Entdeckung interaktives Bild

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekt-Galerie

 

In Moon Camp Pioneers hat jedes Team die Aufgabe, ein komplettes Mondlager in 3D mit einer Software ihrer Wahl zu entwerfen. Sie müssen auch erklären, wie sie die lokalen Ressourcen nutzen, die Astronauten vor den Gefahren des Weltraums schützen und die Wohn- und Arbeitseinrichtungen in ihrem Mondlager beschreiben.

Broccoli

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   4 / 2 Englisch
3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360



1.1 - Projektbeschreibung

Aufgrund der zunehmenden Nachfrage nach Bodenschätzen durch die Menschen haben wir auf dem Mond eine "Kale Crest"-Mondbasis errichtet, um seltene Rohstoffe für kommerzielle, wissenschaftliche und andere Zwecke mit einem Weltraumaufzug vom Mond zur Erde zu transportieren. Bei den Baumaterialien verwenden wir periphere Materialien (Geopolymere auf der Mondoberfläche), um den Konstruktionsanforderungen gerecht zu werden; in Bezug auf den Stil haben wir ein wolkenförmiges Terrassendesign gewählt, das schön und praktisch ist; während des Bauprozesses verwenden wir den 3D-Druck, um der Mischung verschiedene Substanzen hinzuzufügen, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen; in den Wohn- und Freizeitbereichen haben wir viele Erholungseinrichtungen, um den Astronauten ein hochwertiges Leben zu ermöglichen.

1.2 - Warum wollen Sie ein Moon Camp bauen? Erläutern Sie den Hauptzweck Ihres Moon Camps (zum Beispiel wissenschaftliche, kommerzielle und/oder touristische Zwecke).

"Cabbage Summit" soll den wachsenden Bedarf an Mineralien und Energie für kommerzielle Zwecke decken. Wir bauen Mineralien und Energie auf dem Mond ab und transportieren sie mit Weltraumaufzügen in die synchrone Umlaufbahn und zur Raumstation. Ein Teil der Mineralien wird im Tausch gegen notwendige Materialien für das Leben auf dem Mond verwendet, der Rest wird in Form von virtueller Währung auf das Konto des Unternehmens überwiesen. "Cabbage Summit" hat sich dem Abbau hochwertiger Mineralien verschrieben, um die Mineralienkrise der Menschheit zu lindern. Wir transportieren Käufer in der zweiten Woche jedes geradzahligen Erdenmonats. Wenn Sie einen Bedarf haben, wählen Sie bitte xxxxxxx.

2.1 - Wo willst du dein Mondlager errichten? Erkläre deine Wahl.

Die Basis von Kale Crest befindet sich in einer Grube in der äquatorialen Jinghai-Region. Die äquatoriale Region hat die dickste Mondbodenbedeckung und einen hohen Helium-3-Gehalt, was der ursprünglichen Absicht der Basiskonstruktion entspricht. Die Winkelgeschwindigkeit der äquatorialen Region entspricht der Winkelgeschwindigkeit der synchronen Mondumlaufbahn, und ihre hohe Rotationsgeschwindigkeit bietet die Möglichkeit für den Bau von Weltraumaufzügen. Aufgrund des Geländes der Grube wird die Temperatur in der Grube im Jinghai-Gebiet das ganze Jahr über auf 17-19 Grad Celsius gehalten, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Basis frei von den meisten Störungen durch kosmische Strahlung und Staub ist, was den Druck auf das Überleben erheblich verringert. Aufgrund der geringen Schwerkraft des Mondes sind die Menschen nur auf hydraulische Hebevorrichtungen angewiesen, um auf und ab zu kommen.

2.2 - Wie wollt ihr euer Mondlager bauen? Überlegen Sie, wie Sie die natürlichen Ressourcen des Mondes nutzen können und welche Materialien Sie von der Erde mitbringen müssten. Beschreiben Sie die Techniken, Materialien und Ihre Konstruktionsentscheidungen.

Für den Hauptkörper von Kale Crest wird die 3D-Drucktechnologie eingesetzt, und für das Fundament wird hauptsächlich Geokunststoff (Mondbeton) von der Mondoberfläche verwendet, der vor kosmischer Strahlung und Mikrometeoriten schützen kann. In der Mitte sind Fasern und Glasfasern eingebettet, die der Struktur von Kartoffelchips ähneln, um die Druckbelastbarkeit des Bodens zu erhöhen. Während des Herstellungsprozesses von Geopolymeren kann 98% des Wassers wiederverwendet werden. Zusätzlich zu dem Alkali-Aktivator, der von der Erde transportiert werden muss, können mehr als 90% des restlichen Wassers vom Mond gewonnen werden, was eine hohe Nutzungsrate der In-situ-Ressourcen gewährleistet.

Für den Wandteil verwenden wir Bariumsilikatglas mit ausgezeichneten Strahlungsschutzeigenschaften und bringen eine Mischung aus Mondoberflächenverwitterung und Periklas als äußere Isolierschicht an, um den extremen tageszeitlichen Temperaturunterschieden auf dem Mond zu widerstehen.

Der Weltraumaufzug ist eine Methode, die dem Aufzugstransport ähnelt und abgebaute Mineralien in die synchrone Umlaufbahn des Mondes transportiert. Allerdings ist die Entfernung von der Mondoberfläche zur synchronen Umlaufbahn sehr groß, weshalb das Material eine hohe Druckfestigkeit aufweisen muss. Daher haben wir uns für Kohlenstoffnanoröhren als Hauptmaterial für das Seil entschieden. Es hat das stärkste Verjüngungsverhältnis unter den bekannten Materialien und kann dem enormen Druck der Schwerkraft standhalten. Um Meteoriteneinschläge zu verhindern, haben wir das herkömmliche zylindrische Seil aufgegeben und uns stattdessen für ein Bandseil entschieden, das im Gegensatz zu herkömmlichen Seilen, die beim Aufprall reißen, mehreren Meteoriteneinschlägen standhalten kann.

2.3 - Wie schützt und beherbergt Ihr Mondlager Ihre Astronauten vor der rauen Umgebung des Mondes?

Die Spitze des Grünkohls ist in einer Grube gebaut, in der durch die Absenkung des Geländes die Temperatur das ganze Jahr über stabilisiert und in einem für das menschliche Überleben geeigneten Bereich gehalten wird. Gleichzeitig bestehen unsere Wände aus Silikatglas, das durch seine strahlungsresistenten Eigenschaften und die Anpassung an die Topografie der Grube die Schädigung der Astronauten durch die kosmische Strahlung des Mondes erheblich verringern und die Abnutzung der Außenfläche der Basis durch Mondstaub wirksam verhindern kann. Der Fitnessraum im obersten Stockwerk der Basis und die kleine Hängematte im Gewächshaus ermöglichen es den Astronauten, sich in ihrer Freizeit zu entspannen und Stress abzubauen. Unsere Astronauten erhielten vor ihrer Ankunft auf dem Mond eine medizinische Ausbildung, und die Medikamente und medizinischen Geräte in den kleinen medizinischen Räumen können gängige Krankheiten behandeln.

3.1 - Wie wird Ihr Moon Camp den Astronauten einen nachhaltigen Zugang zu den Grundbedürfnissen wie Wasser, Nahrung, Luft und Strom ermöglichen?

Wasser
Lebensmittel
Strom
Luft

Wasser ist die materielle Grundlage für das Überleben der Menschen. Auf dem Kale Crest sind die wichtigsten Wasserquellen der Mondboden und das Wassereis, das erhitzt und geschmolzen werden kann, um eine große Menge Wasser zu gewinnen. Nachdem es sich im Boden gesammelt und abgesetzt hat, wird es zur physikalischen Dekontaminierung und Lagerung in den Auffangtank transportiert und den Astronauten zur Verfügung gestellt, um den normalen Betrieb ihrer Arbeit und ihres Lebens zu gewährleisten.Gleichzeitig werden wir auch Urin, häusliche Abwässer, Industrieabwässer und andere Arten der Speicherung durch die Entfernung chemischer Verunreinigungen als Reservewasserquelle recyceln. (95 Wörter)
Auf dem Kale Crest gibt es ein breites Spektrum an Nahrungsquellen. Die frühen Astronauten wurden mit von der Erde mitgebrachten Lebensmitteln ernährt und bekleidet. Nachdem der Bau des Lagers abgeschlossen ist, werden die Zellen von Rindern und Kaninchen auf Gelatinegerüsten gezüchtet, um menschliches Fleisch zu produzieren. Gemüse und Früchte (Spinat, Kohl, Paprika, Karotten, Tomaten, Erdbeeren usw.) im Gewächshaus werden ergänzt, um die Astronauten mit den erforderlichen Proteinen und Nährstoffen zu versorgen. Nach der Fertigstellung des Weltraumfahrstuhls wird dieser auch regelmäßig Lebensmittel zur Basis liefern, die auf dem Mond normalerweise nicht erhältlich sind, um den Speiseplan zu diversifizieren und den Astronauten zusätzliche Mahlzeiten zu bieten. (108 Wörter)
Da unser Kale Crest in einer natürlichen Grube gebaut ist, ist Elektrizität eine notwendige Voraussetzung für die Aufrechterhaltung des normalen Betriebs der Basis. Hier stammen etwa 80% der Stromreserven aus Kernreaktoren, die bei der Helium-3-Fusion eine große Menge Energie freisetzen. Helium-3 wird sowohl im Leerraum- als auch im Lückenmodus in Ilmenit injiziert und auf über 1000 K erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt ist die freigesetzte Helium-3-Menge am idealsten. Darüber hinaus ist der Weltraumfahrstuhl mit drehbaren Sonnenkollektoren ausgestattet, die Lichtenergie als Reserveenergiequelle in leistungsfähigeren Schwungradbatterien speichern.(97Wörter)
(1) In der Zwischenschicht auf der Oberseite des Gewächshauses ist eine Schicht von Mikroorganismen (Chilobacterium ammoniacum, Chlorella usw.) verlegt, die den von ihnen erzeugten Sauerstoff durch Rohre in der Wand nach unten zu verschiedenen Bereichen transportieren. Außerdem können die Pflanzen im Gewächshaus Nahrung liefern und Luft entwickeln, während sie auch einen Teil des Sauerstoffs für den Boden bereitstellen.

(2) Sauerstoff wird gewonnen, indem die Goldfolie mit Kohlendioxid beschossen wird. Wenn CO2 auf die inerte Oberfläche der Goldfolie auftrifft, kann die Goldfolie nicht oxidiert werden und sollte keinen molekularen Sauerstoff erzeugen. Daher kann Sauerstoff kontinuierlich von der Oberfläche der Goldfolie freigesetzt werden, und auch mit dieser Methode kann eine große Menge an Sauerstoff gewonnen werden.(119Wörter)

3.2 - Wie wird Ihr Mondcamp mit dem Abfall umgehen, den die Astronauten auf dem Mond produzieren?

Die Entsorgung von Müll auf dem Mond ist eine komplexe Aufgabe, bei der mehrere Aspekte wie begrenzter Platz, Umweltschutz und Ressourcennutzung berücksichtigt werden müssen. Zunächst sortieren und komprimieren wir den Müll, um den Platz für Lagerung und Transport zu verringern. Für brennbare Abfälle kann die Müllverbrennung eingesetzt werden, um sie zu Asche und Rauch zu verbrennen und Schadstoffe herauszufiltern. Nicht brennbare Abfälle können auf Mülldeponien entsorgt werden. Auch das Recycling ist ein wichtiges Bindeglied, um durch die Klassifizierung von Recycling und Wiederverwertung die Umweltbelastung durch Müll zu minimieren. Zweitens verwenden wir auf dem Mond Mikroben, um menschliche Abfälle zu verarbeiten und in nützliche Gase und Düngemittel zu verwandeln. Bestimmte Mikroorganismen wie anaerobe Bakterien können organische Stoffe in sauerstoffarmen Umgebungen zersetzen und Methangas erzeugen, das einen potenziellen Wert für die Kraftstoff- und Energieerzeugung darstellt.

3.3 - Wie wird Ihr Mondlager die Kommunikation mit der Erde und anderen Mondbasen aufrechterhalten?

Erde-Mond: In Kale Crest verfügen wir über einen Detektor mit einer hochempfindlichen Richtantenne, die von einem Solarpanel mit 20 Watt Leistung versorgt wird, das die begrenzte Leistung in einem Bereich konzentriert, um die Übertragung von Informationen zwischen Erde und Mond zu gewährleisten. Auch auf der Erde gibt es spezielle Signalempfangsstationen, die Signale über riesige Richtantennen empfangen und senden. Darüber hinaus verwenden wir unsere eigene kodierte Signalübertragung, so dass die Informationen nicht leicht zu stehlen sind.

Zwischen Mondbasen: In Anbetracht der Vakuumumgebung des Mondes werden für die Signalübertragung zwischen den Mondbasen elektromagnetische Wellen verwendet, was für das Medium unangenehm ist. Wenn es notwendig ist, zu kommunizieren, schaltet der Astronaut die Sprechanlage ein, spricht hinein, und das Gerät wandelt "Ton - elektromagnetische Welle - Ton" um, um das Tonsignal wiederherzustellen. Sie verwenden auch Radiowellen, um Worte, Daten, Bilder usw. zu übertragen.

4.1 - Welche(s) wissenschaftliche(s) Thema(e) würde(n) im Mittelpunkt der Forschung in Ihrem Moon Camp stehen? Erläutern Sie, welche Experimente Sie auf dem Mond durchführen wollen (z. B. zu den Themen Geologie, Schwerelosigkeit, Biologie, Technologie, Robotik, Astronomie usw.).

Bei Kale Crest studieren unsere Wissenschaftler Geologie und Biologie.

Was die Geologie anbelangt, so ist zwar seit der ersten Landung des Menschen auf dem Mond im Jahr 1969 viel Zeit vergangen, doch wurden in dieser Zeit relativ wenig Mondkrater erforscht. Obwohl unser Lager hauptsächlich kommerziell ausgerichtet ist, verfügen wir immer noch über eine starke wissenschaftliche Forschungskapazität. Jetzt beschränken sich unsere Experimente nicht mehr darauf, Bodenproben vom Mond zur Überwachung auf die Erde zu bringen. Nach dem Abbau von Erzen und Mondboden mit Hilfe von Manipulatoren im Einsatzgebiet werden diese mit Transportfahrzeugen zum Hauptteil der Basis transportiert, was den Wissenschaftlern die Durchführung von Forschungsarbeiten erleichtert. Die Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf folgende Aspekte: (1) Das einzigartige Zirkonmineral im Jinghai-Gebiet - das Jinghai-Gestein - wird mit Hilfe unabhängig entwickelter, ultrahochauflösender Testverfahren untersucht. (2) Es soll untersucht werden, wann die magmatische Aktivität auf dem Mond zum Stillstand kam; (3) die unterirdische Netzstruktur der Krater im statischen Seegebiet soll untersucht werden, um die innere Struktur des Mondes besser zu verstehen.

Was die Biologie betrifft, so werden wir die besonderen Bedingungen auf dem Mond nutzen, um von der Erde mitgebrachte sauerstoffproduzierende Mikroorganismen zu mutieren, um einen Mikroorganismus mit höherer Sauerstoffproduktionsleistung und besserer Versorgung für die Arbeit und das Leben der Astronauten zu finden. Gleichzeitig ist es unvermeidlich, dass trotz des Prinzips des grünen Umweltschutzes und der Verwendung wiederverwertbarer Materialien eine Menge schwer zu entsorgender Abfälle produziert wird, so dass die Erforschung der effizienten Zersetzung von Müllmikroorganismen die Forschung ergänzen wird.

5.1 - Was würden Sie in Ihr Astronautentrainingsprogramm aufnehmen, um die Astronauten auf eine Mondmission vorzubereiten?

Um die besten Astronauten für das "Kale Crest"-Mondprogramm auszubilden, ist unser Trainingsprogramm in drei Hauptkategorien unterteilt: Wissen und Fähigkeiten, körperliche Fitness und geistige Fitness.

Kenntnisse und Fähigkeiten: Um eine solide Mondlandung und Forschung zu gewährleisten, werden unsere Astronauten eine intensive Ausbildung in Medizin, Physik, Astronomie, Maschinenbau und anderen Disziplinen erhalten. Darüber hinaus werden wir dafür sorgen, dass die Astronauten über einschlägige technische Kenntnisse in den Bereichen Raumfahrttechnik, Flugverfahren und Missionssimulation verfügen.

Körperliche Fitness: Um sich besser an die schwerelose Umgebung im Weltraum anzupassen, insbesondere bei Aktivitäten außerhalb der Kabine, hat das Training unter simulierter Schwerelosigkeit oberste Priorität in unserer Ausbildung. Wir werden ein Unterwasser-Schwerelosigkeitstraining durchführen, bei dem die Astronauten Unterwasser-Trainingsanzüge tragen, um die simulierte Schwerelosigkeit unter Wasser zu üben. Dies garantiert, dass die Astronauten ein simuliertes Schwerelosigkeitstraining in einem neutralen Auftriebstank durchführen, die Betriebsgewohnheiten der Astronauten unter Schwerelosigkeitsbedingungen entwickeln und ein simuliertes Training für Ausstiegsaktivitäten absolvieren, das auch für die Bewertung der Ergonomie des Ausstiegs aus dem Raumfahrzeug oder der Basis und die Überprüfung der Angemessenheit des Ausstiegsverfahrens verwendet wird. Gleichzeitig werden wir den Astronauten die Möglichkeit geben, eine große Anzahl von Überlebens- und Lebensrettungstrainings sowie große gemeinsame Übungen durchzuführen, um die Bereitschaft für alle Missionen zu gewährleisten.

Psychologische Qualität: Psychologisches Training ist ein wesentlicher Bestandteil der Astronautenausbildung. Denn bei der Weltraummission müssen wir unsere gewohnte Umgebung verlassen, und diese Umweltveränderung hat große Auswirkungen auf die Psyche. Die Astronauten müssen sich zunächst psychologisch an die Situation im Weltraum anpassen. Erhöhung der psychologischen Stabilität. Um die Zuverlässigkeit unserer kommerziellen Forschung zu gewährleisten, trainieren wir die gesamte Besatzung gemeinsam, um ihre Effizienz und Teamarbeit im Weltraum zu verbessern.

5.2 - Welche Raumfahrzeuge wird Ihre zukünftige Mondmission benötigen? Beschreiben Sie die Fahrzeuge in Ihrem Moon camp und überlegen Sie, wie Sie zur und von der Erde reisen und neue Ziele auf der Mondoberfläche erkunden werden.

Wenn Astronauten zu neuen Zielen reisen müssen, werden sie Mondfahrzeuge zur Erkundung verwenden. Diese Fahrzeuge werden so konstruiert sein, dass sie dem unwegsamen Gelände und den extremen Temperaturen der Mondoberfläche standhalten, so dass die Astronauten die Oberfläche des Mondes problemlos durchqueren können.

Wenn die Astronauten zur Erde zurückkehren müssen, werden sie die Mondlandefähre benutzen, um in die Erdumlaufbahn zurückzukehren, und dann den Weltraumaufzug benutzen, um zur Erde zurückzukehren. Diese Fahrzeuge werden so konzipiert, dass sie hochgradig autonom und wiederverwendbar sind, um künftige Monderkundungsmissionen zu unterstützen.