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: Projekt Sequana

Cowes Enterprise College  Cowes    Vereinigtes Königreich 15 bis 16 Jahre alt Erster Platz - ESA-Mitgliedstaaten und Kanada

Externer Viewer für 3d-Projekt

Beschreibung des Projekts

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Beschreiben Sie Ihr Moon Camp-Projekt.

Unser Mondcamp ist als erster Außenposten auf dem Mond zur Erforschung und wissenschaftlichen und infrastrukturellen Entwicklung gedacht und soll während des gesamten Mondzyklus bewohnbar sein. Durch die Verwendung einer Lavaröhre zum Schutz der Anlage sind keine großen Ausgrabungen oder schwere Strahlungsabschirmungen von der Erde erforderlich. Die Basis ist in verschiedene Bereiche unterteilt, von denen jeder seinen eigenen Zweck und seine eigene Ausrüstung hat, wie z. B. medizinische oder hydroponische Behandlungen, wobei letztere dem Wasser, das in die hydroponischen Buchten fließt, Nährstoffe zuführen und auch ein experimentelles Aquaponik-System nutzen werden, um zu sehen, wie sich Fische als potenzielle Nahrungsquelle auf dem Mond entwickeln. Die Basis ist so konzipiert, dass sie auf lokale Ressourcen wie Eis aus Kratern, Metalle und andere Ressourcen auf der Oberfläche zugreifen kann. Das Projekt soll als Vorstufe für einen weiteren Ausbau der Basis dienen, der eine größere Besatzung und mehr Ressourcen ermöglicht.

Wo wollen Sie Ihr Moon Camp errichten?

Die Mondbasis wird sich in der Nähe des Nordpols befinden. Wir haben beschlossen, dass dies der beste Standort ist, weil es in der Nähe des Mondnordpols Krater gibt, auf deren Boden sich Wassereis befindet. Das Eis kann aus den Kratern abgebaut und zur Basis zurückgebracht werden. Die Nähe zum Nordpol bedeutet, dass ein Fahrzeug, das zu den Kratern fährt, nicht weit fahren muss. Es wird das Eis abbauen, bevor es zur Basis zurückkehrt.
Unsere Basis wird wahrscheinlich im Philolaus-Krater sein, da dort Lavaröhren vermutet werden. In der Nähe der Pole steht die Sonne quasi permanent am Himmel, so dass die Sonnenenergie ständig genutzt werden kann. Wir wollen unsere Basis in einer Lavaröhre errichten, weil sie dort vor Strahlung und Mikrometeoriten geschützt ist. Wenn weiter nördlich Lavaröhren entdeckt werden, würden wir sie stattdessen nutzen.

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

Um die Basis zu errichten, würden wir modulare Teile über Nutzlastraketen verschicken. Die Teile würden dann für den Bau verschiedener Strukturen und Fahrzeuge verwendet werden. Der Boden der Basis wird aus dreieckigen Aluminiumpaneelen mit einem sechseckigen Kern bestehen, um die Festigkeit zu erhalten, aber das Gewicht zu verringern und so die Kosten zu senken. Die Wände bestehen aus Aluminiumstangen, die zu einer Kuppel geformt werden, und einer dreilagigen Kunststoffplane, so dass eventuelle Lecks mit Hilfe von Sensoren erkannt werden können und die durchbrochene(n) Schicht(en) identifiziert werden können. Die Fahrzeuge werden in leicht zusammensetzbaren Teilen hochgeschickt. Die Teile müssen so robust sein, dass sie ohne Reparaturen weiter verwendet werden können; Reparaturen an den Fahrzeugen werden jedoch im Schuppen an der Oberfläche aufbewahrt, der aus von der Erde gesandten Metallplatten besteht. Die Tanks und andere externe Ausrüstungsteile werden in Teilen auf den Mond geschickt und dort zusammengebaut.

Wasser
Lebensmittel
Elektrizität
Luft

Nachdem die Basis eingerichtet ist, fliegt eine Trichterrakete auf einer suborbitalen Flugbahn zu Kratern, deren Boden mit Eis bedeckt ist, und landet in dem Krater. Das Eis wird abgebaut und in radial abnehmbaren Tanks gelagert. Nach der Rückkehr zur Basis wird das Eis in einen großen Metalltank entladen. Während des Mondtages wird sich der Tank durch die Wärmeenergie der Sonne aufheizen. Wenn das Eis schmilzt, sinkt das Wasser auf den Boden des Tanks. Das Wasser fließt durch erdverlegte Rohre in eine Pumpstation, um das Wasser in der Basis nutzbar zu machen.

Die Lebensmittel werden von Botanikern in Hydrokulturen angebaut. Die Hydrokulturen werden aus Rohrreihen bestehen, die alle 457,2 mm Löcher haben. Die Rohre werden auf Schienen geführt, so dass sie bewegt werden können, um andere Reihen zu erreichen. Wir werden Sojabohnen für Eiweiß, Kalzium und Fette anbauen, Süßkartoffeln für Kohlenhydrate und Vitamin A, Enten/Enteneier für Eiweiß, Vitamin B und D, Paprika für Vitamin C und E und Rosenkohl für Vitamin K. Die Enten müssen eine genetische Vielfalt aufweisen, daher werden unbefruchtete Eizellen entnommen. Es wird eine Küche zum Kochen der Lebensmittel geben.

Die Solarenergie wird tagsüber genutzt. Die Paneele werden benötigt, um die gesamte Basis mit Strom zu versorgen und auch die Batterien für die Nacht aufzuladen. Damit die Basis in der Nacht genügend Strom hat, muss eine Mischung aus verschiedenen Energiequellen verwendet werden. Eine Lösung ist die Verwendung von Wasserstoff-Brennstoffzellen, die tagsüber das Wasser elektrolysieren, um es in H2 und O2 umzuwandeln, das dann verbrannt werden kann, um Energie freizusetzen. Eine andere Lösung ist ein RTG (Radioisotopen-Wärme-Kraftwerk), das aber wegen der Strahlung, die es erzeugt, nicht die beste ist. Menschliche Ausscheidungen könnten zu Methan verdaut und zur Energiegewinnung verbrannt werden.

Die ursprüngliche Sauerstoffquelle wird von der Erde importiert werden. Wir werden das Wasser elektrolysieren, um Sauerstoff zu gewinnen. Bei diesem Prozess wird auch Wasserstoffgas gebildet, das dann im gleichen Prozess wiederverwendet werden kann. Wir werden das durch das Schmelzen des Mundeises gewonnene Wasser elektrolysieren. Ein Teil des Sauerstoffs wird aus Verbindungen gewonnen, die in den Erzen des Mondes vorkommen, wie Aluminiumoxid, Eisen(||)oxid, Titandioxid, Natriumoxid usw. Stickstoff wird höchstwahrscheinlich von der Erde importiert werden müssen.

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.

Das Mondcamp bietet Schutz vor den Gefahren des Weltraums, indem es in einer Lavaröhre errichtet wird. Dies bietet Schutz vor Mikrometeoriten, extremen Temperaturen und ionisierender Strahlung von der Sonne und aus dem Weltraum. Es wird einen künstlichen Tag- und Nachtzyklus geben, der dafür sorgt, dass sich die Pflanzen/Tiere normal verhalten und die Besatzungsmitglieder nicht in ihrem Schlaf gestört werden. In den Wänden herrschen stabile Sauerstoff- und Feuchtigkeitsverhältnisse, so dass alle Organismen einen Lebensraum zum Überleben haben. Um sicherzustellen, dass die psychische Gesundheit der Besatzung nicht beeinträchtigt wird, wird der Kontakt zu Freunden und Familienangehörigen aufrechterhalten, und jeder Person wird ein Kilogramm an persönlichen Gegenständen gestattet. Trainingsgeräte werden dafür sorgen, dass die Muskeln und Knochen der Besatzung nicht durch die fehlende Schwerkraft abgebaut werden. Um sicherzustellen, dass die durch geladene Teilchen erzeugte statische Elektrizität die elektrischen Geräte nicht beschädigt, wird die Basis auf der Mondoberfläche geerdet.

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

Die Besatzung hat einen rotierenden Schlafrhythmus, so dass mindestens 2 Besatzungsmitglieder wach sind, wenn ein Notfall eintritt. Jedes Besatzungsmitglied wäscht sich nach dem Aufwachen, frühstückt und macht sich dann an die Arbeit. Jedes Besatzungsmitglied hat mehrere Aufgaben zu erfüllen, und es gibt zwei Experten für eine Aufgabe, die wach sind, während die anderen schlafen. Die Besatzung überwacht die Systeme in der Basis, um sicherzustellen, dass keine kritischen oder anderen Systeme ausfallen. Wenn eine Komponente oder ein System kaputt geht, bringen die Ingenieure das System oder die Maschine in die Technikabteilung, wenn es sich innerhalb der Basis befindet, oder in den Schuppen, in dem die Ausrüstung gelagert wird, um die Fehler zu beheben und den beschädigten Gegenständen zu ermöglichen, weiterhin ihren Dienst zu verrichten; wenn Gegenstände so beschädigt sind, dass sie nicht mehr repariert werden können, wird Ersatz geschickt. Die Besatzung wird auch die von den Erntemaschinen geernteten Materialien zur Schmelzhütte transportieren, wo der Metallurge der Besatzung, von dem es einen geben wird, die Materialien verarbeiten und zu nützlichen Rohstoffen und Sauerstoff veredeln wird, da die meisten Erze auf dem Mond in Form von Metalloxiden vorliegen. Die Botaniker werden die hydroponischen und aquaponischen Systeme betreiben, um sicherzustellen, dass die Basis über genügend Nahrung verfügt. Allerdings wird die produzierte Nahrung wahrscheinlich nicht ausreichen, um völlig autark zu sein, so dass Nahrungsmittellieferungen von der Erde erforderlich sind, was jedoch die Zeit zwischen den Versorgungsschiffen verlängern wird, da die Nahrung angebaut wird. Die Besatzung wird wissenschaftliche Experimente auf ihrem Gebiet durchführen, um das Verständnis für den Mond zu verbessern, z. B. für seine geologische Struktur oder die Auswirkungen der geringen Schwerkraft auf lebende Organismen. Diese Forschungen werden dazu beitragen, dass wir besser verstehen, wie man eine nachhaltige Basis auf dem Mond errichten kann und welche Möglichkeiten und lokalen Ressourcen genutzt werden können, um die Basis zu erweitern und ihre Bevölkerung zu vergrößern. Die Besatzung könnte auch die Vor- und Nachteile der Industrie und des Ressourcenabbaus auf dem Mond erforschen, um bei der Errichtung einer großen Mondbasis oder -siedlung darauf zurückgreifen zu können. Im weiteren Verlauf des Projekts könnte die Besatzung auch neue Anlagen errichten, die von der Erde geschickt oder aus Ressourcen und Ausrüstung auf dem Mond gebaut werden. Vor der Mondnacht wird die Besatzung die in der Basis gespeicherten Ressourcen und Energievorräte prüfen. Während der Nacht werden sie die Wasserstoffvorräte überwachen und gegebenenfalls einige Systeme abschalten, um sicherzustellen, dass die Basis weiterhin Strom für kritische Systeme wie die Lebenserhaltung erhält.



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