Antarktis).

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

Der erste Vorschlag von Larry Beyer von der Universität Pittsburg ist Lunarcrete, ein betonähnliches Baumaterial, das aus Regolith besteht. Unsere Basis wird hauptsächlich aus diesem Material und Aluminium bestehen. Lunarcrete ist ein ideales Material, da es im Mondlager leicht verfügbar sein wird und außerdem ungefähr die gleiche Dichte wie Aluminium hat (~3g/cm³), was bedeutet, dass es dem Gewicht des darüber liegenden Bodens standhalten kann. Die Luftschleuse wird sich an der Oberfläche befinden, um einen einfachen Zugang in die Basis und aus ihr heraus zu ermöglichen, und unser landwirtschaftlicher Betrieb wird so unter Wasser liegen, dass die Decke zwar dem Sonnenlicht ausgesetzt, aber auch geschützt ist. Die Astronauten werden sich durch Tunnel zwischen den Räumen bewegen, und jeder Raum ist mit einer Luftschleuse versehen, so dass im Falle eines Schadens in einem Raum nicht die gesamte Basis gefährdet ist. 

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Wasserstoff-Brennstoffzellen könnten sowohl Trinkwasser als auch andere Energiequellen als die Sonnenkollektoren liefern. Sie sind klein für die Menge an Strom, die sie erzeugen. Dazu bräuchten wir einen Vorrat an Sauerstoff (kann aus Mondstaub/einer Farm gewonnen werden) und Wasserstoff. Da sich unsere Basis am Nordpol des Mondes befinden würde, könnten wir außerdem das Mundeis als Wasserquelle nutzen. Mit Chlortropfen kann es sterilisiert werden, um Krankheitserreger abzutöten, und es müsste ordnungsgemäß gefiltert werden, um hohe Konzentrationen von Chemikalien zu entfernen.

Die Pflanzen werden in einem hydroponischen Medium angebaut. Hydrokulturen werden von Landwirten kommerziell genutzt, weil sie in kürzerer Zeit als herkömmliche Methoden gesunde Pflanzen hervorbringen und nicht ständig bewässert werden müssen, da das Wasser wiederverwendet werden kann und man den Nährstoffgehalt durch Auflösen im Wasser steuern kann. Da für den Anbau verschiedener Kulturen unterschiedliche Bedingungen erforderlich sind, würde die Farm über mehrere Stockwerke verfügen, die alle dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, aber eine kontrollierte Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufweisen. Die Lebensmittelzubereitung würde an der Basis erfolgen, wobei die Elektrizität von den Paneelen/Brennstoffzellen geliefert würde.

Wie bereits erwähnt, hat unser Standort den unglaublichen Vorteil, dass er sich in einer Zone mit ewigem Sonnenschein befindet. Sonnenkollektoren auf der Oberfläche unserer Basis hätten eine konstante Energiequelle (da sie sich auf den Gipfeln des ewigen Sonnenscheins befinden) und wären in der Lage, eine zuverlässige Energiequelle zu liefern, die einen reibungslosen Betrieb der Basis ermöglicht. Eine Energiequelle, die uns als Backup zur Verfügung stehen wird, sind Wasserstoff-Brennstoffzellen, die Wasserstoff und Sauerstoff miteinander verbinden und dabei Energie freisetzen. Ihr einziges Abfallprodukt ist Wasser, das zum Kochen, Reinigen usw. verwendet wird.

Die ESA-Sauerstoffanlage extrahiert den im Mondstaub eingeschlossenen Sauerstoff und wird somit unsere Hauptquelle für Sauerstoff sein. Die Pflanzen werden aufgrund der Photosynthese eine sekundäre Sauerstoffquelle sein und dazu beitragen, einen Teil des Sauerstoffs zu erhalten. Wir werden versuchen, den Luftdruck an den Druck im irdischen Untergrund anzupassen, um eine Implosion zu verhindern. Die Atmosphäre besteht zu 30-40% aus Sauerstoff, der Rest ist Stickstoff, der als flüssiger Stickstoff transportiert wird. Um zu verhindern, dass sich Abfälle und giftige Gase ansammeln, wird Natronkalk zur Absorption von Kohlendioxid und Aktivkohlefilter zur Entfernung von Methan aus den Belüftungssystemen eingesetzt.

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.

Mondbeton hat die gleiche Zugfestigkeit wie irdischer Beton und ist damit ein starkes Material, das dem Gewicht des umgebenden Bodens standhält. Da die Basis unterirdisch gebaut wird, ist sie gut vor Meteoriten und Strahlung geschützt. Die Solarpaneele und das Dach der Farm werden nicht aus handelsüblichem Glas gebaut, da es zu spröde ist. Das Mondglas wird die Solarpaneele und die Farm schützen, da es viele Eigenschaften mit Glasfasern gemeinsam hat, aber da es aus Regolith hergestellt wird, spart es die Kosten für den Transport von Glasfasern zum Mond. Außerdem kann das Sonnenlicht die Farm für die Photosynthese erreichen, da es transparent ist. Indem die Astronauten einen hohen Hygienestandard für sich und die Basis aufrechterhalten, werden sie vor Mikroben geschützt, die durch die Strahlung außerhalb der Basis mutiert sein könnten.

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

Astronauten werden nach 8 Stunden Schlaf durch einen auf GMT eingestellten Wecker geweckt. Nachdem sie sich frisch gemacht haben, nehmen sie ein proteinreiches Frühstück zu sich, bevor sie in den Tag starten.

Tägliche Wartungskontrollen der lebenserhaltenden Systeme, einschließlich der Maschinen, der Regulatoren (zur Aufrechterhaltung einer konstanten atmosphärischen Zusammensetzung) und der Filter (um schädliche Partikel fernzuhalten) werden durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle Bedingungen sicher sind. Die Astronauten müssen täglich 2 Stunden im Fitnessstudio trainieren; aufgrund der geringeren Stärke des Gravitationsfeldes ist weniger Kraft erforderlich, um sich fortzubewegen. Wenn sie sich nicht an dieses strenge Trainingsprogramm halten, verlieren sie Muskelmasse und Knochendichte, was sich nach ihrer Rückkehr auf die Erde nachteilig auf ihre Gesundheit auswirken würde. 

 

Die Astronauten ziehen ihre Anzüge im Kuppelbereich an, einer Schleuse mit zwei Türen, um zu verhindern, dass die Luft im Inneren der Station entweicht. Die Anzüge stehen unter Druck und enthalten reinen Sauerstoff (zur Entgiftung der Lungen) sowie 1,9 Liter Wasser, das über einen Schlauch getrunken werden kann und lange Mondspaziergänge ermöglicht. Draußen sammeln die Astronauten Mondproben für Experimente und Forschungsarbeiten. Wenn sie zu anderen Mondgebieten reisen müssen (z. B. zu Kratern oder Gebieten mit Mundeis), wird ein mit Navigationssystemen ausgestattetes Mondfahrzeug verwendet. Wenn sie in der Nähe des Camps arbeiten, kehren die Astronauten zum Mittagessen zurück, das in der Küche zubereitet wird. 

 

Die täglichen Essenszeiten können unregelmäßig sein, da die Erkundungstouren zu Fuß oder mit dem Rover 5-8 Stunden am Stück dauern können. Sie können nur vor und nach dem Weltraumspaziergang eine vollständige Mahlzeit zu sich nehmen. Bei langen Mondspaziergängen können die Astronauten Obst oder Müsliriegel (die sofort nach dem Öffnen gegessen werden, damit keine Krümel herumfliegen) als Snack mit sich führen. Die Mahlzeiten bestehen den ganzen Tag über aus frischen Produkten, die auf der Farm angebaut werden, und aus Nahrungsergänzungsmitteln. In der vorhandenen Küche können die Mahlzeiten ähnlich wie auf der Erde erhitzt und gekocht werden. Die gesammelten Proben werden ins Labor transportiert, wo sie mit verschiedenen Geräten wie Spektrometern auf ihre chemische Zusammensetzung untersucht werden. Die Daten werden digital umgewandelt und zur weiteren Berechnung und Aufzeichnung zur Erde gesendet. Die Astronauten nutzen das Observatorium mit mehreren leistungsstarken Teleskopen für die Astronomie, um Hauptsterne, Galaxien und Planeten zu erforschen, die sich vom Mond aus besser beobachten lassen. Nach einem langen Tag auf dem Mond kehren sie ins Camp zurück und besuchen die Farm, um Pflanzen für das Abendessen anzubauen. Ein paar Stunden nach dem Abendessen entspannen sie sich bei Freizeitaktivitäten wie Kartenspielen, Sport oder Treffen mit der Familie.



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