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.

Bright Selene

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kiina 19, 18   4 / 2 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Lunar Camp - alue, jossa ihmiset asuvat, työskentelevät ja tekevät tutkimusta kuussa. Kuuleirin rakentaminen luo perustan astronauttien tieteelliselle tutkimustoiminnalle, kuten pitkäaikaiselle oleskelulle ja kokeille Kuun pinnalla. Tarkoituksena on syventää ihmisen ymmärrystä Kuusta, hankkia suuri määrä resursseja ja tehdä kasvinviljelyä koskevaa tutkimusta. Kuuleiri aikoo rakentaa kuuleirin kahdessa vaiheessa, joista ensimmäinen vaihe vie 20 vuotta kuun etuvartioaseman rakentamiseen ja toinen vaihe vie noin 10 vuotta etuvartioaseman päivittämiseen pysyvästi asutuksi kuuleiriksi. Tulevaisuudessakin Kuun leiristä tulee huoltotukikohta ihmisen suorittamaa aurinkokuntatutkimusta varten.

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

Kuuleiri on ponnahduslauta, jonka avulla ihmiset voivat mennä syvälle avaruuteen. Kuun tukikohdasta tulee harjoitusleiri, jonka avulla ihmiset pääsevät syvälle avaruuteen. Jos ihmiset haluavat tutustua muukalaisympäristöön, heidän on ensin ymmärrettävä Kuun ympäristöä. Sitä käytetään pääasiassa tieteelliseen tutkimukseen. Kuun resurssien hyödyntämisen ja hyödyntämisen testiasemana se käyttää Kuun omia ilmaympäristön ominaisuuksia ympäristökokeiden ja tiettyjen tuotteiden kokeellisen tuotannon toteuttamiseen. , kuten erikoismateriaaleja ja lääkkeitä. Kuusta on paljon helpompi laukaista raketti kuin Maasta. Kuun tehokkaisiin resursseihin tukeutuen se voi tutkia kauempana sijaitsevia avaruuksia.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Shackletonin alue Kuun etelänavalla (0,0° itäistä pituutta, 89,9° eteläistä leveyttä). Koska siellä on todennäköisesti runsaasti vettä, ja siellä on pysyvä auringonpaistealue, joka on otollinen aurinkoenergian tuotantojärjestelmälle. Lämpötilaero on pieni ja sopii asumiseen. Sitä voidaan käyttää osoitteena suuren infrapunateleskoopin perustamiselle tulevaisuudessa. Matalalämpöinen ympäristö kraatterin pohjalla on ihanteellinen infrapunahavainnointiin. 5 kilometriä korkea Malabote-vuori, joka on pysyvästi selvästi maapallolla näkyvä huippu, voi toimia radioradioasemana yhteydenpitoa varten maapallon kanssa, jos siihen asennetaan asianmukaiset laitteet.

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

3D-tulostustekniikka ja uusien materiaalien valmistustekniikka. Kuun pinnalla oleva regoliitti on kemialliselta koostumukseltaan samanlaista kuin lentotuhka, ja sitä voidaan käyttää rakennusmateriaalina kuun leirien rakentamisessa. Lisäksi kuun pinnalla olevia rautaa, mangaania, alumiinia, magnesiumia ja muita metallimineraaleja voidaan louhia ja sulattaa, ja ne voidaan 3D-tulostaa asumiskelpoisiksi avaruusrakennuksiksi.

Kuun robottitoimintatekniikka. Kuurobotteihin kuuluvat kuupartioluotaimet ja kuutyörobotit. Kuuroroboteilla on oltava itsehuolto- ja korjausvalmiudet, ja kuupartioanturit ja työrobotit voivat huoltaa ja korjata toisiaan työprosessin luotettavuuden varmistamiseksi.

Kuutukikohdista peräisin olevien jätteiden kokonaisvaltainen hyödyntämistekniikka. Kun Maa-Kuu-ajoneuvo on laskeutunut Kuuhun, sen lentoalustan tehtävä on suoritettu. Hylättyjen ajoneuvojen purkamista voidaan harkita erilaisten itsenäisten ilma-alusten varaosiksi kuutukikohtiin, kuten akkuja ja varamateriaaleja kuun energia-asemille, kaasupulloja voidaan käyttää kuun pintakaasun väliaineiden varastosäiliöinä ja polttoaineen varastosäiliöitä voidaan käyttää hapen varastosäiliöinä kuun hapentuotantoa varten puhdistuksen jälkeen.

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

Samanaikaisesti keskikerroksena käytetään faasimuutoslämmön varastointimateriaalia lämpöhäviöiden vähentämiseksi. Tukikohta on varustettu meteoriittien ja kuunjäristysten havaitsemislaitteilla, joista voidaan ilmoittaa ajoissa ja paeta suurten meteoriittien putoamisen ja kuunjäristysten varalta.

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

Vesi(水):1. Napa-alueilla on kuun jäätä, jota voidaan kerätä ja tiivistää. Sen jälkeen aurinkoenergiaa voidaan käyttää fokusointi- ja heijastuslaitteiden avulla sulattamaan kuun jäätä, joka voidaan sitten kerätä ja puhdistaa vesivarojen louhimiseksi.2. Kasvien transpiraatiota ja suodatuslaitteita voidaan käyttää tuotetun jäteveden kierrättämiseen.

Ruoka(食物): Luo kuutukikohtaan suljetun elinkierron elinturvajärjestelmä, jossa on tukevia kasvinviljelytukikohtia, joissa kasvatetaan viljelykasveja, kuten salaattia, paprikaa, papuja ja vehnää, joita on viljelty. Nämä kasvit voivat tarjota tukikohdan henkilökunnan pääasiallisen ravinnonlähteen, ja samalla kasvien hoitaminen voi auttaa astronautteja säilyttämään henkisen vakautensa.

Teho(能源):Sopeutuaksemme kuun ympäristöön ja tarjotaksemme pitkäaikaista ja vakaata energiaa kuun leireille, käytimme kahta tapaa: aurinkoenergiaa ja polttokennoja. Kuun aurinko säteilee noin 1,5 kertaa enemmän valoa kuin maapallo. Riittävä auringonvalo, lähinnä kuunvalossa aurinkovoimalat. Polttokennot ovat tärkein energialähde yöllä.

Ilma(空气):Kun otetaan huomioon, että keskivertoihminen kuluttaa noin 0,7 kiloa happea päivässä, on tärkeää harkita kasvien fotosynteesin hyödyntämistä hapen kierrättämiseksi kustannustehokkaan hapen ensisijaisena lähteenä. Lisäksi kuun maaperässä on runsaasti titaani- ja rautamalmia, jotka on helppo kerätä. Näiden malmien pelkistäminen vetykaasun avulla voidaan toteuttaa mikroaaltokuumennuksella, jolloin syntyy vettä. Veden elektrolyysillä saadaan sitten vety- ja happikaasuja, ja talteenotettuja metalleja voidaan käyttää myös rakennustarkoituksiin.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Kuuleireillä voidaan käyttää erilaisia menetelmiä astronauttien kuussa tuottaman jätteen hävittämiseen, kuten:

Kierrätys: Kierrättämällä resursseja, kuten jätevesiä, savukaasuja ja kiinteitä jätteitä, voidaan minimoida syntyvän jätteen määrä ja vähentää jossain määrin riippuvuutta maapallosta.

Varastointi ja hautaaminen: Roskat ja muut jätteet, joita ei voida kierrättää, voidaan varastoida tai haudata turvallisesti Kuun pinnalle tai syvälle Kuun pinnalle.

Kierrätys: Perustetaan leiriin suljettu kierrätysjärjestelmä, jossa syntyvä jäte muunnetaan käyttökelpoisiksi resursseiksi, kuten ihmis- ja kasvijätteen muuntaminen lannoitteeksi, jota käytetään kuutukikohdan maatiloilla.

Kaiken kaikkiaan leirin on minimoitava syntyvän jätteen määrä ja löydettävä asianmukaiset hävittämisvaihtoehdot tieteellisin ja järkevin menetelmin, jotta voidaan varmistaa kuutukikohdan jatkuva olemassaolo ja kehitys.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Kuuleiri on varustettu makrotukiasemalla, joka lähettää ja vastaanottaa tietoja Maahan ja Kuuhun, ja satelliitin vastaanottamat tiedot lähetetään sitten Maahan, mikä mahdollistaa viestinnän Maan ja Kuuleirin välillä. Telemetria- ja kaukovalvontayhteydet käyttävät VHF:ää yhteydenpitoon satelliittien kanssa, ja datan moduloinnissa käytetään FSK:ta. Kuuleirintäalueiden välinen viestintä toteutetaan langattomalla verkolla, joka koostuu tukiasemien signaaleista lähellä toisiaan sijaitsevien leirintäalueiden osalta ja satelliittisignaalien välityksellä kaukana sijaitsevien leirintäalueiden osalta.

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).

Opiskelemme pääasiassa geologiaa ja biologiaa. Kuussa on monia ainutlaatuisia maisemia ja pinnanmuotoja, joten voimme käyttää niitä tieteelliseen tutkimukseen, kuten geologiseen rakenteeseen, kemialliseen koostumukseen, mineraalien rakenteeseen, fysikaalisiin ominaisuuksiin ja niin edelleen. Kuun aineen tutkiminen: Kuun aineen koostumus on erilainen kuin Maan, joten kuun ainetta voidaan analysoida ja tutkia yksityiskohtaisesti sen koostumuksen ja ominaisuuksien ymmärtämiseksi. Laboratoriossa on myös erilaisia maaperän testauslaitteita, lisäksi kuun ainutlaatuiset fysikaaliset ominaisuudet, kuten auringon säteily kuun pinnan lämpötila ja rakenne. Kuun pinnan ympäristö vaikuttaa elämään eri tavalla kuin maapallolla, joten biotieteellisillä kokeilla voidaan tutkia sopeutumiskykyä ja elämän elinkelpoisuutta heterogeenisissä ympäristöissä.

Sivustolla on erityinen kasvinviljelyalue kasvien kasvun tutkimiseksi, kasvuympäristötestin tutkimiseksi. Samaan aikaan meillä on myös tähtitieteellisiä teleskooppeja, jotka ovat käteviä astronauteille avaruuden tarkkailuun. Avaruustutkimus ja ympäristökokeet Kuun pinnalla sekä tiettyjen tuotteiden, kuten erikoismateriaalien ja lääkkeiden, kokeellinen tuotanto voidaan toteuttaa myös hyödyntämällä Kuun omia avaruusympäristön ominaisuuksia (Kuussa itsessään on luonnolliset avaruusolosuhteet, kuten korkea tyhjiö, ilman ilmakehän suojausta ja alhainen painovoima).

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

Fyysinen harjoittelu

Astronautit tarvitsevat liikuntaa luonnollisessa painovoimaympäristössä ylläpitääkseen fyysistä terveyttä ja ehkäistäkseen osteoporoosia. Lisäksi he tarvitsevat erityistä fyysistä harjoittelua mikrogravitaatio-olosuhteissa tasapainon ja koordinaation ylläpitämiseksi. Nämä harjoitukset voivat myös auttaa heitä sopeutumaan kuussa kävelyyn ja muiden tehtävien suorittamiseen.

Tekninen koulutus

Päivittäisten mekaanisten ja elektronisten laitteiden huollon ja muiden taitojen lisäksi astronauttien on hallittava myös avaruusalusten ja kuunmönkijöiden käyttötaidot sekä erilaiset hätätilanteiden käsittelymenetelmät, kuten hapen paineen lasku, laiteviat jne.

Topografian oppiminen

Jotta astronautit voisivat paremmin sopeutua kuun tehtävän suorittamiseen, heidän on ymmärrettävä kuun pinnan geomorfologian ja topografian perusteet ja opittava käyttämään navigointivälineitä sekä suuntavaistoa ja ajoneuvojen hallintaa kuun pinnalla.

Avaruuslääketieteen tuntemus

Astronauttien on myös opittava avaruuslääketieteestä, jotta he ymmärtäisivät avaruusmatkojen vaikutuksen ihmisten terveyteen. Heidän on ymmärrettävä, miten erilaisissa onnettomuuksissa avaruudessa toimitaan, ja opeteltava peruslääkinnälliset hätätoimenpiteet.

5.Teamwork-koulutus

Astronauttien koulutusohjelmassa astronautit oppivat työskentelemään yhdessä tiimeissä ja käsittelemään tilanteita asianmukaisesti.

Tällaisiin koulutusohjelmiin olisi liitettävä astronauttien turvallisuuden ja terveyden varmistaminen ja heidän omien tarpeidensa ja vaatimustensa täyttäminen mahdollisimman hyvin.

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.

Avaruusalus: Tarvitsemme avaruusaluksen, joka kykenee laskeutumaan Kuun pinnalle ja nousemaan sieltä sekä Maahan ja Maasta. Siinä olisi myös oltava pitkäaikaisia tehtäviä varten tarvittavat laitteet ja tarvikkeet.

Kuljetus Kuun pinnalla: Voimme käyttää kulkuneuvoja tai muita Kuun ympäristöihin suunniteltuja kulkuneuvoja. Näiden ajoneuvojen on kestettävä kuun ankarat olosuhteet ja niiden on kyettävä kulkemaan pitkiä matkoja.

Tutki uusia kohteita kuun pinnalla: Voimme käyttää kauko-ohjattuja miehittämättömiä ajoneuvoja. Nämä ajoneuvot voidaan varustaa kameroilla ja muilla antureilla, joiden avulla voidaan kerätä tietoja ja kuvia Kuun maastosta.

Maahan ja Maasta: Voimme käyttää avaruusaluksia, jotka pystyvät kuljettamaan miehistöä ja rahtia. Avaruusaluksessa on oltava tarvittavat elämää ylläpitävät järjestelmät, ja sen on kestettävä avaruusmatkustuksen vaatima rasitus.