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.

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kiina 18, 19   6 / 2 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360



1.1 - Hankkeen kuvaus

Lunar Optimum -laitteen runko on jäniksen muotoinen, mikä on yhdistelmä länsimaista pääsiäiskulttuuria ja kiinalaista horoskooppikulttuuria. Kanin muoto ja vaalea väri teemana, ei vain lisätä hauskaa ja lämpöä kuutukikohdassa eläville astronauteille, vaan myös tuleville astronauttien toiminnalle, kuten kanin, elinvoimainen, täynnä elinvoimaa.

Leirin rakentamisessa käytetään 3D-tulostustekniikkaa. Suurin osa mökeistä on päärungossa. Leirin suhteellisen ehjä ja suljettu rakenne auttaa astronautteja suojautumaan ankaralta kuun ympäristöltä. Kompaktin ulkoasun ansiosta voimme hallita leiriä paremmin. Lunar Optimum keskittyy tieteelliseen tutkimukseen, jossa avaruusresurssien etsintä ja hyödyntäminen, biolääketiede, eläinten ja kasvien kasvatus ja muut tieteelliset tutkimuslaitteet, avaruusalukset, kuunmönkijä ja massakiihdytin ovat kuljetusvälineitä. Lounget, ravintolat, kuntosalit ja lääketieteelliset huoneet, joita täydentää tekoälytutkimus, tarjoavat astronauteille laadukkaan, terveellisen ja mukavan elämän. Se toimittaa myös vettä, ilmaa, ruokaa ja energiaa.

Lunar Optimum ei ole vain kuun tutkimuksen vauhdittaja, vaan myös väliasema ihmisen Mars-tutkimukselle ja muille salaperäisille planeetoille.

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

Kuuleirihankkeessa perustamamme kuuleirin päätarkoitus on tieteellinen. Tätä varten olemme perustaneet kaksi tutkimuslaboratoriota, joista toinen on avaruuden tarkkailua ja toinen biolääketiedettä varten. Avaruushavainnointia koskevan tutkimuksen helpottamiseksi olemme perustaneet tähtitieteellisen observatorion ja keskusvalvomon tähtitieteellisen observatorion valvomiseksi; biolääketieteellisessä tutkimuksessa valmistamme induktiivisesti kytkettyyn plasmaan perustuvia massaspektrometrejä (ICP-MS), joita käytetään yhden tai useamman alkuaineen kvalitatiiviseen, semikvantitatiiviseen ja kvantitatiiviseen analyysiin aineellisista näytteistä, sekä lääkinnällisiä jakelukärryjä helpottamaan yhteydenpitoa lääkintähuoneisiin.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Aiomme rakentaa leirin aurinkokunnan suurimpaan altaaseen, Aitkenin altaaseen Kuun etelänavalla. Halkaisijaltaan 2 500 kilometriä ja syvyydeltään 12 kilometriä oleva kraatteri ei ole vain täydellinen paikka tutkia Kuun sisäistä rakennetta ja evoluutiota, vaan se tarjoaa myös suotuisat olosuhteet leirien rakentamiselle, jotta ne kestävät matalaa lämpötilaa ja korkeaa energiasäteilyä. Siellä on myös runsaasti jäävettä, heliumia 3, auringonvaloa, metalleja ja muita niukkoja luonnonvaroja. Maaston kaltevuus ja tasaisuus helpottavat laskeutumisaluksen turvallista laskeutumista, ja alueen lämpötila on vakaa ja sopiva. Osa korkeasta maastosta helpottaa yhteydenpitoa Maan ja Kuun välillä ja parantaa astronauttien elinolosuhteita.

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

Suunnittelemme kuun resurssien järkevää hyödyntämistä pääasiassa 3D-tulostuksen ja maan ja kuun välisen kuljetusteknologian avulla, joka jakautuu pääasiassa kolmeen vaiheeseen:

 1. "Valmisteluvaihe" : Alkuvaiheessa leiri ei voi olla omavarainen. Ensin käytetään Maan ja Kuun välisiä kuljetuksia joidenkin kuun rakentamiseen tarvittavien tarvikkeiden, kuten elintarvikkeiden, 3D-tulostimien, keräys- ja käsittelykoneiden ja -laitteiden, kuljettamiseen, ja rakennetaan joitakin kuun perustiloja.

2. "Rakennusvaihe": kuun pinnalla olevan säänkestävän kerroksen seulonta ja sintraus, joka koostuu pääasiassa silikaateista, oksideista jne., ja se on erinomainen raaka-aine 3D-tulostukseen, liimojen ja katalyyttien avulla on mahdollista tulostaa osia tai tiloja monenlaisia sovelluksia varten. 3D-tulostuksen ohella testataan kuun kasvien viljelyä, hapen tuotantoa, palavan jään käsittelyä ja aurinkoenergian keräämistä, jotta leiristä tulisi omavarainen.

3. "Päätösvaihe": 3D-tulostetut osat tai tilat kootaan, ja kuuteknologia viimeistellään ja kypsytetään vähitellen, jotta leirin omavaraisuus kuututkimusta varten voidaan toteuttaa. 

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

Koska kuussa ei ole magneettikenttää eikä ilmakehää, kuuturileiriläiset ryhtyvät ylimääräisiin varotoimiin suojautuakseen säteilyltä ja pysyäkseen lämpimänä. Kokeet ovat osoittaneet, että kuun maaperä on hyvä säteilynesto- ja lämpöeristysmateriaali, joten käytämme 3D-tulostimia kuun maaperän tulostamiseen 1,6 metriä paksun suojaseinän tulostamiseen kuutukikohdan rakennuksen pinnalle. Kuunpölyä varten suljettu tukikohdan runkomme eristää sen. Kun lähdemme ulos, Rover ja avaruuspuku ovat sateenvarjomme. Meteoriittien varalta tukikohtamme alle rakennetaan hätäsuoja (suojassa on elämän perusresursseja), johon voimme piiloutua, kun meteoriitit iskevät. 1,6 metrin paksuinen suojaseinämme suojaa tietysti myös tukikohtaamme jossain määrin, ja kun kriisi on suurempi, ajamme myös kuun avaruusaluksen turvalliseen paikkaan odottamaan pelastusta.

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

Vedenhankintamenetelmät: tuo (alkuperäinen), kuun maaperän lämmittäminen ja vesijään louhinta. Kehossamme on kuperia linssejä, jotka heijastavat ja keskittävät auringon lämpöä kuun maaperän ja vesijään lämmittämiseksi veden valmistamiseksi. Jotta voisimme säästää ja hyödyntää vesivaroja täysimääräisesti, veden kierrätysjärjestelmä on meille välttämätön.
Aluksi astronauttien ruoka valmistettiin Maassa ja kuljetettiin Kuuhun, mukaan lukien valmiit ateriat, pakastetut hedelmät ja vihannekset sekä nesteytetyt ruoat ja juomat, jotta astronauttien terveydelliset tarpeet sokereiden, rasvojen, vitamiinien ja hivenaineiden osalta täyttyisivät. Kun leiri on vakaa, ekosysteemi kokeilee peruselintarvikkeiden, kuten perunoiden ja vehnän, vihannesten, kuten salaatin ja tomaattien, ja jopa kalan viljelyä, jolloin astronautit voivat kasvattaa ja syödä omaa ruokaansa ja säästää kuljetuskustannuksissa.
Hapen saamiseksi kuun maaperän kivet elektrolysoidaan ensin. Kun kuun maaperä ja kivet on kuumennettu ja sulatettu, happi vapautuu kuplien muodossa. Toiseksi, elektrolyyttinen vesi, veden ja jäävesivarojen myöhäisen hyödyntämisen kautta tulevat riittäviksi, elektrolyyttinen vesi voi tuottaa riittävästi happea, sivutuotteena syntyvää vetyä voidaan käyttää myös polttoaineena. Ilma kierrätetään ja kuljetetaan jokaiseen hyttiin leirin ilmankiertojärjestelmän kautta.
Meillä on kaksi tapaa saada sähköä: aurinkosähkötuotanto ja lämpövoimatuotanto. Leirimme alueella on 80% - 90% auringonvaloa vuodessa, joten aurinkopaneeleilla voidaan saada paljon energiaa. Kuuajoneuvon lämpövoiman tuotantomateriaali on kaksikäyttöinen sähköntuotanto- ja sulanapitoprojekti.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Kotitalousjätteen, kuten ruoantähteiden, paperin, muovin ja muun kiinteän jätteen, hävittämiseen leirillä käytetään kierrätys- ja polttomenetelmiä.
Jätekaasujen käsittelyyn, mukaan lukien pääasiassa hiilidioksidi ja formaldehydi, hyväksytään absorptiokäsittely ja REDOX-hoito: leirillämme on ilmanpuhdistimia ja kiertokuljetuslaitteita, jotka absorboivat jätekaasua absorboivan käsittelyn avulla, kuten hiilidioksidin adsorptio hiiliseulan kautta, formaldehydin adsorptio aktiivihiilen kautta, jotta saavutetaan jätekaasun poistamisen vaikutus. Jätekaasu käsitellään REDOX-reaktioiden avulla, kuten pelkistämällä hiilidioksidi hapeksi ja hiileksi ja hapettamalla formaldehydi CO2:ksi ja H2O:ksi.
 Jäteveden käsittelyä varten meillä on vedenpuhdistuslaite. Vedenpuhdistin käyttää mikrosuodatus- (MF), ultrasuodatus- (UF), NF-, käänteisosmoosi- (RO) -tekniikkaa suodattaakseen jäteveden suspendoituneet aineet ja epäpuhtaudet ja steriloidakseen sen.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Satelliittiviestintä: sijoitamme useita satelliitteja Kuun kiertoradalle, jotta voimme kommunikoida Maan viestintäsatelliittien kanssa. Nämä viestintäsatelliitit voivat lähettää signaaleja Maan viestintäasemille, joista ne välitetään edelleen muihin Kuun tukikohtiin. Radioviestintä, joka ei ole yhtä tehokas pitkien etäisyyksien viestinnässä, mutta on erittäin tehokas lyhyen matkan viestinnässä. Voimme käyttää radioviestintäjärjestelmiä kommunikoidaksemme muiden lähellä sijaitsevien kuutukikohtien kanssa tai käyttää radioteleskooppeja signaalien lähettämiseen Maahan.

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).

Kuuleirillä keskitytään avaruuden havainnointiin ja biolääketieteeseen.

Ensimmäinen on avaruushavainnointi, koska kuussa on sellaisia ominaisuuksia kuin lähes olematon ilmakehä, magneettikenttä, heikko gravitaatiokenttä ja vakaa geologinen rakenne, joten syvän avaruuden luotaimen laukaiseminen kuusta on paljon helpompaa kuin Maasta. Kun Kuun pinnalle perustetaan havaintoverkosto, voidaan tehdä jatkuvia tähtitieteellisiä havaintoja, mutta myös seurata ja tutkia maapallon geologista rakennetta ja ympäristömuutoksia, erityisesti maapallolle mahdollisesti aiheutuvaa uhkaa, jota maanläheiset avaruus- ja jopa syvän avaruuden pienet kohteet aiheuttavat maapallolle, ja siten suojella ihmisiä.

Toiseksi, biolääketiede, luonnon laboratoriot ja erikoismateriaalien tuotantopohjat Kuun erityisen maantieteellisen rakenteen ja ainutlaatuisen luonnonympäristön vuoksi monet tutkimukset ja kokeet, joita ei voida tehdä Maassa, voidaan suorittaa menestyksekkäästi kuussa, mikä edistää odottamattomalla tavalla lääketieteellistä tutkimusta ja kasvinviljelyä. Kuuleirillämme on täysin toimiva ekosfääri, jonka avulla voidaan todentaa siementen itäminen, taimien kasvattaminen ja kukkiminen alhaisen painovoiman ja voimakkaan säteilyn olosuhteissa tai munien kuoriutuminen, toukkien kasvu ja kehitys sekä koteloiden hajoaminen perhosiksi, siementen hengitys ja kasvien fotosynteesi kuun ympäristössä. Jos eläimet ja kasvit pystyvät sopeutumaan kuun valoon kasvaessaan, ihminen voi tulevaisuudessa rakentaa tukikohdan kuuhun ja tehdä pitkäaikaista tieteellistä tutkimustyötä, millä on suuri merkitys ihmisen tulevalle selviytymiselle maan ulkopuolisilla planeetoilla.

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

Astronautit ovat ihmisiä, jotka harjoittavat avaruustoimintaa erityisammatissa, he haluavat suorittaa lennon seurannan, toiminnan, valvonnan, viestinnän, huollon ja tieteellisen tutkimuksen ohjaamon sisällä ja sen ulkopuolella erityisissä ympäristöolosuhteissa ja voivat elää normaalia elämää. Tämä edellyttää heiltä tiukkaa koulutusta, jotta heillä olisi erinomainen fyysinen ja psyykkinen laatu, vahva kyky sopeutua kuun erityisiin ympäristötekijöihin ja hallita kaikenlaisia tietoja ja taitoja, joita tarvitaan selviytymiseen kuutukikohdassa.

Koulutukseen, joka astronauttien on suoritettava ennen kuuhun laskeutumista, kuuluu yleensä fyysinen harjoittelu, teoreettinen tietämys, psykologinen koulutus, kestävyys- ja sopeutumiskoulutus erityisten ympäristötekijöiden osalta, selviytymiskoulutus ja avaruusalusten teknologiakoulutus, ilmailu- ja avaruustekniikan teknologiakoulutus, avaruustiede ja sovellustietämys ja teknologiakoulutus, selviytymiskoulutus ja kokonaisvaltainen koulutus. Koulutuksen erityisvaatimukset ja sisältö vaihtelevat astronauttien luokan ja ammatin mukaan. Ammattilaisastronauttien, kuten lentäjien ja tehtäväasiantuntijoiden, koulutussisältö on laajempi, vaatimukset tiukemmat ja koulutusaika pitkä, yleensä noin 3 vuotta. Ei-ammattimaisilla astronauteilla, kuten hyötykuorma-asiantuntijoilla tai tiedemiesastronauteilla, on vähemmän ja lyhyempiä koulutusjaksoja. Kokonaisvaltaisen koulutuksen perusteella annetaan keskeistä koulutusta esimerkiksi avaruusaseman teknologiasta, ylimääräisistä toiminnoista, robottikäsivarren hallinnasta, psykologisesta sopeutumisesta, kiertoratatyöskentelystä ja elämästä. Kukin astronautti tarvitsee yli 6 000 tuntia koulutusta, jotta hän olisi hyvin valmistautunut tehtäväänsä.

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.

Tehtävämme kuuhun vaatii rahtia ja miehitettyjä avaruusaluksia:

Ensin kuuhun kuljetetaan kuuhun aluksi tarvittavat tilat, kuten ruoka, 3D-tulostimet sekä keräys- ja käsittelykoneet, rahtilaivalla, joka voi toimia astronautin ensimmäisenä väliaikaisena asuinpaikkana. Myöhemmin, kun leiri on saatu valmiiksi, se voidaan purkaa ja varustaa uudelleen ajoneuvoksi, jolla voidaan tutkia Kuun pintaa.

Toiseksi, miehitetty avaruusalus vei kolme muuta astronauttia kuuhun, ja sitä voitiin käyttää sukkulana Maan ja kuun välillä.

Kolmanneksi perustamme kuuhun kuumatkailijan ja kuuavaruusaluksen, joka kuljettaa ihmisiä, kerää ja tutkii kuun luonnonvaroja.

Muut hankkeet: