interaktivt billede af opdagelse

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektgalleri

 

I Moon Camp Pioneers er hvert holds mission at 3D-designe en komplet Moon Camp ved hjælp af software efter eget valg. De skal også forklare, hvordan de vil bruge lokale ressourcer, beskytte astronauterne mod farerne i rummet og beskrive leve- og arbejdsfaciliteterne i deres Moon Camp.

Epovator

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Kina 16   6 / 2 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

Vi har valgt teamnavnet Epovator, som er en kombination af de to ord epoch og innovator, hvilket betyder ærainnovator. Vi kalder vores månelejr "SECOND FOUNDATION". Det kommer fra Asimovs berømte science fiction "Foundation". Det er ikke kun for at mindes den store forfatter, der bidrog til menneskets litteratur og videnskab, men også for at udtrykke vores vilje til at udforske månen: At bygge et andet hjemland på månen, hvor mennesket kan slå sig ned og bruge det som en transitstation for menneskets udforskning af universet. Af sikkerhedsmæssige årsager er lejrens hoveddel bygget i lavahulen, og kun det nødvendige detektionsudstyr og kommunikationsudstyr blev placeret på månens overflade. Vi bruger en minimalistisk dekorationsstil, som passer til fremtidens modetrends. Basens skal er et sommerfuglebillede, som udtrykker vores kærlighed til jordens naturlige miljø. Derudover er sommerfuglen et symbol på skønhed og frihed i traditionel kinesisk kultur, kendt som "flyvende blomster". Farveskemaet er blåt og Heung-gult om efteråret. I tråd med den klassiske kinesiske æstetik.

1.2 - Hvorfor vil du bygge en Moon Camp? Forklar hovedformålet med din Moon Camp (f.eks. videnskabelige, kommercielle og/eller turistmæssige formål).

Vores månelejr har til formål at gøre det muligt for forskere at udføre videnskabelig forskning, udendørs undersøgelser og yderligere udforskning af universet på månen i lang tid. Der er rumavlslaboratorier og rumlaboratorier i lejren til at forske i plantegenetiske problemer og forskellige kosmiske strålers indvirkning på planter, analyse af månejordsmaterialer, fysiske og kemiske eksperimenter i miljøer med lav tyngdekraft og yderligere udforskning af rummet. Derudover er det også meningen, at lejren skal tage føringen i forhold til at løse problemet med, at mennesker skal bo på månen i længere tid. Det er derfor. Vi har oprettet et cirkulationsområde, et underholdningsområde, et boligområde, et planteområde og et avlsområde for at opfylde de materielle og åndelige behov hos mennesker i et fjerntliggende miljø.

2.1 - Hvor vil du bygge din Moon Camp? Forklar dit valg.

I et lavarør nær det gamle vulkanske område Mount Marius. Det er en geologisk struktur, der dannes naturligt inde i en lavastrøm, og som ligner et rør. Dens hylster kan ikke kun fungere som varmekilde, men også som en naturlig beskyttelsesanordning, fordi det er meget hårdt. Den indre del kan sikre livets overlevelse. Indgangens diameter er omkring 65 meter, og der er en næsten lodret vandret hule 50 meter under indgangen, som buer nedad og strækker sig til begge sider. Det indre rum er meget stort, ifølge dataene. Det strækker sig 50 kilometer i længden, og relevante analyser tyder på, at der kan være relativt tynd luft indeni. Det vil ikke kun hjælpe projektet med at bygge fundamentet, men også hjælpe med at løse vejrtrækningsproblemerne for astronauterne på basen.

2.2 - Hvordan har du tænkt dig at bygge din månelejr? Overvej, hvordan du kan udnytte Månens naturlige ressourcer, og hvilke materialer du vil have brug for at medbringe fra Jorden. Beskriv teknikkerne, materialerne og dine designvalg.

Vores teams månelejr blev bygget i et lavarør nær den gamle vulkanske region "Mount Marius", hovedsageligt opdelt i de indre bygninger i lavarøret og de udvendige bygninger omkring åbningen af lavarøret. Det vigtigste byggemateriale i førstnævnte er "månebeton" blandet med lokal månejord og urin, mens sidstnævnte er baseret på "månebeton" med siliciummagnesiumaluminiumlegering som bygningens beskyttende lag. Det er værd at nævne, at alle disse materialer kan fås på månen, hvilket sparer omkostningerne ved at transportere materialer mellem jorden og månen.

Den konkrete byggeproces er opdelt i tre trin: Først produceres et parti meget efterspurgte præcisionsinstrumenter på Jorden og sendes derefter direkte til månen; Den anden del bruger 3D-printteknologi til at bygge lejrens hovedstruktur med "månebeton" som råmateriale. Det tredje trin er at bruge de eksisterende mineraler på månen (Si, Al, Mg, Ti, Fe osv.) til at færdiggøre det beskyttende lag på overfladebygningen og konstruktionen af andre faciliteter i bygningen.

2.3 - Hvordan beskytter og beskytter din Moon Camp astronauterne mod Månens barske miljø?

Som svar på problemet med meteoritnedslag er sikkerhedsanordningen på måneoverfladen udstyret med et laservåben, som effektivt kan knuse store meteoritter og eliminere deres trussel mod månelejre. Da lejren næsten udelukkende ligger i lavarør, og astronauternes nødvendige faciliteter og udstyr befinder sig under månens overflade, vil et mindre meteoritnedslag ikke udgøre en stor trussel mod lejren.
Med hensyn til problemet med kosmiske stråler og anden stråling har selve lavarøret en stærk strålingsbeskyttende evne. Men som nævnt i det foregående spørgsmål tilføjes der af sikkerhedsmæssige årsager en tynd væg af silicium-magnesium-aluminiumslegering til lavarørets væg for yderligere at forbedre strålingsbeskyttelseseffekten og styrke månelejrens modstandsdygtighed.
I betragtning af problemet med, at månen er ujævnt opvarmet, og at der næsten ikke er nogen atmosfære, vil der være dobbeltlagsporte ved indgangen til månelejren for at sikre et stabilt lufttryk og varmeflugt. Der er et cirkulationssystem indeni for at holde atmosfæren, trykket og temperaturen relativt konstant. Der er en overvågningsenhed til luftkomponenter i basen, og hvis de er unormale, kan effektivt aktivt kul og zeolit og andre materialer filtrere og rense luften.

Basen har et medicinsk område til astronauter, der kan komme til skade på jobbet. Der er røntgenmaskiner, MR-maskiner og andet testudstyr, men også smertestillende medicin, nåle og andet simpelt medicinsk udstyr, så man kan håndtere uventede situationer. Samtidig kan et måned-til-jord kommunikationssystem på basen sikre øjeblikkelig kommunikation og kontakte eksperter på jorden i tilfælde af medicinske problemer, som astronauterne ikke kan klare.

3.1 - Hvordan vil din Moon Camp give astronauterne bæredygtig adgang til basale behov som vand, mad, luft og strøm?

Vand: Der er betydelige ferskvandsressourcer på månens overflade. Lejren er udstyret med en bionisk måne-rover, der kan hente måneis og transportere det tilbage til basen. I mellemtiden kan lejrens dampkompressionsdestillation bruges til at behandle urin, og omvendt osmose-membranprocessor kan bruges til at rense vand, der produceres af planternes transpiration i vækstområder, sanitært spildevand og månevandsis til menneskelig overlevelse.

Mad: I de tidlige stadier af deres eksistens spiste astronauterne vakuumforseglet mad transporteret fra Jorden. Når afgrøderne i planteparken er modne, kan de tilberede retter efter sunde opskrifter, såsom frugt, der indeholder kostfibre, grønne bladgrøntsager, der er rige på vitaminer, bælgfrugter med højt proteinindhold. Derudover opdrætter lejren også Tenebrio molitor, der lever af planter i vækstområdet. Det kan give rigeligt protein, som kan løse problemet med kød i den senere periode efter korrekt behandling.

Luft: Der er et grundigt luftcirkulations- og filtreringssystem. Ilt produceres på to hovedmåder. I starten brændte astronauterne natriumkloratpulver, der var transporteret fra Jorden, for at producere store mængder ilt. Når man har fået en stor mængde flydende vand gennem et vandgenbrugssystem, kan man tilføre ilt ved hjælp af elektrolyse af vand.

Elektricitet: De to vigtigste former for elproduktion er fotovoltaisk elproduktion og termisk elproduktion. Solpaneler er placeret rundt omkring i lejren for at absorbere solstråling; det vigtigste brændstof til termisk kraftproduktion er husholdningsaffald og brint produceret ved elektrolytisk reaktion af vand. Samtidig er løbebåndet og cyklen i sportsområdet udstyret med små elproducerende apparater. Al energien vil blive koncentreret i lagringstavlen i det centrale ressourcekontrolrum til rationel ressourceplanlægning.

3.2 - Hvordan vil jeres Moon Camp håndtere det affald, som astronauterne producerer på Månen?

Ekskrementer: Vi vil indsamle metan produceret ved fermentering af astronauternes ekskrementer, urea produceret af urin i processen med dampkompressionsdestillation til biogasproduktion eller regenerering af vandressourcer.

Respirationsaffald: For udåndet kuldioxid absorberes og koncentreres det først ved hjælp af den nuværende modne faste aminteknologi og føres derefter delvist ind i planteområdet til fotosyntese. Resten deltager i reduktionsreaktionen ved metanisering for at generere metan og vand, som derefter elektrolyseres igen for at opnå iltregenerering.

Papiraffald: Brug papiraffaldsprocessoren i lejren til at behandle genbrugspapir.

Andet affald: For at beskytte rummiljøet vil affald såsom plastikprodukter ikke blive udledt i rummet i lejren, men vil blive opbevaret centralt, komprimeret i et vakuum og brændt ud, når rumfartøjet vender tilbage til atmosfæren.

3.3 - Hvordan vil din månelejr opretholde kommunikation med Jorden og andre månebaser?

Vi besluttede at bruge relæsatellitten "Queqiao", der kører i kredsløb om L2-translationspunktet mellem Jorden og månen, til at videresende signaler for at fuldføre kommunikationen mellem Jorden og månen, hvilket gav en høj dækning af signaler. Kommunikationen mellem månebaserne vil anvende UHF-radiokommunikation, fordi en stor mængde månestøv vil forstyrre signaltransmissionen, mens de signaler, der udsendes fra UHF-frekvensbåndet, har en stærk gennemtrængning og er mindre påvirket af klimaforandringer. Terminalteknologien er moden, hvilket kan lette kommunikationen på månens overflade. Samtidig kan vi også bruge Micius, Kinas første satellit til kvantevidenskabelige eksperimenter. Den kan bryde igennem grænsen for afstand og realisere kommunikationen mellem månen og jorden med kvantekommunikationsteknologi. På grund af den sammenfiltrede tilstand af kvantekommunikation kan den ikke kun garantere øjeblikkelig kommunikation, men også sikre informationssikkerheden.

4.1 - Hvilke(t) videnskabelige emne(r) vil være fokus for forskningen i din Moon Camp? Forklar, hvilke eksperimenter du planlægger at udføre på Månen (f.eks. inden for emnerne geologi, miljø med lav tyngdekraft, biologi, teknologi, robotteknologi, astronomi etc.).

Hovedemnet og forskningsfokus for vores lejr er, hvordan man løser den langsigtede overlevelse af mennesker i et miljø med lav tyngdekraft. Og for at opnå dette er vores campingplads udstyret med forskelligt avanceret og sofistikeret udstyr til at udføre videnskabelig forskning inden for forskellige aspekter og områder. Med hensyn til geologi er vores base udstyret med en månejordssammensætningsdetektor og en elektronmikroskopienhed til at foretage dybdegående forskning i tilgængelige materialer på månen. Vi forsøger også at bruge månejord som 3D-printmateriale for at spare på de dyre omkostninger ved at transportere byggematerialer. Med hensyn til kemisk energi har basen en lille vakuumcentrifuge til at undersøge centrifugalbevægelsens indvirkning på effektiviteten af elektrolytiske reaktioner i månens lave tyngdekraftsmiljø. Det er med til at forbedre energieffektiviteten og lægge fundamentet for langvarig menneskelig beboelse i fremtiden. Med hensyn til biologi er der ikke kun planteområder til at studere væksten af jordens afgrøder i månejorden, men også professionelle biologiske dyrkningseksperimentkasser til genetisk modifikation og podning i det unikke miljø med lav tyngdekraft på månen for at tilpasse sig plantemiljøet i månejorden. Disse studier har betydelige konsekvenser for udforskningen af det ydre rum i fremtiden. Med hensyn til astronomi drager det astronomiske teleskop i vores lejr fordel af de gunstige forhold på månen med mindre interferens, mere stabilt miljø, mere bekvem datatransmission og længere kontinuerlig detektionstid. Det menes, at brugen af teleskopet i vores lejr vil hjælpe os med at udforske det store univers.

5.1 - Hvad ville du inkludere i dit astronauttræningsprogram for at hjælpe med at forberede astronauterne til en månemission?

Træning af udholdenhed og tilpasningsevne ved overvægt. Formålet er at gøre astronauterne i stand til at udholde enorme overbelastninger og holde sig vågne under opstigning og nedstigning af rumfartøjer;

Træning af vestibulær funktion. Det bruges hovedsageligt til at træne astronauters vestibulære funktion, forbedre stabiliteten af den vestibulære funktion og forhindre forekomsten af bevægelsessyge i rummet;
Træning i landingsstød. Simulere stødmiljøet for rumfartøjer, der vender tilbage til jorden, for at styrke astronauternes modstandsdygtighed over for stød og undersøge forskellige beskyttelsesforanstaltninger.
Træning i neutral opdriftstank. Give astronauterne et træningsmiljø med simuleret vægtløshed, som er befordrende for træningen af astronauternes ekstravehikulære aktiviteter, især ekstravehikulære aktiviteter som ekstravehikulær gang, ekstravehikulær samling og vedligeholdelse;
Træning i udgående aktiviteter. Teoretisk læring kombineres med praktisk driftstræning, som omfatter både enkeltdriftstræning og programtræning, såsom træningssimulering af kabineudgangsprogram, virtual reality-træning og fejlidentifikation, vurdering og behandlingstræning.
Den psykologiske kvalitetstræning er opdelt i fire dele. Den første del er en omfattende træning, som primært træner astronauternes psykologiske stabilitet i det dårlige miljø; Den anden del er professionel psykologisk træning, der sigter mod at lindre negative følelser som nervøsitet, irritabilitet og angst; Den tredje del er den psykologiske kompatibilitetstræning for at forbedre den stiltiende forståelse mellem astronauter for bedre at udføre arbejde; Den fjerde del er billedtræning, som gør det muligt for astronauter at simulere alle operationer i månelandingsprocessen i en afslappet tilstand for at reducere fejl i den virkelige operationsproces og øge sikkerheden.

5.2 - Hvilke rumfartøjer vil din fremtidige månemission få brug for? Beskriv de fartøjer, der findes i din Moon camp, og overvej, hvordan du vil rejse til og fra Jorden og udforske nye destinationer på Månens overflade.

Nu er Folkerepublikken Kinas nye generation af tunge Long March-9 bæreraketter under udvikling, som fuldt ud kan opfylde behovene for bemandet måneudforskning til månen og tilbage i den nærmeste fremtid.

Køretøjet i månelejren var en rover designet af mit team. Roveren bruger solenergi som hovedenergikilde og biogas, der genereres af husholdningsaffaldet i lejren, som hjælpeenergikilde. Den har en garanteret rækkevidde og en betydelig transportkapacitet.

Nye destinationer for udforskning af månens overflade er klar til at udforske flere månelavarør og den fjerne side af månen. Månens lavarør er et ideelt sted at bygge en månebase i fremtiden, og det er af stor værdi for menneskets udforskning. Månens bagside, som har været mindre udforsket, er også en værdig ny destination.