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.

complementary base pairing

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kiina 19   3 / 1 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Kuun ominaispiirteet, kuten ilmakehän puuttuminen, heikko painovoima, vakaa alusta ja alhainen lämpötila, ovat sopivat olosuhteet tähtitieteellisten havaintovälineiden säilyttämiselle ja käytölle. Siksi observatorion perustaminen kuuhun on erinomainen valinta. Näiden tietojen perusteella ryhmämme on päättänyt perustaa kuutukikohdan, jonka päätarkoituksena on tähtitieteellinen havainnointi, ja perustaa muita alueita, jotta astronautit voisivat tehdä havaintoja ja elää mukavasti kuussa.

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

Maan ilmakehä ja magneettikenttä vaikuttavat maapallon teleskooppeihin, mikä estää niitä saavuttamasta maksimaalista tarkkuutta. Avaruusteleskoopit ovat tarkempia, mutta niiden ylläpito on kalliimpaa ja hankalampaa, minkä vuoksi niiden käyttöikä on lyhyt. Siksi on erittäin tärkeää löytää avaruudesta alusta, jonne voidaan rakentaa teleskooppeja ja jossa henkilökunta voi elää pitkään. Kuu on täydellinen valinta. Kuuleirin tarkoituksena on käyttää sitä Kuun observatoriona sellaisten havaintotoimien suorittamiseen, joita ei voida suorittaa Maassa, tähtien, planeettojen ja muiden taivaankappaleiden kiertoratojen muutosten tarkkailuun, jotta muutoksista voitaisiin johtaa johtopäätökset, jotka auttavat ihmisiä suojelemaan Maata paremmin ja tutkimaan avaruutta.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Leirimme sijaitsee ikuisen päivänvalon alueella Shackletonin kraatterin ympärillä Etelämantereella. Paikan valinnalla on seuraavat kaksi pääetua:
1.Yongdianin alueella on runsaasti aurinkovaroja. Aurinkosähköä voidaan käyttää aurinkoenergian muuntamiseen sähköenergiaksi, mikä tuottaa sähköä tukikohdan perustoimintoja varten.
2.Kraatterin sisällä olevalla varjoalueella on runsaasti vesivaroja. Kuun vesijään hyödyntämisellä ja puhdistamisella voidaan varmistaa astronauttien vedentarve.

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

Leirillä käytetään kuun maaperän sintrausmenetelmää tiilien ja pistorasioiden valmistamiseksi, ja ne ulottuvat alaspäin kahteen kerrokseen. Paljastettu osa maata käyttää kuun maaperän kääntää kansi kuin perus arkkitehtoninen ääriviivat. Varmista leirirakennuksen lujuus sillä edellytyksellä, että tarvittava alue on käytettävissä.
 Vaihe 1: Maasta kuuhun aurinkopaneelien, kuun puskutraktoreiden/kaivinkoneiden, kuun maaperän sulatus- ja valukoneiden, kauko-ohjattavien robottien ja muiden työkalujen kuljettamiseksi.
Vaihe 2: Rakennetaan pieni aurinkosähköjärjestelmä. Sitä käytetään rakentamiseen tarvittavan sähköenergian tuottamiseen, ja kuun maaperän sulatus- ja valukoneella poltetaan kuun maaperä haluttuun muotoon ja käytetään etärobotteja leirin rakentamiseen.
Kolmas vaihe: erilaisten teleskooppien, tieteellisten tutkimuslaitteiden ja biologisten laitteistojen kuljettaminen kuuhun ja niiden kokoaminen ja sijoittaminen robottien avulla.
Vaihe 4: Astronautit siirtyvät alukseen ja suorittavat ensimmäiset tieteelliset tutkimustehtävät.

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

Tällä hetkellä suurimpia vaaroja kuussa ovat veden hapenpuute, kosminen säteily, mikrometeoriittien iskeytyminen, suuri lämpötilaero yön ja päivän välillä ja alhaisen painovoiman aiheuttama luukato. Olemme ryhtyneet seuraaviin toimenpiteisiin näiden ongelmien ratkaisemiseksi:
Tukikohtamme hyödyntää täysin kuun aurinko- ja vesivaroja. Tämä ongelma voidaan ratkaista tehokkaasti aurinkosähköjärjestelmien ja kuun vesijään louhinnan avulla.
Tukikohdan ulkoseinä on sintrattu kuun maaperästä, jolla on tiettyjä tehtäviä: se kestää meteoriitin iskuja, eristää kosmiselta säteilyltä ja pitää lämpimänä. Astronautit voivat myös antaa avaruuspuvut, joilla on samat toiminnot, kun he lähtevät ulos, mikä maksimoi astronauttien turvallisuuden.
 Samaan aikaan olemme varustaneet astronautit kuntosalilla, ja vaadimme heiltä vähintään kaksi tuntia liikuntaa päivittäin, jotta heidän ruumiinrakenteensa paranisi ja luukadon väheneminen estyisi tehokkaasti.

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

Vesi: Kuumönkijä louhii kuun vesijäätä kraatterista, ja se voidaan puhdistaa ennen päivittäistä käyttöä. Lisäksi tukikohta on varustettu ympäristönhallinta- ja elintoimintojen tukijärjestelmällä, joka kerää astronauttien hengittämää kosteutta, hikeä sekä koti- ja työjätevesiä kondensaation ja kuivauksen avulla puhdistusta ja toissijaista hyödyntämistä varten.
Ruoka: Alkuvaiheessa se turvautui pääasiassa maapalloon ja istutti porkkanoita, soijapapuja ja muita runsaasti vitamiineja, proteiineja ja rasvaa sisältäviä kasveja ekologisissa kasvihuoneissa myöhempinä ravinnonlähteinä. Liha on edelleen saatava Maasta.
 Teho: Sivustolla on runsaasti aurinkoenergiavaroja, käytämme aurinkosähköä tuottavaa aurinkosähköjärjestelmää, joka muuntaa aurinkoenergian sähköksi, tukikohdan energiantoimituksena. Samaan aikaan voimme ottaa kuun maaperästä erotetun helium-3:n talteen hiilen ja muiden energialähteiden saamiseksi, jotta astronauttien elämä olisi turvallisempaa.
Ilma: (kuumentamalla näitä happea sisältäviä aineita 1600-2500 celsiusasteeseen ja sähköistämällä ne, alkuaineet ionisoituvat ja happiatomit yhdistyvät hapeksi). Tämä hapen valmistusmenetelmä on erittäin tehokas ja runsas. Happea on mahdollista valmistaa myös veden elektrolyysillä.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Leirimme sisällä on ympäristövalvottu bioturvallisuusjärjestelmä, joka kerää astronauttien hengittämää vesihöyryä kondensaatio- ja kuivauskomponenttien avulla, kun taas tuotettu hiilidioksidikaasu kerätään talteen ja johdetaan kasvihuoneeseen kasvien hengitystä varten.
Astronauttien tuottama virtsa kerätään tislauslaitteiden ja kaasun ja nesteen erotuslaitteiden avulla yhteen puhtaan veden saamiseksi, ja osa siitä käytetään testeihin, joilla saadaan tietoa astronauttien fyysisestä tilasta. Lanta käsitellään useiden käymisprosessien avulla, jotta siitä saadaan biologista lannoitetta kasvihuoneen ravinteiden saamiseksi.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Leirimme toimii samalla tavalla kuin Chang'e-4, ja lisäksi Kuun selässä on relesatelliitti, joka toimii siltana, joka vastaanottaa viestintäviestejä Maan ja Kuun välillä, jotta yhteydenpito olisi aina mahdollista. Leirialueelle rakennetaan suuri radioteleskooppi tietojen vastaanottamista varten.

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).

Tähtitiede tulee olemaan tutkimuksen painopisteenä kuuleirillämme, aivan kuten leirin perustamisen aikanakin, ja tarkoituksena on luoda kuun observatorio, joka tarjoaa paremmat olosuhteet tähtitieteellisille havainnoille.
Observatorion perustaminen Kuun pinnalle tarjoaa poikkeuksellisen yksityiskohtaisen näkymän tähtiin ja avaa uusia ikkunoita maailmankaikkeuden tutkimiseen. Kuun havaintojen tarkkuus olisi kymmeniä tuhansia, ellei jopa 100 000 kertaa suurempi kuin Maan optisten instrumenttien tarkkuus. Samalla Kuun observatoriot avaavat uuden ikkunan havaittavaan maailmankaikkeuteen hyvin matalilla radiotaajuuksilla. Ne voisivat jopa avata joitakin uusia tähtitieteen aloja tutkimalla gravitaatioaaltoja ja neutriinojen vaikeasti havaittavia neutraaleja hiukkasia.
Toteutamme tukikohdassa useita havaintotoimia, joita ei ole tehty tai joita ei voida tehdä Maassa, ja teemme pitkäaikaisia ja tarkkoja havaintoja tähdistä, planeetoista ja muista taivaankappaleista, jotta saamme selville niiden muuttuvat liikemallit ja autamme ihmisiä suojelemaan Maata paremmin ja tutkimaan avaruutta.

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

Astronauttien suorittaman koulutuksen päätavoitteet ovat seuraavat.

(1) parantaa fyysistä ja henkistä kuntoa sekä kestävyyttä ja sopeutumiskykyä erityiseen kuun ympäristöön;

(2) varustaa astronautit asiaankuuluvilla välineillä sekä kuun ympäristöä koskevilla tiedoilla ja taidoilla.

(3) tutustuttaa astronautit Kuuhun laskeutumista koskeviin suunnitelmiin ja ohjelmiin sekä erilaisiin menettelytapoihin.

(4) Jotta samaan ryhmään kuuluvat astronautit olisivat ammattitaitoisia ja kykenisivät työskentelemään hyvin yhdessä ja tarvittaessa suorittamaan muiden työtä.

Edellä mainittujen tavoitteiden saavuttamiseksi astronautit koulutetaan neljässä vaiheessa:

(1) Peruskoulutusvaihe. Tässä koulutusvaiheessa keskitytään teoreettiseen peruskoulutukseen, jonka tavoitteena on, että astronautit hallitsevat kuussa vaadittavat perustiedot, jotta voidaan luoda perusta myöhemmälle ammatilliselle ja tekniselle koulutukselle.

(2) ammatillisen ja teknisen koulutuksen vaihe. Koulutuksessa keskitytään avaruuskokeilun erikoistaitojen koulutukseen, ja tavoitteena on saada astronautit hallitsemaan kuussa vaadittavat toimintataidot ja ammatilliset tiedot. Erikoistuneessa teknisessä koulutuksessa on toimintaa normaaliolosuhteissa, mutta myös toimintahäiriöitä ja hätätilanteiden hallintaa koskevaa koulutusta.

(3) Kuun pintalennon simulaatiokoulutus. Painopiste on tehtäväsimulaatiokoulutuksessa. Tässä koulutusvaiheessa astronautit ymmärtävät lentosuunnitelman ja tehtävänjakovaatimukset. Koko tehtävän suoritusprosessin osaaminen.

(4) Intensiivinen koulutus- ja operaation valmisteluvaihe. Pääpaino on osallistumisessa suuriin yhteisiin harjoituksiin, joissa valmistaudutaan kuuhun laskeutumiseen, sekä tehtäväryhmän kohdennetussa intensiivisessä koulutuksessa, jossa opetetaan manööveri- ja lentomenetelmiä sekä simuloidaan tehtäviä.

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.

Maan ja Kuun väliseen edestakaiseen matkaan käytetään kantorakettia, jonka kapasiteetti on noin 140 tonnia ja suurin nousuvoima 5800 tonnia ja jolla voidaan lähettää kaksi uuden sukupolven miehitettyä avaruusalusta Kuuhun kerralla. Kantoraketin enimmäisnostovoima on 800 tonnia, ja sillä voidaan lähettää kaksi uuden sukupolven miehitettyä avaruusalusta Kuuhun kerralla,

Kuun tutkimusajoneuvoa käytetään Kuun pääajoneuvona, joka on varustettu aurinkopaneeleilla ja jossa on tutka reaaliaikaista paikannusta, havaitsemista ja etsintää varten, jotta astronautit eivät eksyisi tehtävän aikana.

Tämän tehtävän määränpää on Kuun etelänavalla sijaitsevan Shackleton-kraatterin ulkopuolella oleva pysyvä päivänvaloalue, jonne perustamme kuun observatorion tutkimuksen päätyttyä.