In Moon Camp Pioneers, each team’s mission is to 3D design a complete Moon Camp using the software of their choice. They also have to explain how they will use local resources, protect astronauts from the dangers of space and describe the living and working facilities in their Moon Camp.
Leonardo-da-Vinci-Campus Nauen Nauen-Brandenburg Germany 15 4 / 4 German
3D design software: Fusion 360
Unser Mond-Camp, “Ad Astra”, wird aus sechs Kuppeln bestehen, welche alle durch Gänge miteinander verbunden sein werden. Dazu gehören zwei Schlafzimmer (für jeweils zwei Personen), ein Gewächshaus, ein Trainingsraum, mit Geräten, um den Muskelabbau der Astronauten vorzubeugen, ein Forschungszentrum, mit einem Teleskop, einem Krankenbett, falls etwas passieren sollte und anderen Forschungsgeräten, sowie auch Computern, und einen Lagerraum, zum Verstauen von Materialien und Nahrungsmitteln. Die kleineren Kuppeln werden alle in einem Kreis um die Größere mittlere Kuppel, welche das Gewächshaus beinhaltet, gebaut werden. Diese Unterkunft wird für 4 Astronauten ausreichen, welche dort nicht nur die Ressourcen und Landschaften des Monds erforschen werden, sondern auch Helium 3. Unser Camp befindet sich am Rand des Shackleton Kraters, sodass der oberste Punkt der Kuppeln auf gleicher Höhe mit dem Mondboden befindet. Dafür müsste man wahrscheinlich eine kleine Plattform bauen, um eine Glatte Oberfläche als Untergrund für das Bauen der Mondbasis zu haben. Wir werden viele verschiedene Rover in unserem Mond-Camp benutzten. Ihre Funktion ist zum einen, Wassergewinnung, Monderforschung und Hilfestellung für Astronauten im Camp und zum anderen die Erforschung des Mondes und seiner Ressourcen. Auch Solarzellen sollen bei unserem Camp eingebaut werden, allerdings außerhalb der Kuppeln, um Sonnenlicht als Energiequelle verwenden zu können.
Die Absicht, warum wir unser Moon Camp errichten wollen, ist vor allem für die Forschung. Man kann mit diesem Projekt herausfinden, wie die Lebensumstände auf dem Mond sind, mit was die Astronauten dort zu kämpfen haben und unter welchen Umständen es möglich ist auf dem Mond dem Alltag auf der Erde nachzugehen. Außerdem dient das Camp zum Entdecken von neuen Orten auf dem Mond und zum Lernen über die Atmosphäre und das Umfeld dort. Wir wollen die Landschaft erforschen und auch die Krater, mit mehreren unterschiedlichen Rovers. Auch wollen wir mit der Erkundung der Mond Ressourcen und Materialien fortfahren. Wir wollen unser Moon Camp bauen, um ein Teil der Erkundung und Eroberung des Wissens über unseren Mond zu sein. Mit unserer Basis „ad Astra” werden wir diese Ziele erreichen und vieles entdecken können, da unser Camp viele Möglichkeiten für die Weiterführung der Wissenschaft bietet.
Wir haben uns dazu entschieden unser Mondlager am Rand des Shackleton-Kraters zu errichten. Er hat einen Durchmesser von etwa 21 km und ist etwa 4,2 km tief. Der Shackleton-Krater liegt am Südpol des Mondes und ist einer der größten Einschlag Krater auf dem Mond. Er befindet sich nahe dem ständig schattigen Gebiet am Südpol. Dieses Gebiet enthält einige der kältesten Stellen im Sonnensystem und ist ein vielversprechendes Ziel für unsere Mondmission, da es Wassereis enthalten soll, welches wir als Ressource für unsere Astronauten benutzen werden. Zudem sind die Temperaturschwankungen in diesem Gebiet kleiner als in den meisten anderen Gebieten auf dem Mond. Der Krater wird uns zudem Schutz vor extremem Wetter, wie Stürme, auf dem Mond schützen. Wie am Anfang schon erwähnt, muss für die Errichtung unserer Mondbasis, eine kleine Plattform am Rande des Kraters gebaut werden, damit wir einen gerade Untergrund haben. Dies macht es leichter sie zu bauen und zu stabilisieren.
Für die Errichtung unserer Mondbasis werden wir Panzerglas von der Erde und Regolith vom Mond verwenden. Um mit dem Regolith bauen zu können, werden wir ihn pressen. Durch das Pressen wird er zu einer Art Baustein und man kann mit ihm arbeiten. Die Kuppeln werden unten ein Fundament aus dem Regolith haben auf das eine halbe Kugel aus dem Panzerglas gesetzt wird. In der Mitte jeder Kuppel steht zudem eine Säule zur Stabilisation, welche ebenfalls aus Regolith gebaut werden soll. Für die Errichtung werden zunächst Roboter unter der Aufsicht von zwei Astronauten eingesetzt. Insgesamt besteht unsere Basis aus sechs Kuppeln, eine größere in der Mitte mit r =10m und h = 8m und fünf kleinere darum, in regelmäßigem Abstand zueinander, mit r = 5m und h = 4m. Diese sollen alle durch Gänge verbunden werden. In diesen Gängen soll es Schleusen geben, welche im Fall eines Defekts oder Lecks geschlossen werden können. Um den Kreis der kleineren Kuppeln kann, wenn nötig, erweitert werden indem noch ein Kreis von Kuppeln gebaut wird. Die Kuppelform ist praktisch, da sie stabil und trotzdem praktisch ist.
Unser Camp möchten wir speziell an den Rand des Shackleton-Kraters, dort wo es noch flach ist, bauen. Dies ist nötig, da es dort immer noch Sonneneinstrahlung gibt, aber wir trotzdem Zugriff auf das Wassereis haben. Auch Schutz bietet der Krater den Astronauten und der Basis. Zum einen schützt der Krater unsere Mondbasis vor Stürmen, zum anderen herrschen dort wie erwähnt keine hohen Temperaturschwankungen. Vor Strahlung schützen wir uns mit speziellen Pilzen, namens Cladosporium Sphaerospermum, welche wir auf den Kuppeln pflanzen werden. Diese können die Strahlung ionisieren bzw. abschwächen. Außerdem, in dem Fall eines Lecks, sind in allen Gängen Türen eingebaut, welche bei Schließung eine komplette Abriegelung des betroffenen Bereiches ermöglichen.
Unsere Mondbasis wird ihr Wasser zunächst durch die Coldtrapping Methode gewinnen, da diese am Südpol, durch die Kälte, welche vom ständig schattigen Gebiet ausgeht, sehr effizient ist. Hierfür werden wir Mond Rover benutzen, wodurch wir etwa fünf Liter Wasser pro Tag gewinnen können. Nach der Aufbauphase werden wir auf die Gewinnung von Wasser durch das Abbauen von Wassereis im Shackleton Krater umsteigen, da diese Variante zwar aufwendiger, aber auch effizienter ist. Hierfür würden beim zweiten Flug die Bauteile mitgebracht werden.
Dieses Wasser wird dann teilweise zum Anbau von 4m² Süßkartoffeln (Eiweiß, Fett), 1m² Salat (Vitamine) und 3m² Sojabohnen (Kalzium, Eiweiß) benutzt. Dafür würden in etwa 4600 Liter pro Wachstumsphase benötigt werden. Zudem würden die Astronauten bei ihrem Hinflug immer neue Verpflegung mitbringen, welche, ähnlich wie auf der ISS, vor Ort mit Wasser wiederhergestellt aufbereitet werden könnten.
Auch Luft würde von der Erde mitgebracht werden, jedoch würde die Sauerstoffanreicherung durch eigene Produktion auf dem Mond erfolgen. Zudem würden sich in der Mondbasis verteilt, in den einzelnen Kuppeln, luftanreichernde Pflanzen befinden, um die Luft und die Umgebung zu verbessern.
Unsere Stromgewinnung würde durch Solarzellen erfolgen, welche sich am äußeren Rand des Kraters befinden sollen.
Für unseren Abfall werden wir das Recycling System ECLSS von der ESA benutzen, welches ebenfalls auf der ISS benutzt wird. Dieser ist verantwortlich für das erfolgreiche Recycling von Wasser und Luft. Das Wasser wird recycelt Wasser, indem es Urin von Besatzungsmitgliedern, Feuchtigkeitskondensat aus der Kabine wiederverwertet.
Hierdurch wissen wir, dass es gut funktioniert, und können unseren Wasser- und Sauerstoffverbrauch verkleinern. Übrigbleibender Müll wird auf den Rückflügen der Astronauten mitgenommen. Diese könnten wir speziell dafür in einem dann festgelegten, regelmäßigen Abstand durchführen, damit der Abfall sich nicht bei unserer Mondbasis staut und die Astronauten genug Platz haben. Allerdings werden wir auch versuchen viel Müll zu vermeiden, indem man recycelbare Verpackungen mitnimmt und darauf achtet, dass die Verpackungen von zum Beispiel Lebensmitteln irgendwie natürlich vergehen. Wenn diese aus Pappe sein sollten, kann man in der Gewächshaus Kuppel eine Kompostecke anlegen und die Astronauten können relativ viel Abfall auf diese Art und Weise entsorgen.
Der Telekommunikationskonzern Nokia hat mitgeteilt, dass er auf dem Mond in den nächsten Jahren ein Mobilfunknetz aufbauen will – im Auftrag der Nasa. Bis Ende des letzten Jahres sollte es ein LTE-Netz auf dem Mond geben. Das ist wichtig, damit demnächst dauerhaft Menschen auf dem Mond leben und arbeiten können.
Erde-Mond-Erde ist eine Funkverbindung für die Kommunikation zwischen zwei weit entfernten Punkten auf der Erde, bei der der Mond als passiver Reflektor verwendet wird.
Wie können Astronauten mit der Erde kommunizieren?
Da es im Raumschiff weder Internet noch Mobiltelefone als Verbindung zur Erde gibt, kommunizieren sie per Funk mit der Bodenstation.
Weil sich Schall ohne Luft nicht fortbewegt, kann man im Vakuum nichts hören, deshalb brauchen unsere Astronauten wahrscheinlich auch vor Ort Funkgeräte, um sich außerhalb der Kuppel zu verständigen. Dies wird aber nicht oft nötig sein, da sie die meiste Zeit ja in den Kuppeln verbringen.
Ein Teil der Astronauten wird die Ressourcen und Begebenheiten des Mondes erforschen, darunter das Eis, welches man auf dem Mond finden kann, und das Mondgestein. Wir möchten herausfinden, ob der Mond wichtige Materialien und Mineralien besitzt und wie man diese vielleicht für uns gewinnen kann. Der andere Teil der Astronauten wird sich mit Helium 3 befassen, wovon man viel auf dem Mond vorfindet. Diese Untersuchungen sind wichtig für die Zukunft der Kernfusion und der Energiegewinnung aus dem Weltall. Dies liegt daran, dass Helium 3 die Kernfusion ermöglicht, ohne dabei die Umgebung zu verstrahlen.
Darüber hinaus gilt dieses Mond Camp als ein Prototyp zukünftiger Missionen und eventuelle Ansiedlungen im All, in welchen Menschen längere Zeit auf anderen Planeten, bzw. Monden verbringen werden. Wir wollen, dass alle Astronauten ihren Tag protokollieren, denn durch diese langfristige Mission werden sich eventuelle Fehler zeigen. Diese Fehler könnten sowohl psychologisch sein, also bei den Astronauten liegen, als auch ein Fehler im System sein, welches dann durch die Astronauten angepasst oder durch weitere Überlegungen gelöst werden können.
Um die Astronauten auf die Mondmission vorzubereiten, müssen sie zunächst verschiedene Techniken, wie das Funken lernen, damit sie die Kommunikation zur Erde aufrechterhalten können. Zudem benötigen sie eine ärztliche und mechanische Ausbildung, welche für eventuelle Maschinelle und gesundheitliche Probleme wichtig sind. Mindestens zwei der Astronauten werden sich mit der Ernährung und Pflanzenzucht auskennen und werden eventuell eine Weiterbildung zu diesem Thema durchlaufen. Alle Astronauten werden ein gewisses Maß an Körperlicher Fitness benötigen, welches sie in der Mondbasis aufrechterhalten müssen. Letztlich wird auch wissenschaftliches Wissen und eine gewisse Geistliche stärke benötigt, damit die Astronauten an den Forschungsmaßnahmen teilnehmen und in der kleinen Gruppe zurechtkommen können. Insgesamt kann gesagt werde, dass die Astronauten, welche zur Mondbasis reisen und sie bewohnen werden, den Voraussetzungen der ISS, und mehr entsprechen müssen.
Unsere Astronauten werden immer sechs Monate in der Mond Basis bleiben. Hierbei werden immer zwei Astronauten zusammen anreisen, sodass unser Team immer für drei Monate gleichbleibt. Somit sind die ersten zwei Astronauten drei Monate zu zweit auf dem Mond. Während dieser drei Monate bauen sie die ersten Kuppeln auf, wobei sie in der Rakete leben, bis die erste Kuppel gebaut ist. Zunächst werden sie eines der Astronautenquatiere aufbauen. Danach bauen sie die zentrale Kuppel, woraufhin das Labor, der Sportraum und das zweite Astronautenquartier folgen. Die Astronauten werden bei den Aufbauarbeiten von Maschinen unterstützt werden, welche auf dem ersten Flug mitgebracht werden.
Für den Hinflug zum Mond werden wir eine Rakete der Art Ariane 6 benötigen. Diese Rakete gehört der ESA und ist deren stärkste Lasten Rakete. Sie kann 5 bis 11,5 Tonnen transportieren, was unser Vorhaben, Materialien für unsere Mondbasis von der Erde mitzubringen, möglich macht. Sie wird sowohl die Crew als auch alle Materialien, Werkzeuge und die Nahrung zum Mond transportieren. Wir haben vor, zweimal zu fliegen und bei jedem Flug zwei Astronauten mitzunehmen. Nach dem zweiten Flug wird die Rakete auf dem Mond verbleiben, um nach einiger Zeit wieder zwei Astronauten zur Erde zu bringen und wieder neue zu der Mondbasis zu bringen. In diesem Flug werden zusätzliche Nahrung und Materialien zur Erweiterung der Basis mitgenommen.
Unsere zweite Rakete wird ein Mond Rover mitbringen, seine Ankunft wird mit der ersten Rakete vorbereiten werden. Er wird zur Wassergewinnung, zur Erkundung des Kraters und später des Mondes benutzt werden.
