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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Čína 19 5 / 2 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360
Vědecký projekt Lunar Base se zaměřuje na využití měsíčních lávových trubek jako obytných struktur pro budoucí lunární mise. Projekt zahrnuje vybudování modulární základny na Měsíci, kterou lze sestavit a rozebrat podle potřeby mise. Projekt lunární základny se zaměřuje na využití lunárních lávových trubek jako obytných struktur pro budoucí lunární mise.
Hlavním cílem projektu je prozkoumat možnost využití přirozeného prostředí Měsíce k vytvoření bezpečného a obyvatelného prostředí. Měsíční lávové trubice jsou ideálním prostředím, protože poskytují přirozenou ochranu před radiací, mikrometeory a extrémními výkyvy teplot. Pomocí pokročilé robotiky a technologie 3D tisku postavíme modulární základnu, která bude napájena termoelektrickou energií a bude mít nouzový záložní systém napájení. Základna bude také sloužit jako platforma pro testování nových technologií, které budou nakonec využity při lidských expedicích na Mars a dále. Celkově je cílem projektu vybudovat udržitelnou a technologicky vyspělou lunární základnu, která usnadní dlouhodobý výzkum a průzkum Měsíce a zároveň zmírní rizika spojená s dlouhodobými vesmírnými misemi.
Hlavním účelem zřízení výzkumné lunární základny v lávových rourách Měsíce je provádění různých vědeckých experimentů a pozorování. Podmínky v lávových trubicích nabízejí jedinečné možnosti pro studium měsíční geologie, získání poznatků o rané historii Měsíce a prozkoumání možností těžby vody a dalších důležitých zdrojů. Řízené prostředí lávových trubic by se dalo využít také pro pěstování rostlin a pro testování a vývoj nových technologií a vědeckých přístrojů. Zřízením výzkumné lunární základny by vědci mohli rozšířit naše znalosti o Měsíci, rozšířit naše znalosti o sluneční soustavě a položit základy pro další průzkum a případné osídlení jiných planet nebo měsíců v budoucnosti.
Zaprvé, umístění v podzemí chrání základnu před drsným měsíčním prostředím, včetně slunečního záření a extrémních teplotních výkyvů. Tím by se snížila potřeba těžkého stínícího zařízení, což by usnadnilo a zlevnilo proces výstavby.
Za druhé, lávové trubice jsou snadno dostupným zdrojem surovin, jako je voda, kterou lze získávat z ledového regolitu. Protože voda je nezbytná pro lidské obydlí a výrobu raketového paliva, blízký zdroj by výrazně snížil náklady na zásobovací mise.
Kromě toho by se přirozená ochrana, kterou lávové trubky poskytují, dala využít pro pěstování rostlin v kontrolovaném prostředí, což by poskytlo udržitelný zdroj čerstvých potravin.
A konečně, poloha kráteru Philolaus je strategicky výhodná, protože se nachází v blízkosti severního pólu Měsíce. Tato poloha poskytuje přístup k téměř stálému slunečnímu světlu, které lze využít pro solární energii, čímž se základna může stát energeticky soběstačnou.
Celá základna ULS využívá strukturu bionického mraveniště, která je postavena podle trendu lunárního lávového potrubí, takže stavební struktura má nejvyšší hustotu, potřebné materiály jsou nejjednodušší, využitelný prostor je největší a struktura je stabilní a pevná. Vhodná pro stavbu základny a pozdější rozšíření.
Fáze I: vyslání robotů pro průzkum jeskyní k dokončení celkového návrhu základny podle údajů z průzkumu terénu, dodání potřebných zásob a obřích robotů pro 3D tisk, vložení termoelektrického energetického sloupce na povrch Měsíce setrvačností při přistání a použití palivových článků a termoelektrické výroby energie pro počáteční výstavbu; technologie laserového balónu se použije k rozumné transformaci lávového potrubí a poté se vytiskne celková struktura základny pomocí měsíční půdy. Povrchové budovy jsou pokryty membránami pro reverzní dialýzu vytištěnými pomocí 3D tiskových robotů a samonosnými podle programovatelného plastového materiálu a origami struktury pro absorpci slunečního větru pro včasnou výstavbu.
Fáze 2: Doprava různého vybavení na Měsíc, dokončení výstavby základní životní zóny B1, aby do ní mohl vstoupit malý počet astronautů a pomáhat při budoucích experimentech na základně, a B2 (lunární výzkumná zóna) a spodní vrstva B3 (obytná a zábavní zóna).
Třetí fáze: Jakmile se základna stabilizuje, obytné prostory mohou pokračovat dolů a dále se rozšiřovat, aby pojaly další astronauty a výzkumníky.
Jedinečná architektonická poloha ULS vyřešila většinu problémů s přežitím astronautů na Měsíci. Unikátní vchod do ULS tvoří dvoupatrová konstrukce, která využívá koncepci Whippleova štítu, aby účinně odolávala nárazům meteoritů. Podzemní struktury jsou navrženy tak, aby odolaly drsnému prostředí Měsíce, včetně slunečního záření, extrémních teplotních výkyvů a nárazů mikrometeoritů. (Podle výzkumu NASA je možné na povrchu Měsíce udržet stálou teplotu 17 až 19 stupňů Celsia v hloubce pod 6 metry).
V případě nouze bude mít základna centrální uzel jako bezpečný prostor. Středisko bude vybaveno vzdušnými uzávěry a nouzovými zásobami, jako je náhradní kyslík, voda a potraviny. Kromě toho bude lunární základna vybavena záložními energetickými systémy a komunikačním zařízením, které zajistí, aby astronauti mohli v případě nouze komunikovat se Zemí.
Kromě toho bude na základně k dispozici zdravotnické zařízení, které astronautům poskytne lékařskou péči. Zařízení bude vybaveno moderním lékařským vybavením a vyškoleným zdravotnickým personálem, který si poradí s případným zraněním nebo nemocí.
Stručně řečeno, lunární vědecká základna bude navržena tak, aby poskytovala astronautům odpovídající ochranu a přístřeší. Modulární konstrukce a radiační stínění pomohou chránit astronauty před drsným měsíčním prostředím, zatímco pokročilé systémy podpory života a nouzové zásoby zajistí jejich přežití v případě nouze.
Aby bylo možné zajistit astronautům udržitelné základní potřeby, plní lunární tábor řadu klíčových funkcí pro jejich přežití:
Voda: Pro zajištění normálního zásobování vodními zdroji používáme dvě vodovodní linky. Na jedné straně získáváme vodu prostřednictvím lávových trubic a ledu v trvale zastíněných oblastech poblíž severního pólu; na druhé straně reverzní dialyzační membrány na povrchu nadzemních budov dokáží vyrábět vodu a kyslík zachycováním vodíkových iontů ve slunečním větru, zatímco systém recyklace vody slouží ke sběru moči a potu astronautů za účelem recyklace.
Potraviny: V období před cestou na Měsíc budou astronauti jíst vesmírné potraviny (většinou bílkoviny), které si přivezou ze Země; po dokončení laboratoře vodních kultur budou astronauti pěstovat různé jedlé rostliny. Budeme také 3D tisknout potraviny, abychom mohli vyrábět vegetariánské maso ze sójových vláken;
Vzduch/kyslík: Kyslík vyrábíme třemi hlavními způsoby. Po zahřátí a roztavení měsíční půdy nebo horniny provádíme elektrolýzu. Kyslík se z taveniny uvolňuje ve formě bublinek. Při zahřátí na teplotu 1600-2500 ℃ se hornina obsahující kyslík může rozkládat a produkovat čistý kyslík. Rostliny v hydroponické komoře také absorbují oxid uhličitý uvolňovaný astronauty, aby získaly stálý přísun kyslíku; Kromě toho lze hydrolýzou získat další kyslík.
Potřeba energie: Přijímáme systém výroby energie s rozdílem teplot. Prostřednictvím sloupce pro výrobu energie z rozdílu teplot používáme k ohřevu měsíční půdy samooběhový termosifón s vysokým přenosem tepla. Jako hnací síla se používá gravitace, která způsobuje zpětný tok kapaliny. V počátečních fázích však palivové články slouží také jako záložní zdroje energie, které dodávají základně teplo a elektřinu.
Zde je pět způsobů, jak se vypořádat s různými druhy odpadků, které naši astronauti na Měsíci vyprodukují:
Recyklace: Některé odpady lze recyklovat, voda, která je nezbytná pro přežití. Vodu lze recyklovat recyklací potu astronautů, moči a dýchání vodních par.
Komprese a skladování: Odpad lze komprimovat a skladovat, aby zabíral méně místa. Pevný odpad lze stlačit kompresorem na menší kusy a uložit do kontejneru nebo podobné nádoby.
Spalování: Některé organické odpady lze likvidovat spalováním. Při něm se odpad přemění na popel a oxid uhličitý, což vyžaduje správné kyslíkové a teplotní podmínky.
Opětovné použití: Kuchyňský odpad lze kompostovat a znovu použít jako půdu pro pěstování zeleniny na místě.
Tyto postupy by mohly společně pomoci udržet lunární základnu čistou a udržitelnou a zároveň zajistit plné využití zdrojů nezbytných pro přežití.
Měsíční základna bude potřebovat účinné a spolehlivé komunikační systémy pro udržování spojení se Zemí a ostatními měsíčními základnami. Hlavní metodou komunikace bude vysokofrekvenční rádiové vysílání. Měsíční základna bude mít také řadu komunikačních satelitů na oběžné dráze, které budou fungovat jako spojovací stanice mezi základnou a Zemí.
Kromě toho bude lunární základna vybavena anténami a komunikačními anténami pro přímou a nepřetržitou komunikaci se Zemí a také redundantními komunikačními systémy, které zajistí, že komunikace zůstane nepřerušena i v případě selhání systému.
Měsíční základna bude mít také integrovaný síťový komunikační systém, který umožní komunikaci mezi jednotlivými částmi základny i s ostatními měsíčními základnami. Tento systém bude zahrnovat optické kabely a sítě Wi-Fi pro přenos dat, což umožní efektivní komunikaci a sdílení informací mezi různými lunárními základnami.
Na výzkumné lunární základně umístěné v lávové rouře na Měsíci by se výzkum zaměřil na několik vědeckých témat. Mezi hlavní oblasti výzkumu by patřila lunární geologie, využívání lunárních zdrojů a astronomická pozorování z Měsíce.
Na lunární základně se budou provádět experimenty v oblasti měsíční geologie, včetně studia minerálního složení měsíčního povrchu, analýzy chování měsíčních zemětřesení a zkoumání rozložení a pohybu těkavých látek, jako je voda, na Měsíci. Tyto studie poskytnou cenné poznatky o vzniku a vývoji Měsíce a pomohou k lepšímu pochopení vesmíru.
Další oblastí zájmu je využití měsíčních zdrojů, například získávání vody z měsíční půdy a využití měsíčního regolitu jako stavebního materiálu. Tyto zdroje by byly nezbytné pro udržitelné lidské osídlení na Měsíci a lunární základna bude zkoumat způsoby jejich efektivního využití.
Kromě toho bude lunární základna provádět astronomická pozorování z Měsíce a využívat jeho jedinečné polohy k pozorování nebeských těles, která nejsou ze Země viditelná. Měsíční základna bude také ideálním místem pro sledování životního prostředí Země a přírodních nebezpečí, jako je monitorování kosmického počasí a detekce dopadů meteoroidů.
Celkově se lunární základna zaměří na vědecký výzkum, který přispěje k lepšímu pochopení Měsíce, vesmíru a možnosti udržitelného osídlení Měsíce lidmi. Prostřednictvím výzkumu lunární geologie, využívání lunárních zdrojů a astronomických pozorování z Měsíce přispěje lunární základna k rozvoji různých vědních oborů a poskytne zásadní poznatky pro budoucí výzkum vesmíru.
Příprava astronautů na cestu na Měsíc by mohla zahrnovat následující aktivity:
Fyzický a fyziologický trénink: Astronauti musí projít gravitačním tréninkem, tréninkem vytrvalosti, kardiovaskulárním tréninkem a tréninkem posilování svalů pro dlouhé cesty vesmírem a mise na povrchu Měsíce.
Výcvik pro přizpůsobení se kosmickému prostředí: výcvik související s kosmickým prostředím, včetně dovedností pro práci v beztížném prostředí, dovedností pro orientaci v prostoru a umístění ve vesmíru, psychologie ve vesmíru a schopnosti vyrovnat se s kosmickým prostředím atd.
Výcvik obsluhy kosmických lodí a zařízení: obsluha a údržba kosmických kapslí, ledových kombajnů, lunárních roverů a dalších zařízení.
Výuka geologie a lunárních věd: poznejte geologickou stavbu, topografii a geomorfologii Měsíce pro vědecký výzkum a sběr vzorků.
Školení pro případ nouze: základní lékařské znalosti a školení pro případ nouze, aby bylo možné řešit případné nehody.
Výcvik simulace mise: Astronauti musí být vycvičeni k simulaci misí v reálném prostředí, včetně misí na povrchu Měsíce, operací v modulu, reakce na mimořádné události atd.
Komunikační školení: Naučit se jazyk, protokoly a postupy komunikace, umět efektivně komunikovat s řízením mise a úzce spolupracovat s ostatním příslušným personálem.
Psychologický výcvik: psychologický výcvik astronautů s cílem přizpůsobit se astronautovi tomuto povolání s vysokým rizikem a zvláštností vesmírného prostředí, je nutné provést přísný psychologický výcvik astronautů, aby měli vynikající psychologickou kvalitu v racionálním myšlení, odvahu k sexu, psychologické kompatibilitě a ne chaosu tváří v tvář krizi, schopnost vypořádat se s náhlou krizí.
Stručně řečeno, astronauti musí projít komplexním výcvikem, který zajistí, že budou způsobilí pro misi přistání na Měsíci.
Pro budoucí mise na Měsíc jsou zapotřebí kosmické lodě schopné přepravovat lidi a vybavení mezi Zemí a Měsícem, stejně jako rakety s posádkou. A k dopravě nákladu se raději používají velké nosné rakety, jako je SLS nebo Saturn V.
Kromě těchto kosmických lodí by lunární základna potřebovala pro pohyb po povrchu Měsíce celou řadu dopravních prostředků. Navrhli jsme lunární obytné vozidlo, jehož jedinečná konstrukce podvozku se může lépe přizpůsobit měsíčnímu povrchu a prostorný nákladní box také poskytuje možnost dlouhého dojezdu a dlouhého výstupu. Modulární konstrukce také umožňuje doplnit jej o specifické přístroje pro plnění různých speciálních úkolů.
Měsíční ledový kombajn je námi navržen pro sběr a přepravu nákladu. Použití inteligentního odnímatelného nákladního boxu a umělé inteligence umožňuje ledovému kombajnu samostatně dokončit úkol těžby ledu.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 