avastus interaktiivne pilt

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekti galerii

 

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.

Epovator

Shanghai Qingpu vanemate keskkool  Shanghai-Qingpu    Hiina 16   6 / 2 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360



1.1 - Projekti kirjeldus

Me määrasime meeskonna nimeks Epovator, mis on kombinatsioon kahest sõnast epoch ja innovator, mis tähendab ajastu uuendaja. Nimetame meie kuulaagri "SEKUNDA FUNDAMINE". See pärineb Asimovi kuulsast ulmekirjandusest "Foundation". See ei ole mitte ainult mälestuseks suurele kirjanikule, kes andis panuse inimkirjandusse ja teadusse, vaid ka väljendamaks meie otsustavust uurida kuud: Ehitada Kuule teine kodumaa, kus inimene saab luua kodu ja kasutada seda transiitjaamana universumi inimlikuks uurimiseks. Turvalisuse huvides on laagri põhiosa ehitatud laavakoobasesse ning Kuu pinnale paigutati vaid vajalikud avastamis- ja sideseadmed. Kasutame minimalistlikku sisustusstiili, mis sobib tuleviku moesuundadega. Aluse kere on liblika kujutis, mis väljendab meie armastust Maa looduskeskkonna vastu. Lisaks on liblikas traditsioonilises hiina kultuuris ilu ja vabaduse sümbol, mida tuntakse kui "lendavaid lilli". Värviskeem võtab vastu sinise ja sügisese Heungi kollase. Kooskõlas Hiina klassikalise esteetikaga.

1.2 - Miks sa tahad ehitada kuulaagrit? Selgitage oma Kuulaagri põhieesmärki (näiteks teaduslikel, ärilistel ja/või turismieesmärkidel).

Meie kuulaagri eesmärk on võimaldada teadlastel teha teaduslikke uuringuid, välitööd ja jätkata universumi uurimist Kuu peal pikka aega. Laagris on kosmosekasvatuslaborid ja kosmoselaborid, et uurida taimede geneetilisi probleeme ja erinevate kosmiliste kiirituste mõju taimedele, analüüsida Kuu pinnase materjale, teha füüsikalisi ja keemilisi katseid madala gravitatsiooniga keskkonnas ning uurida kosmose edasist uurimist. Lisaks sellele on laagri eesmärk võtta juhtpositsioon ka inimese pikaajalise elamise probleemi lahendamisel Kuu peal. Seetõttu. Me oleme rajanud ringlusala, meelelahutusala, elamisala, istutus- ja kasvatusala, et rahuldada inimeste materiaalseid ja vaimseid vajadusi kauges keskkonnas.

2.1 - Kuhu soovite oma Kuu laagri ehitada? Selgitage oma valikut.

Marius'i mäe iidse vulkaanilise ala lähedal asuvas laavatorus. See on geoloogiline struktuur, mis moodustub looduslikult laavavoolu sees, sarnanedes torule. Selle korpus ei saa mängida mitte ainult soojuse säilitamise rolli, vaid ka saada looduslikuks kaitsevahendiks, sest see on väga kõva. Sisemine osa võib tagada elu säilimise. Sissepääsu läbimõõt on umbes 65 meetrit ja 50 meetrit allpool on peaaegu vertikaalne horisontaalne koobas, mis kaardub allapoole ja ulatub mõlemale poole. Siseruum on andmetel väga suur. See ulatub 50 kilomeetri kaugusele ja asjakohane analüüs viitab sellele, et sees võib olla suhteliselt õhuke õhk. See ei aita mitte ainult vundamendi ehitamise projektile, vaid aitab ka lahendada baasis viibivate astronautide hingamisprobleeme.

2.2 - Kuidas te kavatsete ehitada oma Kuu laagri? Mõelge, kuidas te saate kasutada Kuu loodusvarasid ja milliseid materjale peaksite Maalt tooma. Kirjeldage tehnikaid, materjale ja oma konstruktsioonivalikuid.

Meie meeskonna kuulaager oli ehitatud iidse vulkaanilise piirkonna "Mount Marius" lähedal asuvasse laavatorusse, mis jagunes peamiselt laavatoru sisemiste hoonete ja laavatoru avause ümber paiknevate välihoonete vahel. Esimese peamine ehitusmaterjal on "kuubetoon", mis on segatud kohalikust kuupinnasest ja uriinist, samas kui viimane põhineb "kuubetoonil", mille kaitsekihiks on räni-magneesium-alumiiniumisulam. Väärib märkimist, et kõiki neid materjale on võimalik hankida Kuu peal, mis säästab Maa ja Kuu vahelise materjalitranspordi kulusid.

Betooni ehitusprotsess jaguneb kolmeks etapiks: kõigepealt toodetakse Maal partii suure nõudlusega täppisinstrumente, mis saadetakse seejärel otse Kuule; teises osas kasutatakse 3D-printimise tehnoloogiat, et ehitada laagri põhikonstruktsioon "kuubetoonist" kui toorainest. Kolmandas etapis kasutatakse Kuu olemasolevaid mineraale (Si,Al,Mg,Ti,Fe jne), et täiendada pinnapealse hoone kaitsekihti ja muude hoones asuvate rajatiste ehitamist.

2.3 - Kuidas kaitseb ja pakub teie Kuu laager teie astronautidele kaitset ja kaitset Kuu karmi keskkonna eest?

Vastuseks meteoriidi kokkupõrke probleemile on Kuu pinnal asuv turvaseadis varustatud laserrelvaga, mis suudab tõhusalt purustada suured meteoriidid ja kõrvaldada nende ohu Kuu laagritele. Kuna laager asub peaaegu täielikult laavatorudes ning astronautidele vajalikud rajatised ja seadmed on Kuu pinna all, ei kujuta väikese ulatusega meteoriidi kokkupõrge laagrile erilist ohtu.
Mis puutub kosmilise kiirguse ja muu kiirguse probleemi, siis on laevatorul endal tugev kiirguskaitse võime. Kuid nagu eelmises küsimuses öeldud, on ohutuse tagamiseks lisatud laavatoru seinale õhuke ränimagneesiumsulamist materjalist seina, et veelgi parandada kiirguskaitse mõju ja tugevdada kuulaagri vastupidavust.
Arvestades probleemi, et Kuu on ebaühtlaselt soojenenud ja seal peaaegu puudub atmosfäär, paigaldatakse Kuu laagri sissepääsu juurde kahekihilised väravad, et tagada stabiilne õhurõhk ja soojuse väljumine. Kuu sees on tsirkulatsioonisüsteem, mis hoiab atmosfääri, rõhu ja temperatuuri suhteliselt konstantsena. Aluses on õhukomponentide jälgimisseade, kui see on ebanormaalne, võib olla tõhus aktiivsöe ja tseoliit ja muud materjalid filtreerida, puhastada õhku.

Baasis on meditsiiniline ala astronautide jaoks, kes võivad töö käigus vigastada. Seal on röntgenaparaadid, magnetresonantstomograafiaaparaadid ja muud katseseadmed, kuid ka valuvaigistid, nõelad ja muud lihtsad meditsiiniseadmed, et tulla toime ootamatute olukordadega. Samal ajal tagab baasis asuv kuu-maa-sidesüsteem kohese suhtluse ja kontakti maapealsete ekspertidega meditsiiniliste probleemide korral, millega astronaudid ei saa hakkama.

3.1 - Kuidas tagab teie Kuu laager astronaudidele jätkusuutliku juurdepääsu põhivajadustele, nagu vesi, toit, õhk ja energia?

Vesi: Kuu pinnal on märkimisväärsed mageveevarud. Laagris on biooniline kuuvarjustaja, mis suudab haarata kuu jää ja transportida selle tagasi baasi. Vahepeal saab laagri aurukompressioonidestillatsiooni kasutada uriini puhastamiseks ja pöördosmoosimembraanide protsessorit saab kasutada taimede transpiratsioonist kasvukohtades tekkiva vee, sanitaarse reovee ja inimese ellujäämiseks vajaliku Kuu vee jää puhastamiseks.

Toit: oma eksistentsi algfaasis sõid astronaudid Maalt transporditud vaakumpakendis toitu. Pärast seda, kui istutuspargis olevad põllukultuurid on küpsed, saavad nad valmistada toite tervislike retseptide järgi, näiteks kiudaineid sisaldavaid puuvilju, vitamiinirikkaid rohelisi lehtköögivilju, valgurikkaid kaunvilju. Lisaks kasvatatakse laagris ka Tenebrio molitor'i, kes toituvad kasvuala taimedest. See võib pakkuda rikkalikku valku, mis võib pärast nõuetekohast töötlemist lahendada liha probleemi hilisemal perioodil.

Õhk: Õhuringlus ja filtreerimissüsteem. Hapnikku toodetakse peamiselt kahel viisil. Algselt põletasid astronaudid Maalt transporditud naatriumkloraatpulbrit, et toota suures koguses hapnikku. Pärast seda, kui vee ringlussevõtu süsteemi kaudu on saadud suur kogus vedelat vett, saab hapnikku anda vee elektrolüüsi abil.

Elekter: Kaks peamist elektritootmisviisi on fotogalvaaniline elektritootmine ja soojusenergia tootmine. Päikesepaneelid on paigutatud ümber laagri, et neelata päikesekiirgust; soojusenergia tootmise peamine kütus on olmejäätmed ja vee elektrolüütilise reaktsiooni teel toodetud vesinik. Samal ajal on spordiala jooksulint ja jalgratas koormatud väikeste energiatootmisseadmetega. Kogu energia koondatakse ressursside ratsionaalseks planeerimiseks keskse ressursijuhtimise ruumi salvestusplaadile.

3.2 - Kuidas kavatseb teie Kuu laager tegeleda astronautide poolt Kuu peal tekkivate jäätmetega?

Väljaheited: Me kogume astronautide väljaheidete käärimisel tekkivat metaani, uriinist tekkivat karbamiidi aurukompressioonidestillatsiooni protsessis biogaasi energia tootmiseks või veevarude taastamiseks.

Hingamisjäätmed: Välja hingatav süsinikdioksiid absorbeeritakse ja kontsentreeritakse esmalt, kasutades praegu väljaarendatud tahke amiintehnoloogiat, seejärel viiakse see osaliselt istutusalale fotosünteesiks. Ülejäänud osa sellest osaleb metaani redutseerimisreaktsioonis, et tekitada metaani ja vett, mis seejärel taas elektrolüüsitakse, et saavutada hapniku regenereerimine.

Paberijäätmed: Kasutage laagris asuvat vanapaberi töötlemise seadet, et töödelda ringlussevõetud paberit.

Muud jäätmed: kosmosekeskkonna kaitsmiseks ei visata laagris kosmosesse selliseid jäätmeid nagu plasttooted, vaid need ladustatakse tsentraalselt, surutakse vaakumisse ja põletatakse ära, kui kosmoselaev naaseb atmosfääri.

3.3 - Kuidas teie Kuu laager hoiab sidet Maa ja teiste Kuu baasidega?

Me otsustasime kasutada Maa-Kuu L2 translatsioonipunkti orbiidil liikuvat releesatelliiti "Queqiao" signaali edastamiseks, et viia lõpule Maa-Kuu side, mis hästi realiseeris signaalide suure katvuse. Kuu baaside vaheline side võtab kasutusele UHF raadioside, sest suur kogus kuutolmu segab signaali edastamist, samas kui UHF-sagedusala signaalid on tugevalt läbilöögivõimelised ja neid mõjutavad vähem kliimamuutused. Terminali tehnoloogia on välja kujunenud, mis võib hõlbustada Kuu pinnal toimuvat sidet. Samal ajal saame kasutada ka Micius't, Hiina esimest kosmosekvantteaduse eksperimendisatelliiti. See võib ületada kauguse piiri ja teostada kuu ja maa vahelist sidet kvantkommunikatsioonitehnoloogiaga. Tänu kvantkommunikatsiooni põimunud seisundile saab see mitte ainult tagada side vahetust, vaid ka teabe turvalisust.

4.1 - Millise(te) teadusliku(te) teema(de) uurimisvaldkonda(d) teie Kuu laagris keskenduks(id)? Selgitage, milliseid katseid kavatsete Kuu peal teha (näiteks geoloogia, madala gravitatsiooniga keskkonna, bioloogia, tehnoloogia, robootika, astronoomia jne teemadel).

Meie laagri põhiteema ja uurimiskeskmes on, kuidas lahendada inimese pikaajaline ellujäämine madalas gravitatsioonikeskkonnas. Ja selleks on meie laager varustatud erinevate kõrgekvaliteediliste ja keeruliste seadmetega, et viia läbi teaduslikke uuringuid erinevates aspektides ja valdkondades. Geoloogia osas on meie baas varustatud Kuu pinnase koostise detektoriga ja elektronmikroskoopiaseadmega, et teha põhjalikke uuringuid Kuu olemasolevate materjalide kohta. Samuti püüame kasutada Kuu pinnast 3D-printimise materjalina, et säästa ehitusmaterjalide transportimise kallist kulu. Keemilise energia osas on baasis väike vaakumtsentrifuugi seade, et uurida tsentrifugaalliikumise mõju elektrolüütiliste reaktsioonide tõhususele Kuu madalas gravitatsioonikeskkonnas. See aitab parandada energiatõhusust ja paneb aluse inimeste pikaajalisele elamisele tulevikus. Bioloogia osas on olemas mitte ainult istutusalad, et uurida Maa põllukultuuride kasvu Kuu pinnases, vaid ka professionaalsed bioloogilise kasvatuse katsekastid geneetiliseks muundamiseks ja pookimiseks Kuu ainulaadses madala gravitatsiooni keskkonnas, et kohaneda Kuu pinnase istutuskeskkonnaga. Neil uuringutel on oluline mõju kosmose uurimisele tulevikus. Astronoomia osas kasutab meie laagri astronoomiline teleskoop ära Kuu soodsaid tingimusi, kus on vähem häireid, stabiilsem keskkond, mugavam andmeedastus ja pikem pidev avastamisaeg. Arvatakse, et meie laagris asuva teleskoobi kasutamine aitab meil uurida tohutut universumit.

5.1 - Mida sisaldaks teie astronautide koolitusprogramm, mis aitaks valmistada astronaudid ette Kuu missiooniks?

Ülekaaluline vastupidavus- ja kohanemisvõime treening. Selle eesmärk on võimaldada astronautidel taluda suuri ülekoormusi ja püsida ärkvel kosmoselaeva tõusu ja laskumise ajal;

vestibulaarfunktsiooni treening. Seda kasutatakse peamiselt astronautide vestibulaarse funktsiooni treenimiseks, vestibulaarse funktsiooni stabiilsuse parandamiseks ja kosmose liikumispuudulikkuse vältimiseks;
Maandumise löögikoolitus. Maa peale naasva kosmosesõiduki kokkupõrkekeskkonna simuleerimine, et tugevdada astronautide kokkupõrkekindlust ja uurida erinevaid kaitsemeetmeid.
Neutraalse ujuvuse tanki koolitus. Astronautidele tuleb pakkuda simuleeritud raskusteta treeningkeskkonda, mis soodustab astronautide liikumisvälise tegevuse, eriti liikumisvälise tegevuse, nagu liikumisväline kõndimine, liikumisväline kokkupanek ja hooldus, treenimist;
Väljapoole suunatud tegevuse koolitus. Teoreetiline õpe on kombineeritud praktilise töökoolitusega, mis hõlmab nii üksikoperatsioonide koolitust kui ka programmikoolitust, näiteks salongist väljumise programmi simulatsiooni, virtuaalreaalsuse koolitust ning vigade tuvastamise, hindamise ja töötlemise koolitust.
Psühholoogiline kvaliteedikoolitus on jagatud nelja ossa. Esimene osa on terviklik koolitus, mis peamiselt treenib astronautide psühholoogilist stabiilsust halvas keskkonnas; teine osa on professionaalne psühholoogiline koolitus, mille eesmärk on leevendada negatiivseid emotsioone, nagu närvilisus, ärrituvus ja ärevus; kolmas osa on psühholoogilise ühilduvuse koolitus, et parandada astronautide vahelist vaikivat mõistmist, et paremini tööd teha; neljas osa on kujutluskoolitus, mis võimaldab astronautidel simuleerida kõiki Kuu maandumisprotsessi toiminguid lõdvestunud olekus, et vähendada vigu tegelikus tööprotsessis ja suurendada ohutust.

5.2 - Milliseid kosmosesõidukeid vajab teie tulevane Kuu missioon? Kirjeldage oma Moon camp-s leiduvaid sõidukeid ja mõelge, kuidas te reisite Maale ja Maalt ning uurite uusi sihtkohti Kuu pinnal.

Praegu on Hiina Rahvavabariigi uue põlvkonna raskekaalu kandevrakett "Pikk Märts-9" väljatöötamisel, mis võib lähitulevikus täielikult rahuldada mehitatud Kuu-uuringute vajadusi Kuule ja tagasi.

Kuulaagris oli minu meeskonna poolt projekteeritud sõiduk. Rover kasutab peamise energiaallikana päikeseenergiat ja abienergiaallikana laagri majapidamisjäätmetest toodetud biogaasi. Sellel on garanteeritud sõiduraadius ja märkimisväärne transpordivõimsus.

Kuu pinna uurimiseks on ette nähtud uued sihtkohad, et uurida rohkem Kuu laavatorusid ja Kuu kaugemat külge. Kuu laavatorud on ideaalne koht, kuhu tulevikus ehitada Kuu baas ja mis on väga väärtuslik inimese uurimisel. Kuu kaugemal asuv külg, mida on vähem uuritud, on samuti väärt uus sihtkoht.