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.

Whirlwind

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



1.1 - Hankkeen kuvaus

Tukikohdan tarkoituksena on tarjota astronauteille suojapaikka, jossa he voivat maksimoida jokapäiväisen elämänsä ja tieteellisen tutkimuksensa. Olemme rakentaneet kolmikerroksisen rakennuksen, jonka alla on piilotetut pyörät, ja sisätilat jäljittelevät hämähäkinseittirakennetta, mikä tekee rakennuksen kokonaispainosta kevyemmän ja helpommin siirrettävän.

Rakennuksen ensimmäinen kerros on työalue, joka sisältää pääasiassa laboratorioita, kokoushuoneita, lääkintähuoneita, vedentuotantoasemia ja happiasemia; Toinen kerros on asuinalue, joka voi vastata astronauttien päivittäisiin tarpeisiin, ja joka sisältää pääasiassa ravintolakeittiön, istutus- ja kasvatushytin, wc:n ja vapaa-ajan huoneen (kuntosali); Kolmas kerros on päävalvontahuone, joka vastaa pääasiassa tukikohdan rakennuksen liikkeistä, maasta kuuhun suuntautuvasta kommunikaatiosta ja vaarojen varoitusilmoituksista. Päävalvomossa on myös navigointijärjestelmä, termostaattijärjestelmä ja kiertojärjestelmä.

Olemme luoneet tukikohtaan erittäin suljetun biologisen elvytysjärjestelmän, jolla varmistetaan, että astronauttien ruoka on taattua ja että jätteiden hyödyntäminen ja veden kierto on maksimoitu; älykkäät robotit on rakennettu vähentämään astronauttien tarpeetonta työtä, kuten poimimista, ruoanlaittoa ja siivousta.

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

Päätarkoituksemme on tieteellinen tutkimus. Kuun erityinen ympäristö tekee siitä luonnollisen laboratorion tieteellistä tutkimusta varten. Kuun pinta on luonnollinen, erittäin vakaa, erittäin tyhjä, erittäin hiljainen, erittäin puhdas ja matalan painovoiman laboratorio, joka ei voi täyttää näitä vaatimuksia Maassa. Kuun ympäristö on erittäin puhdas, mikrogravitaatiossa, saasteeton ja vapaa magneettikentistä ja ilmakehästä, joten se soveltuu fysiikan ja biotieteiden kokeiden tekemiseen. Matalan painovoiman ympäristökokeet Kuussa voivat myös korvata joillakin avaruusasemilla tehtävät mikrogravitaatiokokeet. Siksi aiomme tehdä joitakin tieteellisiä kokeita kuussa.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Kuun tukikohta sijaitsee aluksi Aikentin altaan ympärillä Kuun etelänavalla, joka on erinomainen sijaintipaikka. Koska Kuun eteläinen ylänkö voi saada enemmän auringon säteilyä. Samalla Kuun etelänavalla oleva meteoriittikraatteri voi auttaa muodostamaan vettä, joka ei voi haihtua pitkään aikaan. Vesijäätä voidaan kerätä tukikohdan vedentarpeen tyydyttämiseksi. Liikkuvan tukikohdan ansiosta, jos paikka ei sovellu astronauttien selviytymiseen ja tieteelliseen tutkimukseen, voidaan satelliittinavigoinnin avulla siirtyä selviytymisen kannalta sopivampaan paikkaan.

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

Ensimmäinen on rakennusmateriaalien valinta. Käytämme titaania ja säteilynkestävää kvartsilasia estämään säteilyn, meteoriittien ja lämpötilaerojen vaikutukset. Lisäksi tiivistämme rakennuksen ja peitämme sen pinnan aurinkomaalikerroksella, joka imee lämpöä, eristää lämpöä ja heijastaa säteilyä, jolloin rakennuksesta tulee suojaavampi. Olemme ottaneet käyttöön vaaravaroitusilmoituksen, joka voi havaita ja analysoida meteoriittien, kosmisen säteilyn, aurinkotuulen ja muiden tekijöiden vaikutuksia tukikohtaan ja tarjota asianmukaisia ratkaisuja ajoissa.Järjestelmä voi havaita automaattisesti lämpötilan, kosteuden, ilmanlaadun ja muut tekijät tukikohdassa ja tehdä oikea-aikaisia säätöjä tai antaa hälytyksen.

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

Ensimmäinen on rakennusmateriaalien valinta. Käytämme titaania ja säteilynkestävää kvartsilasia estämään säteilyn, meteoriittien ja lämpötilaerojen vaikutukset. Lisäksi tiivistämme rakennuksen ja peitämme sen pinnan aurinkomaalikerroksella, joka imee lämpöä, eristää lämpöä ja heijastaa säteilyä, jolloin rakennuksesta tulee suojaavampi. Olemme ottaneet käyttöön vaaravaroitusilmoituksen, joka voi havaita ja analysoida meteoriittien, kosmisen säteilyn, aurinkotuulen ja muiden tekijöiden vaikutuksia tukikohtaan ja tarjota asianmukaisia ratkaisuja ajoissa.Järjestelmä voi havaita automaattisesti lämpötilan, kosteuden, ilmanlaadun ja muut tekijät tukikohdassa ja tehdä oikea-aikaisia säätöjä tai antaa hälytyksen.

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

Vesi:
Vesi on peräisin pääasiassa kuun vesijäästä, joka lähettää keskitettyä säteilyä, kuten aurinkoenergiaa, kuun vesijäähän, jolloin nämä vesijääaineet haihtuvat, ja kerää ne sitten talteen. Lisäksi olemme perustaneet vesikiertojärjestelmän, jossa kaikki käytetty vesi kerätään kasvien istutusta ja puhdistuskäsittelyä varten. Muut aineet, kuten virtsa, puhdistuskäsittelyn jälkeen jatkokäsitellään ja käytetään kasvien istutusravinteina.
Ruoka:
Alkuperäinen ruoka kuljetetaan maasta, kunnes istutus- ja kasvatusmökissä oleva ruoka on syötävää. Käytämme vesiviljelyä ruoan, vihannesten ja hedelmien kasvattamiseen viljelymoduulissa ja kasvatamme Tenebrio molitoria eläinproteiinin lähteenä astronauttien ravitsemuksellisten tarpeiden tyydyttämiseksi.
Virta.
Tärkein sähköenergialähteemme on aurinkoenergia. Käytämme taittuvia aurinkopaneeleita aurinkopaneelien puhdistamiseen, jotta pöly ei pääse tarttumaan niihin ja heikentämään aurinkopaneelien tehokkuutta. Asennamme aurinkopaneelien alle siirrettävän pyörätelineen ja asennamme aurinkopaneeleihin automaattisen valonhakujärjestelmän aurinkopaneelien tehokkuuden parantamiseksi. Olemme asentaneet virranvarastointilaitteiston, jotta riittämätön valo ei vaikuta tukiasemien käyttöön.
Air:
Happea tuotetaan sulan elektrolyysin avulla, joka syntetisoidaan kuun maaperässä olevan ilmeniitin ja rautaoksidin kuumentamisen ja elektrolyysin avulla. Lisäksi perustamme ilmankiertojärjestelmän, joka puhdistaa eläinten ja jätteiden käsittelyssä syntyvän hiilidioksidipitoisen ilman ja toimittaa sen kasvihuoneeseen kasvien fotosynteesiä varten. Tämän jälkeen kasvihuoneen tuottama hapella rikastettu ilma puhdistetaan ja lähetetään kokonaisvaltaiseen hyttiin ihmisten ja eläinten hengittämistä varten ja jätteiden käsittelyssä tarvittavan hapen tuottamiseksi, jolloin ilman kierrätys saadaan päätökseen.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Syötäväksi kelpaamatonta biomassaa, kuten olkia, ihmisen ulosteita ja elintarvikejätteitä, käsitellään yhdessä kehitetyn bioteknologian kanssa maaperän matriisin valmistamiseksi, jotta se voidaan kierrättää kasvinviljelyssä. Eläinten ja jätteiden käsittelyssä syntyvä hiilidioksidipitoinen ilma puhdistetaan ja johdetaan kasviosastoon kasvien fotosynteesiä varten. Kasviosaston tuottama happirikas ilma puhdistetaan ja lähetetään kokonaisvaltaiseen osastoon ihmisten ja eläinten hengittämistä varten sekä hapen tuottamiseksi jätteiden käsittelyyn. Kasvien transpiraatiosta kasvihytissä syntyvä kondenssivesi puhdistamisen jälkeen järjestelmästä saadaan osittain hivenaineita, ja se lähetetään kokonaisvaltaiseen hyttiin ihmisten talousveden tarpeisiin. Jäljelle jäävä puhdistettu talousjätevesi ja virtsa käytetään yhdessä kasvien viljelyyn.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Leirimme aikoo käyttää laserviestintäjärjestelmää pitääkseen yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin. Laserviestintäjärjestelmässä on kaksi osaa: lähetys ja vastaanotto. Lähettävään osaan kuuluu pääasiassa laser, optinen modulaattori ja optinen lähetysantenni. Vastaanottava osa sisältää pääasiassa optisen vastaanottoantennin, optisen suodattimen ja valodetektorin. Laserviestinnällä on laaja taajuuskaista, lyhyt aallonpituus, suuri optinen vahvistus, suuri koherenssi ja tilallinen suuntautuminen. Menetelmän ominaispiirteitä ovat suuri kapasiteetti, kevyt rakenne, taloudellinen laitteisto, pieni koko, alhainen virrankulutus ja vahva luottamuksellisuus.

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).

Aiomme tehdä kokeita kuun alhaisen painovoiman olosuhteissa, mikä tekee siitä luonnollisen laboratorion tieteelliselle tutkimukselle ja ihanteellisen tukikohdan erikoistuotteiden tuottamiselle sen ainutlaatuisen ympäristön vuoksi. Olemme perustaneet erikoislaboratorioita fysiikan ja biotieteiden kokeita sekä biologisten erikoistuotteiden tutkimusta varten. Esimerkkinä mainittakoon alhaisen painovoiman ympäristön vaikutus mikro-organismien kykyyn irrottaa mineraaleja kivistä sekä alhaisen painovoiman ulkoisten luurankojärjestelmien suunnittelu ja tutkimus. Biokaivostoiminta on prosessi, jossa mikro-organismeja hyödynnetään arvokkaiden alkuaineiden talteenotossa kivistä ja maaperästä. Lisäksi mikro-organismit voivat suoraan louhia malmista muita alkuaineita, kuten sinkkiä, nikkeliä, kobolttia ja uraania. Näin ollen mikro-organismien käyttäminen tarvittavien alkuaineiden hankkimiseen avaruuden kivistä ja maaperästä voi vähentää tarvetta tuoda materiaaleja Maasta. Parantaaksemme astronauttien liikkuvuutta ja toimintakykyä matalan painovoiman planeettojen pinnoilla aiomme tehdä kuussa tutkimusta ulkoisesta luurangosta astronauttien loukkaantumisriskin vähentämiseksi.

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

Aiomme tarjota astronauteille fyysistä harjoittelua, simulaatiotehtäväkoulutusta, simulaattorikoulutusta, tiimiyhteistyökoulutusta, monikielistä koulutusta ja psykologista koulutusta. Fyysinen harjoittelu: pitkäaikainen aerobinen harjoittelu Maan painovoiman alaisena, mukaan lukien juoksu, uinti ja pyöräily; voimaharjoittelu kuntosalilla, jotta sopeudutaan työhön ja toimintaan alhaisen painovoiman alaisessa ympäristössä; opitaan käyttämään urheiluvälineitä, kuten avaruusjuoksumattoa ja kuntolaitteita. Simulointitehtävien harjoittelu: simuloidaan avaruusaluksen tehtävien toimintaa ja huoltoa; simuloidaan avaruuskävelyn toimintaa ja huoltoa; suunnitellaan tieteellisten kokeiden tekemistä. Simulaattorikoulutus: Simuloidaan simulaattorissa erilaisia hätätilanteiden toimintoja ja vastatoimia, kuten tulipaloja, happivuodot ja sähkökatkoksia; Simuloidaan avaruusaluksen lentoonlähtö-, lento- ja laskeutumistoimintoja. Ryhmäyhteistyökoulutus: Tehtävien simulointi ja simulaattoriharjoittelu muiden astronauttien kanssa tehokkaan yhteistyön varmistamiseksi tehtävän aikana. Monikielinen koulutus: Opetellaan ja käytetään useita kieliä, kuten englantia, venäjää ja kiinaa, jotta varmistetaan tehokas viestintä muiden kansainvälisten astronauttien ja maavalvontakeskusten kanssa. Psykologinen koulutus: psykologisen koulutuksen saaminen yksinäisyydestä, stressistä ja muista mahdollisista psykologisista ongelmista selviytymistä varten; opitaan käsittelemään stressiä ja vaikeuksia hätätilanteissa.

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.

Suunnittelemme raskaiden kantorakettien käyttämistä kuun avaruuslentoihin. Ensin laukaisemme kuuhun rakennusrobotit sekä tukikohdan rakentamiseen tarvittavat materiaalit ja työkalut. Käytämme kauko-ohjattavia robotteja tukikohdan rakentamiseen ja laukaisemme sitten astronautit ja elintarvikkeet kuuhun. Aiomme käyttää miehitettyjä raketteja Maan ja Kuun väliseen edestakaiseen matkaan. Olemme rakentaneet kuumönkijöitä, jotka voivat tehdä pienimuotoisia tutkimuksia, ja tukikohtamme on siirrettävä rakennus, joka voi liikkua Kuun pinnalla ja tutkia uusia kohteita.