En Moon Camp Pioneers, la misión de cada equipo es diseñar en 3D un campamento lunar completo utilizando el software de su elección. También tienen que explicar cómo utilizarán los recursos locales, protegerán a los astronautas de los peligros del espacio y describirán las instalaciones para vivir y trabajar en su campamento lunar.
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Software de diseño 3D: Fusion 360
Con el rápido aumento de la población y el incremento de la demanda de suelo humano, los recursos terrestres existentes en la Tierra son casi inagotables, por lo que la gente está empezando a dirigir su atención hacia el espacio. Nuestro equipo planea construir una estación de tránsito espacial en la Luna como trampolín para asentarse en Marte, más adecuado para la supervivencia humana, y también como estación de tránsito para la exploración tripulada del espacio profundo, ya que el entorno espacial puede detectarse con mayor claridad en el espacio exterior.
El campamento se compone principalmente de dos círculos, el círculo interior está interconectado entre sí y contiene el área de funciones vitales básicas, y el círculo exterior es el área funcional, como la estación de lanzamiento de cohetes y el dispositivo de conversión de recursos. Para que la gente descanse aquí para el próximo viaje, la zona residencial y la zona de vida y entretenimiento de nuestro campamento son muy cómodas, y algunos equipos también introducen el Internet de las Cosas y la tecnología ChatGPT, que pueden interactuar con las personas y conectarse con la información de base en tiempo real, realizando la interconexión de todas las cosas, mejorando en gran medida la sensación de experiencia de vida y comodidad, y aliviando la fatiga de la navegación espacial de las personas.
Para aumentar la distancia de los viajes interestelares humanos, y dado que la Luna es el satélite natural más cercano a la Tierra, el proyecto construyó un campamento en la Luna que sirviera de trampolín para apoyar los planes humanos de colonización de Marte. Las personas primero parten de la Tierra hacia la Luna, luego hacen un descanso en la Luna y el cohete también puede reponer energía antes de partir. Además, en la Luna es más fácil observar el entorno espacial para poder juzgar la navegación. Por estos méritos, el campamento también sirve de trampolín para la exploración tripulada del espacio profundo, con el fin de apoyar el desarrollo de la ciencia.
El campamento lunar está construido en una llanura cercana al ecuador, en la región del océano tormentoso de la Luna, lo que supone una ventaja geográfica sin parangón. En primer lugar, está situado en la región ecuatorial, donde el viento solar tiene un mayor ángulo de incidencia, por lo que la concentración de "helio-3" en la región ecuatorial de la Luna puede ser mayor, que es la fuente de energía del campamento. En segundo lugar, se encuentra en la parte frontal de la Luna y está ampliamente distribuida con basalto marino lunar, cuyo contenido de ilmenita puede llegar a 25%-30%, que es la fuente de agua del campamento. Además, la región ecuatorial tiene una gran ventaja en el tráfico extraterrestre, que es lo que más valoró nuestro equipo al elegir este lugar.
La construcción del campamento se lleva a cabo principalmente mediante un robot de impresión 3D de metal con conexión de cinco ejes y un robot de ensamblaje inteligente que utiliza tecnología de deposición directa de energía. La carcasa del campamento está hecha principalmente de carburo de titanio, porque su dureza es la segunda después del diamante, fuerte resistencia a la presión y al impacto, y es un producto del diagrama de flujo básico del campamento, y la fuente de energía se produce continuamente al principio. En la primera etapa, primero enviaremos el robot de impresión, el robot de ensamblaje y algunos materiales necesarios a la Luna, y la batería de reserva y los propios paneles solares del cohete son su principal fuente de energía. Los robots desarrollarán primero un terreno adecuado para acampar en la Luna, luego construirán reactores de fusión que les proporcionen un suministro sólido de energía, y después construirán poco a poco otros dispositivos de conversión de energía, anillos interiores y exteriores. En la segunda etapa, subirán dos técnicos para llevar a cabo algunas de las tareas necesarias de empalme e inspección del equipo del campamento, y también traerán algunos de los instrumentos y equipos necesarios para el campamento. En la tercera etapa, una vez estabilizado el funcionamiento de prueba del campamento durante cierto tiempo, se podrá poner en funcionamiento la estación de transferencia, y se realizarán algunas ampliaciones en función de la situación.
En primer lugar, el armazón del campamento está hecho de carburo de titanio sólido, que puede resistir el impacto de meteoritos, y puede advertirlos con antelación bajo la detección de radares multifuncionales para evitar peligros con antelación. La parte acristalada del exterior está hecha de vidrio de silicato de bario a prueba de radiación, la parte metálica está cubierta con una capa de material antirradiación de fibra metálica para resistir la radiación, y los astronautas también toman vitaminas A y C a diario para la prevención. Las temperaturas extremas se controlan mediante un sistema de ventilación y aislamiento en el campamento. Para el vacío espacial, todo el campamento cuenta con salas y pasillos cerrados con aire, a través de un eficaz sistema de circulación de oxígeno, mantienen un ambiente atmosférico similar al de la Tierra, garantizan las necesidades respiratorias del personal e impiden que el barro y el polvo de la superficie lunar penetren en la base.
En segundo lugar, el campamento cuenta con un sistema de reciclaje de basuras, el primero de los cuales convierte los excrementos humanos y los residuos sólidos en sustratos similares a la tierra y fertilizantes para la siembra en la sala de plantas. El segundo recoge las aguas residuales de varias zonas del campamento y las divide en purificables y no purificables, y luego las trata por separado, algunas para uso secundario y otras se purifican en nueva agua utilizable, mejorando el uso de los recursos hídricos.
En tercer lugar, el campamento cuenta con una sala de siembra que puede proporcionar verduras frescas para que los astronautas coman y complementen sus vitaminas. Además, para evitar que la gente se canse de comer, los robots inteligentes del campamento enseñarán a la gente una variedad de prácticas alimentarias distintas, de modo que los mismos ingredientes tengan sabores y apariencias diferentes.
En cuarto lugar, hay una sala médica en el campamento, que puede atender emergencias y proporcionar soporte vital a los astronautas.
Agua: El frente lunar es rico en ilmenita, y se puede obtener una gran cantidad de agua al reaccionar con hidrógeno, y el agua puede ser desinfectada y filtrada para convertirse en una fuente de agua normal.
Alimentación: Al principio, la gente comía alimentos traídos de la tierra hasta que la primera oleada de cultivos en la cámara de plantación del campamento maduró y proporcionó un suministro constante de alimentos. La cámara de plantación adopta cestas de plantación para realizar cultivos sin tierra y el uso de sustratos similares a la tierra para cultivar. Además, la ingesta de proteínas y algunas vitaminas se complementa utilizando nutrientes aportados por la tierra. Para evitar que la gente se canse de la comida, el campamento cuenta con personal especial para enseñar a la gente diversas prácticas alimentarias, de modo que los mismos ingredientes tengan sabores y apariencias diferentes.
Aire: Durante el día lunar, el principal suministro de oxígeno es el dióxido de carbono que golpea la hoja de oro y la fotosíntesis de algas a gran escala para producir oxígeno, y en el cielo negro de la luna, este último se sustituye principalmente por la electrólisis del agua para producir oxígeno. Una vez producido el oxígeno, se modula de acuerdo con la proporción de la atmósfera terrestre, y luego entra en el campamento a través del sistema de ventilación y aislamiento.
Energía: En el sistema energético del campamento, elegimos la generación de energía por fusión nuclear con suministro auxiliar de energía solar, que desempeña un papel en la regulación y estabilización del suministro de energía, y la energía de fusión nuclear es también el combustible para los cohetes del campamento. La zona de mar tranquilo donde se encuentra el campamento tiene 50% del mar lunar se puede extraer 3He, que es rico en materias primas de fusión, y es muy limpio, eficiente y seguro, que es la mejor opción de energía para el campamento.
En el campamento hay una estación especial de recogida de basuras, que utiliza bacterias de fermentación de digestión anaeróbica para degradar los residuos producidos en la Luna de dos maneras. Una forma es fermentando el estiércol y la orina hasta convertirlos en un sustrato similar a la tierra. Otra forma es descomponiendo los residuos sólidos en fertilizante. Para las aguas residuales, el campamento cuenta con un sistema completo de reciclaje de agua, que recoge las aguas residuales de la zona del campamento y las divide en dos tipos: purificables y no purificables. Por ejemplo, las aguas residuales del lavado de manos se purifican y se convierten en una fuente de agua normal a través del sistema de filtración; la orina no es purificable y se transporta a silos de procesamiento microbiano como materia prima para la producción de sustratos de suelo para uso secundario. Este es el sistema de reciclaje de agua de nuestro centro, que mejora enormemente la utilización de los recursos hídricos.
Encima de la sala de estar y recreo del campamento se ha construido un radar multifuncional, una de cuyas funciones es mantener la comunicación entre el campamento y otros campamentos lunares por radio.
La migración espacial y la exploración tripulada del espacio profundo centran la investigación de los campamentos. En los campamentos de migrantes espaciales se llevan a cabo principalmente experimentos sanitarios y de producción agrícola y alimentaria. Tras establecer un campamento en la Luna, es necesario resolver una serie de problemas sanitarios y médicos, por lo que los científicos llevan a cabo diversos experimentos médicos, como probar la eficacia de los fármacos, preparar equipos médicos, realizar biomonitorización, etc. Dado que el campamento es autosuficiente en alimentos, los científicos estudian plantas y animales cultivados y criados en entornos lunares, así como técnicas de procesamiento y conservación de alimentos para garantizar fuentes de alimentos frescos, seguros y nutritivos. En los campamentos tripulados de exploración del espacio profundo se realizan principalmente experimentos de astronomía espacial. El campamento lunar está situado fuera de la Tierra y dispone de excelentes vistas del cielo estrellado por la noche, lo que permite a los científicos realizar experimentos astronómicos, medir y observar otras galaxias y planetas, como el uso de telescopios celestes (radares multifuncionales de salón) para estudiar problemas como la energía oscura y la materia oscura.
Formación en conocimientos básicos: incluye formación en conocimientos básicos de astrofísica, medicina espacial, entorno espacial, informática, ingeniería mecánica, etc. Estos fundamentos ayudarán a los astronautas a comprender mejor y desenvolverse mejor en diversas tecnologías y retos durante las misiones.
Formación en habilidades específicas: En función de las necesidades de la misión, los astronautas deben formarse en las competencias pertinentes, como la operación de la superficie planetaria, la operación de la nave espacial, la planificación y ejecución de la misión, los experimentos científicos, etc.
Formación para el manejo de emergencias: Los astronautas deben realizar una serie de entrenamientos para hacer frente a posibles emergencias, como pérdidas de presión, incendios, etc. Este entrenamiento tiene lugar en simuladores para que los astronautas puedan responder mejor en situaciones de emergencia.
Formación en trabajo en equipo: Los astronautas deben colaborar estrechamente en las misiones, por lo que se requiere formación en trabajo en equipo. Esta formación suele incluir aspectos como liderazgo, habilidades de comunicación, etc.
Entrenamiento físico: Los astronautas necesitan mantener un alto nivel de forma física, por lo que se requiere entrenamiento físico. Esto incluye entrenamiento en áreas como aeróbic, entrenamiento de fuerza y agilidad.
Formación para la aculturación: Los astronautas suelen proceder de países y entornos culturales diferentes, por lo que necesitan formación para adaptarse mejor y aceptar la diversidad y las diferencias culturales de la misión.
Los campamentos deben disponer de este tipo de naves espaciales con un suministro de energía sostenible para soportar vuelos largos; tener un alto grado de autonomía, con navegación autónoma y capacidad para evitar obstáculos; contar con un buen equipo de comunicaciones para garantizar una comunicación fluida. Los astronautas viajan entre la Luna y la Tierra a través de naves espaciales. En el campamento hay un rover lunar, que puede transportar astronautas para explorar otras partes de la superficie lunar.
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