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.

Galaxy Investigator

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18, 19   5 / 1 Angličtina
3D návrhový software: Fusion 360



1.1 - Popis projektu

Projekt lunárního tábora je program zaměřený na budoucnost, jehož cílem je poskytnout lidem možnost udržitelného přežití ve vesmíru. Prozkoumáváme vesmír a zřízení lunárního tábora bude důležitým milníkem v dobývání vesmíru lidstvem. Tento projekt se zabývá návrhem a výrobou udržitelné infrastruktury, která umožní vědecký výzkum člověka na Měsíci.

Doufáme, že na Měsíci zřídíme základnu pro experimentální mise, které jsou na Zemi obtížně realizovatelné, jako jsou například experimenty se supravodivostí při velmi nízkých teplotách v zóně trvalého stínu na Měsíci; pozorování účinků nízké gravitace na rostlinné mikroorganismy; pozorování vzdálenějšího vesmíru na Měsíci bez atmosféry; a na Měsíci se ohřevem měsíční půdy využijí na Zemi vzácné zdroje helia-3 a vzácných zemin.
Naše lunární základna je také základnou plnou humanistické péče, plánujeme využít rotaci základny k simulaci zemské gravitace na nejvzdálenější straně základny, abychom se vyhnuli nebezpečí, že se lidé ocitnou v podmínkách nízké gravitace, a navrhnout speciální výtah, který umožní lidem bezpečný vstup na základnu a výstup z ní.

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

Hlavním účelem naší lunární základny je vědecký výzkum.

Na jedné straně chceme řešit některé problémy, s nimiž se lidstvo a planeta potýkají. Například využijeme experimenty s ultranízkoteplotními supravodiči v některých oblastech Měsíce v trvalém stínu, postavíme lunární vozítko, které bude těžit a využívat dostatek měsíčních nerostných surovin a zdrojů helia-3, a postavíme rakety, které mohou realizovat dopravu energie ze Země a Měsíce, abychom vyřešili současný problém s nedostatkem energie na Zemi.

Na druhé straně využijeme skutečnosti, že Měsíc nemá atmosféru, k astronomickým pozorováním a doufáme, že lunární tábor může komplexně a systematicky provádět průzkum Měsíce a vesmíru, což může prohloubit lidské poznání Měsíce a vesmíru.

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

Na Měsíci si vybereme vhodné místo podle potřeb našeho vědeckého výzkumu a života.

V blízkosti se nachází oblast polárního dne a část energie pro naši základnu a lunární vozítko pochází ze solárních panelů.

V blízkosti se nachází stálý stín, naše zdroje vody pocházejí převážně z ledové vody ve stálé stínové zóně a některé experimenty v našem vědeckém výzkumu vyžadují také prostředí s velmi nízkou teplotou ve stálé stínové zóně. Kromě toho některá kapalná úložiště vodíku, kyslíku a helia rovněž vyžadují prostředí s ultranízkými teplotami v zónách trvalého stínu.

Rovné a otevřené plochy, stabilní provoz základny a přeprava materiálů vyžadují otevřené plochy na plošině.

Na základě výše uvedených potřeb jsme vybrali místo poblíž kráteru Shackleton na jižním pólu Měsíce.

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.

Krok 1: Příprava. Nejprve plánujeme dopravit na Měsíc předem připravené stroje, jako jsou roboti pro 3D tisk, bagry a vozítka, a připravit trochu vody a jídla pro předběžné použití.

Krok 2: Detekce výběru místa. Najděte geografické prostředí, které na Měsíci potřebujeme, a vozítko prohledá měsíční povrch ultrazvukem, aby našlo nejlepší místo pro těžbu měsíční půdy.

Krok 3: Základní konstrukce. Po nalezení vhodné lokality ji bagr shromáždí a mikrovlnná trouba roztaví částice pro 3D tisk, přičemž k tisku pláště základny se využívá především zvětralá vrstva na povrchu měsíční půdy a na Měsíci se shromažďují roztavené skleněné kuličky pro konstrukci skleněných materiálů v základně.

Krok 4: Udržet se na hladině. Po vybudování celkového rámce základny můžete začít sázet některé ekologické plodiny a testovat běžný provoz různých detekčních systémů řídicího systému.

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

Navrhli jsme humanizovanou základnu založenou na některých problémech prostředí, které se vyskytují na Měsíci, jako je nízká gravitace, meteority, radiace a vysoký teplotní rozdíl.

Nízká gravitace: Vlastní rotace naší základny může dosáhnout efektu simulace zemské gravitace, což může astronauty ochránit před škodlivými účinky mikrogravitace na lidský organismus.

Meteorit: Vně základny se nachází bionická kostra podobná pavučině, která shromažďuje přátele s určitou samoopravnou funkcí, a centrální sloup také využívá bionickou strukturu podobnou poměru vnitřního průměru kosti k vnějšímu průměru 8:11, přičemž zpevňuje základnu, díky čemuž může být základna odolná vůči malým a středně velkým meteoritům.

Radiace: Během výstavby bude náš povrch pokryt vrstvou měsíční půdy, která může účinně odolávat radiaci díky využití vlastností měsíční půdy a měsíčních hornin.

Rozdíl teplot: Komora uvnitř bude zakrývat měsíční půdu a extrémně nízká tepelná vodivost měsíční půdy nám umožní udržovat teplotu v základně dobře.

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

Voda: V kabině je umístěno zařízení pro opětovné využití vody, které dokáže shromažďovat a čistit odpadní vodu vypouštěnou z lidského těla a rostlin a dávat ji do zásobníku vody v úložném prostoru, aby se dosáhlo efektu opětovného využití.

Jídlo: Organická hmota produkovaná v ekologické kapsli může pokrýt potřeby astronautů na cukry, bílkoviny, tuky, vitamíny a minerální prvky.

Vzduch: Mezi naše zdroje kyslíku patří především mikrobiální řasy, zelené rostliny a koncentrátory kyslíku. Mikrobiální řasy mají silnou schopnost produkovat kyslík a pohlcovat oxid uhličitý, zelené rostliny mohou upravovat rovnováhu kyslíku a oxidu uhličitého a naše základna může také produkovat velké množství kyslíku pomocí kyslíkového generátoru.

Energie: Energie potřebná pro běžný provoz základny pochází převážně z jaderné elektrárny a denní spotřeba elektřiny je převážně z elektrické energie přeměněné solárními panely. Ve skladovacích prostorech zřídíme velké baterie pro hospodářská zvířata a prostřednictvím baterií pro zvířata budeme elektrickou energii dopravovat na různá místa na základně.

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

Zařízení na recyklaci tekutého odpadu: shromažďuje pot astronautů a vydechovanou vodní páru, kterou lze vyčistit na regenerovanou vodu, kterou lze kótovat.

Výkaly vznikající v každodenním životě lze jednoduše zpracovat a znovu použít v ekologické chatě a využít jako hnojivo.

Některé škodlivé odpadky, které nelze znovu použít, je třeba dehydratovat, stlačit, uskladnit a po návratu na Zemi spálit v atmosféře.

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

Základna je v kontaktu se Zemí: V blízkosti měsíční základny plánujeme postavit observatoř, kde bude Země vždy zavěšena několik stupňů nad obzorem. Lze vybrat vhodný terén a v prohlubních nebo kráterech postavit antény pro pozorování nízkofrekvenčních radiových nábojů, které budou zakrývat Zemi. Současně se na vyvýšených místech speciálně budují vysokofrekvenční antény pro komunikaci, aby se udržoval kontakt se Zemí.

Komunikace mezi základnami: Oběžná dráha lunárního komunikačního satelitu je dráha kolem Lagrangeova bodu Země-Měsíc a stabilní komunikace mezi základnami lze dosáhnout provozem lunárních frontálních komunikačních satelitů na této dráze.

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 výzkum zaměřuje na studium supravodivých experimentů, astronomická pozorování, využití nerostných zdrojů helia-3 v geologii a průzkum prostředí s nízkou gravitací.

Některé trvalé stinné oblasti na Měsíci jsou v ideálním prostředí pro celoroční experimenty se supravodivostí pod minus 100 stupňů; skutečnost, že Měsíc nemá atmosféru, z něj také činí dobré místo pro astronomická pozorování, které může sloužit jako odrazový můstek pro lidský průzkum hlubších částí vesmíru; Měsíc také obsahuje velké množství vzácných zemských zdrojů a helia 3 - zdrojů, které jsou na Zemi vzácné, a dopravou zdrojů z Měsíce na Zemi může podpořit lepší rozvoj lidských bytostí na Zemi; Centrum naší základny, včetně ekologického modulu, se nachází v prostředí nízké gravitace na Měsíci a lze pozorovat růst některých rostlinných mikroorganismů v prostředí nízké gravitace.Sekce: "Způsoby, jakými lze v gravitačním systému získat informace o životě v gravitačním systému.

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

Obsah našeho výcviku zahrnuje tři aspekty: obecný výcvik, výcvik v leteckém prostředí a výcvik v letové simulaci.

Obecné školení: Základní obsah výcviku astronautů zahrnuje: příslušné teoretické znalosti, jako je astronomie, geografie, geologie, meteorologie, fyzika atmosféry, mechanika letu, počítač, radionavigace, pilotování, konstrukce raket a kosmických lodí atd.; nezbytné lékařské znalosti a záchranné techniky; sporty zahrnují houpání, plavání, vodní lyžování, surfování, lyžování, horolezectví a obvazování.

Výcvik v leteckém prostředí zahrnuje: (1) Letecký výcvik: nácvik přizpůsobivosti a zběžnosti v leteckém prostředí. Výcvik vestibulárních funkcí, běžně používaný spirálový žebřík, čtyřpolohová houpačka a otočná židle k prevenci nebo snížení výskytu kosmické pohybové nemoci. 2) Výcvik ve stavu beztíže: běžně používaný letoun pro parabolický let a použití neutralizačního vztlakového simulačního bazénu pro nácvik činnosti ve stavu beztíže. 3) Výcvik v nadváze: Běžně se používají velké centrifugy pro zvýšení tolerance personálu k nadváze. 4) Výcvik v kosmickém životním prostředí: běžně se používají izolační kapsle pro zlepšení adaptability personálu na tiché prostředí a pravidla života ve vesmíru. 5) Výcvik v záchraně života: výcvik v záchraně života na katapultovacích sedadlech nebo záchranných věžích podle různých záchranných schémat.

Výcvik simulace letu je rozdělen do 4 fází, nejprve se všichni astronauti seznámí s obsahem svých operací na příslušných pozicích, následuje výcvik letových předmětů, v posledních dvou fázích jsou to letové postupy a komplexní výcvik různých projektů, jako je komunikace mezi astronauty a pozemními řídicími středisky, komplexní řešení mimořádných událostí a poruch letu a seznámení s celým průběhem letových misí. Simulační výcvik zahrnuje také komplexní nácvik přistání kosmické lodi, nácvik dokování kosmické lodi, mimokabinové, vnitrokabinové a mimokabinové činnosti, zotavení a aspekty záchrany života. Pozemní simulační vybavení používané k výcviku kosmonautů obvykle zahrnuje letadla ve stavu beztíže, neutralizační a vztlakové simulační buňky, lidské centrifugy, vakuové komory a různé letové simulátory.

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 vozidla na Měsíci využívají především uzavřená elektrická lunární vozítka s přetlakovou kabinou. Lunární vozítko je vybaveno systémy pro kontrolu prostředí a podporu života, které zajišťují zpracování kyslíku, vody, potravin a oxidu uhličitého, a zařízením pro udržování teploty a vlhkosti. Je to něco jako malá obytná kabina, kterou lze přemisťovat. Přetlakový lunární rover má také modul s přechodovou komorou pro přístup astronautů a urazí delší vzdálenost a funguje déle než otevřené lunární rovery.

Na Měsíc a z Měsíce cestujeme především pomocí nosných raket, kosmických lodí. Než na Měsíci přistaneme, vybudujeme lunární orbitální vesmírnou stanici, díky níž bude možné lunární orbitální vesmírnou stanici opakovaně využívat pomocí kosmických lodí, které na Měsíci přistály.