moon_camp
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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Hiina 18   2 / 0 Inglise keeles
3D projekteerimistarkvara: Fusion 360


3D projekti väline vaataja


1.1 - Projekti kirjeldus

  1. Meie kuuvarjutusala on jagatud keskseks elamisalaks ja väliseks istutusalaks, uurimisalaks, kaevandusalaks, signaaliülekandealaks jne. Elamispiirkond sisaldab põhilisi kajutite, nagu magamistoad, restoranid, põhikontrolliruumid ja spordisaalid. Kõik kabiinide seinad on ehitatud titaanist süsinikkiust vee kaltsiumoksiidi (isolatsioonimaterjal) komposiitmaterjalist (kiirguskindel materjal) titaanist seestpoolt välja. Kõige välimisel kihil on ka 1,6 meetri paksune kaitsekiht, mis on valmistatud spetsiaalsest Kuu pinnase materjalist.
  2. Me kavatseme teha teaduslikke uuringuid, eksperimente ja teadusuuringuid Kuu arengu kohta, tagades samal ajal astronaudide ohutuse ja elamise. Me kasutame Kuu kiviplaate soojuse absorbeerimiseks ja selle salvestamiseks soojuskogumisseadmesse, mis annab soojust igasse kambrisse torustike kaudu. Lisaks on meil elektromagnetilised väljapääsemise seadmed ja kapslikujulised päästekapslid, millega saab suurtes ohuolukordades õigeaegselt Kuust välja pääseda.

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

Meie Kuu laagriplatsi kasutatakse peamiselt teaduslikeks uuringuteks, universumi saladuste, inimkonna päritolu ja Kuu ressursside uurimiseks. Millised ressursid on olemas, mis suudavad paremini ja lihtsamalt rahuldada hapniku, vee ja energia vajadusi Kuu peal. Kasutatakse Kuu taimede kasvatamise uurimiseks, kuidas neid hästi istutada ja kuidas muuta Maa taimed tootlikumaks. Need teaduslikud uuringud on andnud olulise panuse plaani, et rohkem inimesi võiks Kuu peal elada.

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

Plaanime ehitada oma kuulaagri Antarktika Aitkeni basseinis Mare Smythii's. Mare Smythii asub Kuu tagaküljel. Selle keskpunkt asub 87,7 kraadi lõunalaiust ja 126,9 kraadi läänepikkust. Seal on 11 keskmise ulatusega Yuhai põhja sisselöögikraatrit. Nende all võivad olla mõned sügavad süvendid või praod, nii et seal võib stabiilselt ladestuda veejää. Valitud piirkonnas on kõrge FTA, OL ja CPX sisaldus, mida saab kasutada hapniku tootmiseks ja metallide, näiteks raua ja titaani ekstraheerimiseks, et rahuldada inimeste võimalikke pikaajalisi eluvajadusi. Teaduslike uurimisjaamade tööks vajaliku energia säilitamise seisukohalt on see piirkond kõige tugevama valguse intensiivsusega Kuu pinnal ja on üks ideaalsemaid piirkondi Kuu päikeseenergia saamiseks päeval.

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.

Baasi ehitamiseks plaanime ehitada oma kuulaagri kolmes etapis:

1. samm: plaanime esmalt simuleerida kokkupanemisprotsessi Maal ja seejärel saata eluruumimoodul Kuule, kasutades baasi kokkupanekuks robotit. Kasutatavad materjalid on pärit Maalt, näiteks titaan, alumiinium, ränihape jne.

2. samm: saatke astronaudid ja järgnevad moodulid Kuule, parandades järk-järgult katseala, istutusala jne. Istutusala võib ühendada kraatriga, mis soodustab Kuu jää kaevandamist.

3. samm: plaanime eraldada materjalid Kuu pinnase ilmastikutingimustest kohapeal ja kasutada suurt 3D-printimisseadet, et ehitada 1,6 meetri paksune kiirguskaitsekiht väljaspool vajalikke mooduleid.

Lisaks plaanime tarnida maavööndist energiat (päikesepaneelid, generaatorid jne), hapnikukompressorid ja õhupuhastid, tugikonstruktsioonid (sh hooned, sambad, liitmikud, klambrid ja laiendussangad jne), veevarustussüsteemid (täiustatud veepuhastus- ja veekogumisseadmed), sideseadmed (sh sidesatelliidid, sideseadmed, arvutid, võrguühendused jne), elutagamissüsteemid (sh elutagamissüsteemid, tualetid, voodid, toitlustus jne), teaduslikud uurimisseadmed (sh astronoomilised seadmed, laboriseadmed jne).

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

Peamiselt käsitleme kiirguse, mikrometeoriitide ja temperatuuriküsimusi seoses ohtudega Kuul.

  1. Kiirgusprobleemide puhul: Me kasutame kolme moodulit: põhilised isolaatorid, elastsed kaablid ja Whipple'i varjestustehnoloogia, samuti Kuu pinnase erimaterjalid, et vältida kiirgusohtu astronautidele. Seejärel lisame seina sisse veekihi, mis suudab tõhusalt neelata ja hajutada kiirgust. See võib minimeerida kiirguse kahjulikkust.
  2. Mikrometeoriitide küsimuses: Meil on spetsiaalne väliskihi materjalist kaitsekiht ja seinad on ehitatud titaanist, mis peab vastu väikestele meteoriitidele ja kõrgetele temperatuurikõikumistele. Lisaks kasutame (mikro)meteoriitide avastamiseks ka radarit, kui otsus on eelnevalt tehtud.
  3. Temperatuuriprobleem: kasutame tõhusaid soojusisolatsioonimaterjale, nagu grafiit, klaaskiud ja aerogeel, et vähendada sise- ja välisõhu soojusülekannet ning vältida välistemperatuuri kõikumise mõju sisetemperatuurile. Kasutame ventilaatoreid, kliimaseadmeid ja muid seadmeid baastemperatuuri stabiilsuse säilitamiseks ning kasutame energiasüsteeme, nagu päikesepaneelid, et tagada siseruumides vajalikud külma- ja soojusallikad.

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

Pärast baasi rajamist kasutavad astronaudid Kuu roomikutega kaevandamistööriistu ja roboteid, et kaevandada lähedal asuvat Kuu jääd, sulatades, filtreerides ja puhastades seeläbi puhast vett. Seda on kavas teha kaks kuni kolm korda nädalas, kusjuures osa veest transporditakse otse eluruumidesse ja osa hoitakse veehoidlates. Lisaks saab uriinifiltraati ka keemiliselt muundada liimiks, muutes polümeeri ahelas olevad happegrupid esterrühmadeks, muutes selle omadusi.
Toit on astronautide jaoks hädavajalik ja esimesed astronautid tarbivad Maalt toodud toitu. Loomulikult ei kesta kohale toodud toit kaua, nii et astronaudid rajavad pärast põhirajatiste rajamist istutusala ning kasutavad hüdropoonilisi ja õhukultuuride meetodeid, et istutada mõned taimed: baklažaanid, kartulid, tomatid ja muud taimed, mida saab täiendada erinevate toitainetega. Pikaajalist arengut silmas pidades valmistume ka uurima, kuidas kasutada Kuu pinnast taimede kasvatamiseks.
Meie energiasüsteemis kasutatakse igapäevaseks põhienergia tootmiseks päikesepaneele ning samuti kasutame suures koguses Kuu heeliumi-3, et täiendada oma elektrienergiat. Teisendame selle alalisvooluks ja salvestame seda keemilise energia abil akusse. Kui on vaja elektrit, teisendage keemiline energia alalisvooluks ja seejärel muundage see vahelduvvooluks, et tagada elektrienergiaga varustamine.
Esialgu võetaksegi veidi hapnikku Kuu ilmastiku kihtidest või kivimitest (mis eeldab hapniku ja lämmastikgaaside segamist vastavalt maapinna atmosfääri koostisele, et inimkeha saaks otse hingata). Lämmastiku tooksime Maalt. Õhu ekstraheerimiseks saame kasutada ka sulatatud elektrolüüsi. valmistume ka objektiivi abil maapinda 2500 kraadini kuumutama, et hapnikku ekstraheerida.

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

Taaskasutamine ja taaskasutamine: Meie Kuu laagriplats loob rahvusvahelise kosmosejaama sarnase suletud keskkonna, mis võimaldab astronautide poolt tekitatud jäätmeid ringlusse võtta ja taaskasutada. Näiteks saab fekaalid ja uriini töödelda väetiseks või veeks, mida saab kasutada elutegevussüsteemides või põllukultuuride kasvatamiseks.
Oksüdatiivne lagunemine: Jäätmeid saab oksüdeerida ja lagundada oksüdatsioonireaktori abil. Oksüdatsioonireaktoris segatakse orgaanilised jäätmed oksüdeerivate ainetega, näiteks vesinikperoksiidiga, ja asetatakse need konteinerisse, et need reageeriksid kõrge temperatuuri tingimustes. Selle reaktsiooni käigus reageerivad orgaanilised ained oksüdeerijatega, tekitades ohutumaid aineid, nagu vesi ja süsinikdioksiid. Seejärel kasutatakse vett ja süsihappegaasi fotosünteesiks, mille käigus toodetakse toitu ja saadakse hapnikku.
Kokkupressitud ladustamine: Tahkeid jäätmeid, suuri jäätmetükke jne saab kokku suruda ja ladustada spetsiaalsetes konteinerites, oodates tulevast taaskasutust või prügikoristust.

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

Meie Kuulaager kasutab signaalitornide ja radarite abil sidet satelliitidega, mida saab kasutada signaalide vastuvõtmiseks Maalt ja tagasiside andmiseks, et edastada teavet, näiteks pilte, andmeid ja häält, säilitades side laagri ja Maa vahel. Seejärel võetakse ühendust Maa ja teiste Kuu laagripaikadega. Lisaks sellele saab raadiot kasutada ka Maaga sidepidamiseks. Pärast hoolduse ja kasutuselevõtu lõpetamist peab raadio arvestama selliseid tegureid nagu elektromagnetlainete levik, et tagada kvaliteetne side.
Lisaks sellele on meie kuuvarjutusseadmel elektromagnetiline väljapaiskamise seade, mis kasutab elektromagnetismi kapslikujulise kapsli väljapaiskamiseks. Pärast kiiruse määramist ja marsruudi planeerimist saab neid edastada teistele Kuu laagriplatsidele, et luua astronautide vahel näost näkku suhtlemine.

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).

Geoloogia on meie teadustöö fookuses.

Kivimite ja pinnase kogumine: Kuu geoloogilise ajaloo ja omaduste mõistmiseks võib koguda proove analüüsimiseks. Neid proove saab koguda puurimise või robotite abil ning analüüsida nende keemilisi ja füüsikalisi omadusi.
Seismiline seire: Kuu seismilisus on väiksem kui Maa seismilisus, kuid need annavad kasulikku teavet Kuu sisemise struktuuri kohta. Kuu pinnale saab paigaldada maavärinate seireandurid, mis salvestavad ja analüüsivad kogutud andmeid.
Gravitatsiooni mõõtmine: Gravimeetriga Kuu gravitatsioonivälja mõõtmisega saab aru Kuu sisemisest struktuurist ja koostisest. Neid mõõtmisi saab teha madalal asuvate orbiitide või maandurite abil.
Magnetvälja mõõtmine: Mõõtes magnetvälja Kuu pinnal, võib saada aimu Kuu sisemuses toimuvatest füüsikalistest protsessidest. Neid mõõtmisi saab teha orbitaatorite või õhusõidukite abil.
Pinnatopograafiline uuring: Kuu pinna geoloogilise kaardi koostamiseks võib kasutada laserkõrgusmõõtjat või radarit ja muid instrumente pinnatopograafiliseks uuringuks. Need mõõtmised aitavad määrata Kuu erinevate geoloogiliste omaduste suurust ja kuju.
Soojusvoolu mõõtmine: Kuu pinnal ja selle all oleva temperatuuri gradienti mõõtmisega saab aru soojusvoolust ja geoloogilisest ajaloost Kuu sisemuses. Neid mõõtmisi saab teha puurimisseadmete või robotite abil.

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

Astronaudid peavad läbima kolme tüüpi väljaõppe:

Esimene tüüp on erialane baaskoolitus: astronautina tuleb kõigepealt omandada erialased teoreetilised baasteadmised, näiteks atmosfäär, astronoomia, geofüüsika, kosmosedünaamika, side, arvutid jne. Need koolitused on kõik seotud kosmose, meditsiini ja füsioloogiaga. Nende erialade põhiteadmiste parandamisega saab luua kindla aluse tulevikuks.
Teine tüüp on lennundusmissioonide koolitus: astronaudid peavad olema tugeva füüsisega ja sellest lähtuvalt peavad nad läbima ka range füüsilise treeningu. Ülekaaluline vastupidavustreening: Rakettidel on tavaliselt äärmiselt suur kiirendus startimisel ja ilma treeninguta ei suuda astronaudi keha seda taluda. Sellise treeningu simuleerimine aitab astronautidel säilitada selget meelt ning kohaneda ja sooritada lennuülesandeid; raskusteta treening: Orbitaallennu ajal on kosmoselaev sageli mikrogravitatsioonikeskkonnas, kus astronautidel on sageli pearinglus, mis mõjutab tegevust. Seetõttu on vaja simuleerida Huangjingi raskust, et aidata astronautidel kõrvaldada oma hirm raskusteta olemise ees. Kaalutaolukorras peavad astronaudid sooritama selliseid harjutusi nagu kosmoseriietuse peale ja maha panemine, söömine ja kõndimine. Universum ja kosmoselaev on erilised keskkonnategurid ning astronaudid peavad treeningu abil parandama oma taluvust.
Kolmas tüüp on kutseoskuste koolitus: astronaudid peavad viibima Kuu peal pikka aega, tegema mõningaid eksperimente, teaduslikke uuringuid, ressursside uurimist ja muud sisu. Samuti peavad nad omandama teadmised teaduslike katsete läbiviimiseks ja erinevate masinate käsitsemise oskuse.

Nende koolituste eesmärk on võimaldada astronautidel elada Kuu peal normaalset elu, viia läbi teaduslikke uuringuid ja uurida Kuud.

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.

Kuu missiooni kosmoselaev peab suutma mahutada ja kanda piisavalt suurt koormust, sest reisimine Maalt Kuule nõuab paljude materjalide ja varude vedamist ning kosmoselaev peab olema võimeline neid asju kandma. Kosmoseaparaat dokkib kosmoses kosmosejaama külge, saab jaamast energiat juurde ja lendab Kuule.

Kuu astronaudid panevad kokku Kuult toodud lahtivõetavad kuuvarjutusmoodulid, millega saab lõpule viia ressursside uurimise ja kogumise. (Need eemaldatavad kuuvarjurid ja uurimisrobotid on kõik Maalt konfigureeritud ja Kuu peal kokku pandud moodulid).
Maalt toodud väikesed raketid pannakse Kuu peal kokku ja neid kontrollivad Maa liikmed, et lennata Maale.
Me paneme kokku avastamisroboti, mis suudab tuvastada ressursse ja maastikku, analüüsida koha sobivust baasi ehitamiseks ja anda tagasisidet astronaudidele.

Muud projektid: