Mondstation DPB by Einstein Lunar Explorer 5
Γυμνάσιο Albert-Einstein Βερολίνο-Neukölln Γερμανία 16 ετών 5 / 0 Γερμανικά Φεγγάρι
Περιγραφή του έργου
Ο σταθμός μας λέγεται "DPB". Das Hauptziel der Mondstation ist die Gewinnung von Helium-3. Damit soll die Kernfusion auf der Erde ermöglicht werden, da es auf der Erde kaum Helium-3
υπάρχει. Es aber ein essenzieller Bestandteil ist, um Kernfusion als Hauptenergiequelle auf der Erde zu nutzen. Unsere Mondstation besteht aus einem Hauptgebäude, in dem sich Kontrollräume mit den gesamten Geräten befinden. Auf den Monitoren werden die aktuellen Sauerstoffwerte der Luft zur Kontrolle angezeigt und weitere generelle Informationen, die wichtig für das Funktionieren der Mondbasis und das Überleben der Astronauten sind. Des Weiteren βρίσκονται sich im Hauptgebäude die Schlafräume für die Astronauten sowie das Fitnessstudio. Darüber hinaus gibt es Büros für die Astronauten und eine Glaskuppel, wo Nahrung angebaut wird. Außerdem sind Speicher für Helium-3 vorhanden. Damit das Helium-3 auf die Erde transportiert werden kann, gibt es eine Raketenabschussstation mit einer Rakete. Unsere Mondbasis liegt in der Nähe des Südpols, da es dort hohe Vorkommen von Helium-3 gibt. Außerdem ist am Südpol das für die Elektrolyse benötigte Eis vorhanden.
Um die Versorgung der Mondstation mit Energie zu garantieren, gibt es auf unserer Mondstation einen Fusionsreaktor. Wir haben uns für Kernfusion entschieden, da Kernfusion aus wenigen Materialien viel Energie erzeugt. Außerdem ist Kernfusion im Gegensatz zu anderen Energiequellen wie Solarenergie nicht abhängig von äußeren Faktoren, wie zum Beispiel Sonne zur Stromerzeugung. Ein weiterer Vorteil von Kernfusion ist, dass der zweite Stoff (Wasserstoff), der für die Kernfusion benötigt wird, ebenfalls auf dem Mond vorhanden ist. Wasserstoff kann durch Elektrolyse, also der Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, durch einen elektrischen Strom separiert werden. Das benötigte Wasser kann aus den Eisvorkommen an den Polen des Mondes gewonnen werden. Da wir uns den Gefahren, die ein möglicher Ausfall des Fusionsreaktors darstellt, bewusst sind, haben wir uns dazu entschieden, eine Notfallenergiequelle zu bauen. Als beste Notfallenergiequelle sehen wir Solarenergie. Aber muss es große Energiespeicher für die erzeugte Solarenergie geben, da der Mond sich nur einmal pro Monat um seine eigene Achse dreht und somit eine Mondnacht 2 Wochen lang ist. Die Notfallenergiespeicher müssten also in der Lage sein, die Mondstation 2 Wochen lang mit Energie zu versorgen, da danach der Mondtag beginnt und somit wieder neue Solarenergie erzeugt werden kann. Der Grund, warum wir uns trotz dieses Nachteiles für Solarenergie als Notfallenergiequelle entschieden haben, ist das die Bedingungen auf dem Mond für Solarenergie sehr gut sind. Einerseits hat der Mond keine Atmosphäre, αφετέρου gibt es keine Luftverschmutzung oder Wolken, die die Sonnenstrahlen blockieren könnten. Aus den Gründen könnte während des Mondtages extrem viel Energie erzeugt werden, die, wenn sie gespeichert wird, die optimal Notfallenergiequelle ist. Ein Problem der Solarenergie auf dem Mond ist das Mondregolith, eine Schicht aus Staub und Kies, welche sich auf den Solarpanels ansammelt und somit die Leistungsfähigkeit der Solarpanels beeinträchtigt. Darum hat unsere Mondstation mehrere Saugroboter, welche mehrmals täglich die Solarpanels vom Mondregolith befreien. Der aus der Elektrolyse resultierende Sauerstoff kann zur Erzeugung von Luft benutzt werden. Dafür muss mithilfe eines Carbon Dioxide Removal Assembly (CDRA) Kohlendioxid aus der Luft removed werden. Darüber hinaus wird die Luft kontinuierlich durch Luftfilter gereinigt, um Schwebeteilchen und Verunreinigungen zu entfernen. Όλα αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται ήδη στον ISS και λειτουργούν εκεί βέλτιστα.
[...weitere Infos in pdf und in 3D-Modell in Blender-Datei]
Σύνδεσμος έργου
https://drive.google.com/open?id=1mbDVzgKdcYe0GMqLvYFKJjLVrLX9d4f5&usp=drive_fs
Αγγλική μετάφραση
Ο σεληνιακός μας σταθμός ονομάζεται "DPB". Ο κύριος στόχος του σεληνιακού σταθμού είναι η εξαγωγή ηλίου-3. Αυτό έχει σκοπό να επιτρέψει την πυρηνική σύντηξη στη Γη, καθώς δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου ήλιο-3 στη Γη.
Είναι όμως απαραίτητο συστατικό για τη χρήση της πυρηνικής σύντηξης ως κύριας πηγής ενέργειας στη Γη. Ο σεληνιακός μας σταθμός αποτελείται από ένα κεντρικό κτίριο στο οποίο βρίσκονται οι αίθουσες ελέγχου με όλο τον εξοπλισμό. Οι οθόνες εμφανίζουν τα τρέχοντα επίπεδα οξυγόνου στον αέρα για σκοπούς ελέγχου και άλλες γενικές πληροφορίες που είναι σημαντικές για τη λειτουργία της σεληνιακής βάσης και την επιβίωση των αστροναυτών. Το κεντρικό κτίριο περιλαμβάνει επίσης τους χώρους ύπνου για τους αστροναύτες και το γυμναστήριο. Υπάρχουν επίσης γραφεία για τους αστροναύτες και ένας γυάλινος θόλος όπου καλλιεργούνται τρόφιμα. Υπάρχει επίσης αποθηκευτικός χώρος για το ήλιο-3. Υπάρχει ένας σταθμός εκτόξευσης πυραύλων με έναν πύραυλο ώστε το ήλιο-3 να μπορεί να μεταφερθεί στη Γη. Η σεληνιακή μας βάση βρίσκεται κοντά στο Νότιο Πόλο, καθώς εκεί υπάρχουν υψηλά αποθέματα ηλίου-3. Ο πάγος που απαιτείται για την ηλεκτρόλυση είναι επίσης διαθέσιμος στο Νότιο Πόλο.
Για να εξασφαλιστεί η παροχή ενέργειας στο σεληνιακό σταθμό, υπάρχει ένας αντιδραστήρας σύντηξης στο σεληνιακό μας σταθμό. Επιλέξαμε την πυρηνική σύντηξη επειδή η πυρηνική σύντηξη παράγει πολλή ενέργεια από λίγα υλικά. Επιπλέον, σε αντίθεση με άλλες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή ενέργεια, η πυρηνική σύντηξη δεν εξαρτάται από εξωτερικούς παράγοντες, όπως ο ήλιος που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ένα άλλο πλεονέκτημα της πυρηνικής σύντηξης είναι ότι η δεύτερη ουσία (υδρογόνο) που απαιτείται για την πυρηνική σύντηξη είναι επίσης παρούσα στο φεγγάρι. Το υδρογόνο μπορεί να διαχωριστεί με ηλεκτρόλυση, δηλαδή τη διάσπαση του νερού σε οξυγόνο και υδρογόνο, με τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος. Το απαιτούμενο νερό μπορεί να ληφθεί από τα αποθέματα πάγου στους πόλους της σελήνης. Δεδομένου ότι γνωρίζουμε τους κινδύνους που εγκυμονεί μια πιθανή βλάβη του αντιδραστήρα σύντηξης, αποφασίσαμε να κατασκευάσουμε μια πηγή ενέργειας έκτακτης ανάγκης. Βλέπουμε την ηλιακή ενέργεια ως την καλύτερη πηγή ενέργειας έκτακτης ανάγκης. Ωστόσο, πρέπει να υπάρχουν μεγάλες εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας για την παραγόμενη ηλιακή ενέργεια, δεδομένου ότι το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του μόνο μία φορά το μήνα, καθιστώντας μια σεληνιακή νύχτα διάρκειας δύο εβδομάδων. Επομένως, οι μονάδες αποθήκευσης ενέργειας έκτακτης ανάγκης θα πρέπει να μπορούν να τροφοδοτούν το σεληνιακό σταθμό με ενέργεια για 2 εβδομάδες, διότι μετά από αυτό αρχίζει η σεληνιακή ημέρα και μπορεί να παραχθεί και πάλι νέα ηλιακή ενέργεια. Ο λόγος για τον οποίο επιλέξαμε την ηλιακή ενέργεια ως πηγή ενέργειας έκτακτης ανάγκης παρά το μειονέκτημα αυτό είναι ότι οι συνθήκες στο φεγγάρι είναι πολύ καλές για την ηλιακή ενέργεια. Αφενός, το φεγγάρι δεν έχει ατμόσφαιρα και, αφετέρου, δεν υπάρχει ατμοσφαιρική ρύπανση ή σύννεφα που θα μπορούσαν να εμποδίσουν τις ακτίνες του ήλιου. Για τους λόγους αυτούς, θα μπορούσε να παραχθεί εξαιρετικά μεγάλη ποσότητα ενέργειας κατά τη διάρκεια της σεληνιακής ημέρας, η οποία, αν αποθηκευτεί, αποτελεί τη βέλτιστη πηγή ενέργειας έκτακτης ανάγκης. Ένα πρόβλημα με την ηλιακή ενέργεια στο φεγγάρι είναι ο σεληνιακός ρεγκόλιθος, ένα στρώμα σκόνης και χαλικιών που συσσωρεύεται στους ηλιακούς συλλέκτες και έτσι μειώνει την απόδοση των ηλιακών συλλεκτών. Για το λόγο αυτό ο σεληνιακός μας σταθμός διαθέτει αρκετά ρομπότ με ηλεκτρική σκούπα που καθαρίζουν τα ηλιακά πάνελ από το σεληνιακό ρεγκόλιθο αρκετές φορές την ημέρα. Το οξυγόνο που προκύπτει από την ηλεκτρόλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αέρα. Για να γίνει αυτό, το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει να απομακρυνθεί από τον αέρα χρησιμοποιώντας μια διάταξη απομάκρυνσης διοξειδίου του άνθρακα (CDRA). Επιπλέον, ο αέρας καθαρίζεται συνεχώς από φίλτρα αέρα για την απομάκρυνση αιωρούμενων σωματιδίων και ρύπων. Όλα αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται ήδη στον ISS και λειτουργούν άψογα εκεί.
[...περισσότερες πληροφορίες σε pdf και σε τρισδιάστατο μοντέλο σε αρχείο Blender]
#Σχεδιασμός 3D
Άλλα έργα
Κατασκήνωση Medideira MOON
Rochester - Ηνωμένο Βασίλειο
1TP13Τεχνηλατημένη και Εικονική Πραγματικότητα