moon_camp
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.

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18, 19   6 / 2 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

Hlavní část lunárního optima má tvar králíka, což je kombinace západní velikonoční kultury a čínské kultury zvěrokruhu. Tvar králíka a světlá barva jako téma, nejen aby dodaly trochu zábavy a tepla astronautům žijícím na měsíční základně, ale také budoucí aktivitě astronautů, jako je vypnutý králík, energický, plný vitality.

Při stavbě tábora použijeme technologii 3D tisku. Většina chatek se nachází v hlavní budově. Relativně neporušená a uzavřená struktura tábora pomáhá astronautům chránit se před drsným měsíčním prostředím. Kompaktní uspořádání nám umožňuje tábor lépe kontrolovat. lunární optimum se zaměřuje na vědecký výzkum, přičemž dopravními prostředky jsou průzkum a využití vesmírných zdrojů, biomedicína, chov zvířat a rostlin a další vědecké výzkumné vybavení, kosmická loď, lunární vozítko a urychlovač hmoty. Salonky, restaurace, tělocvičny a lékařské pokoje, které jsou doplněny výzkumem umělé inteligence, poskytují astronautům kvalitní, zdravý a pohodlný život. Dodává také vodu, vzduch, potraviny a energii.

Lunar Optimum nejen jako pomocný prostředek pro průzkum Měsíce, ale také jako přestupní stanice pro lidský průzkum Marsu a dalších tajemných planet.

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

V projektu lunárního tábora je hlavní účel námi založeného lunárního tábora vědecký. Za tímto účelem jsme zřídili dvě výzkumné laboratoře, jednu pro pozorování vesmíru a druhou pro biomedicínu. Abychom usnadnili výzkum pozorování vesmíru, zřídili jsme astronomickou observatoř a centrální řídicí místnost pro řízení astronomické observatoře; v biomedicínském výzkumu vyrábíme hmotnostní spektrometry s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS), které se používají pro kvalitativní, semikvantitativní a kvantitativní analýzu jednoho nebo více prvků ve vzorcích materiálů, a také lékařské distribuční vozíky pro usnadnění komunikace s lékařskými místnostmi.

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

Plánujeme postavit tábor v největší pánvi sluneční soustavy, v Aitkenově pánvi na jižním pólu Měsíce. Tento kráter o průměru 2 500 kilometrů a hloubce 12 kilometrů je nejen ideálním místem pro studium vnitřní struktury a vývoje Měsíce, ale také poskytuje příznivé podmínky pro stavbu tábora, aby odolal nízké teplotě a vysoké energii záření. Je také bohatý na ledovou vodu, helium 3, sluneční světlo, kovy a další vzácné zdroje. Sklon a hladkost terénu usnadňují bezpečné přistání modulu a teplota v oblasti je stabilní a vhodná. Některé vyvýšeniny usnadňují komunikaci mezi Zemí a Měsícem a zlepšují životní podmínky astronautů.

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.

Plánujeme racionální využití měsíčních zdrojů, především pomocí 3D tisku a technologie dopravy ze Země na Měsíc, která je rozdělena do tří etap:

 1. "Přípravná fáze" : V počáteční fázi nemůže být tábor soběstačný. Nejprve bude využita doprava ze Země na Měsíc k přepravě některých potřebných věcí pro lunární výstavbu, jako jsou potraviny, 3D tiskárny, stroje a zařízení pro sběr a zpracování, a budou vybudována některá základní lunární zařízení.

2. "Stavební fáze": třídění a spékání zvětralé vrstvy na povrchu Měsíce, která se skládá především z křemičitanů, oxidů atd. a je vynikající surovinou pro 3D tisk, pomocí lepidel a katalyzátorů bude možné tisknout díly nebo zařízení pro širokou škálu aplikací. 3D tisk bude doprovázen testy pěstování měsíčních rostlin, výroby kyslíku, zpracování hořlavého ledu a získávání sluneční energie, aby byl tábor soběstačný.

3. "Závěrečná fáze": 3D tištěné díly nebo zařízení budou sestaveny a měsíční technologie bude postupně zdokonalována a vyzrálá, aby bylo možné realizovat soběstačnost tábora pro průzkum Měsíce. 

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

Vzhledem k tomu, že Měsíc nemá magnetické pole ani atmosféru, přijímají naše lunární tábory mimořádná opatření na ochranu před zářením a udržení tepla. Experimenty prokázaly, že měsíční půda je dobrým protiradiačním a tepelně izolačním materiálem, a proto pomocí 3D tiskáren vytiskneme z měsíční půdy ochrannou stěnu o tloušťce 1,6 metru na povrchu budovy lunární základny. V případě měsíčního prachu bude naše uzavřené těleso základny izolovat. Když se vydáme ven, rover a skafandr nám poslouží jako deštník. Pro meteority bude pod naší základnou vybudován nouzový úkryt (v úkrytu jsou základní prostředky pro život), do kterého se můžeme schovat při dopadu meteoritů, samozřejmě naše 1,6 metru silná ochranná stěna bude do jisté míry chránit i naši základnu, a když bude krize větší, zajedeme také lunární kosmickou lodí na bezpečné místo a počkáme na záchranu.

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

Metody získávání vody: přinesení (počáteční), ohřev měsíční půdy a těžba vodního ledu. Naše těla mají konvexní čočky, které odrážejí a koncentrují sluneční teplo k ohřevu měsíční půdy a vodního ledu k výrobě vody. Abychom šetřili a plně využívali vodní zdroje, je pro nás nezbytný systém recyklace vody.
Zpočátku se jídlo pro astronauty připravovalo na Zemi a dopravovalo na Měsíc, včetně hotových jídel, mraženého ovoce a zeleniny a rehydratovaných potravin a nápojů, které měly uspokojit zdravotní potřeby astronautů, pokud jde o cukry, tuky, vitamíny a mikroživiny. Jakmile bude tábor stabilní, bude ekosystém experimentovat s pěstováním základních potravin, jako jsou brambory a pšenice, zeleniny, jako je salát a rajčata, a dokonce i ryb, což astronautům umožní pěstovat a jíst vlastní potraviny a ušetřit tak náklady na dopravu.
Pro získání kyslíku se horniny měsíční půdy nejprve elektrolyzují. Po zahřátí a roztavení měsíční půdy a hornin se kyslík uvolní ve formě bublin. Za druhé, elektrolytická voda, díky pozdnímu využití zdrojů vody a ledové vody se stane dostatečnou, elektrolytická voda může produkovat dostatečné množství kyslíku, vedlejší produkt vodík může být také použit jako palivo. Vzduch je recyklován a dopravován do každé chatky prostřednictvím systému cirkulace vzduchu v táboře.
Elektřinu můžeme získávat dvěma způsoby: fotovoltaickou a tepelnou energií. V místě našeho tábora je 80% až 90% slunečního záření za rok, takže pomocí solárních panelů lze získat velké množství energie. Materiál pro výrobu tepelné energie na lunárním vozidle má dvojí využití - výrobu energie a projekt tavení vody.

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

Pro likvidaci domácího odpadu, jako jsou zbytky jídla, papír, plasty a další pevný odpad, bude tábor využívat recyklaci a spalování.
Pro zpracování odpadních plynů, zejména oxidu uhličitého a formaldehydu, bude použito absorpční zpracování a zpracování REDOX: náš tábor má čističe vzduchu a cirkulační dopravní zařízení, aby absorboval odpadní plyn prostřednictvím absorpčního zpracování, jako je adsorpce oxidu uhličitého přes uhlíkové síto, adsorpce formaldehydu přes aktivní uhlí, aby se dosáhlo účinku odstranění odpadního plynu. Odpadní plyn se upravuje pomocí REDOX reakcí, jako je redukce oxidu uhličitého na kyslík a uhlík a oxidace formaldehydu na CO2 a H2O.
 Pro čištění odpadních vod máme zařízení na čištění vody. Čistička vody využívá princip mikrofiltrace (MF), ultrafiltrace (UF), NF, technologie reverzní osmózy (RO) k odfiltrování suspendovaných látek a nečistot v odpadní vodě a její sterilizaci.

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

Satelitní komunikace, na oběžnou dráhu Měsíce umístíme několik satelitů, které budou komunikovat s komunikačními satelity na Zemi. Tyto komunikační družice mohou vysílat signály do komunikačních reléových stanic na Zemi a poté je předávat na další lunární základny. Rádiová komunikace, která je méně účinná při komunikaci na velké vzdálenosti, ale je velmi efektivní pro komunikaci na krátkou vzdálenost. Pomocí radiokomunikačních systémů můžeme komunikovat s jinými blízkými lunárními základnami nebo můžeme použít radioteleskopy k vysílání signálů na Zemi.

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 lunárním táboře se zaměřujeme na pozorování vesmíru a biomedicínu.

Prvním je pozorování vesmíru, protože Měsíc má takové vlastnosti, jako je téměř nulová atmosféra, žádné magnetické pole, slabé gravitační pole a stabilní geologická struktura, takže je mnohem snazší vypustit z Měsíce sondu do hlubokého vesmíru než na Zemi. Vytvoření pozorovací sítě na povrchu Měsíce může nejen provádět všestranná nepřetržitá astronomická pozorování, ale také sledovat a studovat geologickou strukturu a změny životního prostředí Země, zejména možné ohrožení Země ze strany blízkozemního prostoru, a dokonce i malých objektů v hlubokém vesmíru, a chránit tak lidské bytosti.

Za druhé, biomedicína, přírodní laboratoře a základny pro výrobu speciálních materiálů Vzhledem ke zvláštní geografické struktuře a jedinečnému přírodnímu prostředí Měsíce lze na Měsíci úspěšně provádět mnoho výzkumů a experimentů, které nelze provádět na Zemi, což bude hrát nečekanou roli při podpoře lékařského výzkumu a pěstování rostlin. Náš lunární tábor má plně funkční ekosféru, díky níž lze celý proces klíčení semen, růstu semenáčků a kvetení rostlin v podmínkách nízké gravitace a silné radiace nebo líhnutí vajíček, růst a vývoj larev a rozpad kokonů na motýly ověřit dýchání semen a fotosyntézu rostlin v měsíčním prostředí. Pokud se živočichové a rostliny dokážou přizpůsobit měsíčnímu světlu pro svůj růst, mohou lidé v budoucnu vybudovat na Měsíci základnu a provádět dlouhodobé vědecké výzkumné práce, což má velký význam pro budoucí přežití lidí na mimozemských planetách.

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

Astronauti jsou lidé, kteří se podílejí na kosmických aktivitách ve speciálním povolání, chtějí dokončit sledování letu, provoz, řízení, komunikaci, údržbu a vědecký výzkum v kabině i mimo ni ve zvláštních podmínkách prostředí a mohou žít normálním životem. To vyžaduje jejich přísný výcvik, aby měli vynikající fyzické a psychické kvality, silnou schopnost přizpůsobit se zvláštním faktorům prostředí na Měsíci a ovládali všechny druhy znalostí a dovedností potřebných k přežití na měsíční základně.

Výcvik, který musí astronauti před přistáním na Měsíci absolvovat, obecně zahrnuje fyzická cvičení, výuku teoretických znalostí, psychologický výcvik, výcvik odolnosti a přizpůsobivosti speciálním faktorům prostředí, výcvik přežití a výcvik technologie kosmických lodí, výcvik technologie kosmického lékařství, výcvik vědy o vesmíru a aplikačních znalostí a technologií, výcvik přežití a komplexní výcvik. Konkrétní požadavky a obsah výcviku se liší podle kategorie a povolání kosmonautů. Profesionální astronauti, jako jsou piloti a experti na mise, mají větší obsah výcviku, přísné požadavky a dlouhou dobu výcviku, která obvykle trvá přibližně 3 roky. Neprofesionální astronauti, jako jsou specialisté na užitečné zatížení nebo astronauti-vědci, mají méně a kratší výcvik. Na základě komplexního výcviku bude probíhat klíčový výcvik v takových aspektech, jako je technologie vesmírné stanice, extravegetační činnosti, ovládání robotického ramene, psychologické přizpůsobení, práce a život na oběžné dráze. Každý astronaut potřebuje více než 6 000 hodin výcviku, aby byl na misi dobře připraven.

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.

Naše mise na Měsíc bude vyžadovat nákladní a pilotované kosmické lodě:

Nejprve bude na Měsíc nákladní kosmickou lodí dopraveno prvotní nezbytné vybavení, jako jsou potraviny, 3D tiskárny a sběrné a zpracovatelské stroje, které mohou sloužit jako prvotní dočasný pobyt astronauta. Později, až bude tábor dokončen, může být rozebrán a znovu vybaven jako vozidlo pro průzkum měsíčního povrchu.

Za druhé, pilotovaná kosmická loď dopravila na Měsíc tři další astronauty a mohla být použita jako raketoplán mezi Zemí a Měsícem.

Za třetí, na Měsíci postavíme lunární vozítko a lunární kosmickou loď, které budou přepravovat lidi, sbírat a zkoumat měsíční zdroje.