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: MVP

Edith-Stein-Schule  Darmstadt    Deutschland 17 bis 18 Jahre alt Dritter Platz - ESA-Mitgliedstaaten und Kanada

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

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Beschreiben Sie Ihr Moon Camp-Projekt.

Unser Moon Camp ist eine praktische und ausbaufähige Basis für zwei bis drei Personen. Es war uns wichtig, mit neuen kreativen Ansätzen an die Aufgabe heranzugehen, dabei aber immer im Rahmen des Möglichen zu bleiben. Außerdem wollten wir eine möglichst effiziente Konstruktion der Basis, die mit wenigen Ressourcen auskommt, aber gleichzeitig die Astronauten schützt. Der Schwerpunkt unserer Mondbasis liegt auch auf der In-situ-Ressourcennutzung (ISRU), was sich deutlich an ihrem Standort und dem verwendeten Baumaterial zeigt. Wir wollten aber auch die Art des Aufbaus der Basis durch unsere Lagererweiterungen im Türrahmen neu überdenken. Der wichtigste Punkt ist die Gesundheit der Astronauten und deshalb haben wir Rückzugsräume und natürliches Licht integriert und so einen gesunden Lebensstil für unsere Astronauten geschaffen.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Wir würden das Mondlager am Südpol des Mondes errichten. Ein guter Platz wäre der Rand des Shackleton-Kraters, denn dort würde er vom Sonnenlicht 80-90% beleuchtet werden. Das würde uns Energie garantieren. Gleichzeitig hätten wir Zugang zu einem der größten Wasservorkommen auf dem Mond. Außerdem erreicht die Temperatur nicht die täglichen Temperaturextreme in den äquatorialen Breitengraden. Dies würde längere Expeditionen und mehr Möglichkeiten zur Arbeit im Freien auf der Mondoberfläche ermöglichen. Das Eis könnte zu hoffentlich trinkbarem Wasser geschmolzen werden. Man könnte auch den Sauerstoff und Wasserstoff aus dem Wasser abtrennen und für Atemluft und Treibstoff verwenden. Die Kommunikation wäre gegeben, da astronomische Radiowellen dort in brauchbaren Frequenzen arbeiten könnten. Erze könnten mehr Möglichkeiten für 3D-Druck bieten. Am Ende wäre dieser Ort großartig und würde einen schönen Blick auf die Erde bieten.

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

Der oben erwähnte Bau unserer Basis wird in zwei Phasen erfolgen. In der ersten Phase wird alles automatisch und von Robotern durchgeführt. In der ersten Phase kommt ein 3D-Drucker-Roboter mit einer Reihe von "Blobs" an. Diese "Blobs" sind aufblasbare Kuppeln mit einer dünnen Membran und einem integrierten Belüftungssystem. Der mobile 3D-Drucker-Roboter bereitet eine Mischung aus Mondgestein vor und erzeugt eine feste und schützende Hülle. Es ist wichtig zu beachten, dass der Bereich des 3D-Drucks etwas umständlich aufgebaut ist. In der zweiten Phase landen die Astronauten in der Landefähre, an der 3 "Türrahmen" angebracht sind. Diese können demontiert werden und bilden eine direkte Röhre zum Lander und sind luftdicht mit dem Lander verbunden. Durch einen elektrischen Mechanismus können die Kanten der Türrahmen erhitzt werden, woraufhin die poröse Schicht des 3D-Druckers entfernt wird. Dies ermöglicht eine direkte und luftdichte Verschmelzung mit den Blobs.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Wie bereits erwähnt, haben wir beschlossen, das Mondlager am Rande des Shackleton-Kraters zu errichten. Was das Wasser betrifft, so wollten wir das gefrorene Wasser filtern, um es aufzutauen und in das Wassersystem einzubauen. Als erste Lösung wollen wir selbst Wasser in das Wassersystem einspeisen, das wir im Krater beschafft haben. Das Wasser wird dann in eine Recyclinganlage gespült. Als langfristige Lösung wollen wir ein Pumpensystem installieren, das das Wasser auftaut, filtert und pumpt. Sollte es bei der Erstbeschaffung Probleme geben, könnte der Moon Rover helfen.

Auch das Lebensmittelsystem ist ein dynamisches System. So werden anfangs die mitgebrachten Lebensmittel verzehrt. Aber so bald wie möglich sind wir auf selbst angebaute Lebensmittel umgestiegen. Konkret wollen wir Blob Vertical Farming betreiben. Mit Saatgut, das wir mitgebracht haben, würden wir aber eine Bodenmischung herstellen, die den Mondstaub mit den nötigen Mineralien ergänzen würde. Um die Monotonie des Essens zu überwinden, würden wir einen 3D-Lebensmitteldrucker einsetzen, der verschiedene Gerichte mit Gewürzen und Texturen kochen kann. Auf diese Weise wollen wir die Moral der Besatzung aufrechterhalten, aber auch Routinen schaffen.

Als Energiesystem möchten wir nach Möglichkeit auf Kernenergie verzichten, um unnötige Strahlung zu vermeiden. Darüber hinaus wollen wir mit unseren Solarzellen, die wir am Rande des Shackleton-Kraters errichten werden, eine erneuerbare Energiequelle schaffen. Auf diese Weise können wir die Vorteile des Südpols nutzen und haben 90% Sonnenstunden pro Jahr. Aber auch Batterien sind in dem System enthalten. Diese können für den Mondrover oder den 3D-Drucker-Roboter verwendet werden. Die gesammelte Energie wird auch für die effiziente LED-Beleuchtung des Farming Blob, das Belüftungssystem und das Wasserrecycling-System verwendet.

Das Luftsystem ist in alle Blobs von Beginn der Mondmission an integriert. So können sie aufgeblasen und über die Schläuche mit dem Sauerstoffsystem im Lander verbunden werden. Als Belüftungs- und Filtersystem wollen wir das Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE), das auch für den Perseverance Rover geplant ist, in größerem Maßstab durchführen. Dabei wird das entartete Kohlendioxid der Astronauten zu einer kleinen reinen Menge Sauerstoff verarbeitet. Aber natürlich wollen wir auch konventionelle Klimaanlagen nutzen, wie sie in der ISS eingesetzt werden.

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.

Wir werden unsere Basis mit einer 3D-gedruckten Schicht aus Mondstaub bedecken. Dies wird uns vor Strahlung und Meteoriteneinschlägen schützen. Gleichzeitig haben wir eine natürliche Isolierung, die uns vor extremen Temperaturschwankungen schützt. Der obere Teil unserer Mondlandefähre wird mit denselben Isolierungen ausgestattet sein wie die Internationale Raumstation, so dass wir auch dort vor Strahlung geschützt sind. Sollte dieser Teil durch Meteoriten beschädigt werden, können wir die untere Hälfte des Landers als Schleuse nutzen. Im Falle einer Beschädigung könnte der 3D-Printroboter die Schicht reparieren oder die Astronauten könnten Reparaturen z. B. am oberen Teil des Landers vornehmen. Erze könnten helfen, Ersatzteile oder Schutz für weitere Erweiterungen zu bauen. Das Glas im Lander und auch im Rover muss sich als sicher erweisen. Als Referenz könnten wir bestehende Fenster wie die Cupola verwenden.

Beschreiben Sie einen Tag auf dem Mond für Ihre Moon Camp Astronautencrew.
Ein Tag im Mooncamp beginnt im "Main Blob", wo sich die Betten der "Moonauts" befinden. Nach dem Aufwachen können die Moonauts duschen, auf die Toilette gehen oder sich an den Badeelementen im "Community Blob" die Zähne putzen. Nach dieser morgendlichen Routine können sich die Bewohner etwas Essen aus dem "Farm Blob" holen und haben die Möglichkeit, es in einem Küchenelement im Main Blob zuzubereiten oder direkt im Community Blob zu essen. Wenn sie mit dem Frühstück fertig sind, können sie in einem der Fitness-Elemente im Community Blob trainieren. Wenn draußen lebensfreundliche Temperaturen herrschen, können sie eine Expedition unternehmen, um die Wassertanks zu füllen oder Proben der Mondoberfläche, des Wassers, der Erze oder anderer interessanter Dinge, die sie finden, zu sammeln. Bei der Tour könnten sie auch Teleskope installieren oder einige Reparaturen durchführen. Wenn sie zu ihrer Basis zurückkehren, können sie die Proben, die sie zuvor erhalten haben, untersuchen. Nach dieser umfangreichen Arbeit haben die Mondautoren etwas Freizeit, die sie nutzen können, um Schach zu spielen, mit ihren Verwandten zu plaudern oder die unglaubliche Aussicht aus dem Lander zu genießen. Wenn sie damit fertig sind, müssen sie eine weitere Mahlzeit zu sich nehmen, genauso wie zuvor. Wenn sie fertig sind, müssen sie an den Erweiterungen wie dem Wasserpumpensystem arbeiten. Auch Dinge wie die Wartung lebenswichtiger Systeme, z. B. des Wasserabscheiders, müssen erledigt werden. Als Teambuilding-Aktivitäten müssen sie etwas wie "Moonball" oder Schach spielen. Wenn das nicht zur täglichen Routine gehört, wird es für die Bewohner nicht leicht zu überleben sein. Wenn der Tag zu Ende geht, müssen sie zu Abend essen, wie jede Mahlzeit zuvor. Bevor sie ins Bett gehen, haben sie noch etwas Zeit für sich. In dieser Zeit können sie ein Buch lesen, fotografieren oder ein Musikinstrument lernen. Alle persönlichen Dinge werden in den Bettteilen des Main Blob aufbewahrt. Am Ende können sie ihren Traum vom Universum in ihrem Bett wiederfinden und den nächsten Strich mit neuer Kraft beginnen. Die Basis verfügt über ein integriertes Alarmsystem, das sich einschaltet, wenn es irgendwelche gefährlichen Gefahren gibt. Sollte der sehr unwahrscheinliche Fall eintreten, dass sie die Basis evakuieren müssen, können sie mit dem Lander abdocken und mit Resttreibstoff zurück zur Erde fliegen. Sollte dies nicht möglich sein, können sie mit dem Rover an einen Ort fliehen, an dem eine andere Mission sie abholen kann.



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