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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18   2 / 0 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360


Externí prohlížeč pro 3D projekt


1.1 - Popis projektu

  1. Náš lunární kemp je rozdělen na centrální obytnou oblast a vnější oblast pro výsadbu, výzkumnou oblast, oblast pro těžbu, oblast pro přenos signálu atd. Obytná oblast zahrnuje základní kabiny, jako jsou ložnice, restaurace, hlavní řídicí místnosti a tělocvičny. Všechny stěny kabin jsou konstruovány ve vzoru titanu z uhlíkových vláken, vodního oxidu vápenatého (izolační materiál), kompozitního materiálu (materiál odolný proti záření) titanu zevnitř ven. Vnější vrstva má navíc 1,6 metru silnou ochrannou vrstvu ze speciálního materiálu měsíční půdy.
  2. Plánujeme provádět vědecký výzkum, experimenty a výzkum vývoje Měsíce a zároveň zajistit bezpečnost a obydlí astronautů. Budeme používat měsíční horninové desky, které budou absorbovat teplo a ukládat ho do zařízení na shromažďování tepla, které bude prostřednictvím potrubí dodávat teplo do jednotlivých oddělení. Kromě toho máme elektromagnetické katapultovací únikové zařízení a únikové moduly ve tvaru kapsle, které mohou v případě velkých nebezpečných situací včas uniknout z Měsíce.

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

Naše lunární tábořiště slouží především k vědeckému výzkumu, zkoumání záhad vesmíru, původu lidstva a zdrojů na Měsíci. Jaké jsou zdroje, které mohou lépe a snadněji uspokojit potřeby kyslíku, vody a energie na Měsíci. Slouží ke zkoumání pěstování měsíčních rostlin, jak je dobře vysadit a jak zvýšit produktivitu pozemských rostlin. Tyto vědecké studie významně přispěly k plánu, aby na Měsíci mohlo žít více lidí.

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

Náš měsíční tábor plánujeme postavit v antarktické Aitkenově pánvi v Mare Smythii. Mare Smythii se nachází na zadní straně Měsíce. Jeho střed se nachází na 87,7 stupně jižní šířky a 126,9 stupně západní délky. Nachází se zde 11 impaktních kráterů Yuhai bottom rupture středního rozsahu. Pod nimi se mohou nacházet hluboké prohlubně nebo pukliny, takže se v nich může stabilně ukládat vodní led. Ve vybrané oblasti se nachází vysoké množství FTA, OL a CPX, které lze využít k výrobě kyslíku a získávání kovů, jako je železo a titan, k uspokojení potenciálních dlouhodobých životních potřeb člověka. Z hlediska udržení energie potřebné pro provoz vědeckých výzkumných stanic má tato oblast nejsilnější intenzitu osvětlení měsíčního povrchu a je jednou z nejideálnějších oblastí pro získávání sluneční energie během dne na Měsíci.

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.

Při stavbě základny plánujeme vybudovat náš lunární tábor ve třech krocích:

Krok 1: Plánujeme nejprve simulovat proces montáže na Zemi a poté poslat modul obytného prostoru na Měsíc a pomocí robota základnu sestavit. Použité materiály pocházejí ze Země, například titan, hliník, kyselina křemičitá atd.

Krok 2: Vyslání astronautů a následných modulů na Měsíc, postupné vylepšování experimentální oblasti, oblasti výsadby atd. Plocha pro výsadbu může být kombinována s kráterem, který je příznivý pro těžbu měsíčního ledu.

Krok 3: Plánujeme lokálně získat materiály ze zvětralé vrstvy měsíční půdy a pomocí velkého 3D tiskového zařízení zkonstruovat 1,6 metru silnou vrstvu radiační ochrany vně potřebných modulů.

Dále plánujeme dodávky energie ze zemského pásu (solární panely, generátory atd.), kyslíkové kompresory a čističky vzduchu, podpůrné konstrukce (včetně budov, sloupů, spojovacích prvků, konzol a dilatačních závěsů atd.), systémy zásobování vodou (pokročilé zařízení na čištění a obnovu vody), komunikační zařízení (včetně komunikačních satelitů, komunikačních zařízení, počítačů, síťových připojení atd.), systémy podpory života (včetně systémů podpory života, toalet, lůžek, stravování atd.), vědecké výzkumné vybavení (včetně astronomického vybavení, laboratorního vybavení atd.).

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

Uvažujeme především o radiaci, mikrometeoritech a teplotních otázkách týkajících se nebezpečí na Měsíci.

  1. Pro problémy s radiací: Používáme tři moduly: základní izolátory, elastické kabely a Whippleovu stínicí technologii, jakož i speciální materiály z měsíční půdy, abychom zabránili radiačnímu ohrožení astronautů. Poté přidáme uvnitř stěny vrstvu vody, která dokáže účinně pohlcovat a rozptylovat záření. Tím lze minimalizovat škodlivost záření.
  2. K problematice mikrometeoritů: Stěny jsou vyrobeny z titanu, který odolá malým meteoritům a vysokým teplotním výkyvům. Kromě toho používáme také radar k detekci (mikro)meteoritů v případě, že je o tom předem rozhodnuto.
  3. Problém s teplotou: používáme účinné tepelně izolační materiály, jako je grafit, skleněná vlákna a aerogel, abychom snížili přenos tepla z vnitřního a venkovního vzduchu a zabránili vlivu kolísání venkovní teploty na teplotu v interiéru. Využijte ventilátory, klimatizaci a další zařízení k udržení stability základní teploty a využijte energetické systémy, jako jsou solární panely, k zajištění potřebných vnitřních zdrojů chladu a tepla.

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

Po vybudování základny budou astronauti pomocí lunárních vozítek s těžebními nástroji a roboty těžit nedaleký měsíční led, který budou rozpouštět, filtrovat a čistit, aby získali čistou vodu. Plánujeme, že to budeme dělat dvakrát až třikrát týdně, přičemž část bude přímo dopravena do obytného prostoru a část bude uložena v zařízeních na skladování vody. Kromě toho lze filtrát z moči také chemicky přeměnit na lepidlo přeměnou kyselých skupin na polymerním řetězci na esterové skupiny, čímž se změní jeho vlastnosti.
Potraviny jsou pro astronauty nezbytné a první astronauti budou konzumovat potraviny přivezené ze Země. Přivezené potraviny samozřejmě nevydrží dlouho, takže astronauti po vybudování základního zázemí vybudují pěstební plochu a pomocí hydroponických a vzdušných pěstebních technik zasadí některé rostliny: lilky, brambory, rajčata a další rostliny, které mohou doplňovat různé živiny. S ohledem na dlouhodobý vývoj se také chystáme studovat, jak využít měsíční půdu k pěstování rostlin.
V našem energetickém systému budou solární panely sloužit ke každodenní výrobě základní energie a k doplňování elektrické energie budeme využívat také velké množství helia-3 na Měsíci. Převedeme ji na stejnosměrný proud a pomocí chemické energie ji uložíme do baterie. V případě potřeby elektrické energie přeměníme chemickou energii na stejnosměrný proud a poté ji převedeme na střídavý proud pro napájení.
Zpočátku bychom získali trochu kyslíku z měsíční zvětralinové vrstvy nebo hornin (což vyžaduje smíchání kyslíku a dusíku podle složení povrchové atmosféry, aby lidské tělo mohlo přímo dýchat). Dusík bychom přivezli ze Země. K získání vzduchu můžeme také použít roztavenou elektrolýzu. připravujeme také použití čočky, která by zahřála zem na 2500 stupňů, abychom získali kyslík.

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

Recyklace a opětovné použití: Náš lunární kemp vytvoří uzavřené prostředí podobné Mezinárodní vesmírné stanici, které umožní recyklaci a opětovné využití odpadu vyprodukovaného astronauty. Například výkaly a moč lze zpracovat na hnojivo nebo vodu, kterou lze využít pro systémy podpory života nebo pro účely pěstování plodin.
Oxidační rozklad: Odpad lze oxidovat a rozkládat v oxidačním reaktoru. Oxidační reaktor zahrnuje smíchání organického odpadu s oxidačními činidly, jako je peroxid vodíku, a jejich umístění do nádoby k reakci za vysokých teplotních podmínek. Touto reakcí reagují organické látky s oxidanty za vzniku bezpečnějších látek, jako je voda a oxid uhličitý. Voda a oxid uhličitý se pak využívají k fotosyntéze, při níž vznikají potraviny a kyslík.
Komprimované úložiště: Pevný odpad, velké kusy odpadu apod. lze stlačit a uložit do speciálních kontejnerů, kde čekají na budoucí recyklaci nebo úklid odpadků.

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

Náš lunární tábor bude využívat signální věže a radary k navázání komunikace se satelity, které mohou být použity k příjmu signálů ze Země a k zajištění zpětné cesty pro přenos informací, jako jsou snímky, data a hlas, a k udržování komunikace mezi táborem a Zemí. Poté naváže kontakt se Zemí a dalšími lunárními tábory. Kromě toho lze k dosažení komunikace se Zemí použít také rádio. Po dokončení údržby a uvedení do provozu musí rádio zohlednit faktory, jako je šíření elektromagnetických vln, aby byla zajištěna kvalitní komunikace.
Kromě toho má naše lunární tábořiště elektromagnetické vystřelovací zařízení, které využívá elektromagnetismus k vystřelování kapslí ve tvaru kapslí. Po nastavení rychlosti a naplánování trasy je lze přenést do jiných lunárních tábořišť a navázat tak komunikaci tváří v tvář mezi astronauty.

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.)

Naším výzkumným zaměřením bude geologie.

Sběr hornin a zeminy: Pro poznání geologické historie a vlastností Měsíce lze odebírat vzorky k analýze. Tyto vzorky lze odebírat pomocí vrtů nebo robotů a analyzovat jejich chemické a fyzikální vlastnosti.
Seismický monitoring: Na Měsíci je seismicita menší než na Zemi, ale poskytuje užitečné informace o vnitřní struktuře Měsíce. Na měsíčním povrchu mohou být rozmístěny senzory pro monitorování zemětřesení, které zaznamenávají a analyzují získaná data.
Měření gravitace: Měření gravitačního pole na Měsíci pomocí gravimetru umožňuje pochopit vnitřní strukturu a složení Měsíce. Tato měření lze provádět z orbitálních nebo přistávacích modulů v malých výškách.
Měření magnetického pole: Měřením magnetického pole na povrchu Měsíce lze získat představu o fyzikálních procesech uvnitř Měsíce. Tato měření lze provádět pomocí orbitálních sond nebo letadel.
Povrchový topografický průzkum: K sestavení geologické mapy povrchu Měsíce lze použít laserový výškoměr nebo radar a další přístroje pro topografický průzkum povrchu. Tato měření mohou pomoci určit velikost a tvar různých geologických prvků na Měsíci.
Měření tepelného toku: Měřením teplotního gradientu na povrchu a pod povrchem Měsíce lze pochopit tepelný tok a geologickou historii uvnitř Měsíce. Tato měření lze provádět pomocí vrtných přístrojů nebo robotů.

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

Astronauti musí projít třemi typy výcviku:

Prvním typem je základní odborná příprava: jako astronaut musíte nejprve získat základní odborné teoretické znalosti, jako je atmosféra, astronomie, geofyzika, kosmická dynamika, komunikace, počítače atd. Všechna tato školení se týkají kosmonautiky, medicíny a fyziologie. Zdokonalením základních znalostí těchto oborů lze položit pevný základ pro budoucnost.
Druhým typem je výcvik pro letové mise: astronauti musí mít robustní tělesnou stavbu a na základě toho musí také absolvovat přísný fyzický výcvik. Trénink vytrvalosti s nadváhou: Rakety mají při startu obvykle extrémně vysoké zrychlení a bez tréninku ho tělo astronauta nemůže snést. Simulace takového tréninku může astronautům pomoci udržet si čistou mysl a přizpůsobit se letovým úkolům a dokončit je; Trénink ve stavu beztíže: Během orbitálního letu se kosmická loď často nachází v prostředí mikrogravitace, v němž astronauti často trpí závratěmi, které ovlivňují provoz. Proto je nutné simulovat beztížný stav Huangjing, aby se astronauti zbavili strachu z beztíže. V podmínkách beztíže musí astronauti provádět cvičení, jako je oblékání a svlékání skafandrů, jídlo a chůze. Vesmír a kosmická loď jsou zvláštními faktory prostředí a astronauti musí tréninkem zlepšit svou toleranci.
Třetím typem je výcvik odborných dovedností: astronauti musí na Měsíci zůstat dlouhou dobu, dokončit některé experimenty, vědecký výzkum, průzkum zdrojů a další obsah. Musí si také osvojit znalosti o dokončování vědeckých experimentů a schopnost obsluhovat různé stroje.

Cílem těchto školení je umožnit astronautům žít na Měsíci normální život, provádět vědecký výzkum a zkoumat Měsíc.

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.

Kosmická loď pro lunární misi musí být schopna pojmout a nést dostatečně velký náklad, protože cesta ze Země na Měsíc vyžaduje přepravu velkého množství materiálu a zásob a kosmická loď musí být schopna tyto věci unést. Kosmická loď se ve vesmíru připojí k vesmírné stanici, doplní energii ze stanice a poletí na Měsíc.

Na Měsíci astronauti sestaví odpojitelné moduly lunárních vozítek přivezených z Měsíce, které mohou dokončit průzkum a sběr surovin. (Všechna tato odpojitelná lunární vozítka a průzkumní roboti jsou moduly nakonfigurované ze Země a sestavené na Měsíci).
Na Měsíci budou sestaveny malé rakety přivezené ze Země, které budou řízeny pozemšťany a poletí na Zemi.
Sestavíme detekčního robota, který dokáže detekovat zdroje a terén, analyzovat vhodnost místa pro stavbu základny a poskytovat astronautům zpětnou vazbu.

Další projekty: