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.

The Moon Vanguard

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-河南省    Čína 19   5 / 2 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

  Hlavním účelem výstavby základny je provádění vědeckého výzkumu v měsíčním prostředí a celkově ji lze rozdělit do pěti hlavních funkčních oblastí: oblast podpory přežití, oblast inteligentní továrny, oblast startu pro setkání s raketami nebo sondami a jejich příjem, oblast výroby energie a oblast měsíčních zdrojů.

  První fáze: s využitím materiálů dopravených ze Země postavit nejprve generátor kyslíku a systém cirkulace vody v zóně přežití, solární soustavu v zóně výroby energie a nakonec tavicí centrum v zóně měsíčních zdrojů.

  Střednědobé období: Využijte stavební materiály a technologii 3D tisku, které poskytuje hutnické centrum, k dalšímu budování jednotlivých oblastí.

  Pozdní fáze: Po vybudování všech budov bude probíhat další výzkum, jehož cílem bude vypustit sondy do hlubokého vesmíru nebo zdokonalit robotické systémy. Pomocí centrální monitorovací stanice dohlížejte na celou základnu po všech stránkách.

  V budoucnu může základna získávat zdroje ze Země prostřednictvím startovací přijímací oblasti a samotná struktura základny může podporovat nepřetržitý provoz základny, na jehož základě může být základna dále zdokonalována a rozšiřována.

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

  Jak praví přísloví: "Touha člověka po vesmíru pramení z primitivní touhy po objevování." Vybudování lunárního tábora může lidstvu pomoci pochopit pravdu o vesmíru a může také poskytnout důležitou podporu vědeckému a technologickému rozvoji lidstva.

  Proto je hlavním cílem našeho lunárního tábora dosáhnout osídlení Měsíce a zároveň provádět různé vědecké práce. Nakonec se dosáhne výsledku, že v krátkodobém horizontu budou mít službu astronauti a v dlouhodobém horizontu bude k činnosti využívána bezpilotní inteligence.

  Mělo by být dosaženo cíle vědeckého výzkumu a základna by měla sloužit jako tranzitní stanice do vzdáleného hlubokého vesmíru; těžba měsíčních surovin a vybudování tavicích jednotek, které mohou normálně pracovat v měsíčním prostředí; vybudování laboratoře, aby byla ideálním místem pro multidisciplinární experimenty.

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

  Základnu plánujeme zřídit na Měsíci na 88,9° j. š. Na východním okraji kráteru de Gerach, který se nachází téměř na jižním pólu. Současně zde díky vysoké zeměpisné šířce může být téměř permanentně k dispozici sluneční energie a velké množství ložisek vodního ledu, které poskytují silné pohodlí pro přístup k vodě a energii na základně. Zejména míra slunečního záření na severním svahu impaktního kráteru dosahuje přibližně 97% a severní vysoký svah má vliv na odolnost vůči meteoritům. Nadmořská výška v jámě je stabilní, terén je rovinatý a plocha je velká, což je příznivé pro výstavbu základny.

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.

  Na začátku výstavby tábora budou astronauti dočasně bydlet v kosmických lodích vhodných pro přistání na Měsíci. V této fázi bude bezpilotní zařízení pro 3D tisk, které dorazilo současně se zahájením výstavby základny astronauty, a stavební materiály ze Země použity v počáteční fázi výstavby a poté může být vrstva regolitu na povrchu Měsíce vytavena prostřednictvím tavicího zařízení a peptidy z vrstvy regolitu a hliníku smíchané se skleněnými vlákny ze Země a kompozitními plastovými vlákny jsou použity jako materiály pro 3D tisk.

  V procesu výstavby je povrch budovy navržen jako vakuová izolační struktura, aby se lépe vypořádal s teplotním rozdílem mezi dnem a nocí na Měsíci, a jeho vakuová izolační struktura může účinně vyřešit problém s meteority, když meteorit spadne na povrch budovy, tato vakuová struktura může rozptýlit nárazovou sílu meteoritu, takže může vyřešit problém s meteority.

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

  Když jsme stavěli lunární tábor, zvažovali jsme poškození astronautů radiací, meteority a výkyvy tepla. Proto jsme v počáteční fázi použili kombinaci vakuových tepelně izolačních desek a protiradiačních materiálů, abychom dosáhli účelu prevence radiace a snížení teploty v kabině. Po vybudování lunárního tavicího zařízení byly ke stavbě stavebních materiálů použity měsíční zdroje, jako je měsíční půda. Protože měsíční půda má sama o sobě vlastnosti slabé tepelné vodivosti a silné protiradiační schopnosti, může hrát dobrou ochrannou roli.

  Ochrana proti záření: měsíční půda, protiradiační materiály

  Rozdíl teplot: Centrální monitorovací stanice slouží k detekci teploty a kontrole teploty základny, přičemž pomocí vakuových izolačních panelů vně základny se zpomalují změny teploty v základně.

  Meteorit: Jedinečná topografie výběru místa základny a vakuová izolační struktura vakuové izolační desky na povrchu budovy mohou rozptýlit nárazovou sílu meteoritu.

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

  Voda: Vzhledem k tomu, že základna se nachází na 88,9° j. š. na Měsíci, použijeme bezpilotní vozidla pro těžbu vody, abychom získali vodní led ve věčně zmrzlé půdě na jižním pólu Měsíce. Díky výkonným zařízením základny na recyklaci vody se použitá odpadní voda před použitím recykluje a čistí. Zlepšete efektivitu využívání vody.

  Potraviny: V počáteční fázi budou astronauti jíst rehydratované potraviny přivezené ze Země (potraviny, které mají před kontaktem s vodou malou velikost, po kontaktu s vodou se přenášejí a rozšiřují na jedlé potraviny), aby přežili počáteční fázi stavby. Ve střednědobém horizontu se pomocí dokončeného centra pro syntézu škrobu bude na základě teorie syntetické biologie shromažďovat oxid uhličitý vydechovaný astronauty a nakonec se pomocí řady reakcí přemění na organickou potravu. V pozdějších fázích výstavby základny lze potraviny získávat současným osázením základny.

  Elektřina: Na severním svahu kráteru se díky konstrukci solárních panelů efektivně využívá velkých ploch světelných podmínek k výrobě energie, využívá se vodík vznikající při výrobě kyslíku k elektrolyzaci vody, vyvíjí se vodíková energie a využívá se helium-3 v měsíční půdě k řízené jaderné fúzi.

  Vzduch: Kyslík se vyrábí elektrolýzou vody získané z věčně zmrzlé půdy, kyslík lze také získat pěstováním řas bohatých na kyslík na základně a kyslík uvnitř zoxidovaného kovu na povrchu Měsíce lze získat pomocí tavicího zařízení, které se přemění na kyslík pomocí konverzního zařízení.

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

  Odpadní vodu, která vzniká v životě astronautů, budeme dopravovat do našeho systému supercirkulace vody a po průtoku čističkou vody bude odpadní voda dekontaminována a vyčištěna, aby mohla být plně využita. U ostatních odpadů vznikajících v životě budeme používat mikrobiální procesory, aby se tyto domácí odpadky staly potravou pro mikroorganismy, a zároveň využijeme principu redoxní reakce, abychom tyto mikroorganismy využili k výrobě elektřiny pro různá zařízení na vesmírné stanici. Současně se shromáždí astronauti, kteří vydechují oxid uhličitý, a oxid uhličitý se znovu využije pomocí zařízení na výrobu potravin z oxidu uhličitého .

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

  S lunárními družicemi budeme komunikovat pomocí mikrovlnného fotonického radaru a následně prostřednictvím družic komunikovat se Zemí a dalšími lunárními základnami, aby bylo zajištěno, že komunikace bude probíhat bez zpoždění. Díky spojení mikrovlnných signálů lze digitální dvojče v našem lunárním táboře detekovat a řídit jak tábor, tak Zemi, a dosáhnout tak přenosu různých informací v reálném čase v táboře.

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.)

  V našem lunárním táboře se na vědecký výzkum zaměřují robotické, botanické a astronomické společnosti a chytrá továrna v našem táboře může vyrábět různé stroje, jako jsou lunární vozidla, důlní vozidla a servisní roboti, zatímco astronauti se mohou spolehnout na chytrou továrnu při výzkumu robotiky a vytváření lepších strojních výrobků. Studuje především, jak udržet normální provoz robota a měsíční hnací pohyb ve stavu nízké gravitace, a využívá hlavně digitální dvojče k monitorování údajů o pracovním stavu robota a měsíčních hnacích komponent.

  V modulu pro pěstování rostlin budeme studovat růst rostlin v podmínkách nízké gravitace a pomocí transgenní technologie vytvoříme rostliny, které se lépe přizpůsobí prostředí nízké gravitace na Měsíci, a to na základě analýzy údajů o růstu rostlin, abychom zajistili zásoby potravin pro dlouhodobé přežití na Měsíci.

  Ve startovací raketové rampě můžeme provádět průzkum vesmíru, ve startovací rampě můžeme nejen přijímat různé zásoby ze Země, ale také se připravovat na další průzkum vesmíru.

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

  Aby bylo zajištěno, že astronauti budou moci úspěšně dokončit lunární misi, musí každý astronaut před cestou na Měsíc absolvovat "ďábelský výcvik" na zemi, aby se astronauti mohli pohybovat a pracovat v prostředí s nízkou gravitací na Měsíci.

  Před odletem na Měsíc astronauti provádějí především výcvik provozu souvisejícího vybavení na měsíční základně a výcvik vnějších činností na měsíční základně na čtyřech zařízeních: trenažéru pro výcvik mimo kabinu, nádrži pro prostředí s nízkou gravitací, zkušebním modulu pro mimovozní skafandr a trenažéru virtuální reality, včetně výcviku běžného provozu a postupů, jakož i výcviku identifikace závad, posuzování a zpracování. Trenažér virtuální reality dokáže kompletně simulovat různé činnosti astronautů na Měsíci a simulovat společná cvičení s pozemním personálem.

  Kromě výše uvedených různých cílených speciálních tréninků musí astronauti provádět také fyzický silový trénink, silový trénink astronautů zahrnuje silový trénink horních končetin a silový trénink jádra, aby bylo zajištěno dlouhodobé fyzické zdraví astronautů v prostředí s nízkou gravitací.

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 vyžaduje zásoby, rakety a kosmické lodě. Než astronauti přistanou na Měsíci, spoléhají se nejprve na rakety pro dopravu materiálu, které dopraví materiál použitý při počáteční výstavbě základny do určené oblasti, a poté použijí kosmické lodě k vyslání astronautů na určená místa přistání. V chytré továrně lunárního tábora budeme stavět lunární vozidla pro průzkum měsíčního povrchu, důlní vozidla pro těžbu měsíčního regolitu a vodní vozy pro těžbu věčně zmrzlé půdy v Antarktidě. Opětovně použijeme raketoplán, který dopravuje astronauty na Měsíc a zpět na Zemi a při návratu na Zemi se raketoplán opraví a zkontroluje, aby se zajistil úspěch další dodávky. Astronauti budou používat lunární vozidla zkoumající měsíční povrch k průzkumu nových cílů na měsíčním povrchu .