Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Γκαλερί έργων

CX330

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Κίνα 19, 18   6 / 3 Αγγλικά
Λογισμικό τρισδιάστατης σχεδίασης: Fusion 360

1.1 - Περιγραφή του έργου

• Το απέραντο σύμπαν ήταν πάντα ένα μέρος που θέλουμε να εξερευνήσουμε και σχεδιάζουμε να κατασκευάσουμε μια βάση στο φεγγάρι για επιστημονική έρευνα, για να εξερευνήσουμε τα κύρια συστατικά του σεληνιακού εδάφους, καθώς και κάποιες από τις ενεργειακές πηγές που είναι διαθέσιμες στο φεγγάρι. Ταυτόχρονα, να επαληθεύσουμε τη σκοπιμότητα της πρόσβασης στην ενέργεια κατά τη διαδικασία της επιστημονικής έρευνας.
• Η βάση μας έχει δύο ορόφους, ο πρώτος όροφος είναι ο χώρος επιστημονικής έρευνας: υπάρχει ένα μεγάλο εργαστήριο και ιατρική μονάδα- Ο δεύτερος όροφος είναι ο χώρος διαβίωσης: μια βασική κουζίνα και ένα υπνοδωμάτιο. Οι αστροναύτες πρέπει να ζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας, οπότε το να έχουν ένα δυνατό σώμα είναι απαραίτητο, δημιουργήσαμε ένα γυμναστήριο για να γυμνάζονται, και υπάρχουν επίσης θάλαμοι αναψυχής και ψυχαγωγίας για τους αστροναύτες ώστε να ανακουφίζονται από την πίεση της εργασίας.

1.2 - Γιατί θέλετε να χτίσετε μια κατασκήνωση στο φεγγάρι; Εξηγήστε τον κύριο σκοπό της σεληνιακής κατασκήνωσής σας (π.χ. επιστημονικοί, εμπορικοί ή/και τουριστικοί σκοποί).

Ο κύριος σκοπός της σεληνιακής μας κατασκήνωσης είναι η επιστημονική έρευνα. Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι έχουν κάνει τόσα πολλά όνειρα στο φεγγάρι. Τώρα δεν ονειρευόμαστε απλώς την εξερεύνηση του φεγγαριού. Το φεγγάρι είναι πλούσιο σε ενέργεια που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε. Οι μοναδικοί ορυκτοί πόροι και η ενέργεια στο φεγγάρι είναι επίσης σημαντικά συμπληρώματα και αποθέματα για τους πόρους της Γης. Οι αστροναύτες θα εξερευνήσουν τη διαθεσιμότητα αυτών των πηγών ενέργειας και θα βελτιώσουν τη σεληνιακή κατασκήνωση, η οποία θα θέσει μια σταθερή βάση για μελλοντικές "τουριστικές" και "εμπορικές" δραστηριότητες.

2.1 - Πού θέλετε να χτίσετε το Moon Camp σας; Εξηγήστε την επιλογή σας.

Θέλουμε να τοποθετήσουμε τη βάση στην κορυφή του λόφου μεταξύ του κρατήρα Sverdrup και του κρατήρα Shackleton. Ακολουθούν τέσσερις λόγοι:

• Οι πολικές περιοχές του φεγγαριού περνούν περίπου το 70 έως 80 τοις εκατό του χρόνου τους στο ηλιακό φως, παρέχοντας καλές συνθήκες για μια βάση ηλιακής ενέργειας.
• Μικρή διαφορά θερμοκρασίας, κατάλληλη για επιζώντες
• Υπάρχει άφθονος πάγος, που λύνει επίσης το πρόβλημα του νερού.
• Η λεκάνη Aitken διαθέτει μεγάλη ποσότητα ανακτήσιμων πόρων

2.2 - Πώς σκοπεύετε να χτίσετε την Κατασκήνωσή σας στο Φεγγάρι; Σκεφτείτε πώς μπορείτε να αξιοποιήσετε τους φυσικούς πόρους της Σελήνης και ποια υλικά θα χρειαστεί να φέρετε από τη Γη. Περιγράψτε τις τεχνικές, τα υλικά και τις σχεδιαστικές σας επιλογές.

• Το κέλυφος μας χρησιμοποιεί τιτάνιο μαγνήσιο αλουμίνιο τρία είδη κράματος μετάλλων, σκληρό ανθεκτικό στη διάβρωση, μπορεί να αντισταθεί σε έναν ορισμένο κίνδυνο μετεωριτών.
• Το γυαλί του κελύφους της βάσης μας με γυαλί κατά της ακτινοβολίας, για την αποτροπή της ισχυρής ακτινοβολίας στο διάστημα.
• Οι τοίχοι της βάσης μας είναι κατασκευασμένοι από σεληνιακό χώμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τοπικά και έχει κάποια μόνωση, ώστε οι αστροναύτες να ζουν σε σταθερή θερμοκρασία και άνετο περιβάλλον.
• Τεχνολογία:
• Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης, θα παράγουμε αυτόματα οικοδομικά υλικά από σεληνιακό έδαφος, βράχους και άλλους πόρους, εξοικονομώντας έτσι το κόστος μεταφοράς υλικών από τη Γη στο φεγγάρι.
• Χρησιμοποιούμε επίσης ολογραφική προβολή για να δείξουμε ορισμένα τεχνολογικά επιτεύγματα.
• Τι υλικά πρέπει να φέρετε:
• Φαγητό: Οι αστροναύτες χρειάζονται αρκετή τροφή για να διατηρήσουν τη σωματική τους υγεία και την ψυχική τους κατάσταση.
• Εξοπλισμός επικοινωνίας και πλοήγησης: Οι αστροναύτες πρέπει να παραμένουν σε επαφή με τη Γη και τους άλλους αστροναύτες και χρειάζονται ακριβή εξοπλισμό πλοήγησης για να βρίσκουν τον προορισμό τους.
• Εργαλεία και εξοπλισμός: Οι αστροναύτες χρειάζονται εργαλεία και εξοπλισμό για να ολοκληρώσουν τις αποστολές και να επισκευάσουν τον εξοπλισμό.
• Ατομικός εξοπλισμός προστασίας: Οι αστροναύτες χρειάζονται κατάλληλο ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό για να προστατευτούν από το σεληνιακό περιβάλλον.

2.3 - Πώς προστατεύει και παρέχει καταφύγιο στους αστροναύτες σας από το σκληρό περιβάλλον της Σελήνης;

• Όσον αφορά την επιστήμη και την τεχνολογία, χρησιμοποιούμε την παρακολούθηση με ραντάρ για να προβλέψουμε την άφιξη φυσικών καταστροφών, όπως οι μετεωρίτες, ώστε να κάνουμε προετοιμασίες εκ των προτέρων. Διαθέτουμε επίσης ρομπότ βρύα που παρακολουθούν τη βάση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, ειδοποιώντας το πλήρωμα για επικείμενο κίνδυνο.
• Το κέλυφος μας χρησιμοποιεί τιτάνιο μαγνήσιο αλουμίνιο τρία είδη κράματος μετάλλων, σκληρή αντοχή στη διάβρωση, μπορεί να αντισταθεί σε έναν ορισμένο κίνδυνο μετεωριτών.
• Το γυάλινο κέλυφος της βάσης μας υιοθετεί γυαλί κατά της ακτινοβολίας για να αποτρέψει την ισχυρή ακτινοβολία στο διάστημα.
• Οι τοίχοι της βάσης μας είναι κατασκευασμένοι από σεληνιακό χώμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τοπικά και έχει κάποια μόνωση, ώστε οι αστροναύτες να ζουν σε σταθερή θερμοκρασία και άνετο περιβάλλον.

3.1 - Πώς η δική σας σεληνιακή κατασκήνωση θα παρέχει στους αστροναύτες βιώσιμη πρόσβαση σε βασικές ανάγκες όπως νερό, τροφή, αέρα και ενέργεια;

Νερό：Τον Αύγουστο του 2018, η NASA επιβεβαίωσε την παρουσία πάγου νερού στα επιφανειακά στρώματα των πόλων του φεγγαριού, ο οποίος θα μπορούσε να έχει συνολική μάζα άνω των 600 εκατομμυρίων τόνων. Στις 26 Οκτωβρίου 2020, η NASA επιβεβαίωσε ότι νερό υπάρχει επίσης σε τμήματα του φεγγαριού που φωτίζονται από το ηλιακό φως, οπότε θα μπορούσε αρχικά να χρησιμοποιηθεί. Ο σεληνιακός πάγος συλλέγεται από ένα ρόβερ και φιλτράρεται σύμφωνα με τα απαιτούμενα πρότυπα. Και ένα σύστημα ανακύκλωσης του νερού. Ο κινεζικός διαστημικός μας σταθμός ανακυκλώνει το 93% του νερού του.
Τροφή：Πάρτε κάποια διαστημική τροφή και σπόρους λαχανικών και φρούτων και μπορείτε να ξεκινήσετε με λαχανικά που μπορούν να επιβιώσουν, όπως οι πατάτες, και στη συνέχεια να αναπτύξετε ένα οικοσύστημα. Όταν τα φρούτα και τα λαχανικά ωριμάσουν, οι σπόροι μπορούν να συλλεχθούν και να φυτευτούν ξανά. Δημιουργία τεχνητού κρέατος μέσω κυτταροκαλλιέργειας και μηχανικής ιστών, επιτρέποντας στα ζωικά κύτταρα να πολλαπλασιάζονται μόνα τους στο εργαστήριο.
Ισχύς：Ο πόλος του φεγγαριού βρίσκεται κάτω από το ηλιακό φως περίπου 70 έως 80 τοις εκατό του χρόνου, έτσι χρησιμοποιούμε την τεχνολογία της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Έχουμε δύο είδη ηλιακών πάνελ, το ένα είναι ένα πτυσσόμενο ηλιακό πάνελ, το οποίο μπορεί να τραβηχτεί προς τα πίσω για να αποφευχθεί η ζημιά σε κακές καιρικές συνθήκες. Το άλλο είναι η μετατροπή των παραθύρων σε διαφανείς ηλιακούς συλλέκτες, οι οποίοι εξοικονομούν χώρο και είναι αισθητικά ευχάριστοι.
  Αέρας：Σύμφωνα με έρευνες, το φεγγάρι έχει πράγματι άφθονο οξυγόνο, αλλά όχι σε αέρια μορφή. Αντίθετα, είναι παγιδευμένο σε ένα στρώμα βράχων και λεπτόκοκκης σκόνης που καλύπτει την επιφάνεια του φεγγαριού. Ο αριθμός των στοιχείων οξυγόνου στο σεληνιακό έδαφος έχει φθάσει τα 40%, και περισσότερα από 99,9% των σεληνιακών πεδιάδων και των ορεινών όγκων περιέχουν στοιχεία οξυγόνου. Και υπάρχει αρκετό οξυγόνο στην επιφάνεια για να συντηρήσει περίπου 8 δισεκατομμύρια ανθρώπους στη Γη για 100.000 χρόνια. Έτσι χρησιμοποιούμε την ηλεκτρόλυση τήγματος για να εξάγουμε οξυγόνο από το σεληνιακό έδαφος.

3.2 - Πώς θα διαχειριστεί η σεληνιακή κατασκήνωσή σας τα απόβλητα που παράγουν οι αστροναύτες στη Σελήνη;

Ανακύκλωση: Ένας από τους σημαντικότερους τρόπους διαχείρισης των αποβλήτων είναι η ανακύκλωση όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτό περιλαμβάνει την ανακύκλωση νερού, τροφίμων και άλλων υλικών. Το τραπέζι μας μπορεί να μετατρέψει τα αποφάγια σε ηλεκτρική ενέργεια και να τα επαναχρησιμοποιήσει.
Αποτέφρωση: Ορισμένοι τύποι αποβλήτων μπορεί να απαιτούν αποτέφρωση για τη μείωση της μάζας και του όγκου τους. Συστήματα αποτέφρωσης θα μπορούσαν να εγκατασταθούν σε σεληνιακούς καταυλισμούς για να καίνε τα απόβλητα και να τα μετατρέπουν σε τέφρα που μπορεί να αποθηκευτεί με ασφάλεια.
Κομποστοποίηση: Τα οργανικά απόβλητα μπορούν να κομποστοποιηθούν για τη δημιουργία πλούσιου σε θρεπτικά συστατικά εδάφους. Η σεληνιακή κατασκήνωση θα διαθέτει πιθανότατα ένα σύστημα κομποστοποίησης που χρησιμοποιεί βακτήρια για να διασπάσει τα οργανικά απόβλητα σε κομπόστ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη φυτών.
Αποθήκευση: Τα απόβλητα που δεν μπορούν να ανακυκλωθούν, να καούν ή να κομποστοποιηθούν πρέπει να αποθηκευτούν. Οι σεληνιακοί καταυλισμοί μπορούν να διαθέτουν ειδικά δοχεία αποθήκευσης για την ασφαλή αποθήκευση των αποβλήτων μέχρι να μπορέσουν να μεταφερθούν πίσω στη Γη.

3.3 - Πώς θα διατηρεί η σεληνιακή κατασκήνωσή σας επικοινωνία με τη Γη και άλλες σεληνιακές βάσεις;

Σεληνιακοί δορυφόροι: Το φεγγάρι μπορεί να έχει δορυφόρους σε τροχιά που μεταφέρουν σήματα επικοινωνίας μεταξύ της σεληνιακής κατασκήνωσης και της Γης. Αυτό θα επέτρεπε την επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο μεταξύ του φεγγαριού και της Γης.
Κεραίες εδάφους: Οι σεληνιακές κατασκηνώσεις μπορούν να χρησιμοποιούν επίγειες κεραίες για να επικοινωνούν με τη Γη. Αυτές οι κεραίες πρέπει να είναι στρατηγικά τοποθετημένες για να εξασφαλίσουν αξιόπιστη επικοινωνία.
Επικοινωνίες ραδιοσυχνοτήτων (RF): Οι επικοινωνίες RF μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ των σεληνιακών καταυλισμών και της Γης. Αυτό προϋποθέτει τη χρήση ειδικού εξοπλισμού για τη μετάδοση και τη λήψη σημάτων RF.
Επικοινωνία με λέιζερ: Η επικοινωνία με λέιζερ είναι μια άλλη επιλογή για τη μετάδοση δεδομένων μεταξύ του σεληνιακού στρατοπέδου και της Γης. Αυτό συνεπάγεται τη χρήση λέιζερ για τη μετάδοση δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις με υψηλές ταχύτητες.
Επικοινωνία μεταξύ βάσεων: Εάν υπάρχουν πολλές σεληνιακές βάσεις, θα είναι απαραίτητη η επικοινωνία μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να γίνει με τον ίδιο τρόπο όπως η επικοινωνία με τη Γη.

4.1 - Ποιο(α) επιστημονικό(α) θέμα(τα) θα αποτελέσει(ουν) το επίκεντρο της έρευνας στο Moon Camp σας; Εξηγήστε ποια πειράματα σκοπεύετε να κάνετε στη Σελήνη (για παράδειγμα στα θέματα της γεωλογίας, του περιβάλλοντος χαμηλής βαρύτητας, της βιολογίας, της τεχνολογίας, της ρομποτικής, της αστρονομίας κ.λπ.)

Γεωλογία: Η Σελήνη είναι ένας γεωλογικά ποικίλος και πολύπλοκος κόσμος. Οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν πειράματα για να μελετήσουν τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας, την ορυκτολογία και τη γεωλογική ιστορία της Σελήνης. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει γεωτρήσεις στη σεληνιακή επιφάνεια για τη μελέτη δειγμάτων πυρήνων, ανάλυση της σύνθεσης των πετρωμάτων και του εδάφους και δημιουργία ενός γεωλογικού χάρτη της σελήνης.
Περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας: Το περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας στη Σελήνη παρουσιάζει μοναδικές προκλήσεις και ευκαιρίες για επιστημονική έρευνα. Οι ερευνητές μπορούν να μελετήσουν τις επιπτώσεις της χαμηλής βαρύτητας στην ανθρώπινη φυσιολογία, την ανάπτυξη των φυτών και την επιστήμη των υλικών. Για παράδειγμα, η ανάπτυξη των φυτών σε χαμηλή βαρύτητα και η συμπεριφορά των υλικών σε χαμηλή βαρύτητα μπορούν να μελετηθούν πειραματικά.
Βιολογία: Η Σελήνη θα μπορούσε επίσης να αποτελέσει μια πολύτιμη πλατφόρμα για τη μελέτη της προέλευσης της ζωής και της βιολογικής εξέλιξης. Μπορούν να διεξαχθούν επιστημονικά πειράματα για τη μελέτη της συμπεριφοράς των μικροοργανισμών σε περιβάλλοντα χαμηλής βαρύτητας ή για τη διερεύνηση των επιπτώσεων της ακτινοβολίας στους οργανισμούς.
Τεχνολογία και ρομποτική: Η Σελήνη θα μπορούσε να αποτελέσει ιδανικό μέρος για τη δοκιμή νέων τεχνολογιών και ρομπότ για την εξερεύνηση του διαστήματος. Θα μπορούσαν να διεξαχθούν πειράματα για να δοκιμαστούν νέες διαστημικές στολές, ρόβερ και άλλος εξοπλισμός σχεδιασμένος για περιβάλλοντα χαμηλής βαρύτητας. Η ρομποτική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξερεύνηση της επιφάνειας του φεγγαριού και τη διεξαγωγή επιστημονικών πειραμάτων.
Αστρονομία: Το φεγγάρι είναι μια εξαιρετική πλατφόρμα για την παρατήρηση του σύμπαντος, επειδή δεν έχει ατμόσφαιρα και χαμηλά επίπεδα φωτορύπανσης. Οι ερευνητές μπορούν να διεξάγουν αστρονομικές παρατηρήσεις και πειράματα για τη μελέτη του σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένης της μελέτης της κοσμικής ακτινοβολίας και της αναζήτησης σκοτεινής ύλης.

5.1 - Τι θα περιλαμβάνατε στο πρόγραμμα εκπαίδευσης των αστροναυτών σας, για να βοηθήσετε στην προετοιμασία των αστροναυτών για μια αποστολή στη Σελήνη;

Φυσική κατάσταση: Οι αστροναύτες πρέπει να βρίσκονται σε άριστη φυσική κατάσταση για να αντέξουν τις κακουχίες των διαστημικών πτήσεων και του σεληνιακού περιβάλλοντος. Το πρόγραμμα εκπαίδευσης θα περιλαμβάνει σωματικές ασκήσεις, προπόνηση αντοχής και καρδιαγγειακές προπονήσεις για να βοηθήσει τους αστροναύτες να αποκτήσουν δύναμη, αντοχή και ευλυγισία.
Λειτουργία διαστημικού σκάφους: Οι αστροναύτες πρέπει να είναι ικανοί να χειρίζονται το διαστημόπλοιο που θα τους μεταφέρει στη Σελήνη και πίσω. Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα θα καλύπτει όλες τις πτυχές των λειτουργιών του διαστημικού σκάφους, συμπεριλαμβανομένης της εκτόξευσης, της πρόσδεσης και της επανεισόδου.
Εξωλεμβική δραστηριότητα (EVA): Μια αποστολή στη Σελήνη θα απαιτούσε από τους αστροναύτες να πραγματοποιούν EVAs για να εξερευνήσουν τη σεληνιακή επιφάνεια και να διεξάγουν επιστημονικά πειράματα. Το πρόγραμμα εκπαίδευσης θα περιλαμβάνει διαδικασίες EVA, όπως η χρήση της διαστημικής στολής, η μετακίνηση σε περιβάλλοντα χαμηλής βαρύτητας και η διεξαγωγή πειραμάτων στη σεληνιακή επιφάνεια.
Σεληνιακή γεωλογία: Η κατανόηση της σεληνιακής γεωλογίας είναι απαραίτητη για τη διεξαγωγή επιστημονικής έρευνας στη Σελήνη. Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα θα καλύπτει τα βασικά στοιχεία της σεληνιακής γεωλογίας, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού της Σελήνης, της σύνθεσης των πετρωμάτων και του εδάφους της και των γεωλογικών χαρακτηριστικών της σεληνιακής επιφάνειας.
Σχεδιασμός αποστολής: Οι αστροναύτες πρέπει να είναι σε θέση να σχεδιάζουν και να εκτελούν μια επιτυχημένη αποστολή. Το εκπαιδευτικό πρόγραμμα θα καλύπτει όλες τις πτυχές του σχεδιασμού της αποστολής, συμπεριλαμβανομένων των στόχων της αποστολής, του χρονοδιαγράμματος και των σχεδίων έκτακτης ανάγκης.
Επικοινωνία: Η επικοινωνία είναι ζωτικής σημασίας κατά τη διάρκεια των διαστημικών αποστολών. Το πρόγραμμα εκπαίδευσης θα περιλαμβάνει ασκήσεις επικοινωνίας, όπου οι αστροναύτες θα εξασκούνται στην επικοινωνία με τον έλεγχο της αποστολής και μεταξύ τους.
Ψυχολογική κατάρτιση: Η διαβίωση και η εργασία στο διάστημα για παρατεταμένες περιόδους μπορεί να αποτελέσει ψυχική πρόκληση. Το πρόγραμμα εκπαίδευσης θα περιλαμβάνει ψυχολογική υποστήριξη και εκπαίδευση για να βοηθήσει τους αστροναύτες να αντιμετωπίσουν το άγχος των διαστημικών πτήσεων.

5.2 - Τι διαστημικά οχήματα θα χρειαστεί η μελλοντική σας αποστολή στη Σελήνη; Περιγράψτε τα οχήματα που θα βρείτε στο Moon camp σας και σκεφτείτε πώς θα ταξιδεύετε από και προς τη Γη και πώς θα εξερευνήσετε νέους προορισμούς στην επιφάνεια της Σελήνης.

Σεληνιακή προσεδάφιση: Για τη μεταφορά των αστροναυτών και του εξοπλισμού από τη σεληνιακή τροχιά στη σεληνιακή επιφάνεια απαιτείται ένα σεληνιακό διαστημόπλοιο. Το διαστημόπλοιο πρέπει να μπορεί να προσγειωθεί με ασφάλεια στη σεληνιακή επιφάνεια και να απογειωθεί ξανά για να επιστρέψει στη σεληνιακή τροχιά.
Engineering Rover: για να εξερευνήσει τη σεληνιακή επιφάνεια και να συλλέξει δείγματα. Το ρόβερ πρέπει να μπορεί να διασχίζει το τραχύ, βραχώδες έδαφος της σελήνης και να εργάζεται στο σκληρό σεληνιακό περιβάλλον.
Σύστημα διαστημικής εκτόξευσης: Η εκτόξευση ενός διαστημικού σκάφους από τη Γη και η τοποθέτησή του σε σεληνιακή τροχιά απαιτεί ένα σύστημα διαστημικής εκτόξευσης.
Όχημα επανεισόδου: Χρειάζεται ένα όχημα επανεισόδου για την ασφαλή επιστροφή των αστροναυτών και των δειγμάτων στη Γη. Τα οχήματα επανεισόδου πρέπει να αντέχουν τη θερμότητα και την πίεση της επανεισόδου στη γήινη ατμόσφαιρα.

Άλλα έργα:

  Roboteer

  ROBOKIDS Richmond

    Βανκούβερ - Καναδάς

  Octonautas

  Colégio Vasco da Gama

    Lisboa - Πορτογαλία

  Κάτω από το σεληνιακό έδαφος

  郑州轻工业附属中学

    河南省郑州市 - Κίνα