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.

Aurora

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

Účelem tohoto lunárního tábora je provádět vědecký výzkum, zkoumat a získávat zkušenosti při budování velké lunární základny. Vědecký výzkum bude zahrnovat především studium měsíční půdy a měsíčních minerálů a mapování celého měsíčního povrchu, které usnadní budoucí výstavbu. Umožní také pozorování mimozemských objektů.

V počátečních fázích zajistíme, aby byla základna vytvořena a správně fungovala. Ve střednědobém horizontu přeměníme základnu na stanici pro zásobování zdroji, která umožní lidem rozšířit základnu do dalších částí měsíčního povrchu z tohoto střediska. V pozdějších fázích budeme zásobovat průzkumné mise v hlubokém vesmíru a rozšiřovat rozsah lidského průzkumu.

Proto má základna vynikající životní zázemí a dostatečnou rezervu pro testování mnoha nových technologií a zajištění obživy prvních lunárních výzkumníků. Kromě toho je zde s ohledem na psychickou pohodu personálu mnoho sportovních a rekreačních zařízení a také panoramatická komora pro přímou psychickou úlevu, která výzkumníkům umožňuje pohlcující pohled na pozemskou krajinu a na jejich rodiny a přátele.

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

V počáteční fázi chceme vybudovat základnu jako vědeckou výzkumnou základnu, nejdůležitějším bodem je otestovat technologii výstavby rozsáhlé lunární základny. V pozdější fázi bude přeměněna na stanici pro zásobování zdroji na povrchu Měsíce in-situ, která bude k realizaci zásobování zdroji využívat především bohatou měsíční půdu a nerostné zdroje, a postupně rozšíří stanici pro zásobování zdroji jako centrum pro zásobování základen a pilotovaných lunárních stanic v jiných oblastech, což jim umožní zbavit se problému s přežitím zdrojů a plně realizovat sběr nerostných surovin, vědecký výzkum a další práce; kromě toho lze stanici pro zásobování zdroji využít i pro průzkumné mise v hlubokém vesmíru na Kromě toho lze stanici pro zásobování zdroji využít i pro průzkumné mise v hlubokém vesmíru, čímž se značně rozšíří rozsah lidských průzkumných aktivit v hlubokém vesmíru.

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

Impaktní kráter Cabeus v polární oblasti (29. 42° 83. 88° j. š.) je trvale osvětlená oblast měsíčních pólů, která je po většinu času vystavena slunečnímu záření a vyznačuje se nízkými teplotními rozdíly a nízkými nároky na izolační konstrukci. Je vhodná jako zkušební místo pro výstavbu lunární základny. V její blízkosti se také nacházejí trvale zastíněné oblasti, kde lze těžit zdroje vodního ledu a využívat je pro stavbu základny i pro potřeby personálu a výzkum.

Obtížnost vybudování základny zde není příliš vysoká a je vhodná pro získávání zkušeností, aby bylo zaručeno dosažení průzkumných cílů. Kromě toho má impaktní kráter Cabeus jasnou výhodu z hlediska potřeby vodních a energetických zdrojů, vzhledem k tomu, že jde především o udržitelné lidské obydlí.

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.

Použijeme následující dva materiály:

geopolymerní beton: výhody geopolymerního betonu oproti cementovému betonu spočívají v tom, že jej lze aktivovat malým množstvím budiče, který stimuluje měsíční půdu, a vyžaduje méně cementového materiálu, ale jeho nevýhodou je nedostatek vody pro míchání, nemůže být přirozeně vytvrzen a vytvořen v podmínkách ultravysokého vakua na povrchu Měsíce, všechny přípravné procesy musí probíhat v uzavřených a přetlakových podmínkách, nemůže být vystaven měsíčnímu prostředí, dokud nevyvine dostatečnou pevnost, a údržba Podmínky jsou náročnější.

Suchý autoklávovaný lunární beton: Hlavními výhodami suchého autoklávovaného betonu pro lunární výstavbu jsou relativně krátká doba vytvrzování ve srovnání s cementovým betonem, uzavřené prostředí autoklávu, které není ovlivněno vnějšími vlivy, a relativní stabilita vázané vody ve výsledném produktu. Vápníkový materiál potřebný pro tento proces však musí být v počátečních fázích dopraven ze Země, přičemž množství vápenatého materiálu představuje 10%-15% celkové hmotnosti prášku a minimální množství vody potřebné pro autoklávovou hydrotermální reakci k navázání vody je přibližně 10% celkové hmotnosti prášku. Proces přípravy tohoto materiálu musí stimulovat reakční aktivitu měsíční půdy pod tlakem nasycených par, aby směs prošla hydrotermální syntézní reakcí za účelem získání pevnosti.

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

        Za prvé, naše základna má horní a dolní strukturu. Pro proudy vysokoenergetických částic můžeme jít do druhé úrovně útočiště chráněné olověnými deskami; pro proudy mikrometeoritů můžeme jít do spodní úrovně.

       Za druhé, na povrchu Měsíce se nachází celá škála pozorovacích zařízení, která poskytují včasné varování před nebezpečím.

       Za třetí, v případě, že přístroje ohlásí neúnosné nebezpečí pro základnu, může vozidlo opustit povrch Měsíce a připojit se k vesmírné stanici na oběžné dráze Měsíce.

       Naše základna bude také využívat systém aktivní obrany proti meteoritům, který bude pomocí raket nebo protiletadlových děl odrážet velké meteority z jejich oběžných drah, a to za pomoci sítě satelitních pozorování a fázového radaru. Malé mikrometeority jsou pak odpařovány pomocí laserových soustav.

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

Voda: Tábor je v počátečních fázích zásobován vodou z doprovodných zdrojů a v pozdějších fázích využívá jako hlavní zdroj vody bohaté zdroje polárního ledu. Vybudovali jsme také systém recyklace vody pro recyklaci odpadní vody.

Jídlo: Astronauti budou jíst jídlo, které je součástí zásob. Kromě toho budeme syntetizovat škrob z oxidu uhličitého získaného z polárního suchého ledu prostřednictvím pilotního systému syntézy škrobu.

Výkon: V první řadě se bude využívat sluneční energie pomocí skládacích solárních panelů. Za druhé, výroba energie a tepla pomocí radioizotopových termoelektrických strojů.

Vzduch: Na povrchu Měsíce se nachází ilmenit (chemický vzorec FeTiO3) a oxid železitý (FeO), které lze použít jako surovinu pro reakce. Zahřátím těchto rud na teplotu 1600-2500 °C lze účinněji připravit kyslík.

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

Pomocí anaerobní bakterie, mikroorganismu Shewanella, lze likvidovat odpadky a zároveň vyrábět elektřinu. Astronauti mohou například vysypat odpadky z domácnosti do zařízení obsahujícího mikroorganismy a tento odpad z domácnosti se stane potravou pro mikroorganismy. Tento prototyp mikrobiálního procesoru je malá krabička o hmotnosti asi 2 kilogramy, dva konce jsou spojeny s anodou a katodou, samotná krabička je rozdělena na dvě části fólií, mikroorganismy fungují jako katalyzátory elektrochemických reakcí, vesmírný odpad po zpracování produkuje volné elektrony, ty se ve smyčce přesunou ke katodě, kde interagují s oxidantem, po proběhnutí redoxní reakce se vyrábí elektřina. Astronauti mohou elektřinu vzniklou během mikrobiálního oxidačního procesu ukládat pro využití na vesmírné stanici. palivem pro procesor mohou být ubrousky nebo jakýkoli jiný biologicky rozložitelný pevný a kapalný odpad.

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

Prostřednictvím reléového satelitu pro komunikaci se náš reléový satelit nachází v Lagrangeově bodě, ve srovnání se zemským reléovým satelitem je reléový satelit vyšší a reléový satelit pracující na této oběžné dráze může udržovat relativně stabilní a stacionární stav se Zemí a Měsícem, takže může ušetřit satelitní palivo a prodloužit životnost. Je přijata konstrukce vícenásobně zabezpečeného záložního telemetrického dálkového ovládání, tj. pro tento účel je připravena řada "mobilních telefonů". Pozemní pracovníci mohou na tyto "mobilní telefony" volat současně a vydávat stejné telemetrické pokyny, což může účinně zabránit problémům, jako je přerušení signálu a nepřesný přenos informací způsobený "velkou vzdáleností nebo jinými neznámými faktory". Využívá také digitální transpondér pro hluboký vesmír v pásmu S. Je také vybaven velkou deštníkovou anténou s různými přenosovými rychlostmi.

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 geologii: geologický výzkum Měsíce by mohl umožnit hlubší pochopení jeho původu, evoluční historie a tektonických rysů. Mohly by se například odebírat a analyzovat vzorky hornin nebo pomocí sondy zkoumat vnitřní strukturu Měsíce.

Aspekty prostředí s nízkou gravitací: Experimenty v prostředí s nízkou gravitací na Měsíci nám mohou pomoci lépe pochopit problémy a možnosti přežití ve vesmíru po delší dobu. V podmínkách nízké gravitace lze například studovat fyzikální a chemické jevy a také posoudit přizpůsobivost budov a zařízení.

V biologii: Biologické experimenty na Měsíci by nám mohly pomoci pochopit přizpůsobivost života ve vesmíru. Například by bylo možné studovat schopnost mikroorganismů přežít na povrchu Měsíce a zkoumat existenci dalších forem života.

Technologie: Technologické experimenty na Měsíci by mohly testovat a ověřovat proveditelnost a účinnost nových technologií. Mohl by se například provádět výzkum, jak na Měsíci vybudovat zařízení na výrobu kyslíku a vody, a zkoumat využití nových technologií, jako jsou solární panely, k pokrytí energetických potřeb infrastruktury.

V robotice: Robotické experimenty na Měsíci by nám mohly pomoci zvládnout techniky robotické manipulace a pohybu v prostředí s nízkou gravitací. Mohl by se například studovat pohyb a provoz robotů na měsíčním povrchu a zkoumat součinnost mezi roboty a lidmi.

V astronomii: V astronomii: Astronomická pozorování využívající prostředí na povrchu Měsíce a absenci atmosféry mohou umožnit lepší pochopení vzniku a vývoje sluneční soustavy. Na Měsíci by například mohla být vybudována astronomická pozorovací zařízení, jako je měření intenzity a teploty záření, která by umožnila provádět průzkumné práce na povrchu Měsíce a pozorování jiných nebeských těles ve vesmíru.

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

Fyzický trénink:

       Aby astronauti vydrželi obrovskou zkoušku zrychlení při startu a přistání a aby byli připraveni na složité podmínky práce v podmínkách nízké gravitace, a hlavně aby se udrželi v kondici, je do našeho výcvikového programu zařazena poměrně náročná fyzická příprava.

       Intenzivní svalová cvičení (hlavně na přístrojích), každodenní práce pod vodou v simulovaných oblecích s nízkou gravitací a příležitostný výcvik na centrifuze a letecký výcvik jsou organizovány tak, aby jejich tělo bylo udržováno na úrovni odpovídající požadavkům mise.

Trénink mozku:

       Pro astronauty jsou organizovány různé kurzy, které jim mají poskytnout znalosti potřebné pro misi. Kromě základních kurzů všeobecných znalostí absolvují různé specializované kurzy, aby bylo dosaženo efektivní dělby práce.

       během mise.

III. Mentální trénink:

       U astronautů, kteří pracují dlouhou dobu daleko od své domovské planety a v uzavřeném prostředí, jsou psychické problémy brány vážně. Vedle psychologických kurzů budou mít astronauti pravidelný přístup k poradcům, kteří budou testovat jejich schopnost řešit psychické problémy.

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 budoucí mise na Měsíc budou vyžadovat dva typy pilotovaných a nákladních kosmických lodí. Naše plány pro cesty na Zemi a ze Země jsou následující:

       Nejprve vybudovat vesmírnou stanici na oběžné dráze Měsíce. Zadruhé, vypustit na povrch Měsíce kosmickou loď, která se na měsíční stanici připojí. Za třetí, vypustit pilotovanou kosmickou loď Země-Měsíc, která umožní astronautům přesun na okružní kosmickou loď přes stanici. Za čtvrté, k dosažení povrchu Měsíce se použije okružní kosmická loď. Proces návratu na Zemi je opačným postupem než poslední dva kroky. 

       Nákladní kosmické lodě pak převezmou potřebu přepravovat materiál mezi Zemí a Měsícem.

       Dálkový průzkum Měsíce provádějí astronauti pomocí obletové kosmické lodi. Průzkumu v okolí tábora napomáhají vozidla, jako jsou drony a náhradní lunární vozidla.

Další projekty: