V soutěži Moon Camp Pioneers je úkolem každého týmu navrhnout ve 3D kompletní měsíční tábor pomocí softwaru podle vlastního výběru. Musí také vysvětlit, jak budou využívat místní zdroje, chránit astronauty před nebezpečím vesmíru a popsat obytné a pracovní zařízení ve svém měsíčním táboře.
Shanghai Qingpu Senior High School Shanghai-Qingpu Čína 15, 18, 16 6 / 2 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360
Náš "velmi špatný" tým plánuje zřídit na Měsíci základnu nazvanou Pioneer Eye. Jak všichni víme, prostředí na Měsíci je velmi drsné a pro astronauty nebezpečné. Naše měsíční základna je vybavena zařízeními na ochranu před radiací, meteority, extrémními teplotami a vesmírným vakuem. Zároveň může základna poskytovat trvale udržitelné základní potřeby, jako je voda, potraviny, vzduch a elektřina, aby se zachoval komfort a stabilita života astronautů na Měsíci.
Pionýrské oko je název našeho měsíčního tábora. Máme staniční značku se dvěma listy oddělenými od Měsíce, které ukazují jeho vědecký směr. Jako pionýrský bude základem a přední linií pro masové lidské osídlení na Měsíci, bude základnou pro biologické experimenty, abychom zjistili, jak podpořit dlouhodobé přežití člověka pomocí biologie, a oko bude oknem pro člověka, aby viděl a pochopil. Bude sloužit jako vědecká studijní základna pro člověka, vybuduje radioteleskop, který využije jedinečné podmínky pro pozorování vesmíru pro pozorování Měsíce. S ohledem na tyto výzkumné cíle modulujeme naši základnu tak, aby odpovídala různým výzkumným přístupům. Důležitou součástí programu jsou také astronauti, a proto zajišťujeme ochranu a zdravotní péči pro dva astronauty, kteří zde zůstanou dlouhodobě.
Náš měsíční tábor byl vybrán na jižní straně hory Malapert. Zde jsou jeho četné výhody:
Voda: Studie prokázala přítomnost ledu v trvale zastíněné severní oblasti Malapartu. Pomocí lunárního vozítka můžeme vodní led sbírat a uvolnit tak tlak vody v táboře.
Konstrukce: Podle výsledků satelitní detekce je průměrný sklon dna na jižní straně Malaperu 4,7°, což je mnohem lepší než 5,5° u Amundsena, dalšího vybraného místa. Obecně lze říci, že terén této oblasti je rovinatý, což je velmi příznivé pro způsob konstrukce 3D tisku a pro vzlet a přistání dopravních kosmických lodí.
Světlo: Malapert na jižním pólu je v rozmezí 0,1 až 0,2 světla, což není daleko od průměrné hodnoty 0,18 světla v kráteru Amundsen, a Malapert na jižním pólu je vhodný pro pokrytí potřeb tábora v oblasti elektrické energie.
Pokud jde o konstrukci, vzhledem k drsnému prostředí Měsíce jsme zřídili speciální kopuli, která chrání hlavní část základny. V interiéru jsme použili architektonickou myšlenku pětiúhelníkového tvaru a čtvercového průřezu, abychom zohlednili estetiku a jednoduchost.Navíc jsme obytný prostor uspořádali uprostřed, aby bylo uspořádání prostoru kompaktní a pohodlné a také abychom usnadnili následnou sérii rozšíření soustředěnou na obytný prostor. Kromě toho použijeme rover a 3d tiskárnu pouze pro předběžnou stavbu lunárního tábora a počkáme na podmínky, které umožní dodávku astronautů a pozemních zásob pro dokončení finálních prací, čímž se můžeme vyhnout problémům způsobeným přírodními podmínkami Měsíce a náklady.
Co se týče technologií a materiálů, budeme používat místní materiály. Ke sběru měsíčního regolitu bude použito měsíční vozítko. Experimenty prokázaly, že různé želírující složky měsíčního regolitu mají jistou podobnost s cementovými surovinami, které mohou dosáhnout značné odolnosti proti nárazu a stlačení. Poté pomocí 3d tiskárny vytiskneme kopuli s regolitem a základní plášť uvnitř kopule z hliníku a čistého epoxidu. Nakonec se astronauti prokopou do podzemí a pak postaví interiér.
Pro ochranu před meteority máme vlastní kopuli z měsíčního regolitu. Používáme také třívrstvou ochrannou konstrukci, která se skládá z vnějšího nárazníkového stínění, výplňové vrstvy vzdálené asi 100 mm od nárazníkového stínění a přepážky vzdálené asi 17,5 mm od výplňové vrstvy. Jako ochranné materiály jsou použity tři vrstvy tkaniny z čedičových vláken a výplňová vrstva z tkaniny z arylonových vláken s lepší komplexní mezí nárazu a nárazníková clona z hliníkové slitiny 3A21.
Pro ochranu před zářením používáme čistý epoxid pro odstínění kosmického záření a křemenné sklo obalené sklem k9 jako skleněný materiál, který může minimalizovat poškození základny a zařízení vysokoenergetickými nabitými částicemi a bremsstrahovým zářením.
V případě tepla a statické elektřiny může antistatický elektrotermický nátěr na bázi F46 (polyfluorethylenpropylen) dobře izolovat, vyrovnávat se s teplotními rozdíly a chránit před statickou elektřinou.
Voda: Moč a další odpadní vody z domácností přivádíme do zpracovatelského zařízení, které je může filtrovat, destilovat, čistit, chladit a oddělovat v systému na získávání moči, čímž vzniká solanka. Solanka je přijímána systémem pro získávání solanky a voda je z ní extrahována. Sůl a část organických látek se odstraní přes tři vrstvy speciálních filtrů a zbývající organické látky ve vodě se zoxidují a po kontrole kvality se nakonec dostanou do nádrže. Současně bude na jižním pólu Měsíce vybudován tábor, kde se pevná voda sbírá měsíčním vozítkem a rozpouští se v čističce vody na užitkovou vodu.
Jídlo: V táboře se spoléháme hlavně na zeleninu vypěstovanou v táboře a na potraviny přinesené ze země, rozhodli jsme se pěstovat vysokohorský ječmen a bok choy. Vysokohorský ječmen s vysokým obsahem sacharidů má vysokou adaptabilitu na prostředí, je vhodný pro pěstování jako základní potravina ve vesmíru. Čínské zelí s krátkým růstovým cyklem, vysokou nutriční hodnotou a mělkým rozložením kořenů je rovněž vhodné pro pěstování jako potravina v tomto místě.
Vzduch: V táboře pohlcujeme vodní páru ze vzduchu a elektrolyzujeme kapalinu z astronautů, čímž vznikají plyny. Tato metoda může do jisté míry zmírnit znečištění ovzduší. Vypouštěný plynný vodík lze také použít jako pomocný plyn pro výrobu solární energie. Prostřednictvím měsíčního vozítka jsme také z Měsíce sbírali sloučeniny obsahující kyslík a dusík, tavili je při vysokých teplotách a poté pomocí elektřiny ionizovali molekuly plynu.
Energie: Využíváme teplo k výrobě vysokotlaké páry, která roztáčí turbínu a vyrábí elektřinu. Řízené štěpení oxidu uranu a spalování odpadu produkuje stálé množství tepla, takže jaderné štěpení je naším hlavním zdrojem energie. Se solárními panely dokáže pokrýt běžnou potřebu energie.
Malá část odpadu, kterou nelze recyklovat, je pak rozložena experimentálními mikroby, přičemž se zkoumají produkty a rychlost rozkladu různých mikrobů, aby se našly ty nejlepší pro likvidaci odpadu: zbytek je spálen za účelem výroby energie. Zbývající část je recyklována. Systém cirkulace vody vytváří slanou vodu pomocí filtrace, destilace, čištění, chlazení a separace v systému moči. Sůl a organické látky jsou odstraněny přes filtr a kvalita vody je kontrolována před vstupem do nádrže a nakonec se pod tlakem výtlačného čerpadla dostane do pitného stroje. Hlavní formou cirkulace vzduchu jsou chemické reakce. Nový plyn vzniká elektrolýzou vodní páry s odpadní kapalinou. Kyslík lze použít k dýchání a vodík jako pomocný plyn pro výrobu solární energie.
Ke komunikaci se zemí používáme rádiová detekční zařízení. Radar vysílá elektromagnetickou vlnu, kterou ozařuje cíl, a přijímá její ozvěnu pro komunikaci, což je v současné době rovněž účinná a jednoduchá komunikační metoda.
Porovnáme výhody a nevýhody rádiové a laserové komunikace a rozhodneme se. Nevýhodou laserové komunikační technologie je, že stojí více než rádiová a vyžaduje pozemský přijímač, který je obtížné nastavit na rotující Měsíc a Zemi. Kromě toho je laser také snadno ovlivněn povětrnostními podmínkami na zemi a za deštivého počasí je účinek slabý, a okamžitá komunikace na Měsíci je nesmírně důležitá, souvisí s bezpečností astronautů a práce může být realizována. Proto jsme zvolili rádiovou komunikaci, která byla pro lunární tábor vhodnější.
Náš výzkum se zaměřuje na astronomická pozorování a biologické experimenty.
Díky téměř úplné absenci elektromagnetického rušení na povrchu Měsíce můžeme pomocí radioteleskopů získat jasnější pohled do vesmíru. Po odfiltrování šumu ze Země se základna zaměří na pozorování aktivních galaxií a jejich společného vývoje se supermasivními černými dírami, zkoumání a ověřování vývoje supermasivních černých děr a jejich vlivu na galaxie. V centru Mléčné dráhy se také s velkou pravděpodobností nachází supermasivní černá díra, jejíž studium pomůže vysvětlit záhady centrálních objektů galaxií a učinit vědecké předpovědi o budoucnosti galaxií. Základna bude rovněž vystavena záření kosmického pozadí, které pravděpodobně odhalí jeho na Zemi neznámou vlnovou signaturu.
Pokud jde o biologický výzkum, kromě výše uvedeného experimentu s mikrobiálním rozkladem je naším hlavním směrem výzkumu vliv základních zákonitostí organismů na vesmírné prostředí. Jako objekty výzkumu jsme zvolili replikaci bakteriální DNA, proces transkripce a exprese, fotosyntézu a respiraci rostlinných buněk a jako proměnné jsme vzali množství záření, intenzitu světla, teplotu, složení místního tajícího ledu a složení vzduchu, abychom prozkoumali vliv měsíčního prostředí na zákonitosti biologické podpovrchové vrstvy a připravili se tak na rozsáhlou lunární imigraci v budoucnosti.
Kromě fyzického výcviku, výcviku v přizpůsobivosti kosmickému prostředí, psychologického výcviku, základního teoretického výcviku, probíhá také odborný výcvik v oblasti kosmických technologií, výcvik v oblasti letových postupů a simulace misí, výcvik v oblasti přežití a záchrany života a rozsáhlá společná cvičení pro přípravu na kosmické lety. Pro speciální vědecké výzkumné účely naší základny se naši astronauti musí naučit teoretické znalosti vesmíru, aby mohli přesně a odborně plnit také požadavky vědců na používání dalekohledu. Aby se astronauti stali vynikajícími operátory dalekohledu, musí se vydat na pozemní základnu radioteleskopu, aby se naučili, jak jej používat, udržovat a řešit havarijní situace, a zajistili tak plnohodnotné využití dalekohledu, jeho životnost a bezpečnost. Pro bezpečné a efektivní zacházení s hmyzem a mikroorganismy a jejich používání je nutné odborné vzdělání v oblasti biologie a také praxe v biologických experimentech. Předpokládá se, že tato cílená školení přinesou astronautům, vědcům na základně i na zemi větší efektivitu a lepší kvalitu práce a maximálně zvýší úlohu Pioneer Eye jako základny.
Potřebujeme raketoplán pro přepravu lidí mezi Zemí a Měsícem. Náš raketoplán odkazuje na současný raketoplán, ale ruší jednorázovou raketu, která musí být připojena k současnému raketoplánu. Místo toho využívá k pohonu jadernou energii, aby bylo dosaženo efektu opakovaného použití a také aby byly splněny potřeby dlouhých zpátečních letů. Pro cesty na další místa na Měsíci jsme přijali pilotované vozítko. Na rozdíl od bezpilotních a vědeckých roverů je náš rover spíše nákladním vozidlem a vozidlem s posádkou, které je zodpovědné především za budoucí rozšiřování základny, sběr zdrojů a průzkum dalších lokalit.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 