moon_camp
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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kiina 18   2 / 0 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360


3D-projektin ulkoinen katseluohjelma


1.1 - Hankkeen kuvaus

  1. Kuun leirintäalueemme on jaettu keskeiseen asuinalueeseen ja ulkoiseen istutusalueeseen, tutkimusalueeseen, kaivosalueeseen, signaalinsiirtoalueeseen jne. Asuinalueeseen kuuluu perusmökkejä, kuten makuuhuoneita, ravintoloita, päävalvomoita ja kuntosaleja. Kaikki hyttien seinät on rakennettu kuvioittain titaanista hiilikuitua vettä kalsiumoksidia (eristysmateriaali) komposiittimateriaalia (säteilynkestävä materiaali) titaania sisältä ulospäin. Uloimmassa kerroksessa on myös 1,6 metriä paksu suojakerros, joka on valmistettu erityisestä kuun maaperän materiaalista.
  2. Aiomme tehdä tieteellistä tutkimusta, kokeita ja tutkimusta kuun kehityksestä ja varmistaa samalla astronauttien turvallisuuden ja asumisen. Käytämme kuun kivilaattoja absorboimaan lämpöä ja varastoimaan sitä lämmönkeräyslaitteeseen, joka toimittaa lämpöä kuhunkin osastoon putkistojen kautta. Lisäksi meillä on sähkömagneettisia poistumislaitteita ja kapselinmuotoisia pelastuskapseleita, joiden avulla voimme poistua kuusta ajoissa suurissa vaaratilanteissa.

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

Kuun leirintäaluettamme käytetään pääasiassa tieteelliseen tutkimukseen, jossa tutkitaan maailmankaikkeuden salaisuuksia, ihmiskunnan alkuperää ja kuun luonnonvaroja. Mitä resursseja on olemassa, joilla voidaan paremmin ja helpommin tyydyttää kuun hapen, veden ja energian tarpeet. Käytetään tutkimaan kuun kasvien viljelyä, miten niitä voidaan istuttaa hyvin ja miten Maan kasvit saadaan tuottavammiksi. Näillä tieteellisillä tutkimuksilla on edistetty merkittävästi suunnitelmaa, jonka mukaan useammat ihmiset voisivat asua kuussa.

2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.

Aiomme rakentaa kuuleirimme Etelämantereen Aitkenin altaaseen Mare Smythii -vuoristoon. Mare Smythii sijaitsee Kuun selkämyksessä. Sen keskipiste on 87,7 astetta eteläistä leveyttä ja 126,9 astetta läntistä pituutta. Siellä on 11 keskisuurta Yuhai-pohjarepeämän törmäyskraatteria. Niiden alla voi olla joitakin syviä painaumia tai halkeamia, joten sinne voi varastoitua vakaasti vesijäätä. Valitulla alueella on runsaasti FTA-, OL- ja CPX-pitoisuuksia, joita voidaan käyttää hapen tuottamiseen ja metallien, kuten raudan ja titaanin, talteenottoon, jotta voidaan täyttää ihmisten mahdolliset pitkän aikavälin elintarpeet. Tieteellisten tutkimusasemien toimintaan tarvittavan energian ylläpitämisen kannalta tällä alueella on voimakkain kuun pinnan valon voimakkuus, ja se on yksi ihanteellisimmista alueista aurinkoenergian saamiseksi kuun päiväsaikaan.

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

Tukikohdan rakentamiseksi aiomme rakentaa kuun leirin kolmessa vaiheessa:

Vaihe 1: Aiomme ensin simuloida kokoonpanoprosessia Maassa ja lähettää sitten asuintilamoduulin Kuuhun, jolloin tukikohta kootaan robotin avulla. Käytettävät materiaalit ovat peräisin Maasta, kuten titaani, alumiini, piihappo jne.

Vaihe 2: lähetetään astronautit ja seuraavat moduulit kuuhun ja parannetaan vähitellen koealuetta, istutusaluetta jne. Istutusalue voidaan yhdistää kraatteriin, joka edistää kuun jään louhintaa.

Vaihe 3: Suunnittelemme, että otamme paikallisesti materiaalia kuun maaperän säänkestävästä kerroksesta ja käytämme suurta 3D-tulostuslaitetta rakentaaksemme 1,6 metrin paksuisen säteilysuojakerroksen tarvittavien moduulien ulkopuolelle.

Lisäksi aiomme toimittaa energiaa maavyöhykkeeltä (aurinkopaneelit, generaattorit jne.), happikompressorit ja ilmanpuhdistimet, tukirakenteet (mukaan lukien rakennukset, pilarit, liittimet, kannattimet, laajennuslaipat jne.), vesihuoltojärjestelmät (edistykselliset vedenpuhdistus- ja vedenpalautuslaitteet), viestintävälineet (mukaan lukien tietoliikennesatelliitit, viestintälaitteet, tietokoneet, verkkoyhteydet jne.), elintoimintoja ylläpitävät järjestelmät (mukaan lukien elintoimintoja ylläpitävät järjestelmät, wc:t, sängyt, ateriapalvelut jne.), tieteelliset tutkimuslaitteet (mukaan lukien tähtitieteelliset välineet, laboratoriolaitteet jne.).

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

Tarkastelemme pääasiassa säteilyä, mikrometeoriitteja ja lämpötilakysymyksiä, jotka liittyvät kuun vaaroihin.

  1. Säteilykysymyksissä: Käytämme kolmea moduulia: peruseristimet, elastiset kaapelit ja Whipple-suojaustekniikka sekä kuun maaperän erikoismateriaalit, joilla estetään astronauttien säteilyvaara. Sitten lisäämme seinän sisälle vesikerroksen, joka voi tehokkaasti absorboida ja hajottaa säteilyä. Näin voidaan minimoida säteilyn haitat.
  2. Mikrometeoriitteja koskeva kysymys: Seinät on rakennettu titaanista, joka kestää pieniä meteoriitteja ja korkeita lämpötilavaihteluita. Lisäksi käytämme myös tutkaa (mikro)meteoriittien havaitsemiseksi, jos päätös tehdään etukäteen.
  3. Lämpötilaongelmaan: käytämme tehokkaita lämmöneristysmateriaaleja, kuten grafiittia, lasikuitua ja aerogeeliä, vähentämään sisä- ja ulkoilman lämmönsiirtoa ja välttämään ulkolämpötilan vaihteluiden vaikutusta sisälämpötilaan. Hyödynnetään tuulettimia, ilmastointilaitteita ja muita laitteita peruslämpötilan vakauden ylläpitämiseksi ja käytetään energiajärjestelmiä, kuten aurinkopaneeleita, tarvittavien kylmä- ja lämmönlähteiden tuottamiseksi sisäisesti.

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

Kun tukikohta on perustettu, astronautit käyttävät kuunmönkijöitä, jotka kuljettavat kaivostyökaluja ja robotteja louhimaan läheistä kuun jäätä ja sulattamaan, suodattamaan ja puhdistamaan sitä puhtaan veden saamiseksi. Suunnitelmissa on tehdä tämä kahdesta kolmeen kertaa viikossa, ja osa vedestä kuljetetaan suoraan asuinalueelle ja osa varastoidaan vesivarastoihin. Lisäksi virtsan suodos voidaan myös muuttaa kemiallisesti liimaksi muuttamalla polymeeriketjun happoryhmät esteriryhmiksi, jolloin sen ominaisuudet muuttuvat.
Ruoka on astronauttien kannalta välttämätöntä, ja ensimmäiset astronautit syövät Maasta tuotua ruokaa. Tuodut elintarvikkeet eivät tietenkään kestä kauan, joten astronautit rakentavat perustilojen perustamisen jälkeen istutusalueen ja käyttävät vesiviljely- ja ilmaviljelytekniikoita istuttaakseen joitakin kasveja: munakoisoja, perunoita, tomaatteja ja muita kasveja, jotka voivat täydentää eri ravinteita. Pitkän aikavälin kehitystä ajatellen valmistaudumme myös tutkimaan, miten kuun maaperää voidaan käyttää kasvien viljelyyn.
Voimajärjestelmässämme käytetään aurinkopaneeleita päivittäiseen perustuotantoon, ja hyödynnämme myös suurta määrää kuussa olevaa helium-3:a sähköenergian täydennyksenä. Muunnamme sen tasavirraksi ja varastoimme sen akkuun käyttäen kemiallista energiaa. Kun sähköä tarvitaan, kemiallinen energia muunnetaan tasasähköksi ja sen jälkeen vaihtovirraksi virransyöttöä varten.
Aluksi ottaisimme hieman happea Kuun säätilakerroksesta tai kivistä (mikä edellyttää hapen ja typpikaasujen sekoittamista pinnan ilmakehän koostumuksen mukaisesti, jotta ihmiskeho voisi hengittää suoraan). Typpi tuotaisiin Maasta. Voimme myös käyttää sulatuselektrolyysiä ilman talteenottoon. valmistaudumme myös käyttämään linssiä, jolla kuumentaisimme maan 2500 asteeseen hapen talteenottoa varten.

3.2 - Miten Kuuleirinne käsittelee astronauttien Kuussa tuottamat jätteet?

Kierrätys ja uudelleenkäyttö: Näin astronauttien tuottama jäte voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen. Esimerkiksi ulosteet ja virtsa voidaan jalostaa lannoitteeksi tai vedeksi, jota voidaan käyttää elämää ylläpitävissä järjestelmissä tai kasvinviljelyssä.
Hapettava hajoaminen: Jätteet voidaan hapettaa ja hajottaa hapetusreaktorissa. Hapetusreaktorissa orgaaninen jäte sekoitetaan hapettimien, kuten vetyperoksidin, kanssa ja sijoitetaan säiliöön, jossa se reagoi korkeassa lämpötilassa. Tässä reaktiossa orgaaniset aineet reagoivat hapettimien kanssa tuottaen turvallisempia aineita, kuten vettä ja hiilidioksidia. Tämän jälkeen vesi ja hiilidioksidi käytetään fotosynteesiin, joka tuottaa ravintoa ja tuottaa happea.
Tiivistetty varastointi: Kiinteät jätteet, suuret jätekappaleet jne. voidaan puristaa ja varastoida erityisiin säiliöihin odottamaan tulevaa kierrätystä tai roskien siivousta.

3.3 - Miten kuuleirinne pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin?

Kuuleirimme käyttää signaalitorneja ja tutkia yhteyden luomiseen satelliitteihin, joita voidaan käyttää vastaanottamaan signaaleja Maasta ja tarjoamaan paluupolku tietojen, kuten kuvien, datan ja äänen, lähettämistä varten, jolloin leirin ja Maan välinen yhteys säilyy. Sitten otetaan yhteys Maahan ja muihin kuun leirintäalueisiin. Lisäksi radiota voidaan käyttää myös yhteydenpitoon Maan kanssa. Huollon ja käyttöönoton päätyttyä radion on otettava huomioon sellaiset tekijät kuin sähkömagneettisten aaltojen eteneminen laadukkaan viestinnän varmistamiseksi.
Lisäksi kuun leirintäalueellamme on sähkömagneettinen heittolaite, joka käyttää sähkömagnetismia kapselin muotoisten kapseleiden heittämiseen. Kun nopeus on asetettu ja reitti suunniteltu, ne voidaan lähettää muille kuun leirintäalueille, jotta astronauttien välille voidaan luoda kasvokkain tapahtuvaa viestintää.

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).

Tutkimuksemme keskittyy geologiaan.

Kallion ja maaperän keruu: Kuun geologisen historian ja ominaisuuksien ymmärtämiseksi voidaan kerätä näytteitä analysoitavaksi. Näytteet voidaan kerätä poraamalla tai robottien avulla, ja niiden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet voidaan analysoida.
Seisminen seuranta: Kuussa on vähemmän seismisyyttä kuin maapallolla, mutta ne antavat hyödyllistä tietoa kuun sisäisestä rakenteesta. Kuun pinnalle voidaan sijoittaa maanjäristysten seurantaan tarkoitettuja antureita, jotka tallentavat ja analysoivat kerätyt tiedot.
Painovoiman mittaus: Gravimetrin avulla kuun painovoimakenttää mittaamalla voidaan ymmärtää kuun sisäistä rakennetta ja koostumusta. Nämä mittaukset voidaan tehdä matalalla kiertoradalla tai laskeutumisaluksella.
Magneettikentän mittaus: Mittaamalla magneettikenttää kuun pinnalla voidaan saada käsitys kuun sisällä tapahtuvista fysikaalisista prosesseista. Nämä mittaukset voidaan tehdä kiertoradalla tai lentokoneilla.
Pintatopografinen tutkimus: Kuun pinnan geologisen kartan laatimiseksi voidaan käyttää laserkeilainta tai tutkaa ja muita välineitä pinnan topografiseen kartoitukseen. Näiden mittausten avulla voidaan määrittää kuun eri geologisten piirteiden koko ja muoto.
Lämpövirran mittaus: Lämpövirtaukset: Mittaamalla lämpötilagradienttia kuun pinnalla ja sen alapuolella voidaan ymmärtää kuun sisäistä lämpövirtausta ja geologista historiaa. Nämä mittaukset voidaan tehdä porauslaitteilla tai roboteilla.

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

Astronauttien on suoritettava kolmenlaista koulutusta:

Ensimmäinen tyyppi on ammatillinen peruskoulutus: astronautin ensimmäinen askel on saada koulutusta ammatillisissa teoreettisissa perustiedoissa, kuten ilmakehässä, tähtitieteessä, geofysiikassa, avaruusdynamiikassa, viestinnässä, tietokoneissa jne. Nämä koulutukset liittyvät kaikki ilmailuun, lääketieteeseen ja fysiologiaan. Parantamalla näiden pääaineiden perustietoja voidaan luoda vankka perusta tulevaisuutta varten.
Toinen tyyppi on lentotehtäviin liittyvä koulutus: astronauttien on oltava vankkarakenteisia, ja tämän perusteella heidän on myös suoritettava tiukkaa fyysistä harjoittelua. Ylipainoinen kestävyysharjoittelu: Rakettien kiihtyvyys lentoonlähdön aikana on yleensä erittäin suuri, ja ilman harjoittelua astronautin keho ei kestä sitä. Tällaisen harjoittelun simulointi voi auttaa astronautteja pitämään mielen kirkkaana ja sopeutumaan lentotehtäviin ja suorittamaan ne loppuun; Painottomuusharjoittelu: Kiertoratalennon aikana avaruusalus on usein mikrogravitaatioympäristössä, jossa astronauteilla on usein huimausta, joka vaikuttaa toimintaan. Siksi on välttämätöntä simuloida Huangjingin painottomuutta, jotta astronautit voivat poistaa painottomuuden pelon. Painottomuusolosuhteissa astronauttien on suoritettava harjoituksia, kuten avaruuspukujen pukemista ja riisumista, syömistä ja kävelyä. Maailmankaikkeus ja avaruusalus ovat erityisiä ympäristötekijöitä, ja astronauttien on parannettava sietokykyään harjoittelemalla.
Kolmas tyyppi on ammattitaitokoulutus: astronauttien on oleskeltava kuussa pitkään, suoritettava joitakin kokeita, tieteellistä tutkimusta, resurssien etsintää ja muuta sisältöä. Heidän on myös hallittava tieteellisten kokeiden suorittamiseen liittyvä osaaminen ja kyky käyttää erilaisia koneita.

Näiden koulutusten tarkoituksena on antaa astronauteille mahdollisuus elää normaalia elämää kuussa, tehdä tieteellistä tutkimusta ja tutkia kuuta.

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.

Kuu-lennon avaruusaluksen on kyettävä kantamaan riittävän suuri kuorma, sillä matkustaminen Maasta Kuuhun vaatii paljon materiaalia ja tarvikkeita, ja avaruusaluksen on kyettävä kantamaan ne. Avaruusalus telakoituu avaruusasemaan avaruudessa, täydentää energiaa asemalta ja lentää Kuuhun.

Astronautit kokoavat kuussa kuusta tuodut irrotettavat kuun kulkijamoduulit, joilla voidaan suorittaa luonnonvarojen etsintä ja keruu. (Nämä irrotettavat kuun kulkijat ja tutkimusrobotit ovat kaikki Maasta käsin konfiguroituja moduuleja, jotka kootaan kuussa).
Maasta tuodut pienet raketit kootaan Kuuhun, ja Maan jäsenet ohjaavat niitä lentääkseen Maahan.
Kokoonpanemme havaintorobotin, joka pystyy havaitsemaan resurssit ja maaston, analysoimaan paikan soveltuvuuden tukikohdan rakentamiseen ja antamaan palautetta astronauteille.

Muut hankkeet: