objevování interaktivního obrazu

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galerie projektů

 

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.

Whirlwind

郑州轻工业大学附属中学  河南省-郑州市    Čína 19   4 / 4 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

Cílem základny je poskytnout astronautům přístřeší, které jim umožní maximalizovat jejich každodenní život a vědecký výzkum. Postavili jsme třípatrovou budovu se skrytými koly pod ní a interiér napodobuje strukturu pavučiny, díky čemuž je celková hmotnost budovy lehčí a snadněji se přemisťuje .

První patro budovy je pracovní prostor, zahrnující především laboratoře, konferenční místnosti, lékařské místnosti, stanice na výrobu vody a kyslíkové stanice; druhé patro je obytný prostor, který může uspokojit každodenní potřeby astronautů, zahrnující především restaurační kuchyni, sázecí a chovatelskou kabinu, toalety a místnost pro volný čas (tělocvičnu); třetí patro je hlavní řídicí místnost, která je zodpovědná především za pohyb budovy základny, komunikaci ze země na Měsíc a varování před nebezpečím. Hlavní řídicí místnost je také vybavena navigačním systémem, termostatickým systémem a cirkulačním systémem.

Na základně jsme vytvořili vysoce uzavřený systém biologické regenerace pro podporu života, který zajišťuje, že astronauti mají zajištěnou stravu a maximálně se využívá odpad a cirkulace vody.Byli vybudováni inteligentní roboti, kteří snižují zbytečnou práci astronautů, jako je sběr, vaření a úklid.

1.2 - Proč chcete postavit měsíční tábor? Vysvětlete hlavní účel vašeho měsíčního tábora (například vědecké, komerční a/nebo turistické účely).

Naším hlavním cílem je vědecký výzkum. Zvláštní prostředí na Měsíci z něj činí přirozenou laboratoř pro vědecký výzkum. Povrch Měsíce je přirozenou, ultrastabilní, ultravakuovou, ultratichou, ultračistou a nízkogravitační laboratoří, která tyto požadavky na Zemi splňovat nemůže. Měsíční prostředí je vysoce čisté, mikrogravitační, neznečištěné a bez magnetických polí a atmosféry, takže je vhodné pro provádění fyzikálních a přírodovědných experimentů. Experimenty v prostředí s nízkou gravitací na Měsíci mohou také nahradit mikrogravitační experimenty na některých vesmírných stanicích. Proto plánujeme provádět některé vědecké experimenty na Měsíci.

2.1 - Kde chcete postavit svůj Moon Camp? Vysvětlete svůj výběr.

Základna na Měsíci bude zpočátku umístěna v okolí pánve Aikent na jižním pólu Měsíce, což je vynikající poloha. Jižní vysočina Měsíce totiž může přijímat více slunečního záření. Zároveň může kráter po meteoritu na jižním pólu Měsíce napomoci vzniku vody, která se nemůže dlouho vypařovat. Vodní led může být shromažďován k pokrytí potřeby vody na základně. Díky mobilní základně lze v případě, že místo není vhodné pro přežití astronautů a vědecký výzkum, využít satelitní navigaci k přesunu na vhodnější místo pro přežití.

2.2 - Jak plánujete postavit svůj měsíční tábor? Zvažte, jak můžete využít přírodní zdroje Měsíce a které materiály byste potřebovali přivézt ze Země. Popište techniky, materiály a vaše konstrukční rozhodnutí.

Prvním z nich je výběr stavebních materiálů. Používáme titan a křemenné sklo odolné proti záření, které blokuje účinky záření, meteoritů a teplotních rozdílů. Kromě toho budovu utěsníme a povrch budovy pokryjeme vrstvou solárního nátěru, který pohlcuje teplo, izoluje teplo a odráží záření, čímž budovu více chrání. Zřídili jsme výstražné upozornění na nebezpečí, které dokáže detekovat a analyzovat dopad meteoritů, kosmického záření, slunečního větru a dalších faktorů na základnu a včas poskytnout příslušná řešení. systém dokáže automaticky detekovat teplotu, vlhkost, kvalitu vzduchu a další faktory v základně a včas provést úpravy nebo vydat výstrahu.

2.3 - Jak váš měsíční tábor chrání astronauty před drsným prostředím Měsíce a jak jim poskytuje úkryt?

Prvním z nich je výběr stavebních materiálů. Používáme titan a křemenné sklo odolné proti záření, které blokuje účinky záření, meteoritů a teplotních rozdílů. Kromě toho budovu utěsníme a povrch budovy pokryjeme vrstvou solárního nátěru, který pohlcuje teplo, izoluje teplo a odráží záření, čímž budovu více chrání. Zřídili jsme výstražné upozornění na nebezpečí, které dokáže detekovat a analyzovat dopad meteoritů, kosmického záření, slunečního větru a dalších faktorů na základnu a včas poskytnout příslušná řešení. systém dokáže automaticky detekovat teplotu, vlhkost, kvalitu vzduchu a další faktory v základně a včas provést úpravy nebo vydat výstrahu.

3.1 - Jak váš měsíční tábor zajistí astronautům udržitelný přístup k základním potřebám, jako je voda, jídlo, vzduch a energie?

Voda:
Voda pochází hlavně z měsíčního vodního ledu, který vyzařuje koncentrované záření, například sluneční energii, do měsíčního vodního ledu, čímž se tyto látky z vodního ledu vypařují a následně se shromažďují. Kromě toho jsme zřídili systém cirkulace vody, kde se bude veškerá použitá voda shromažďovat pro výsadbu rostlin a čištění. Další látky, jako je moč, budou po čisticí úpravě dále upravovány a používány jako živiny pro výsadbu rostlin.
Potraviny:
Původní potrava se ze Země přenáší tak dlouho, dokud není potrava v sázecí a chovné kabině poživatelná. K pěstování potravin, zeleniny a ovoce v kultivačním modulu budeme používat hydroponii a jako zdroj živočišných bílkovin pro uspokojení výživových potřeb astronautů budeme pěstovat Tenebrio molitor.
Power:
Naším hlavním zdrojem elektrické energie je solární energie. K čištění solárních panelů používáme skládací solární panely, abychom zabránili ulpívání prachu a snižování účinnosti solárních panelů. Pod solární panely instalujeme pohyblivý podstavec na kolečkách a na solární panely instalujeme systém automatického vyhledávání světla, abychom zvýšili účinnost solárních panelů. Nainstalovali jsme zařízení pro ukládání energie, aby nedostatek světla neovlivňoval používání zařízení základny.
Vzduch:
K výrobě kyslíku, který se syntetizuje nejprve zahřátím a následnou elektrolýzou ilmenitu a oxidu železitého v měsíční půdě, používáme elektrolýzu roztavených látek. Kromě toho zřídíme systém cirkulace vzduchu, který bude čistit vzduch bohatý na oxid uhličitý vznikající při zpracování zvířat a odpadů a dodávat jej do rostlinné kabiny pro fotosyntézu rostlin; poté se vzduch obohacený kyslíkem, který vzniká v rostlinné kabině, vyčistí a pošle do komplexní kabiny pro dýchání lidí a zvířat a k zajištění kyslíku potřebného pro zpracování odpadů, čímž se dokončí recyklace vzduchu.

3.2 - Jak bude váš měsíční tábor nakládat s odpadem, který vyprodukují astronauti na Měsíci?

Nejedlá biomasa, jako je sláma, lidské výkaly a zbytky potravin, se zpracovává společně s vyvinutými biotechnologiemi, aby se připravila půdní matrice pro recyklaci při pěstování rostlin. Vzduch bohatý na oxid uhličitý, který vzniká při zpracování zvířat a odpadů, se čistí a přivádí do rostlinného prostoru pro fotosyntézu rostlin. Vzduch bohatý na kyslík, který vzniká v rostlinné kabině, se čistí a posílá do komplexní kabiny pro dýchání lidí a zvířat a také poskytuje kyslík pro zpracování odpadu. Kondenzovaná voda, která vzniká transpirací rostlin v rostlinné kabině, je po vyčištění částečně dodávána systémem se stopovými prvky a posílána do komplexní kabiny k uspokojení potřeb vody pro domácnosti lidí. Zbývající vyčištěná odpadní voda z domácností a moč se společně používají pro pěstování rostlin.

3.3 - Jak bude váš měsíční tábor udržovat spojení se Zemí a ostatními měsíčními základnami?

Náš tábor plánuje používat laserový komunikační systém, aby byl v kontaktu se Zemí a ostatními měsíčními základnami. Laserový komunikační systém se skládá ze dvou částí: vysílací a přijímací. Vysílací část zahrnuje především laser, optický modulátor a optickou vysílací anténu. Přijímací část zahrnuje především optickou přijímací anténu, optický filtr a fotodetektor. Laserová komunikace má široké frekvenční pásmo, krátkou vlnovou délku, velký optický zisk, vysokou koherenci a prostorovou orientaci. Tato metoda se vyznačuje velkou kapacitou, lehkou strukturou, úsporným vybavením, malými rozměry, nízkou spotřebou energie a silnou utajitelností.

4.1 - Na jaké vědecké téma (témata) by se zaměřil výzkum ve vašem měsíčním táboře? Vysvětlete, jaké experimenty plánujete na Měsíci provádět (například v tématech geologie, prostředí s nízkou gravitací, biologie, technologie, robotika, astronomie atd.)

Na Měsíci plánujeme provádět experimenty v prostředí s nízkou gravitací, což z něj činí přirozenou laboratoř pro vědecký výzkum a díky jedinečnému prostředí ideální základnu pro výrobu speciálních produktů. Zřídili jsme specializované laboratoře pro provádění fyzikálních a přírodovědných experimentů a také pro výzkum speciálních biologických produktů. Například vliv prostředí s nízkou gravitací na schopnost mikroorganismů získávat minerály z hornin a návrh a výzkum systémů exoskeletů s nízkou gravitací. Biotěžba je proces, který využívá mikroorganismy k získávání cenných prvků z hornin a půdy. Kromě toho mohou mikroorganismy přímo získávat z rud další prvky, jako je zinek, nikl, kobalt a uran. Využití mikroorganismů k získávání potřebných prvků z hornin a půdy ve vesmíru proto může snížit potřebu dovozu materiálů ze Země. V zájmu dalšího zlepšení mobility a operačních schopností astronautů na povrchu planet s nízkou gravitací plánujeme provádět výzkum exoskeletů na Měsíci, abychom snížili riziko zranění astronautů.

5.1 - Co byste zařadili do programu výcviku astronautů, abyste je připravili na let na Měsíc?

Plánujeme zajistit fyzický výcvik, výcvik v plnění simulačních úkolů, výcvik na simulátoru, výcvik týmové spolupráce, vícejazyčný výcvik a psychologický výcvik astronautů. Fyzický trénink: zapojení do dlouhodobého aerobního cvičení v podmínkách zemské gravitace, včetně běhu, plavání a jízdy na kole; provádění silového tréninku v posilovně s cílem přizpůsobit se práci a činnostem v prostředí s nízkou gravitací; naučit se používat sportovní vybavení, jako je vesmírný běžecký pás a posilovací zařízení. Nácvik simulačních úkolů: Simulovat provoz a údržbu úkolů v kosmické lodi; Simulovat provoz a údržbu kosmické chůze; Plánovat provádění vědeckých experimentů. Výcvik na simulátoru: Simulovat různé nouzové operace a reakce v simulátoru, například požáry, únik kyslíku a výpadky napájení; Simulovat vzlet, let a přistání kosmické lodi. Výcvik týmové spolupráce: Provádějte simulaci úkolů a výcvik na simulátoru s ostatními astronauty, abyste zajistili efektivní spolupráci během mise. Vícejazyčný výcvik: Naučte se a používejte více jazyků, například angličtinu, ruštinu a čínštinu, abyste zajistili efektivní komunikaci s ostatními mezinárodními astronauty a pozemními řídicími středisky. Psychologický výcvik: absolvování psychologického výcviku, abyste se vyrovnali s osamělostí, stresem a dalšími možnými psychickými problémy; naučte se, jak zvládat stres a potíže v nouzových situacích.

5.2 - Jaké vesmírné dopravní prostředky bude vaše budoucí mise na Měsíc potřebovat? Popište vozidla, která se nacházejí ve vašem Moon camp, a zvažte, jak budete cestovat na Zemi a ze Země a jak budete zkoumat nové cíle na povrchu Měsíce.

Pro lunární mise plánujeme používat těžké nosné rakety. Nejprve na Měsíc vypustíme stavební roboty a materiál a nástroje potřebné k vybudování základny. Ke stavbě základny použijeme dálkově ovládané roboty a poté na Měsíc vypustíme astronauty a zásoby živé síly. Pro zpáteční cestu mezi Zemí a Měsícem plánujeme použít rakety s posádkou. Postavili jsme lunární rovery, které mohou provádět průzkum v malém měřítku, a naše základna je pohyblivá budova, která se může pohybovat po povrchu Měsíce a zkoumat nové destinace.

Další projekty: