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.

White Rabbit

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 19, 18   3 / 1 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

S rychlým nárůstem počtu obyvatel a zvyšující se poptávkou po lidské půdě jsou stávající pozemní zdroje na Zemi téměř nevyčerpatelné, a proto se lidé začínají zaměřovat na vesmír. Náš tým plánuje vybudovat vesmírnou tranzitní stanici na Měsíci jako odrazový můstek pro osídlení Marsu, který je pro přežití člověka vhodnější, a také jako tranzitní stanici pro pilotovaný průzkum hlubokého vesmíru, protože vesmírné prostředí lze ve vesmíru lépe detekovat.

Tábor se skládá především ze dvou kruhů, vnitřní kruh je vzájemně propojen a obsahuje oblast základních životních funkcí a vnější kruh je funkční oblast, jako je odpalovací stanice raket a zařízení pro přeměnu zdrojů. Aby si zde lidé mohli odpočinout na další cestu, jsou obytná část a obytná a zábavní část našeho tábora velmi pohodlné a některá zařízení také zavádějí technologii internetu věcí a ChatGPT, která může komunikovat s lidmi a spojit se se základními informacemi v reálném čase, realizovat propojení všech věcí, výrazně zlepšit pocit životního zážitku a pohodlí a zmírnit únavu lidí z vesmírné navigace.

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

Aby se prodloužila vzdálenost mezihvězdných cest člověka a protože Měsíc je nejbližší přirozenou družicí Země, vybudoval projekt na Měsíci tábor, který měl sloužit jako odrazový můstek pro plány kolonizace Marsu lidmi. Lidé se nejprve vydají ze Země na Měsíc, pak si na Měsíci udělají přestávku a raketa může také doplnit energii před odletem. Kromě toho je na Měsíci snazší pozorovat prostředí ve vesmíru, takže lze posoudit navigaci. Na základě těchto zásluh slouží tábor také jako odrazový můstek pro pilotovaný průzkum hlubokého vesmíru, který podpoří rozvoj vědy.

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

Měsíční tábor je postaven na planině poblíž rovníku v oblasti bouřlivého oceánu Měsíce, který má jedinečnou geografickou výhodu. Především se nachází v rovníkové oblasti, kde má sluneční vítr větší úhel dopadu, takže koncentrace "helia-3" v rovníkové oblasti Měsíce může být vyšší, což je zdroj energie tábora. Za druhé se nachází na přední straně Měsíce a je zde široce rozšířen měsíční mořský čedič, jehož obsah ilmenitu může být až 25%-30%, což je zdroj vody tábora. Kromě toho má rovníková oblast velkou výhodu v mimoměsíčním provozu, čehož si náš tým při výběru tohoto místa cenil nejvíce.

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.

Stavbu tábora dokončuje především pětiosý kovový 3D tiskový robot s vazbou a inteligentní montážní robot využívající technologii přímého nanášení energie. Plášť tábora je vyroben převážně z karbidu titanu, protože jeho tvrdost je druhá nejvyšší po diamantu, má silnou odolnost proti tlaku a nárazu a je produktem základního vývojového diagramu tábora a zdroj energie je na začátku průběžně vyráběn. V první fázi nejprve vyšleme na Měsíc tiskařského robota, montážního robota a některé potřebné materiály a jejich hlavním zdrojem energie je záložní baterie a vlastní solární panely rakety. Roboti nejprve vytvoří na Měsíci vhodnou půdu pro tábory, pak postaví fúzní reaktory, které jim zajistí pevný zdroj energie, a pak pomalu postaví další zařízení na přeměnu energie, vnitřní a vnější prstence. Ve druhé fázi vynesou nahoru dva techniky, kteří provedou některé nezbytné spoje a kontrolu vybavení tábora, a přivezou také některé potřebné přístroje a vybavení pro tábor. Ve třetí etapě, poté co se zkušební provoz tábora na určitou dobu stabilizuje, může být předávací stanice uvedena do provozu a podle situace dojde k určitému rozšíření.

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

Zaprvé, plášť tábora je vyroben z pevného karbidu titanu, který může odolat nárazu meteoritů a může meteority předem varovat pod detekcí multifunkčních radarů, aby se předem vyhnul nebezpečí. Skleněná část vně tábora je vyrobena z radiačně odolného baryumsilikátového skla, kovová část je pokryta vrstvou protiradiačního materiálu z kovových vláken, který odolává radiaci, a astronauti také denně užívají vitaminy A a C jako prevenci. Extrémní teploty jsou v táboře regulovány pomocí ventilačního a izolačního systému. Pro vesmírné vakuum má celý tábor vzduchem uzavřené místnosti a chodby, prostřednictvím účinného systému cirkulace kyslíku udržuje atmosférické prostředí podobné pozemskému, zajišťuje dýchací potřeby personálu a zabraňuje vnikání bláta a prachu z měsíčního povrchu na základnu.

Za druhé, v táboře funguje systém recyklace odpadků, který mění lidské exkrementy a pevný odpad na substráty podobné půdě a hnojiva pro výsadbu rostlin. Ten druhý shromažďuje odpadní vody z různých oblastí tábora a rozděluje je na čistitelné a nečistitelné druhy a následně je odděleně zpracovává, přičemž některé jsou určeny k druhotnému použití a některé jsou přečištěny na novou použitelnou vodu, čímž se zlepšuje využití vodních zdrojů.

Za třetí, v táboře je k dispozici pěstírna, která může astronautům poskytnout čerstvou zeleninu k jídlu a doplnění vitamínů. Kromě toho, aby se lidé neunavili jídlem, naučí inteligentní roboti v táboře lidi různým stravovacím postupům, takže stejné ingredience mají různé chutě a vzhled.

Za čtvrté, v táboře je lékařská místnost, která může řešit naléhavé případy a poskytovat astronautům podporu života.

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

Voda: Přední strana Měsíce je bohatá na ilmenit a reakcí s vodíkem lze získat velké množství vody, kterou lze dezinfikovat a filtrovat, aby se stala běžným zdrojem vody.

Jídlo: Na počátku se lidé živili potravou přinesenou ze země, dokud první vlna plodin v táborové výsadbové komoře nedozrála a nezajistila stálý přísun potravy. V pěstební komoře se používají pěstební koše, které umožňují realizovat bezorebné pěstování a využívat k pěstování plodin substráty podobné půdě. Kromě toho se příjem bílkovin a některých vitaminů doplňuje pomocí živin přinášených zemí. Aby se lidé neunavili jídlem, má tábor k dispozici speciální personál, který učí lidi různým stravovacím postupům, takže stejné suroviny mají různé chutě a vzhled.

Vzduch: V průběhu měsíčního dne je hlavním zdrojem kyslíku oxid uhličitý, který zasahuje zlaté listy a fotosyntézu velkých řas za účelem výroby kyslíku, a na černé obloze Měsíce je tento nahrazen především elektrolýzou vody za účelem výroby kyslíku. Poté, co je kyslík vyroben, je modulován podle poměru zemské atmosféry a následně vstupuje do tábora prostřednictvím ventilačního a izolačního systému.

Energie: V energetickém systému tábora jsme zvolili výrobu energie jadernou fúzí s pomocným solárním napájením, které hraje roli při regulaci a stabilizaci dodávek energie, a energie jaderné fúze je také palivem pro táborové rakety. V oblasti klidného moře, kde se tábor nachází, lze těžit 50% měsíčního moře 3He, které je bohaté na fúzní suroviny, a je velmi čisté, účinné a bezpečné, což je pro tábor nejlepší energetická varianta.

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

V táboře se nachází speciální sběrná stanice odpadků, která využívá bakterie anaerobní fermentace k rozkladu odpadu vyprodukovaného na Měsíci dvěma způsoby. Jeden způsob spočívá ve fermentaci hnoje a moči na substrát podobný půdě. Druhým způsobem je rozklad pevného odpadu na hnojivo. Pro odpadní vody má tábor kompletní sadu systému recyklace a recyklace vody, který shromažďuje odpadní vody v oblasti tábora a rozděluje je na dva typy čistitelných a nečistitelných, například odpadní vody z mytí rukou se čistí a poté se stanou běžným zdrojem vody prostřednictvím filtračního systému; moč je nečistitelná a bude dopravována do sil pro mikrobiální zpracování jako surovina pro výrobu půdních substrátů pro sekundární použití. Jedná se o systém recyklace vody v našem areálu, který výrazně zlepšuje využití vodních zdrojů.

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

Nad obytnou a odpočinkovou místností tábora je postaven multifunkční radar, jehož jednou z funkcí je udržovat komunikaci mezi táborem a ostatními lunárními tábory prostřednictvím vysílačky.

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.)

Táborový výzkum se zaměřuje na vesmírnou migraci a pilotovaný průzkum hlubokého vesmíru. V táborech pro vesmírné migranty se provádějí především experimenty v oblasti zdravotní péče a zemědělské a potravinářské produkce. Po založení tábora na Měsíci je třeba vyřešit řadu zdravotních a lékařských problémů, proto vědci provádějí různé lékařské experimenty, jako je testování účinnosti léků, příprava lékařského vybavení, provádění biomonitoringu atd. Vzhledem k tomu, že tábor je potravinově soběstačný, zkoumají vědci rostliny a zvířata pěstovaná a chovaná v měsíčním prostředí, jakož i techniky zpracování a uchovávání potravin, aby zajistili čerstvé, bezpečné a výživné zdroje potravin. V případě táborů pro výzkum hlubokého vesmíru s lidskou posádkou se provádějí především astronomické experimenty ve vesmíru. Měsíční tábor se nachází mimo Zemi a má vynikající výhled na noční hvězdnou oblohu, což vědcům umožňuje provádět astronomické experimenty, měřit a pozorovat jiné galaxie a planety, například pomocí nebeských teleskopů (multifunkčních radarů do obývacích pokojů) studovat problémy, jako je temná energie a temná hmota.

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

Školení základních znalostí: včetně školení základních znalostí z astrofyziky, vesmírné medicíny, vesmírného prostředí, informatiky, strojírenství atd. Tyto základy pomohou astronautům lépe pochopit a orientovat se v různých technologiích a výzvách během misí.

Školení specifických dovedností: Podle potřeb mise musí být astronauti vycvičeni v příslušných dovednostech, jako je obsluha povrchu planety, obsluha kosmické lodi, plánování a provádění mise, vědecké experimenty atd.

Školení pro případ nouzové manipulace: Astronauti musí projít řadou školení, aby se dokázali vypořádat s možnými mimořádnými situacemi, jako je ztráta tlaku, požár atd. Tento výcvik probíhá na simulátorech, aby astronauti mohli lépe reagovat v nouzových situacích.

Školení týmové práce: Astronauti musí na misích úzce spolupracovat, proto je nutný výcvik týmové spolupráce. Tento výcvik obvykle zahrnuje aspekty, jako je vedení, komunikační dovednosti atd.

Fyzický trénink: Astronauti si musí udržovat vysokou úroveň fyzické kondice, proto je nutný fyzický trénink. To zahrnuje trénink v oblastech, jako je aerobik, silový trénink a obratnost.

Akulturační školení: Astronauti často pocházejí z různých zemí a kulturních prostředí a je třeba je vyškolit, aby se lépe přizpůsobili a přijali rozmanitost a kulturní rozdíly v rámci mise.

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.

Tábory musí mít takové kosmické lodě s udržitelným zásobováním energií, aby zvládly dlouhé lety; musí mít vysokou míru autonomie s možností autonomní navigace a vyhýbání se překážkám; musí mít dobré komunikační vybavení pro zajištění bezproblémové komunikace. Astronauti cestují mezi Měsícem a Zemí prostřednictvím kosmických lodí. V táboře se nachází lunární vozítko, které může astronauty dopravit k průzkumu dalších částí měsíčního povrchu.