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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 18, 19   6 / 1 Engelsk
3D-designsoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivelse

Vores base er designet til at være en base for beboelse og indledende udforskning af Månen. Vi ønsker at etablere lejre på Månen og lære, hvordan man får vand, ilt, energi og fødevareressourcer på andre planeter. I det overordnede layout af basen refererer vi til lotusformen og opdeler basen i fire områder, boligområde, underholdningskontorområde, planteområde og forskningsområde. Vores formål er at etablere en base på månen uden forurening og at bygge en enhed til produktion af vand og ilt. Brint- og iltkomponenterne i månens regolit bruges til at få ilt og vand, og vandet kan genbruges ved rensningscyklus. Vi byggede også et sammenklappeligt solpanel, der bruger solenergi til at skaffe den energi, der er nødvendig til daglig brug, samt radarenheder og missilsystemer, der kan knuses, når der registreres et meteoritnedslag for at forhindre lejren i at blive beskadiget af meteoritter.

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

Formålet med månelejren er at give astronauterne en langsigtet base, hvor de kan bo og arbejde på månens overflade, så de kan udføre videnskabelig udforskning og teknologisk forskning og løse de forskellige tekniske og overlevelsesmæssige udfordringer, der opstår i månemiljøet. Ved at bo og arbejde på månen kan astronauterne få et væld af erfaringer og færdigheder fra rummet. Samtidig kan de forstå månens fysiske og kemiske egenskaber, udforske den geologiske struktur på månen, studere månens oprindelse og udvikling og søge efter vandressourcer på månen. Derudover giver etableringen af månelejre også en mulighed for, at mennesker kan leve i fremtiden, hvilket giver nye betingelser og muligheder for, at mennesker kan overleve og udvikle sig i rummet i fremtiden.

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

  • Placering: Maraport-bjerget nær Shackleton-krateret på månens sydpol
  • Maraport Mountain er eksponeret for sollys det meste af tiden, og to tætliggende, foldbare solpaneler genererer kontinuerlig strøm.Maraport Mountain, 116 kilometer fra Shackleton Crater, leverer strøm og kommunikation til krateret.Andre kratere i nærheden af Mount Malaport har ligget i dyb skygge og kan indeholde værdifuld brint og andre flygtige stoffer. I en højde af ca. 5.000 meter vil Mount Maraport kunne levere line-of-sight-kommunikation over store dele af månen såvel som til Jorden.

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.

  • Hele strukturen i vores månelejr er baseret på Eco City-strukturen skrevet af den belgiske forfatter Callebeau, som formidler vores udforskende filosofi om at integrere biomorf, bionik og informations- og kommunikationsteknologi. Basen består grundlæggende af en hovedkontrolbygning, et område til beboelsesstøtte, et økologisk planteområde, et udendørs arbejdsområde og et sikkerhedsforsvarssystem. Hovedkontrolbygningen er astronauternes primære arbejds- og opholdsområde. Arbejdsområdet er udstyret med arbejdsstationer og anden infrastruktur, så astronauterne bedre kan udføre deres daglige opgaver effektivt. For at astronauterne skal føle sig hjemme på månen, har vi designet individuelle rum til astronauterne, såsom badeværelser, køkkener og soveværelser. I disse rum byggede vi senge, skriveborde, bogreoler og andre faciliteter for at hjælpe astronauterne med at tilpasse sig livet på basen. Og så har vi selvfølgelig også designet spillehaller, fitnesscentre og andre underholdningssteder til vores astronauter, så de kan nyde krop og sind, arbejde og hvile. Endelig har vi designet et relativt komplet sikkerhedsforsvarssystem, som overvåges af satellitobservation og phased array-radarnetværk i realtid for at sikre basens sikkerhed.
    Teknologi: brintgenvindingsteknologi, CO2-fikseringsteknologi, halvlederteknologi, tryksvingningsadsorptionsteknologi, pulskompressionsteknologi, sensorteknologi osv.
    Materialer: kulfiber, glas, rustfrit stål, træ, plast, jern, monokrystallinsk silicium, polysilicium, fiber osv.

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

  1. Beskyttelse mod meteoritter: Byg antimeteorit-forsvarssystemer. Det, vi gør, er, at vi bruger et netværk af satellitter og et netværk af phased array-radarer, og vi overvåger alle de granulære meteoritter fra flere vinkler, på flere niveauer, og når vi finder dem, sender vi et signal til kommandocentralen, som sender et signal til siloen, som sender en interceptor for at ødelægge meteoritten og beskytte vores lejr.
    Strålingsproblemet: Månefliser med en tømret struktur sintret af månejord, derefter samlet og konstrueret over vores base for at reducere strålingen.
    Temperaturproblem: Månejord har en meget god varmeisoleringsevne og kan bruges som overfladeisoleringsmateriale på månebasen. Overfladen på stedet kan dækkes med et lag månejord for at undgå for høje temperaturer om dagen og for kraftig afkøling om natten.
    De vigtigste kilder til vand i månelejren er intelligent vandproduktion, polart smeltevand, stenudvinding og transport fra Jorden. For bedre at kunne udnytte vandressourcerne har vi bygget vandtanke, vandlagertanke, hydrogen- og oxygeniongenvindingsenheder, lagertanke, månerovere og anden infrastruktur. Vand fra brint- og iltiongenvindingsanordningen vil blive ledt ind i tanken og derefter ind i reservoiret, hvor roveren vil transportere det vand, der udvindes fra polart smeltevand og malm, til reservoiret, hvor det vil blive renset ved udfældning og transporteret til opbevaringstanken. Vandlagertanken er forbundet med næsten alle enheder for at forsyne hele basen med vand.

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

Vand:

Vand er kilden til liv. For at vores månelejr skal have en tilstrækkelig vandforsyning, har vi designet et komplet vandforsyningssystem. De vigtigste vandkilder til månelejren er intelligent vandproduktion, polart smeltevand, stenudvinding og jordtransport. For bedre at kunne udnytte vandressourcerne har vi bygget vandtanke, vandlagertanke, brint- og iltiongenvindingsenheder, lagertanke, månerovere og anden infrastruktur. Vand fra brint- og iltiongenvindingsanordningen vil blive ledt ind i tanken og derefter ind i reservoiret, hvor roveren vil transportere det vand, der udvindes fra polart smeltevand og malm, til reservoiret, hvor det vil blive renset ved udfældning og transporteret til opbevaringstanken. Vandlagertanken er forbundet med næsten alle enheder for at forsyne hele basen med vand.

Mad:

I midten af lejren etablerer vi et cirkulært planteområde, der skaber et konstant temperaturmiljø i planteområdet, og opstiller plantehylder og insektdetekteringsinstrumenter. I plantehylderne bruger vi LED-lys til at fremme planternes vækst og forkorte planternes vækstcyklus. LED-lys er effektive og har en lang levetid, mens varmeafgivelsen er lav. Astronauterne vil først spise mad fra Jorden, og når dyrkningsområderne er etableret, vil vi dyrke hurtigtvoksende fødevarer og grøntsager, der er nemme at tilberede, såsom hvede, tomater, jordbær, gulerødder, linser og søde kartofler.

Kraft:

For det første bruger vi solenergi (månen har ingen atmosfære og er 1,5 gange mere effektiv end på jorden) til at indfange sollys og sende det til forskellige dele af lejren for løbende at generere elektricitet og vand.
Den anden er helium-3, som naturligt er foretrukket som atombrændsel, men desværre er denne ressource for sjælden på Jorden til at blive brugt til atomkraftproduktion i stor skala. På Månen, derimod, er der rigeligt med helium-3, med en anslået lagerkapacitet på mere end en million tons, ifølge måneundersøgelser. Og det er en ressource, der er venlig mod miljøet. I årenes løb tror jeg, at I alle har mærket problemerne forårsaget af klimaopvarmningen. Hovedårsagen er brugen af forskellige kulstofressourcer, hvilket resulterer i frigivelse af flere og flere drivhusgasser i atmosfæren, så Jordens drivhuseffekt bliver stærkere og stærkere. Helium-3, en ren energikilde, udgør ikke et sådant problem, fordi den ikke udleder drivhusgasser som kuldioxid. Det giver mening i lyset af det presserende behov for at forbedre miljøet.

Luft:

For at producere ilt på månen kan enheden bruges til smelteelektrolyse. Denne teknologi kan opvarme og smelte månejord eller sten til elektrolyse. Ilt vil blive frigivet i form af bobler fra smelten.
Denne teknik er enkel, kræver ingen ekstra reagenser og tager ikke højde for materialegenvinding og genbrug. Ud over ilt kan den også bruges til at fremstille silicium, jern og andre metalmaterialer af høj renhed.
Ifølge Guo Linli, forsker ved 508 Institute of China Fifth Academy of Astronautics, har 511 Institute of China Fifth Academy of Astronautics udført eksperimenter med at producere ilt på månens overflade ved hjælp af Chang'e-sondeplatformen og en lille reaktor, og de har haft en vis succes.

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

For det første kan organisk affald og menneskeligt affald produceret af astronauter på månen nedbrydes til gødning af bioreaktorer, som derefter kan bruges til at dyrke planter. Derudover kan spildevandet omdannes til vand, der kan genbruges af astronauterne gennem behandlingsprocesser som omvendt osmose og destillation.
For det andet kan det uorganiske affald og kasserede udstyr, som astronauterne producerer på månen, genvindes og genbruges. For eksempel kan kasseret udstyr og metaldele forarbejdes til nye dele, og brugte batterier og elektronisk affald kan genanvendes. Dette reducerer ikke kun affaldsproduktionen, men maksimerer også brugen af ressourcer. Endelig skal affald, der ikke kan genbruges eller genanvendes, bortskaffes korrekt. For eksempel ved at bygge lossepladser på månen, begrave affaldet under jorden eller bortskaffe det med teknologier som smeltning ved høj temperatur.

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

Vi kan kommunikere information mellem månen og jorden og månelejren gennem kunstige satellitter, og astronauternes rygsække med bærbare livsstøttesystemer har VHF-radioer, som kan sende lyd- og biosensordata fra rumdragter til kontrolcentret og derefter sende information gennem kunstige satellitter. Vi kan ikke kun kommunikere, men også overvåge de fysiske sundhedsindikatorer for alle mennesker i månelejren gennem det sensortøj, som folk bærer, og beskytte liv og helbred for alle medarbejdere i månelejren.

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.).

I månelejren med konceptet "økologisk by" formidler vi til verden det udforskende koncept med at integrere biomorfisme, bionik og informations- og kommunikationsteknologi. Omkring dette tema vil satellitbaner, økologiske parker osv. være de mest interessante eksperimenter for os.

Satellitbaneeksperiment (banetest, kommunikationstest, observationstest, systemtest, kollisionstest, levetidstest):

Forbedre kommunikationsevnen: Konstruktionen af kommunikationssatellitter i kredsløb om månen kan forbedre kommunikationsevnen mellem Jorden og månen og give bedre kommunikationsstøtte til den fremtidige udforskning af månen og landing af mennesker på månen.
Månens navigations- og positioneringssystem: Konstruktionen af navigationssatellitter i kredsløb om månen kan levere nøjagtige positionerings- og navigationstjenester til sonder og astronauter på månens overflade, svarende til GPS-systemet på Jorden.
Observation og udforskning af månen: Konstruktionen af observationssatellitter i kredsløb om månen kan give en omfattende og kontinuerlig observation og udforskning af månens overflade, hvilket giver vigtige data til udvikling af måneressourcer og miljøforskning.
Videnskabelig forskning i rummet: Konstruktionen af videnskabelige forskningssatellitter i kredsløb om månen kan udføre rumvidenskabelige eksperimenter og forskning, såsom studiet af solvind, kosmiske stråler, mikrogravitetsmiljø osv.
Base for udforskning af det dybe rum: Satellitter i kredsløb om månen kan fungere som et springbræt for udforskning af det dybe rum og yde vigtig støtte til fremtidig udforskning af Mars og yderligere udforskning af rummet.

På nuværende tidspunkt har mennesker teknologien til at sende satellitter i kredsløb om månen. For eksempel har Apollo-programmet i USA og Kinas Chang'e-sonde alle med succes sendt en sonde i kredsløb om månen. Selvom omkostningerne ved at sende en satellit i kredsløb om månen er relativt høje, forventes opsendelsesomkostningerne gradvist at falde, efterhånden som rumteknologien udvikles. Derudover kan satellitter i kredsløb om månen yde vigtig støtte til fremtidig udforskning og udvikling af månen, og investeringen er det værd i det lange løb. Fra et praktisk synspunkt giver konstruktionen af satellitter i kredsløb om månen mening. Kort sagt er konstruktionen af satellitter i kredsløb om månen af stor betydning, og det er muligt både teknologisk, økonomisk og praktisk. Med den videre udvikling af rumteknologi vil konstruktionen af satellitter i kredsløb om månen blive en realitet i fremtiden.

Den økologiske park er et eksperiment:

Månens økologiske park skal opbygge et lukket cirkulært økosystem for at understøtte overlevelsen af mennesker og andre organismer. Det omfatter dyrkning af mad, iltforsyning og affaldsbehandling osv. At opbygge et økosystem på månen kræver, at man tager fat på mange udfordringer, såsom hvordan man dyrker afgrøder i miljøer med lav månetyngdekraft, og hvordan man opretholder økosystemets stabilitet. Månens økologiske park kan fungere som en videnskabelig forskningsbase for forskning i månens geologi, biologi og miljø. Samtidig kan den økologiske månepark også blive en base for udvikling af månens ressourcer og rumturisme.

Etableringen af den økologiske månepark er et udfordrende og lovende projekt, som vi ser frem til, at håbefulde unge mennesker deltager i!

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

Astronauter er en slags særlige erhverv, der er involveret i rumaktiviteter i rummet. De skal udføre særlige opgaver som flyovervågning, drift, kontrol, kommunikation, vedligeholdelse og videnskabelig forskning under særlige miljøforhold og kan leve normalt. Dette kræver, at de udfører streng træning, så de har fremragende fysiske og psykologiske kvaliteter, har en stærk evne til at tilpasse sig de specielle miljøfaktorer i rummet, og mestrer rumfartøjet og fuldfører missionen bør have en række viden og færdigheder. Træningsindholdet for astronauter inkluderer: fysisk træning, teoretisk videnuddannelse, psykologisk træning, udholdenhed og tilpasningstræning af specielle miljøfaktorer, overlevelsestræning og rumfartøjsteknologitræning, rumfartsmedicinsk ingeniørteknologitræning, rumvidenskab og applikationsviden og teknologitræning, overlevelsestræning og omfattende træning. Der er også behov for at føle miljøet med lav tyngdekraft i mikrogravitetstilstanden i den flydende silo uden tyngdekraft og tilpasse sig månemiljøet på forhånd. For at sikre, at astronauternes fysiske og psykologiske kvalitet er god nok til hurtigt at tilpasse sig et specielt miljø, er det nødvendigt at føle miljøet med lav tyngdekraft i mikrogravitetstilstanden i den flydende kabine uden tyngdekraft og tilpasse sig månemiljøet på forhånd. Gennemfør teknisk træning såsom rumfartøjer, så astronauterne kan deltage i forskning og flyvning på månen.

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.

Vi har Tianwen-11-rumfartøjet med, som er uafhængigt udviklet af Kina, og som er opdelt i følgende tre dele:

Bemandet kapsel: Den medbringer hovedsageligt nogle forskere og et lille antal erfaringer fra månelejren.
Kommandomodul: Rumfartøjets bevægelsesretning styres af kunstig intelligens, og efter at hoveddelen har nået månen, bliver det i kredsløb om månen for at udføre en overvågningsfunktion.
Lastrum: hovedsageligt ansvarlig for at transportere de ting, der skal bruges til månelejren, samt noget mad.

På månen skal vi bygge vores egen rover og transportere den.

Normalt ville vi vende tilbage til Jorden i en bemandet kapsel. Vi har et system til at afbryde opsendelsen fra månen, som er beregnet til nødsituationer.
Vi har et kommandomodul (dvs. en detektionssatellit) i kredsløb om månen, som vil ændre månens bevægelse og kan overvåge situationen på månens overflade i realtid. Vi astronauter kan køre månekøretøjer eller sonder for at udforske månen i henhold til forholdene på månens overflade.