Moon Camp Pioneers võistlusel on iga meeskonna ülesanne 3D-disainida täielik Moon Camp, kasutades selleks enda valitud tarkvara. Samuti peavad nad selgitama, kuidas nad kasutavad kohalikke ressursse, kaitsevad astronaute kosmoseohtude eest ning kirjeldavad oma Kuulaagri elu- ja tööruume.
Shanghai Qingpu vanemate keskkool Shanghai-Qingpu Hiina 15, 16 6 / 2 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360
Kuuekümne kahe aasta jooksul pärast inimese kosmosesse sisenemist on tehnoloogia jõudsalt arenenud. Me tahame taas Maalt lahkuda, et teha midagi suuremat. Kuu täielikuks uurimiseks ning hilisemaks laienemiseks ja pikaajaliseks elamiseks tahame ehitada mõned Kuu laagrid, et säilitada astronaudid ja teadlased.
Meie kuulaagrit kaitseb ümmargune kuppel, et vähendada soojuse hajumist. Keskel asuv ala on jagatud uurimisalaks, toiduvarude alaks, meditsiinialaks, elamisalaks, seadmete ladustamisalaks, istutusalaks ja maa-aluseks varjualaks, mis on stabiilsust ja praktilisust silmas pidades nurga all ühendatud kerakujuline. Ülejäänud kaks ala on tuumasünteesi, elektrolüüsi, reoveepuhastusala ning spordi- ja puhkeala. Need on ühendatud keskse alaga poole maapähkli kujul, mis näitab kolmnurga üldist stabiilsust ja turvalisust, olles samas täiesti funktsionaalne, et rahuldada kolme astronauti kõiki vajadusi.
Ehitusmaterjalide puhul kasutame vundamendi ja hoone alumise korruse jaoks komposiitbetooni ja mullapõhist boornitriidil põhinevat materjali. Pealisehitise ja kuppli jaoks kasutatakse mälumetalli ja kiirguskindlat klaasi, mis muudab laagri tugevaks ja kiirgushäirete eest kaitstuks.
Me teeme piisavalt tehnikat, et varustada meie Kuu laagrid vee, toidu, õhu, kütuse ja energiaga ning olla pikaajaliselt iseseisvad.
Meie teadusuuringud keskenduvad astronoomiale, botaanikale ja geoloogiale ning teadust edendavatele katsetele Kuu peal.
Meie eesmärk on edendada teadust, arendada uusi materjale Kuu pinnasest ja muuta Kuu laager uueks koduks.
Kuu kui inimeste poolt enim uuritud planeet on praegu üks meie peamisi uurimisobjekte. Kuu täielikuks uurimiseks peame saavutama pikaajalise elamise Kuu peal, seega peame ehitama Kuulaagreid, et tagada inimeste ellujäämine, hapniku, toidu säilitamine, energia arendamine ja muud funktsioonid.
Kuulaagris osalemine võimaldab meie kujutlusvõime Kuu laagritest realiseerida modelleerimise kaudu ning modelleerimise käigus saame ka rohkem teada Kuu ja olemasolevate Kuu uurimise tehnoloogiate kohta.
Me tahame ehitada kraatrisse kuulaagri. Kraatri valiku kriteeriumid on järgmised: esiteks, seal on lähedal jää ja vesi, nii et saaksime vett otse, peegeldades peegli abil päikesevalgust. Teiseks, igavese päeva tipu sees, nii et energiavarustuse tagamiseks saab tagada stabiilse päikeseenergia. Kolmandaks, ilmastikukihi lähedal, sest Kuu pinnase ilmastikukihti saab kasutada hapniku toorainena.
Ehitus on jagatud seitsmeks etapiks:
Esimeses etapis rajatakse kindlaksmääratud kohta ettevalmistusala hilisemaks baasi ehitamiseks ja materjalide transpordiks.
Teises etapis lastakse maandur stardijaamast sihtkohta ning maandur kannab endas sondi, teaduslikke uurimisseadmeid, sideseadmeid ja päikesepaneele, et täita eel-energiajaama ja sidejaama ülesandeid, viia läbi valitud koha esialgne uurimine ja pakkuda infrastruktuuri tuge hilisemaks ehitamiseks.
Kolmandas etapis käivitatakse maandur statsionaarjaamast ning maanduriga saadetakse Kuu robot ja ehitusmaterjalid Kuu pinnale ning komposiitbetoon valmistatakse Kuu pinnase ja toodud materjalide abil ning baasi peamise struktuuri, infrastruktuuri ja väliskupli ehitus viiakse läbi 3D-printimise tehnoloogia abil, et viia lõpule materjali maandumispaiga ehitus ning igasuguste seadmete edasine kasutuselevõtt ja hooldus. Sel ajal saavad Kuu baasi transportida ja vahetada Kuu pinnal asuvad robotid, moodustades teabe, energia ja materjalide vahetussüsteemi, ning esialgne teabevoo, energiavoo ja materjalivoo koostoimimisvõime Kuu baasi liikurite vahel ning Kuu baasi prototüüp on valmis.
Neljandas etapis võetakse kasutusele Kuu pinnal asuv stardisüsteem ja maandumispaik ning maandur saab startida, et jõuda varude vedamiseks ja baasi tagasi toomiseks ettevalmistuspiirkonda, ning maandumispaigas võetakse kasutusele Kuu pinnalt startimise kaitserajatised, et konfigureerida baasi jaoks tagasitulevate sõidukite komplekt.
Viiendas etapis kasutatakse maandumisaparaati baasi tagasipöördumiseks koos baasi sisemiste seadmetega ja Kuu pinnal asuva roboti esialgset kasutuselevõttu, et rahuldada personali tegevuse vajadusi.
Kuuendas etapis viiakse läbi mehitatud maandumine Kuule. Selles etapis paigutatakse astronaudid lähetamiseks, viiakse läbi baasi sisemiste seadmete paigaldamine ja teaduslikud uuringud ning ehitatakse esialgu Kuubaas. Mehitatud Kuu maandumise ajal viib maandumisaparaat tagasisõidukit, mis moodustab tagavarasuhte Kuu pinnale konfigureeritud tagasisõidukiga, et kaitsta hädaolukorras personali elu.
Seitsmendas etapis viivad astronaudid lõpule baasi sisemuse paigaldamise ja toimimise ning algab ametlikult teaduslik uurimistöö ja ressursside kaevandamise missioonid.
Ehitusprotsessi käigus on vaja transportida Maalt sondid, Kuu pinnale robotid, mitmesugused baasiseadmed ja ehitusmaterjalid ning baasi põhikonstruktsioon sisaldab suures koguses Kuu pinnast, mis vähendab materjali transportimise vajadust ja ehitusaja kulu.
Kuju poolest, sest kuppel ja kuppel koormuse kandmine ja surve vastupanu on tugevam kui sama mahuga hoonete, vastavalt saidi Kuu baasi, me kavatseme ehitada kuppel struktuur üle kraatri, et vähendada mõju surve erinevused, ootamatu ja ootamatu olukordades, sest kuppel koormuse kandmine tugev, see võib osta aega, et baasi reageerida ja võtta meetmeid, et vähendada tarbetuid kahjusid.
Mis puutub materjalidesse, siis erilise keskkonna tõttu, mis peab toime tulema kõrge vaakumi, ülikõrge temperatuuri, ülimadalate temperatuuridega jne, valime kuppli skeletiks mälumetalli, mis koos spetsiaalsete betoonmaterjalidega talub kõrgeid temperatuure. Samal ajal võib kiirguskindla klaasi kasutamine filtreerida kosmilisi kiiri, et kaitsta baasi kiirgushäirete eest, ja tavaliselt suletud disain võib takistada Kuu tolmu sissetungi sisemusse, et mõjutada teadusuuringute arengut; keskuse peahoone valime kahekihilise hoone seina, sisemine kiht, kasutades spetsiaalset betooni, välimine kiht, kasutades Kuu pinnast, tugev, talub rõhu erinevusi, võib pakkuda astronautidele turvalist uurimiskeskkonda, kontrollides samas soojusülekande vahemikku, et säilitada temperatuur, et vältida soojuskaotust.
Ohutuse osas on kavas kehtestada täiendavad kaitsemeetmed meteoriitide kokkupõrkekohtades, et vältida meteoriidi kokkupõrkeid, valida väikesed meteoriidid hävitamiseks ja nende killud teadusuuringuteks, luua meteoriitide kogumisseadmed asjakohaseks uurimiseks ja teadustööks, ning käivitada erakorralised meetmed väga suure meteoriidi või muu Kuu laagrile äärmiselt hävitava õnnetuse korral, kasutades Kuu pinnal asuvat kanderaketti, et põgeneda Lagrange'i punkti, kusjuures satelliidid peegeldavad kiiresti olukorda ja saadavad teavet Maale ning teadlased ootavad Lagrange'i punktis Maa vastust ja uut teadusprogrammi. Satelliidid peegeldavad kiiresti olukorda ja saadavad Maale teavet, samas kui teadlased ootavad Lagrange'i punktis Maa vastust ja uut teadusprogrammi.
Veega varustamiseks kanname esialgu osa veest Maalt Kuule, et tulla toime tühja aknaga, enne kui suudame pidevalt jäävett eraldada. Seejärel fraktsioneeritakse, filtreeritakse ja tehakse muid samme, et saada osa puhtast veest, ning ülejäänud osa saadetakse kas istutusalale või lastakse kosmosesse.
Toiduga varustamiseks kasvatame kartulit, kapsast, brokolit, tomateid, paprikat ja paljusid teisi köögivilju ning toome Maalt mõned lihakonservid. Astronautide toitumisvajaduste rahuldamiseks.
Õhupoolel kasutame mõningaid aktiivseid ühendeid Kuu pinnases katalüsaatoritena, et muundada vesi ja süsinikdioksiid hapnikuks, vesinikuks, metaaniks ja metanooliks, kasutades kunstliku fotosünteesi meetodeid simuleeritud päikesevalguse abil. Kuid siit saadud hapnikust ei piisa. Hapnikuga varustamine tugineb peamiselt vee elektrolüüsile ja selle kõrvalsaadus vesinik suunatakse Sabatier' reaktorisse metaani tootmiseks.
Kuukeskkonnaga kohanemiseks ja Kuulaagri pikaajalise stabiilse energia tagamiseks kasutame laagri algfaasis päikeseenergiat. Hiljem kasutame kuu pinnasest ekstraheeritud komponente kunstliku fotosünteesi katalüsaatoritena, et valmistada kütust energiatootmiseks, ning puhast ja tõhusat tuumasünteesi energiatootmise tehnoloogiat kogu kuulaagri varuvõimalusena. Samal ajal salvestame üleliigset energiat akupakettidesse, et tulla toime enamiku võimalike ekstreemsete ilmastikutingimustega, saavutades turvalise energiavarustuse lahenduse.
Astronautide tekitatud jäätmed on peamiselt uriin, väljaheited ja süsihappegaas. Uriin eraldatakse destilleeritud veest aurukompressioonidestillatsiooni teel ja saadetakse veepuhastusmoodulisse, kus seda filtreeritakse ja katalüütiliselt oksüdeeritakse, et saada osaliselt puhast vett; ülejäänud jäätmeid ja väljaheiteid saab kasutada väetisena kasvumoodulis või viia otse kosmosesse. Süsihappegaas saadetakse fotosünteesiks taimemoodulisse ja kui seda jääb üle, saadetakse see Sabatier' reaktorisse, kus see reageerib katalüsaatori toimel vesinikuga, et saada vett ja metaani.
Astronautide toodetud majapidamisjäätmed sorteeritakse rangelt, märjad jäätmed saadetakse istutusalale; paberrätikud, kilekotid ja muud kuivad jäätmed läbivad mitmeid etappe, nagu tihendamine, koristamine jne, ja seejärel viiakse Maa atmosfääri põletamiseks, et vähendada saastet kosmoses.
Me kasutame sidepidamiseks satelliidireleetehnoloogiat. Kolm satelliiti on paigutatud Kuu kohale, tagades, et iga osa Kuust on kaetud vähemalt ühe satelliidiga, ning kasutades UHF S-bandet, mis suudab läbida Maa ionosfääri ilma kõrvalekaldumise või peegelduseta, võimaldades tõhusat mikrolainepöördega sidet laagrite ja Maa vahel ning laagrite vahel Kuu peal.
Varude, teaduslike seadmete ja personali transportimiseks. Kasutame Maa-Kuu ruumis Lagrange'i punkti, kus kahe suurema Maa-Kuu keha gravitatsioonijõud neutraliseerivad teineteist ja selles punktis asuvad objektid võivad jääda suhteliselt tasakaalustatuks. Me peame selles punktis andma ainult väikese tõuke, et see, mida me tahame transportida, liiguks tõuke suunas. Maa-Kuu süsteemis on teoreetiliselt viis Lagrange'i punkti, millest meie kasutatav asub Maast umbes 323 110 km kaugusel. Esmalt käivitame kosmoseaparaadi Lagrange'i punktis asuvasse vahejaama, kus lisame raketikütust, ja samal ajal käivitame Kuult maanduri, mis võtab kosmoseaparaadi üles ja transpordib selle, mida tahame vahejaamast Kuule toimetada. Sel viisil ei oleks kosmoselaeval enam vaja kanda raketikütust Kuule maandumiseks, startimiseks ja tagasipöördumiseks, kui ta Maalt lahkub, samuti ei oleks vaja kanda Kuumoodulit, transpordikulud väheneksid oluliselt ja Kuu maandumisaparaati saaks kasutada mitu korda, sest Kuu atmosfäär puudub.
Meie rühma Kuulaagri uuringud keskenduvad astronoomiale, botaanikale ja geoloogiale.
Me hakkame vaatlema Kuu lähedal ja Kuu tagaküljel asuvaid objekte teleskoopide abil ning NASA on juba teinud ettepaneku ehitada vaatluskeskus Kuu tagaküljele, et vältida Maalt tulevat valgus- ja kommunikatsioonisaastet. Seetõttu ehitame Kuu tagaküljele ülipika lainepikkusega raadioteleskoope. Võrreldes astronoomiliste teleskoopidega Maal ja Maa-lähedasel orbiidil, on ultrapika lainepikkusega raadioteleskoopide ehitamisel Kuu tagaküljele tohutuid eeliseid, sealhulgas: ülipika lainepikkusega astronoomilised teleskoobid vaatlevad universumit lainepikkustel, mis on suuremad kui 10 meetrit (sagedusega alla 30 MHZ), mis võib peegeldada Maa ionosfääri, mida inimesed seni ei ole uurinud; Kuu toimib loomuliku Kuu toimib loomuliku füüsilise tõkkekihina, mis aitab kuupõhistel astronoomilistel teleskoopidel isoleerida Maa, ionosfääri, Maa ümber tiirlevate satelliitide ja Päikese raadiohäirete signaalide mõju Kuu öösel. Seetõttu on vaja paigaldada 1 km läbimõõduga metallvõrk, et moodustada sobiva sügavuse ja läbimõõdu suhtega pallikupu kujuline reflektor.
Botaanikas uurime Kuu robotite poolt kogutud Kuu pinnast ning Maalt toodud taimede seemneid ja seemikuid, kasutades mikroskoopiat ja keemilisi katseid, et selgitada välja, kas Kuu pinnases olevad mikroelemendid suudavad anda taimedele piisavalt energiat ja toitaineid. Teaduslaboris kasvatame Kuu pinnases ka erinevaid taimeseemneid, et leida taimi, mis sobivad paremini Kuu peal kasvamiseks. Inkubeerimise ajal asetame seemned koos Kuumullaga sinise ja punase valgusega termostaati, et tagada seemnete maksimaalne kasvukiirus.
Geoloogiliselt võib Kuu pinna topograafilised tunnused jagada kolme kategooriasse: kõrgustikud, Kuu mere kokkupõrkekraatrid ja vulkaaniline topograafia. Me kasutame Kuumööblit asjakohaste proovide kogumiseks ning uurime Kuu pinna morfoloogiat ja Kuu pinnamaterjalide levikuomadusi, uurides kolme tüüpi Kuu pinnalt võetud proove: kristallilisi vulkaanilisi kivimeid, brektsiaid ning Kuu pinnase muldasid ja klaasosakesi, ning lõpuks kasutatakse eespool nimetatud proove täiel määral ära.
Lisaks sellele projekteeritakse ja valmistatakse uurimisalal kuuvarjustaja, millel on Kuu proovide kogumise funktsioon ning mis on varustatud 3D-printerite, meditsiiniseadmete ja elutarvikutega, et tagada kuuvarjustaja astronautidele nii töö kui ka elamise ja puhkamise võimalus.
Kuu gravitatsioon on väga väike, maastik on lainjas ja paljud Kuu uuringuid peavad astronaudid tegema väljaspool kapslit, nii et me koolitame astronaute raskuse ja Kuu keskkonna simulatsiooni treeningul, et nad saaksid eelnevalt kohaneda raskusega, et vähendada füsioloogilist ebamugavustunnet ja aidata välituuringutel sujuvamalt kulgeda.
Kuu on inimesele äärmiselt ohtlik ja tundmatu keskkond ning väljas uurivad astronaudid peavad tagama enda ja seejärel ka oma kaaslaste ohutuse, seega treenitakse ja simuleeritakse meid mõnede võimalike hädaolukordade lahendamiseks.
Seistes silmitsi sellise tundmatu keskkonnaga, peavad astronaudid taluma suurt psühholoogilist survet, et minna Kuule, välja kapsli uurimisest jne. Seetõttu, et muuta Kuu maandumine sujuvamaks, anname astronautidele psühholoogilist juhendamist, et vähendada psühholoogilist survet ja psühholoogilist ebamugavust, nii et astronautid lõpetaksid missiooni positiivse suhtumisega.
Kuul on palju uurimata ja uurimata materjale ning astronaudid peavad enne Kuule minekut Kuu kohta head teadmised omama, ning me laseme astronaudidel õppida kasutama Kuu laagrites asuvaid täiustatud masinaid, et uurida ja uurida Kuu materjale.
Kaaluta keskkonnas võivad astronautide lihased järk-järgult kaduda, enne Kuule minekut peame astronaudid tegema ranget füüsilist treeningut ja mõistlikku dieeti, et tagada pikaajalise missiooni käigus hea tervise ja füüsilise tugevuse säilitamine.
Missioonide hulka kuuluvad mehitatud kosmoseaparaadid, mida kasutatakse Maalt Kuule lendamiseks, kanderaketid, mida kasutatakse varude ja materjalide täiendamiseks, sondid, mida kasutatakse keskkonna uurimiseks, ja palju muud. Kuulaagris saavad astronaudid kaugjuhtida ka väikeseid uurimisroboteid siseruumides Kuu eeluurimiseks ja proovide kogumiseks, samas on olemas ka orbitaalühendused erinevate hoonetega, mis võimaldavad kiiret transporti pikkade vahemaade taha.
Kuu gravitatsioon on väike ja atmosfäär puudub, nii et praegu saame me kasutada sõidukit, et pöörata tõukejõudu, et saata kosmoselaev tagasi Maale. Tulevikus võime kasutada väikeste kosmoseaparaatide ja kosmoselaevade käivitamiseks ka elektromagnetilisi katapultseadmeid, mis on kiirem ja mugavam kui kosmoseaparaatide otsene manipuleerimine ning mida saab taaskasutada, vähem keskkonnareostust, mis on nii tõhus kui ka praktiline.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 