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.
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3D-Konstruktionssoftware: Fusion 360
Angesichts des raschen Bevölkerungswachstums und der steigenden Nachfrage nach Land für den Menschen sind die vorhandenen Landressourcen auf der Erde nahezu unerschöpflich, so dass die Menschen beginnen, sich dem Weltraum zuzuwenden. Unser Team plant den Bau einer Weltraumtransitstation auf dem Mond als Sprungbrett für die Besiedlung des Mars, der für das menschliche Überleben besser geeignet ist, und auch als Transitstation für die bemannte Erkundung des Weltraums, da die Weltraumumgebung im Weltraum besser erfasst werden kann.
Das Camp besteht im Wesentlichen aus zwei Kreisen, wobei der innere Kreis miteinander verbunden ist und den Bereich der grundlegenden Lebensfunktionen enthält, während der äußere Kreis den funktionalen Bereich wie die Raketenstartstation und die Vorrichtung zur Ressourcenumwandlung darstellt. Damit sich die Menschen hier für die nächste Reise ausruhen können, sind der Wohnbereich und der Wohn- und Unterhaltungsbereich unseres Lagers sehr komfortabel, und einige Geräte führen auch das Internet der Dinge und die ChatGPT-Technologie ein, die mit den Menschen interagieren und sich mit den Basisinformationen in Echtzeit verbinden können, was die Verbindung aller Dinge untereinander realisiert, das Lebensgefühl und den Komfort erheblich verbessert und die Ermüdung der Menschen bei der Raumfahrt lindert.
Um die Entfernung der menschlichen interstellaren Reisen zu vergrößern, und weil der Mond der erdnächste natürliche Satellit ist, wurde im Rahmen des Projekts ein Lager auf dem Mond errichtet, das als Sprungbrett für die Pläne der menschlichen Marskolonisierung dienen soll. Die Menschen brechen zuerst von der Erde zum Mond auf, machen dann eine Pause auf dem Mond und die Rakete kann vor dem Start Energie auftanken. Außerdem ist es auf dem Mond einfacher, die Umgebung im Weltraum zu beobachten, so dass die Navigation beurteilt werden kann. Aus diesen Gründen dient das Camp auch als Sprungbrett für die bemannte Erforschung des Weltraums, um die Entwicklung der Wissenschaft zu unterstützen.
Das Mondlager befindet sich auf einer Ebene in der Nähe des Äquators in der stürmischen Ozeanregion des Mondes, die einen unvergleichlichen geografischen Vorteil hat. Erstens befindet es sich in der Äquatorregion, wo der Sonnenwind einen größeren Einfallswinkel hat, so dass die Konzentration von "Helium-3" in der Äquatorregion des Mondes höher sein kann, was die Energiequelle des Lagers darstellt. Zweitens befindet sie sich auf der Vorderseite des Mondes und ist weit verbreitet mit Mondseebasalt, dessen Ilmenitgehalt bis zu 25%-30% betragen kann, was die Wasserquelle des Lagers darstellt. Darüber hinaus hat die Äquatorialregion einen großen Vorteil in Bezug auf den außermonatlichen Verkehr, was unser Team bei der Wahl dieses Ortes am meisten schätzte.
Die Konstruktion des Lagers wird hauptsächlich von einem fünfachsigen Metall-3D-Druckroboter und einem intelligenten Montageroboter durchgeführt, der die Technologie der direkten Energieabscheidung nutzt. Die Lagerschale besteht hauptsächlich aus Titancarbid, da es in seiner Härte nur von Diamant übertroffen wird und eine hohe Druck- und Schlagfestigkeit aufweist. In der ersten Phase werden wir zunächst den Druckroboter, den Montageroboter und einige notwendige Materialien zum Mond schicken, wobei die Reservebatterie und die raketeneigenen Solarzellen ihre Hauptenergiequelle sind. Die Roboter werden zunächst ein geeignetes Land für Lager auf dem Mond erschließen, dann Fusionsreaktoren bauen, die sie mit einer soliden Energieversorgung versorgen, und dann nach und nach weitere Energieumwandlungsgeräte, innere und äußere Ringe bauen. In der zweiten Phase werden zwei Techniker heraufgeholt, um einige der notwendigen Spleißungen und Ausrüstungsinspektionen des Lagers vorzunehmen, und sie werden auch einige der notwendigen Instrumente und Ausrüstungen für das Lager mitbringen. In der dritten Phase, nachdem sich der Probebetrieb des Lagers für eine gewisse Zeit stabilisiert hat, kann die Übergabestation in Betrieb genommen werden, und es wird eine gewisse Erweiterung entsprechend der Situation erfolgen.
Erstens besteht die Außenhülle des Lagers aus massivem Titancarbid, das dem Aufprall von Meteoriten widerstehen kann und durch die Erkennung von Meteoriten durch Multifunktionsradare im Voraus warnen kann, um Gefahren im Voraus zu vermeiden. Der Glasteil außerhalb des Lagers besteht aus strahlenresistentem Bariumsilikatglas, der Metallteil ist mit einer Schicht aus strahlungsresistentem Metallfasermaterial überzogen, und die Astronauten nehmen zur Vorbeugung täglich die Vitamine A und C ein. Die extremen Temperaturen werden durch ein Belüftungs- und Isolationssystem im Lager kontrolliert. Für das Weltraumvakuum verfügt das gesamte Lager über luftumschlossene Räume und Gänge, die durch ein effizientes Sauerstoffzirkulationssystem eine erdähnliche Atmosphäre aufrechterhalten, die Atmung des Personals sicherstellen und das Eindringen von Schlamm und Staub von der Mondoberfläche in die Basis verhindern.
Zweitens verfügt das Lager über ein Müllrecyclingsystem, das menschliche Ausscheidungen und feste Abfälle in erdähnliche Substrate und Düngemittel für die Bepflanzung von Pflanzenzimmern umwandelt. Das Müllrecyclingsystem sammelt die Abwässer aus verschiedenen Bereichen des Lagers und trennt sie in reinigungsfähige und nicht reinigungsfähige Abwässer, die dann getrennt behandelt werden.
Drittens verfügt das Camp über einen Anbauraum, der die Astronauten mit frischem Gemüse versorgen und ihnen Vitamine zuführen kann. Um zu verhindern, dass die Menschen des Essens überdrüssig werden, werden die intelligenten Roboter des Camps den Menschen eine Vielzahl verschiedener Essenspraktiken beibringen, so dass dieselben Zutaten unterschiedliche Geschmäcker und Erscheinungsbilder haben.
Viertens gibt es im Camp einen medizinischen Raum, der für Notfälle und die Lebenserhaltung der Astronauten zuständig ist.
Wasser: Die Mondvorderseite ist reich an Ilmenit, und durch Reaktion mit Wasserstoff kann eine große Menge Wasser gewonnen werden, das durch Desinfektion und Filterung zu einer normalen Wasserquelle werden kann.
Nahrung: Anfangs ernährten sich die Menschen von Nahrungsmitteln, die von der Erde mitgebracht wurden, bis die erste Welle von Pflanzen in der Pflanzkammer des Lagers heranreifte und für eine ständige Versorgung mit Nahrung sorgte. In der Pflanzkammer werden Pflanzkörbe verwendet, um den erdlosen Anbau und die Verwendung von erdähnlichen Substraten für den Anbau von Nutzpflanzen zu ermöglichen. Darüber hinaus wird die Zufuhr von Eiweiß und einigen Vitaminen durch die Verwendung von Nährstoffen aus der Erde ergänzt. Um zu verhindern, dass die Menschen des Essens überdrüssig werden, gibt es im Camp spezielles Personal, das den Menschen eine Vielzahl verschiedener Essenspraktiken beibringt, so dass dieselben Zutaten unterschiedliche Geschmäcker und Erscheinungsbilder haben.
Luft: Während des Mondtages besteht die Haupt-Sauerstoffversorgung aus Kohlendioxid, das durch die Photosynthese von Blattgold und Algen in großem Maßstab erzeugt wird, und am schwarzen Mondhimmel wird letztere hauptsächlich durch die Elektrolyse von Wasser zur Sauerstofferzeugung ersetzt. Nachdem der Sauerstoff produziert wurde, wird er entsprechend dem Verhältnis der Erdatmosphäre moduliert und gelangt dann durch das Lüftungs- und Isolationssystem in das Lager.
Energie: Im Energiesystem des Camps haben wir uns für die Stromerzeugung durch Kernfusion mit solarer Hilfsstromversorgung entschieden, die eine Rolle bei der Regulierung und Stabilisierung der Stromversorgung spielt, und die Kernfusionsenergie ist auch der Treibstoff für die Camp-Raketen. Das ruhige Seegebiet, in dem sich das Camp befindet, verfügt über 50% des Mondmeeres, in dem 3He abgebaut werden kann, das reich an Fusionsrohstoffen ist, und es ist sehr sauber, effizient und sicher, was die beste Energieoption für das Camp ist.
Im Lager gibt es eine spezielle Müllsammelstation, in der anaerobe Gärungsbakterien eingesetzt werden, um die auf dem Mond anfallenden Abfälle auf zwei Arten abzubauen. Zum einen werden Gülle und Urin zu einem erdähnlichen Substrat vergoren. Zum anderen werden feste Abfälle zu Düngemitteln abgebaut. Das Abwasserlager verfügt über ein komplettes Wasserrecycling- und -wiederverwertungssystem, das die Abwässer im Lagerbereich sammelt und in zwei Arten von reinigbaren und nicht reinigbaren Abwässern unterteilt, wie z. B. das Abwasser vom Händewaschen wird gereinigt und wird dann durch das Filtersystem zu einer normalen Wasserquelle; Urin ist nicht reinigbar und wird zu mikrobiellen Verarbeitungssilos als Rohstoff für die Herstellung von Bodensubstraten für die Sekundärnutzung transportiert. Dies ist das Wasserrecycling-System unseres Standorts, das die Nutzung der Wasserressourcen erheblich verbessert.
Über dem Wohn- und Aufenthaltsraum des Lagers ist ein multifunktionales Radargerät installiert, das unter anderem die Kommunikation zwischen dem Lager und anderen Mondlagern per Funk aufrechterhalten soll.
Die Weltraummigration und die bemannte Erforschung des Weltraums stehen im Mittelpunkt der Lagerforschung. In den Lagern für Weltraummigranten werden hauptsächlich Experimente zur Gesundheitsfürsorge sowie zur Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion durchgeführt. Nach der Errichtung eines Lagers auf dem Mond müssen eine Reihe von gesundheitlichen und medizinischen Problemen gelöst werden. Daher führen Wissenschaftler verschiedene medizinische Experimente durch, wie z. B. die Prüfung der Wirksamkeit von Medikamenten, die Vorbereitung medizinischer Geräte, die Durchführung von Biomonitoring usw. Da sich das Camp selbst mit Lebensmitteln versorgt, untersuchen die Wissenschaftler Pflanzen und Tiere, die unter Mondbedingungen gezüchtet werden, sowie Techniken zur Verarbeitung und Konservierung von Lebensmitteln, um frische, sichere und nahrhafte Lebensmittel zu gewährleisten. In den Camps zur bemannten Erforschung des Weltraums werden hauptsächlich astronomische Experimente im Weltraum durchgeführt. Das Mondlager befindet sich außerhalb der Erde und bietet nachts eine hervorragende Sicht auf den Sternenhimmel, was es den Wissenschaftlern ermöglicht, astronomische Experimente durchzuführen, andere Galaxien und Planeten zu vermessen und zu beobachten, z. B. mit Hilfe von Himmelsteleskopen (multifunktionale Radargeräte für Wohnzimmer), um Probleme wie dunkle Energie und dunkle Materie zu untersuchen.
Schulung von Grundkenntnissen: Dazu gehört die Schulung von Grundkenntnissen in Astrophysik, Weltraummedizin, Weltraumumgebung, Informatik, Maschinenbau usw. Diese Grundlagen werden den Astronauten helfen, verschiedene Technologien und Herausforderungen während der Missionen besser zu verstehen und zu bewältigen.
Ausbildung in spezifischen Fähigkeiten: Je nach den Erfordernissen der Mission müssen die Astronauten in den entsprechenden Fähigkeiten geschult werden, z. B. in der Bedienung der Planetenoberfläche, dem Betrieb von Raumfahrzeugen, der Planung und Durchführung von Missionen, wissenschaftlichen Experimenten usw.
Training für den Umgang mit Notfällen: Die Astronauten müssen eine Reihe von Schulungen für den Umgang mit möglichen Notfällen wie Druckverlust, Feuer usw. absolvieren. Dieses Training findet in Simulatoren statt, damit die Astronauten in Notsituationen besser reagieren können.
Schulung der Teamarbeit: Astronauten müssen auf Missionen eng zusammenarbeiten, daher ist ein Teamwork-Training erforderlich. Diese Ausbildung umfasst in der Regel Aspekte wie Führung, Kommunikationsfähigkeit usw.
Körperliches Training: Astronauten müssen ein hohes Maß an körperlicher Fitness aufrechterhalten, daher ist körperliches Training erforderlich. Dazu gehört Training in Bereichen wie Aerobic, Krafttraining und Beweglichkeit.
Akkulturationstraining: Astronauten kommen oft aus unterschiedlichen Ländern und Kulturkreisen und müssen geschult werden, damit sie sich besser an die Vielfalt und die kulturellen Unterschiede bei der Mission anpassen und diese akzeptieren können.
Die Camps brauchen solche Raumfahrzeuge mit einer nachhaltigen Energieversorgung für lange Flüge, mit einem hohen Maß an Autonomie, mit autonomer Navigation und Hindernisvermeidungsfähigkeiten und mit einer guten Kommunikationsausrüstung, um eine reibungslose Kommunikation zu gewährleisten. Astronauten reisen mit Raumfahrzeugen zwischen dem Mond und der Erde. Im Camp befindet sich ein Mondrover, der Astronauten zur Erkundung anderer Teile der Mondoberfläche befördern kann.
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