vuorovaikutteinen kuva

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Hankegalleria

 

Moon Camp Pioneers:ssä jokaisen tiimin tehtävänä on suunnitella 3D-suunnittelulla kokonainen kuun leiri valitsemallaan ohjelmistolla. Heidän on myös selitettävä, miten he käyttävät paikallisia resursseja, suojelevat astronautteja avaruuden vaaroilta ja kuvaavat kuuleirin asuin- ja työskentelytilat.

Epovator

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Kiina 16   6 / 2 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Asetimme tiimin nimeksi Epovator, joka on yhdistelmä kahdesta sanasta epoch ja innovator, mikä tarkoittaa aikakauden innovaattoria. Nimeämme kuuleirimme "SECOND FOUNDATION". Se tulee Asimovin kuuluisasta tieteisromaanista "Säätiö". Se ei ole vain muistoksi suurelle kirjailijalle, joka antoi panoksensa ihmiskunnan kirjallisuuteen ja tieteeseen, vaan myös ilmaistaaksemme päättäväisyytemme tutkia kuuta: Rakennetaan kuuhun toinen kotimaa, jossa ihminen voi asettua kotiin ja jota voidaan käyttää kauttakulkupaikkana maailmankaikkeuden tutkimisessa. Turvallisuussyistä leirin päärunko on rakennettu laavaluolaan, ja kuun pinnalle on sijoitettu vain välttämättömät havaintolaitteet ja viestintälaitteet. Käytämme minimalistista sisustustyyliä, joka sopii tulevaisuuden muotivirtauksiin. Tukikohdan kuori on perhosen kuva, joka ilmaisee rakkauttamme maapallon luonnonympäristöä kohtaan. Lisäksi perhonen on perinteisessä kiinalaisessa kulttuurissa kauneuden ja vapauden symboli, joka tunnetaan nimellä "lentävät kukat". Värimaailmassa käytetään sinistä ja syksyn Heung-keltaista. Se on linjassa kiinalaisen klassisen estetiikan kanssa.

1.2 - Miksi haluat rakentaa Kuuleirin? Selitä kuuleirisi päätarkoitus (esimerkiksi tieteelliset, kaupalliset ja/tai matkailutarkoitukset).

Kuuleirimme tarkoituksena on antaa tiedemiehille mahdollisuus tehdä tieteellistä tutkimusta, ulkoilmatutkimusta ja tutkia maailmankaikkeutta kuussa pitkään. Leirillä on avaruusjalostuslaboratorioita ja avaruuslaboratorioita, joissa tutkitaan kasvigeenisiä ongelmia ja erilaisten kosmisten säteiden vaikutuksia kasveihin, kuun maaperämateriaalien analysointia, fysikaalisia ja kemiallisia kokeita alhaisen painovoiman ympäristöissä ja avaruuden jatkotutkimusta. Lisäksi leirillä on tarkoitus ottaa johtoasema ihmisen pitkäaikaiseen asumiseen Kuussa liittyvän ongelman ratkaisemisessa. Siksi. Olemme perustaneet kiertoalueen, viihdealueen, asuinalueen, istutus- ja kasvatusalueen, jotta voimme täyttää ihmisten aineelliset ja henkiset tarpeet kaukaisessa ympäristössä.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Laavaputkessa lähellä Marius-vuoren muinaista tuliperäistä aluetta. Se on geologinen rakenne, joka muodostuu luonnollisesti laavavirran sisälle ja muistuttaa putkea. Sen kotelo ei voi toimia ainoastaan lämmön säilyttämisen roolissa, vaan siitä voi tulla myös luonnollinen suojalaite, koska se on erittäin kova. Sisäosa voi varmistaa elämän säilymisen. Sisäänkäynnin halkaisija on noin 65 metriä, ja 50 metriä sisäänkäynnin alapuolella on lähes pystysuora vaakasuora luola, joka kaartuu alaspäin ja ulottuu molemmille sivuille. Sisätila on tietojen mukaan hyvin suuri. Se ulottuu 50 kilometrin päähän, ja asiaa koskevat analyysit viittaavat siihen, että sisällä voi olla suhteellisen ohutta ilmaa. Tämä ei ainoastaan auta perustuksen rakentamishanketta, vaan auttaa myös ratkaisemaan tukikohdassa olevien astronauttien hengitysongelmat.

2.2 - Miten aiot rakentaa kuuleirin? Pohtikaa, miten voitte hyödyntää Kuun luonnonvaroja ja mitä materiaaleja teidän pitäisi tuoda Maasta. Kuvaile tekniikoita, materiaaleja ja suunnitteluvalintojasi.

Ryhmämme kuuleiri rakennettiin laavaputkeen lähelle "Mount Mariuksen" muinaista tuliperäistä aluetta, ja se jakautui pääasiassa laavaputken sisäisiin rakennuksiin ja laavaputken aukon ympärillä oleviin ulkorakennuksiin. Ensimmäisen rakennuksen pääasiallinen rakennusmateriaali on "kuubetoni", johon on sekoitettu paikallisesti hankittua kuun maaperää ja virtsaa, kun taas jälkimmäinen perustuu "kuubetoniin", jossa rakennuksen suojakerroksena on pii-magnesium-alumiiniseos. On syytä mainita, että kaikki nämä materiaalit voidaan hankkia Kuusta, jolloin säästytään materiaalien kuljetuskustannuksilta Maan ja Kuun välillä.

Betonirakentamisprosessi on jaettu kolmeen vaiheeseen: ensiksi erä erittäin vaativia tarkkuusinstrumentteja valmistetaan Maassa ja laukaistaan sitten suoraan kuuhun; toisessa osassa käytetään 3D-tulostustekniikkaa leirin päärakenteen rakentamiseen "kuubetonilla" raaka-aineena. Kolmannessa vaiheessa käytetään kuun olemassa olevia mineraaleja (Si, Al, Mg, Ti, Fe jne.) pintarakennuksen suojakerroksen täydentämiseen ja muiden rakennuksen sisällä olevien tilojen rakentamiseen.

2.3 - Miten kuuleirinne suojaa ja tarjoaa astronauteille suojan Kuun ankaraa ympäristöä vastaan?

Meteoriittitörmäyksen aiheuttaman ongelman ratkaisemiseksi kuun pinnan turvalaite on varustettu laseraseella, joka voi tehokkaasti murskata suuria meteoriitteja ja poistaa niiden uhan kuun leireille. Koska leiri on lähes kokonaan laavaputkissa ja astronauttien tarvitsemat tilat ja laitteet ovat kuun pinnan alapuolella, pienen mittakaavan meteoriittitörmäys ei aiheuta suurta uhkaa leirille.
Kosmisten säteiden ja muun säteilyn aiheuttaman ongelman osalta laavaputkella itsellään on vahva säteilysuojauskyky. Kuten edellisessä kysymyksessä sanotaan, laavaputken seinämään on kuitenkin turvallisuussyistä lisätty ohut pii-magnesium-alumiiniseosmateriaalista valmistettu seinämä, jotta säteilysuojausvaikutusta voidaan parantaa entisestään ja kuun leirin kestävyyttä vahvistaa.
Koska Kuu on epätasaisesti lämmitetty ja ilmakehä on lähes olematon, kuun leirin sisäänkäynnillä on kaksikerroksiset portit, joilla varmistetaan vakaa ilmanpaine ja lämmön poistuminen. Kuun sisällä on kiertovesijärjestelmä, joka pitää ilmakehän, paineen ja lämpötilan suhteellisen vakiona. Pohjassa on ilmakomponentin seurantalaite, jos epänormaali, voi olla tehokas aktiivihiili ja zeoliitti ja muut materiaalit suodattaa, puhdistaa ilmaa.

Tukikohdassa on lääkintäalue astronautteja varten, jotka saattavat loukkaantua työssään. Siellä on röntgenlaitteita, magneettikuvauslaitteita ja muita testauslaitteita, mutta myös kipulääkkeitä, neuloja ja muita yksinkertaisia lääkinnällisiä välineitä odottamattomien tilanteiden varalta. Samalla tukikohdassa on kuukausien välinen viestintäjärjestelmä, jolla voidaan varmistaa välitön yhteydenpito ja ottaa yhteyttä maa-asiantuntijoihin lääketieteellisissä ongelmissa, joista astronautit eivät selviä.

3.1 - Miten kuuleirinne tarjoaa astronauteille kestävän pääsyn perustarpeisiin, kuten veteen, ruokaan, ilmaan ja sähköön?

Vesi: Kuun pinnalla on huomattavat makean veden varannot. Leirillä on bioninen kuunmönkijä, joka voi napata kuun jäätä ja kuljettaa sen takaisin tukikohtaan. Samaan aikaan leirillä voidaan käyttää höyrynpuristustislausta virtsan käsittelyyn, ja käänteisosmoosikalvoprosessoria voidaan käyttää kasvien transpiraatiosta kasvualueilla syntyvän veden, saniteettijäteveden ja kuun vesijään puhdistamiseen ihmisten selviytymistä varten.

Ruoka: Astronautit söivät olemassaolonsa alkuvaiheessa tyhjiöpakattua ruokaa, joka kuljetettiin Maasta. Kun istutuspuiston viljelykasvit ovat kypsiä, he voivat valmistaa ruokia terveellisten reseptien mukaan, kuten ravintokuitua sisältäviä hedelmiä, runsaasti vitamiineja sisältäviä vihreitä lehtivihanneksia ja runsaasti proteiinia sisältäviä palkokasveja. Lisäksi leirillä kasvatetaan Tenebrio molitoria, joka ruokkii kasvualueen kasveja. Se voi tarjota runsaasti proteiinia, joka voi ratkaista lihan ongelman myöhemmin asianmukaisen käsittelyn jälkeen.

Ilma: Ilmankierto ja suodatusjärjestelmä on perusteellinen. Happea tuotetaan pääasiassa kahdella tavalla. Aluksi astronautit polttivat Maasta kuljetettua natriumkloraattijauhetta tuottaakseen suuria määriä happea. Kun suuri määrä nestemäistä vettä on saatu veden kierrätysjärjestelmän kautta, happea voidaan tuottaa veden elektrolyysin avulla.

Sähkö: Sähköntuotanto: Kaksi tärkeintä sähköntuotantomuotoa ovat aurinkosähkötuotanto ja lämpösähköntuotanto. Aurinkopaneelit on sijoitettu leirin ympärille imemään auringon säteilyä. Lämpövoiman tuotannon pääpolttoaineena käytetään kotitalousjätettä ja vetyä, joka tuotetaan veden elektrolyyttisellä reaktiolla. Samaan aikaan urheilualueen juoksumatto ja polkupyörä on ladattu pienillä sähköntuotantolaitteilla. Kaikki energia keskitetään resurssien keskitetyn ohjaushuoneen varastotauluun resurssien järkevää aikataulutusta varten.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Ulosteet: Keräämme astronauttien ulosteiden käymisestä syntyvää metaania, virtsan tuottamaa ureaa höyrynpuristustislausprosessissa biokaasun sähköntuotantoa tai vesivarojen regenerointia varten.

Hengitystiejätteet: Hengitetyn hiilidioksidin osalta se ensin imeytetään ja tiivistetään käyttämällä nykyisin kehittynyttä kiinteää amiinitekniikkaa, minkä jälkeen se johdetaan osittain istutusalueelle fotosynteesiä varten. Loput siitä osallistuu metaanin pelkistysreaktioon metaanin ja veden tuottamiseksi, joka sitten elektrolysoidaan uudelleen hapen regeneroimiseksi.

Paperijäte: Käytä leirillä olevaa jätepaperinkäsittelylaitetta kierrätyspaperin käsittelyyn.

Muut jätteet: Avaruusympäristön suojelemiseksi muovituotteiden kaltaisia jätteitä ei päästetä avaruuteen leirillä, vaan ne varastoidaan keskitetysti, puristetaan tyhjiöön ja poltetaan, kun avaruusalus palaa ilmakehään.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Päätimme käyttää relesatelliittiä "Queqiao", joka kulkee Maan ja kuun L2-kääntymispisteen kiertoradalla signaalin välittämiseen maan ja kuun välisen viestinnän loppuunsaattamiseksi, mikä toteutti hyvin signaalien suuren kattavuuden. Kuun tukikohtien välisessä viestinnässä käytetään UHF-radioviestintää, koska suuri määrä kuupölyä häiritsee signaalin siirtoa, kun taas UHF-taajuuskaistalla lähetettävät signaalit ovat hyvin läpäiseviä ja ilmastonmuutos vaikuttaa niihin vähemmän. Päätelaitteiden teknologia on kehittynyt, mikä voi helpottaa kuun pinnalla tapahtuvaa viestintää. Samalla voimme myös käyttää Miciusta, Kiinan ensimmäistä avaruusalan kvanttitutkimussatelliittia. Se voi rikkoa etäisyysrajan ja toteuttaa kuun ja maan välisen viestinnän kvanttiviestintäteknologian avulla. Kvanttiviestinnän kietoutuneen tilan ansiosta se voi taata viestinnän välittömyyden lisäksi myös tietoturvan.

4.1 - Mihin tieteelliseen aiheeseen (aiheisiin) keskittyisi tutkimus Kuuleirilläsi? Selitä, mitä kokeita aiot tehdä Kuussa (esimerkiksi geologian, matalan painovoiman ympäristön, biologian, teknologian, robotiikan, tähtitieteen jne. aiheista).

Leirimme pääaiheena ja tutkimuskohteena on se, miten ratkaista ihmisen pitkäaikainen selviytyminen matalan painovoiman ympäristössä. Tämän saavuttamiseksi leirikeskuksessamme on useita huippuluokan ja kehittyneitä laitteita, joilla voidaan tehdä tieteellistä tutkimusta eri näkökohdista ja eri aloilla. Geologian alalla tukikohdassamme on kuun maaperän koostumuksen ilmaisin ja elektronimikroskooppilaite, joilla voidaan tehdä syvällistä tutkimusta kuussa saatavilla olevista materiaaleista. Pyrimme myös käyttämään kuun maaperää 3D-tulostusmateriaalina säästääkseen rakennusmateriaalien kuljetuskustannuksissa. Kemiallisen energian osalta tukikohdassa on pieni tyhjiösentrifugilaite, jolla tutkitaan keskipakovoiman vaikutusta elektrolyyttisten reaktioiden tehokkuuteen Kuun matalassa painovoimaisessa ympäristössä. Tämä auttaa parantamaan energiatehokkuutta ja luo pohjan ihmisten pitkäaikaiselle asumiselle tulevaisuudessa. Biologian alalla on paitsi istutusalueita, joilla tutkitaan Maan viljelykasvien kasvua kuun maaperässä, myös ammattimaisia biologisen viljelyn koelaatikoita, joissa tutkitaan geenimuuntelua ja varttamista Kuun ainutlaatuisessa matalan painovoiman ympäristössä, jotta ne voidaan mukauttaa kuun maaperän istutusympäristöön. Näillä tutkimuksilla on merkittäviä vaikutuksia avaruuden tutkimiseen tulevaisuudessa. Tähtitieteen osalta leirimme tähtitieteellinen teleskooppi hyödyntää kuun suotuisia olosuhteita, joissa on vähemmän häiriöitä, vakaampi ympäristö, helpompi tiedonsiirto ja pidempi jatkuva havaintoaika. Uskotaan, että leirimme kaukoputken käyttö auttaa meitä tutkimaan valtavaa maailmankaikkeutta.

5.1 - Mitä sisältyisi astronauttien koulutusohjelmaan, joka auttaisi astronautteja valmistautumaan Kuun matkaan?

Ylipainoisten kestävyys- ja sopeutumiskyvyn harjoittelu. Sen tarkoituksena on auttaa astronautteja kestämään suuria ylikuormituksia ja pysymään hereillä avaruusaluksen nousun ja laskun aikana;

vestibulaarisen toiminnan harjoittelu. Sitä käytetään pääasiassa astronauttien vestibulaarisen toiminnan harjoitteluun, vestibulaarisen toiminnan vakauden parantamiseen ja avaruusliikkuvuuspahoinvoinnin ehkäisemiseen;
Laskeutumisvaikutusharjoittelu. Simuloidaan Maahan palaavan avaruusaluksen törmäysympäristöä astronauttien törmäyskestävyyden vahvistamiseksi ja erilaisten suojatoimenpiteiden tutkimiseksi.
Neutraalin kelluntasäiliön harjoittelu. Tarjotaan astronauteille simuloitu painottomuuden harjoitteluympäristö, joka edistää astronauttien lentokoneen ulkopuolisten toimintojen harjoittelua, erityisesti lentokoneen ulkopuolisten toimintojen, kuten lentokoneen ulkopuolisen kävelyn, lentokoneen ulkopuolisen kokoonpanon ja huollon harjoittelua;
Ulkomaille suuntautuvan toiminnan koulutus. Teoreettinen oppiminen yhdistetään käytännön toimintakoulutukseen, joka sisältää sekä yksittäisten toimintojen koulutusta että ohjelmakoulutusta, kuten matkustamon poistumisohjelman koulutussimulaatio, virtuaalitodellisuuskoulutus sekä vikojen tunnistamis-, arviointi- ja käsittelykoulutus.
Psykologinen laatukoulutus on jaettu neljään osaan. Ensimmäinen osa on kokonaisvaltainen koulutus, joka pääasiassa kouluttaa astronauttien psykologista vakautta huonossa ympäristössä; Toinen osa on ammatillinen psykologinen koulutus, jonka tarkoituksena on lievittää negatiivisia tunteita, kuten hermostuneisuutta, ärtyneisyyttä ja ahdistusta; Kolmas osa on psykologinen yhteensopivuuskoulutus, jonka tarkoituksena on parantaa astronauttien välistä hiljaista yhteisymmärrystä, jotta he voivat suorittaa työnsä paremmin; Neljäs osa on kuvakoulutus, jonka avulla astronautit voivat simuloida kaikkia kuun laskeutumisprosessin toimintoja rennossa tilassa, jotta voidaan vähentää virheitä todellisessa toimintoprosessissa ja lisätä turvallisuutta.

5.2 - Mitä avaruusaluksia tuleva Kuu-lento tarvitsee? Kuvaile Moon camp:stäsi löytyviä kulkuneuvoja ja pohdi, miten aiot matkustaa Maahan ja Maasta ja tutkia uusia kohteita Kuun pinnalla.

Nyt Kiinan kansantasavallan uuden sukupolven raskasrakenteinen Pitkä marssi-9 -kantoraketti on kehitteillä, ja se voi vastata täysin miehitetyn kuututkimuksen tarpeisiin kuuhun ja takaisin lähitulevaisuudessa.

Kuuleirillä oleva ajoneuvo oli ryhmäni suunnittelema kulkuneuvo. Rover käyttää pääasiallisena energialähteenä aurinkoenergiaa ja apuenergialähteenä leirin kotitalousjätteistä syntyvää biokaasua. Sillä on taattu toimintasäde ja huomattava kuljetuskapasiteetti.

Kuun pinnan tutkimiseksi on tarkoitus avata uusia kohteita, joissa tutkitaan lisää kuun laavaputkia ja kuun kaukaisempaa puolta. Kuun laavaputki on ihanteellinen paikka kuutukikohdan rakentamiseen tulevaisuudessa, ja se on erittäin arvokas ihmisen tutkimusmatkailulle. Kuun kaukaisempi puoli, jota on tutkittu vähemmän, on myös arvokas uusi kohde.