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
Im Mittelpunkt unseres Mondlagers steht die wissenschaftliche Forschung, z. B. das Sammeln und Analysieren von Mondbodenmineralien und Weltraumgasen mit Hilfe von Vakuum-Handschuhboxen, Raman-Spektrometern und Rasterelektronenmikroskopen. Die auf dem Mond anfallenden Abfälle werden in einer rotierenden Destillationsanlage gesammelt. Die Abfälle werden in der rotierenden Destillationseinheit erhitzt, zersetzt und zu Gas verdampft. Das Gas wird im Kondensator zu einer Flüssigkeit abgekühlt. Der von der Anlage für geschmolzenen Sauerstoff produzierte Sauerstoff wird die Grundlage für eine nachhaltige menschliche Basis in der Zukunft bilden.
Außerdem sind wir mit dem Satellitensystem für die Informationsübertragung zwischen Erde und Mond ausgestattet, das das Mondradar zur Informationsübertragung nutzt, um eine effiziente Kommunikation zwischen Astronauten und Erde zu gewährleisten. Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie zum Bau eines Mond-Rovers und eines Wasserrads zum Eisabbau wurden die wichtigen Probleme des Materialtransports und der Wassergewinnung gelöst.
Wir tun unser Bestes, um die Sicherheit der Astronauten zu gewährleisten und ihre Lebensgrundlagen zu sichern, damit ihre körperliche und geistige Gesundheit erhalten bleibt.
Der Hauptzweck unseres Mondlagers besteht darin, wissenschaftliche Experimente auf dem Mond durchzuführen und Forschungsergebnisse zu gewinnen, um die Gewinnung von Ressourcen und die nachhaltige Nutzung von Energie zu erleichtern und schließlich eine langfristige menschliche Besiedlung und Entwicklung auf dem Mond zu ermöglichen. Als einer der erdnächsten Himmelskörper verfügt der Mond über reiche Bodenschätze, einen hohen Wassergehalt, eine stabile geologische Umgebung und andere Merkmale auf seiner Oberfläche, die für die wissenschaftliche Forschung und die industrielle Entwicklung von großem Wert sind. Wir werden vor allem die Mondressourcen in Bezug auf Mondboden, Weltraumgas und Lichtanalyse untersuchen und einschlägige wissenschaftliche Forschungserfahrungen sammeln, um eine Grundlage für die künftige Erkundung des Mondes durch den Menschen zu schaffen.
Wir haben uns entschieden, ein Mondlager im Shackleton-Krater am Südpol des Mondes zu errichten. Nach der Datenerhebung gibt es hier erstens einige Krater, und das Schattengebiet ist reich an Wassereis, das durch Heißschmelztechnik mit Eisbergbaufahrzeugen gewonnen werden kann. Zweitens sind einige Bereiche hier ständig dem Sonnenlicht ausgesetzt, so dass die Polarregionen vollständig mit Solarenergie versorgt werden könnten. Außerdem müsste eine Mondbasis viel Energie speichern, und Wasserstoff-Brennstoffzellen wären ideal, um dieses Ziel zu erreichen, indem sie Wasser von den Mondpolen und überschüssige Sonnenenergie nutzen. Schließlich planen wir den Bau einer Relaisstation für die Erde-Mond-Kommunikation auf dem nahe gelegenen Berg Malabut, um eine barrierefreie Übertragung von Informationen zwischen Erde und Mond zu ermöglichen.
Was die Hauptkonstruktion der Basis anbelangt, so haben wir die vom Panzer abgeleitete Struktur als Grundstruktur der Mondbasis gewählt, die eine hohe Stabilität und Festigkeit aufweist und wirksam vor Meteoriteneinschlägen und kosmischer Strahlung schützen kann.
Wir brachten grundlegende Materialien und Ausrüstung von der Erde mit, um die Basis für den Bau vorzubereiten. Darüber hinaus verwendeten wir Mondbasalt als Rohstoff für den Bau der Basis und die 3D-Drucktechnologie für den Bau der Basis. Außerdem ist die Druck- und Zugfestigkeit von Beton aus Mondbasalt etwa zehnmal höher als die von herkömmlichem Beton.
Mondboden kann durch Erhitzen im Mikrowellenbereich zu keramischen Werkstoffen gesintert werden, und da er reich an Silikaten ist, kann er unter Vakuumbedingungen auch zu besonders reinen Glaswerkstoffen verarbeitet werden.
Die Technologie zur aktiven Entfernung von Mondstaub, die durch die Technologie des elektrischen Vorhangs repräsentiert wird, wird in den wissenschaftlichen Forschungsgeräten, den Möbeln und den Raumanzügen der Astronauten innerhalb der Basis eingesetzt, um die elektrostatischen Schäden, die durch den auf der Oberfläche der Instrumente adsorbierten Mondstaub aufgrund des elektrostatischen Effekts verursacht werden, wirksam zu verhindern und so die Sicherheit der Astronauten zu schützen.
Die äußerste Schicht besteht aus Verbundwerkstoffen unter Verwendung von Aerogel, fortschrittlichen Wärmeschutzmaterialien und Mondboden als Rohstoffen, wobei die Kombinationstechnologie von Materialien mit hoher Atomzahl und Materialien mit niedriger Atomzahl zum Einsatz kommt, um schädliche kosmische Strahlung zu verhindern und zu hohe Tagestemperaturen und zu niedrige Nachttemperaturen zu vermeiden.
Die größten Gefahren auf dem Mond sind Meteoriteneinschläge, die Strahlung der kosmischen Strahlung, extreme Temperaturunterschiede und der Befall mit Mondstaub.
- Meteoriteneinschlag: Der Standort der Basis verringert die Wahrscheinlichkeit eines Meteoriteneinschlags erheblich. Komprimierte Materialien können die Basis wirksam schützen. Das Radar der Basis wird auch die Situation der Basis in Echtzeit zu überwachen, so dass rechtzeitige Schutz zu machen.
- Strahlung durch kosmische Strahlung, extreme Temperaturunterschiede: Aerogele, fortschrittliche Wärmeschutzmaterialien und Verbundwerkstoffe aus Mondboden werden in der äußersten Schicht zum Schutz vor Strahlung und zur Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur im Inneren der Basis verwendet.
- Mondstaubbefall: Verwenden Sie die aktive Staubentfernungstechnologie, die durch die elektrische Vorhangtechnologie repräsentiert wird, um selbstreinigende Materialien für die Reinigung vorzubereiten.
Wasser ：Einerseits gibt es in der Antarktis viel Wassereis, das mit Eisminen abgebaut und durch Hitze geschmolzen werden kann. Andererseits kann Wasser durch die Kombination von Sauerstoff aus den reichlich vorhandenen Eisenoxidverbindungen des Mondes in einem Hochtemperaturofen mit Wasserstoffgas aus der Mondatmosphäre und dem von Sonden und Sonnensegeln gesammelten Sonnenwind hergestellt werden.
Nahrung: In der Anfangsphase des Baus werden die Astronauten Lebensmittel mit hohem Nährwert essen, die von der Erde stammen. Wenn der Pflanzbereich fertiggestellt ist, können verschiedene Pflanzen wie Karotten, die reich an Vitamin C sind, und Sojabohnen, die reich an Kalzium und Proteinen sind, angebaut werden. Gleichzeitig kann das Labor auch Kohlendioxid recyceln, um mit Hilfe von Recyclinganlagen Stärke herzustellen.
Luft：Wir werden Hochtemperatur-Schmelzverfahren von Sauerstoff und Pflanzen-Photosynthese verwenden, um Sauerstoff zu produzieren, durch die reichen Eisenoxid-Verbindungen des Mondes in den Hochtemperatur-Schmelzofen Verbrennung und Pflanzen-Photosynthese kann eine Menge Sauerstoff zu bekommen, und schließlich durch die entsprechenden chemischen Reaktionen können eine Vielzahl von Rohstoffen in der Luft zu bekommen, und dann bekommen Luft.
Strom: Die Sonnenkollektoren würden die Sonnenenergie in Strom umwandeln, der für eine Mondbasis ausreicht. Die Energie kann in Batterien gespeichert werden, um sie nachts zu nutzen. Als zweite Option werden wir Wasserstoff- und Sauerstoff-Brennstoffzellen verwenden, um Strom und Wärme für die Basis bereitzustellen.
Zu den festen Abfällen gehören Astronautenausscheidungen, ungenießbare Pflanzenteile, Küchenabfälle usw. Die organischen festen Abfälle werden durch aerobe Hochtemperaturgärung behandelt, und die Produkte nach der Behandlung können als organischer Dünger verwendet werden. Das bei der Gärung entstehende Kohlendioxid kann auch in den Pflanzentank geleitet werden und dient als Rohstoff für die Photosynthese der Pflanzen. Die anorganischen festen Abfälle werden in der Rotationsdestillationseinheit durch Hitze zersetzt, verdampfen zu einem Gas, und das Gas wird im Kondensator zu einer Flüssigkeit abgekühlt, die zu einem wiederverwendbaren Stoff zersetzt werden kann.
Die flüssigen Abfälle können im Reaktor verwendet werden, um mit großen Spiegeln das Sonnenlicht auf den Reaktor zu brechen und ihn mit Mondboden auf über 900 Grad zu erhitzen, um die verschiedenen Bestandteile der flüssigen Abfälle zu trennen. Das bei der Trennung entstehende Gas kann für die Pflanzenkultur verwendet werden.
Die Satellitenkommunikationstechnologie wird eingesetzt, um die gesammelten Daten und Informationen mittels Sprach-, Video- und statischer Übertragung über Erde-Mond-Kommunikationssatelliten und Bodenkommunikationsstationen an die Erde oder andere Mondbasen zu übermitteln und so eine Echtzeitkommunikation zwischen dem Mond und der Erde zu gewährleisten. Daten- und Informationsaustausch, Materialzuteilung usw. und Arbeitsaustausch zwischen den Basen.
Die Geologie wird im Mittelpunkt unseres Mondlagers stehen.
Die folgenden Experimente sollen auf dem Mond durchgeführt werden:
Experiment zur Analyse von Mondmineralien: Transport und Sammeln von Mineralien mit dem Mondrover, Einsatz des Raman-Spektrometers zur Untersuchung und Analyse der mineralischen Zusammensetzung der Mondoberfläche, um die mineralischen Ressourcen auf dem Mond vollständig zu verstehen und Pläne für die künftige Nutzung zu erstellen.
Experiment zur Landform des Mondes: Mit dem Rasterelektronenmikroskop wird die Oberfläche der Probe mit einem fein fokussierten hochenergetischen Elektronenstrahl beschossen, und die durch die Wechselwirkung zwischen dem Elektron und der Probe erzeugten Sekundärelektronen werden mit Elektroneninformationen zurückgeblitzt, um die Morphologie der Mineralien im Mondboden zu beobachten. Die Verteilung der Mineralienmorphologie kann für die Planung des zukünftigen Abbaus von Bodenschätzen auf dem Mond herangezogen werden. Und durch die Kamera, Laser-Radar und andere Technologien zur Messung und Untersuchung der geomorphischen Oberfläche des Mondes, verstehen die geomorphische Entwicklung und strukturellen Eigenschaften des Mondes
Mondstaub-Experiment: Künstliche Entnahme von Staubproben von der Mondoberfläche und deren Analyse in einer Vakuum-Handschuhbox, um zu verhindern, dass der Mondstaub den Astronauten schadet. Die Zusammensetzung und der Ursprung des Staubes auf der Mondoberfläche sowie der Ursprung und die Entwicklung des Sonnensystems.
Physisches und physiologisches Training: Astronauten durchlaufen eine Reihe von physischen und physiologischen Trainingsmaßnahmen, darunter Raumanpassung (Überlebenstraining in einem begrenzten, simulierten Raum), Schwerkraftanpassung (lange Perioden von Magertraining und Spinning) sowie Herz-Kreislauf- und Muskeltraining (aerobes und anaerobes Training zur Verbesserung der Ausdauer und der kardiopulmonalen Funktion). Und so weiter, um sich an das Leben und Arbeiten in der Weltraumumgebung für eine lange Zeit anzupassen.
Technische und ingenieurwissenschaftliche Ausbildung: Astronauten müssen eine Vielzahl von weltraumtechnischen und ingenieurwissenschaftlichen Kenntnissen beherrschen, u. a. in den Bereichen Raumfahrzeugbetrieb, Flugkontrolle, Weltraummedizin und Umweltschutz.
Fernsteuerungs- und Kommunikationstraining: Die Astronauten müssen den Gebrauch und die Wartung verschiedener Fernsteuerungs- und Kommunikationsgeräte sowie verschiedene Kommunikationsprotokolle und -verfahren erlernen und üben, um den Kontakt zur Bodenkontrolle aufrechtzuerhalten.
Simulationstraining: Die Astronauten müssen eine Reihe von Simulationstrainings absolvieren, die vor allem den Start, den Orbitalflug, das Andocken von Raumfahrzeugen, die Weltraumwartung, den Weltraumspaziergang und andere Simulationstrainings für Weltraummissionen sowie Simulationstrainings für Schwerelosigkeit, Feuer, Sauerstoffleckagen und andere Notfälle umfassen, um ihren sicheren und effektiven Einsatz in der Weltraumumgebung zu gewährleisten.
Lebensmittel- und Wassermanagement: Astronauten müssen wissen, wie sie mit Lebensmitteln und Wasser umgehen müssen, um eine angemessene Ernährung und Flüssigkeitszufuhr im Weltraum zu gewährleisten.
Training für Teamwork und mentale Gesundheit: Astronauten müssen einen guten Sinn für Teamarbeit und psychische Gesundheit haben, um Stabilität und Zusammenarbeit im Weltraum aufrechtzuerhalten. Teamtraining und psychologische Beratung können durchgeführt werden, um die psychologische Qualität der Astronauten zu verbessern.
Das benötigte Raumfahrzeug muss über eine gute geschlossene Raumumgebung, ein komplettes System zur Herstellung des Sauerstoffkreislaufs, eine autonome Navigationsfähigkeit, eine leichte Konstruktion, eine gute Haltbarkeit und eine hohe Treibstoffeffizienz verfügen.
Die wichtigsten Transportmittel sind Mondbuggys und Mondraumfahrzeuge, die mit Wasserstoff und Sauerstoff betrieben werden. Der mit Solarzellen betriebene Rover kann Astronauten zu verschiedenen Zielen bringen, um die Mondoberfläche zu erkunden und zu untersuchen. Der Lunar Orbiter ist ein speziell für den Flug und die Erkundung des Mondes konzipiertes Fahrzeug. Er kann Personal und Ausrüstung für wissenschaftliche Forschungs- und Erkundungsarbeiten rund um den Mond transportieren.
Bei der Rückkehr zur Erde steigen die Astronauten zunächst in die Mondlandefähre oder eine ähnliche Kapsel und verlassen mit Hilfe von Raketen oder anderen Triebwerken die Schwerkraft des Mondes, um in eine Mondumlaufbahn einzutreten. Der Andock-Orbiter verlässt dann die Schwerkraft des Mondes und tritt in die Erdumlaufbahn ein. Andocken an das Erdmodul, wiederum mit Hilfe von Raketen oder anderen Triebwerken, und Eintritt in die Erdatmosphäre. Schließlich müssen die Astronauten Fallschirme oder andere Bremsvorrichtungen benutzen, um den Orbiter sicher auf die Erdoberfläche abzusetzen.
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