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.

White Rabbit

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kiina 19, 18   3 / 1 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Väestön nopean kasvun ja ihmisten maan kysynnän lisääntymisen myötä maapallon nykyiset maavarat ovat lähes ehtymättömät, joten ihmiset alkavat kiinnittää huomiota avaruuteen. Ryhmämme aikoo rakentaa kuuhun avaruuden kauttakulkuaseman ponnahduslaudaksi Marsiin, joka soveltuu paremmin ihmisten selviytymiseen, ja myös kauttakulkuasemaksi miehitettyä syväavaruuden tutkimusta varten, koska avaruusympäristö voidaan havaita selkeämmin ulkoavaruudessa.

Leiri koostuu pääasiassa kahdesta ympyrästä, joista sisäpiiri on yhteydessä toisiinsa ja sisältää elämän perustoimintojen alueen, ja ulompi ympyrä on toiminnallinen alue, kuten raketin laukaisuasema ja resurssien muuntolaite. Jotta ihmiset voisivat levätä täällä seuraavaa matkaa varten, leirimme asuinalue ja asuin- ja viihdealue ovat erittäin mukavia, ja joissakin laitteissa otetaan käyttöön myös esineiden internet ja ChatGPT-tekniikka, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa ja muodostaa yhteyden perustietoihin reaaliajassa, toteuttamalla kaikkien asioiden yhteenliittämisen, parantamalla huomattavasti elämyskokemuksen ja mukavuuden tunnetta ja lievittämällä ihmisten avaruusnavigoinnin väsymystä.

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

Ihmisen tähtienvälisen matkan etäisyyden lisäämiseksi ja koska Kuu on Maata lähin luonnollinen satelliitti, hankkeessa rakennettiin kuuhun leiri, joka toimi ponnahduslautana ihmisten Marsin kolonisaatiosuunnitelmille. Ihmiset lähtevät ensin Maasta Kuuhun, pitävät sitten tauon Kuussa ja raketti voi myös täydentää energiaa ennen lähtöä. Lisäksi kuussa on helpompi tarkkailla avaruuden ympäristöä, jotta navigointia voidaan arvioida. Näiden ansioiden perusteella leiri toimii myös ponnahduslautana miehitetyille syvän avaruuden tutkimuksille tieteen kehityksen tukemiseksi.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Kuuleiri on rakennettu tasangolle, joka sijaitsee lähellä päiväntasaajaa Kuun myrskyisällä valtameren alueella, jolla on vertaansa vailla oleva maantieteellinen etu. Ensinnäkin se sijaitsee päiväntasaajan alueella, jossa aurinkotuulen kohtauskulma on suurempi, joten kuun päiväntasaajan alueella helium-3:n pitoisuus voi olla suurempi, mikä on leirin energianlähde. Toiseksi se sijaitsee kuun etupuolella ja siellä on laajalti kuun meribasalttia, jonka ilmeniittipitoisuus voi olla jopa 25%-30%, mikä on leirin vesilähde. Lisäksi päiväntasaajan alueella on suuri etu lisäkuukausiliikenteessä, mitä tiimimme arvosti eniten valitessaan tätä paikkaa.

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

Leirin rakentaminen suoritetaan pääasiassa viisiakselisella metallien 3D-tulostusrobotilla ja älykkäällä kokoonpanorobotilla, joka käyttää suoraa energiapinnoitustekniikkaa. Leirin kuori on pääasiassa valmistettu titaanikarbidista, koska sen kovuus on toiseksi suurin timantin jälkeen, vahva paineen- ja iskunkestävyys, ja se on leirin perusvirtauskaavion tuote, ja energianlähde tuotetaan jatkuvasti alussa. Ensimmäisessä vaiheessa lähetämme ensin tulostusrobotin, kokoonpanorobotin ja joitakin tarvittavia materiaaleja kuuhun, ja vara-akku ja raketin omat aurinkopaneelit ovat niiden pääasiallinen energialähde. Robotit kehittävät ensin sopivaa maata kuun leirejä varten, rakentavat sitten fuusioreaktoreita, jotka tarjoavat niille kiinteän energianlähteen, ja rakentavat sitten hitaasti muita energian muuntolaitteita, sisä- ja ulkokehiä. Toisessa vaiheessa tuodaan kaksi teknikkoa, jotka suorittavat osan leirin tarvittavista liitostöistä ja laitetarkastuksista, ja he tuovat mukanaan myös osan leiriin tarvittavista välineistä ja laitteista. Kolmannessa vaiheessa, kun leirin koekäyttö on vakiintunut joksikin aikaa, siirtoasema voidaan ottaa käyttöön, ja sitä laajennetaan jonkin verran tilanteen mukaan.

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

Ensinnäkin leirin kuori on valmistettu kiinteästä titaanikarbidista, joka kestää meteoriittien iskuja ja voi varoittaa meteoriitteja etukäteen monitoimitutkien havaitsemisen yhteydessä vaarojen välttämiseksi etukäteen. Leirin ulkopuolinen lasiosa on valmistettu säteilynkestävästä bariumsilikaattilasista, metalliosa on päällystetty säteilynkestävällä metallikuitumateriaalikerroksella säteilyn vastustamiseksi, ja astronautit ottavat myös päivittäin A- ja C-vitamiineja ennaltaehkäisevästi. Äärimmäisiä lämpötiloja hallitaan leirin ilmanvaihto- ja eristysjärjestelmällä. Avaruustyhjiötä varten koko leirissä on ilmalla suljettuja huoneita ja käytäviä, tehokkaan hapenkiertojärjestelmän avulla ylläpidetään Maata muistuttavaa ilmakehää, varmistetaan henkilöstön hengitystarve ja estetään kuun pinnalta peräisin olevan mudan ja pölyn pääsy tukikohtaan.

Toiseksi leirillä on roskien kierrätysjärjestelmä, joka muuttaa ihmisten ulosteet ja kiinteät jätteet mullan kaltaisiksi substraateiksi ja lannoitteiksi kasvihuoneen istutuksia varten. Jälkimmäinen kerää jätevedet leirin eri alueilta ja jakaa ne puhdistettaviin ja puhdistamattomiin tyyppeihin ja käsittelee ne sitten erikseen, osa toissijaiseen käyttöön ja osa puhdistetaan uudeksi käyttökelpoiseksi vedeksi, mikä parantaa vesivarojen käyttöä.

Kolmanneksi leirillä on istutushuone, josta astronautit voivat saada tuoreita vihanneksia syötäväksi ja täydentää vitamiineja. Lisäksi, jotta ihmiset eivät kyllästyisi ruokaan, leirin älykkäät robotit opettavat ihmisille erilaisia ruokakäytäntöjä, jotta samoilla ainesosilla olisi erilaisia makuja ja ulkonäköjä.

Neljänneksi leirillä on lääkintähuone, jossa voidaan hoitaa hätätilanteita ja antaa astronauttien hengenpelastusta.

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

Vesi: Kuun etupuolella on runsaasti ilmeniittiä, ja vedyn kanssa reagoimalla voidaan saada suuri määrä vettä, joka voidaan desinfioida ja suodattaa, jolloin siitä tulee normaali vesilähde.

Ruoka: Aluksi ihmiset söivät maasta tuotua ruokaa, kunnes leirin istutuskaapissa ensimmäisenä viljeltyjen kasvien aalto kypsyi ja tarjosi tasaisesti ruokaa. Istutuskammiossa otetaan käyttöön istutuskoreja, jotta voidaan toteuttaa mullaton viljely ja käyttää mullan kaltaisia substraatteja viljelykasvien kasvattamiseen. Lisäksi proteiinin ja joidenkin vitamiinien saantia täydennetään käyttämällä maan tuomia ravinteita. Jotta ihmiset eivät kyllästyisi ruokaan, leirillä on erityistä henkilökuntaa opettamassa ihmisille erilaisia ruokakäytäntöjä, jotta samoilla ainesosilla olisi erilaisia makuja ja ulkonäköjä.

Ilma: Kuupäivän aikana tärkein hapenlähde on hiilidioksidi, joka osuu kultalehtiin ja laajamittaiseen levien fotosynteesiin hapen tuottamiseksi, ja kuun mustalla taivaalla jälkimmäinen korvataan pääasiassa veden elektrolyysillä hapen tuottamiseksi. Kun happi on tuotettu, se moduloidaan maapallon ilmakehän suhteen mukaan, ja sitten se tulee leiriin ilmanvaihto- ja eristysjärjestelmän kautta.

Energia: Leirin energiajärjestelmässä valitsimme ydinfuusiovoiman tuottamisen ja aurinkoenergian apuvoimanlähteen, jolla on tärkeä rooli virransyötön säätelyssä ja vakauttamisessa, ja ydinfuusioenergia on myös leirin rakettien polttoaine. Hiljaisella merialueella, jossa leiri sijaitsee, on 50% kuun merestä voidaan louhia 3He:tä, joka on runsaasti fuusioraaka-aineita, ja se on erittäin puhdasta, tehokasta ja turvallista, mikä on paras energiavaihtoehto leirille.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Leirillä on erityinen jätteiden keräysasema, joka käyttää anaerobista mädätyskäytäntöä käymisbakteereja kuussa syntyvän jätteen hajottamiseen kahdella tavalla. Toinen tapa on lannan ja virtsan käyminen mullan kaltaiseksi alustaksi. Toinen tapa on hajottaa kiinteä jäte lannoitteeksi. Jätevesileirillä on täydellinen vedenkierrätys- ja kierrätysjärjestelmä, joka kerää leirialueen jätevedet ja jakaa ne kahteen tyyppiin: puhdistettaviin ja puhdistamattomiin, kuten käsien pesun jätevesi puhdistetaan ja siitä tulee normaali vesilähde suodatusjärjestelmän kautta; virtsa on puhdistamatonta ja se kuljetetaan mikrobien käsittelysiiloihin raaka-aineeksi maaperän substraattien tuotantoon toissijaiseen käyttöön. Tämä on sivustomme veden kierrätysjärjestelmä, joka parantaa huomattavasti vesivarojen käyttöä.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Leirin oleskelu- ja virkistyshuoneen yläpuolelle on rakennettu monitoimitutka, jonka yhtenä tehtävänä on pitää yllä radioviestintää leirin ja muiden kuun leirien välillä.

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).

Avaruussiirtolaisuus ja miehitetty syväavaruusmatkailu ovat leiritutkimuksen painopistealueita. Avaruussiirtolaisleireillä tehdään pääasiassa terveydenhuolto- sekä maatalous- ja elintarviketuotantokokeita. Kun leiri on perustettu kuuhun, on ratkaistava joukko terveys- ja lääketieteellisiä ongelmia, joten tutkijat tekevät erilaisia lääketieteellisiä kokeita, kuten lääkkeiden tehokkuuden testaamista, lääkinnällisten laitteiden valmistelua, biomonitorointia jne. Koska leiri on omavarainen ruoan suhteen, tutkijat tutkivat kuussa kasvatettuja ja kasvatettuja kasveja ja eläimiä sekä ruoan käsittely- ja säilöntätekniikoita tuoreiden, turvallisten ja ravitsevien ruokalähteiden varmistamiseksi. Miehitetyillä syvän avaruuden tutkimusleireillä tehdään pääasiassa ulkoavaruuden tähtitieteellisiä kokeita. Kuuleiri sijaitsee maapallon ulkopuolella, ja sieltä on yöllä erinomaiset näkymät tähtitaivaalle, minkä ansiosta tutkijat voivat tehdä tähtitieteellisiä kokeita, mitata ja tarkkailla muita galakseja ja planeettoja, kuten käyttää taivaallisia teleskooppeja (olohuoneiden monitoimitutkia) pimeän energian ja pimeän aineen kaltaisten ongelmien tutkimiseen.

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

Perustietokoulutus: mukaan lukien astrofysiikan, avaruuslääketieteen, avaruusympäristön, tietojenkäsittelytieteen, konetekniikan jne. perustietokoulutus. Nämä perusteet auttavat astronautteja ymmärtämään paremmin erilaisia teknologioita ja haasteita ja selviytymään niistä tehtävien aikana.

Erityistaitojen koulutus: Astronautit on koulutettava tehtävän tarpeiden mukaan asiaankuuluviin taitoihin, kuten planeetan pinnan toimintaan, avaruusaluksen toimintaan, tehtävän suunnitteluun ja toteuttamiseen, tieteellisiin kokeisiin jne.

Hätätilanteiden käsittelykoulutus: Astronauttien on suoritettava useita koulutuksia, jotta he voivat toimia mahdollisissa hätätilanteissa, kuten painehäviöissä, tulipaloissa jne. Tämä koulutus tapahtuu simulaattoreissa, jotta astronautit osaisivat toimia paremmin hätätilanteissa.

Tiimityökoulutus: Astronautit joutuvat työskentelemään tehtävissä tiiviisti yhdessä, joten tiimityökoulutusta tarvitaan. Tähän koulutukseen sisältyy yleensä esimerkiksi johtamistaitoja ja viestintätaitoja.

Fyysinen harjoittelu: Astronauttien on ylläpidettävä korkeaa fyysistä kuntoa, joten fyysistä harjoittelua vaaditaan. Siihen kuuluu muun muassa aerobicin, voimaharjoittelun ja ketteryyden harjoittelua.

Kotoutumiskoulutus: Astronautit tulevat usein eri maista ja eri kulttuuritaustoista, ja heitä on koulutettava, jotta he sopeutuisivat ja hyväksyisivät paremmin moninaisuuden ja kulttuurierot tehtävän aikana.

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.

Leireillä on oltava tällaiset avaruusalukset, joilla on kestävä energiansaanti pitkien lentojen tukemiseksi; niillä on oltava suuri autonomia, autonominen navigointi ja esteiden välttämisominaisuudet; niillä on oltava hyvät viestintälaitteet sujuvan viestinnän varmistamiseksi. Astronautit matkustavat Kuun ja Maan välillä avaruusalusten avulla. Leirillä on kuunmönkijä, joka voi kuljettaa astronautteja tutkimaan muita Kuun pinnan osia.