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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Kiina 19 5 / 2 Englanti
3D-suunnitteluohjelmisto: Fusion 360
Tieteellisessä Lunar Base -hankkeessa keskitytään käyttämään kuun laavaputkia asuintilojen rakenteina tulevissa kuuoperaatioissa. Hankkeessa rakennetaan kuuhun modulaarinen tukikohta, joka voidaan koota ja purkaa tehtävän vaatimalla tavalla. Lunar Base -hankkeessa keskitytään käyttämään kuun laavaputkia asumisrakenteina tulevissa kuuoperaatioissa.
Hankkeen päätavoitteena on tutkia, voidaanko kuun luonnollista ympäristöä käyttää turvallisen ja asuinkelpoisen ympäristön luomiseen. Kuun laavaputket ovat ihanteellisia elinympäristöjä, koska ne tarjoavat luonnollisen suojan säteilyä, mikrometeoreja ja äärimmäisiä lämpötilavaihteluita vastaan. Käytämme kehittynyttä robotiikkaa ja 3D-tulostustekniikkaa rakentaaksemme modulaarisen tukikohdan, joka saa virtansa lämpösähköllä ja jossa on varavoimajärjestelmä. Tukikohta toimii myös alustana, jolla testataan uusia teknologioita, joita käytetään myöhemmin ihmisten tutkimusmatkoilla Marsiin ja sen ulkopuolelle. Kaiken kaikkiaan hankkeen tavoitteena on rakentaa kestävä ja teknologisesti kehittynyt kuutukikohta, joka helpottaa pitkäaikaista tutkimusta ja Kuun tutkimista ja vähentää samalla pitkäaikaisiin avaruuslentoihin liittyviä riskejä.
Tutkimukseen perustuvan kuutukikohdan perustamisen päätarkoitus Kuun laavaputkiin on tehdä erilaisia tieteellisiä kokeita ja havaintoja. Laavaputkissa vallitsevat olosuhteet tarjoavat ainutlaatuiset mahdollisuudet tutkia Kuun geologiaa, saada tietoa Kuun varhaishistoriasta ja tutkia veden ja muiden tärkeiden luonnonvarojen hyödyntämismahdollisuuksia. Laavaputkien valvottua ympäristöä voitaisiin hyödyntää myös kasvien viljelyyn sekä uusien teknologioiden ja tieteellisten instrumenttien testaamiseen ja kehittämiseen. Perustamalla tutkimuspohjaisen kuutukikohdan tutkijat voisivat laajentaa kuun tuntemustamme, lisätä tietämystämme aurinkokunnasta ja luoda pohjan muiden planeettojen tai kuiden tutkimukselle ja mahdolliselle asuttamiselle tulevaisuudessa.
Ensinnäkin maanalainen sijainti suojaa tukikohtaa ankaralta kuun ympäristöltä, kuten auringon säteilyltä ja äärimmäisiltä lämpötilavaihteluilta. Tämä vähentäisi raskaiden suojalaitteiden tarvetta, mikä tekisi rakentamisesta helpompaa ja halvempaa.
Toiseksi laavaputket tarjoavat helposti saatavilla olevan resurssilähteen, kuten veden, joka voidaan ottaa jäisestä regoliitista. Koska vesi on välttämätöntä ihmisten asumiselle ja rakettipolttoaineen tuotannolle, lähellä sijaitseva lähde vähentäisi huomattavasti täydennyslentojen kustannuksia.
Lisäksi laavaputkien tarjoamaa luonnollista suojaa voitaisiin hyödyntää kasvien viljelyyn valvotussa ympäristössä, mikä tarjoaisi kestävän tuoreen ruoan lähteen.
Philolaus-kraatterin sijainti on strategisesti edullinen, sillä se sijaitsee lähellä Kuun pohjoisnapaa. Sijainti tarjoaa pääsyn lähes jatkuvaan auringonvaloon, jota voidaan hyödyntää aurinkoenergian tuottamiseen, jolloin tukikohdasta voi tulla energiaomavarainen.
Koko ULS-tukikohdassa käytetään bionista muurahaispesärakennetta, joka on rakennettu kuun laavaputken suuntauksen mukaisesti, joten rakennuksen rakenne on mahdollisimman tiheä, tarvittavat materiaalit ovat yksinkertaisimmat, käyttötila on suurin ja rakenne on vakaa ja luja. Sopii tukikohdan rakentamiseen ja myöhempään laajentamiseen.
Vaihe I: lähetetään luolaa tutkivat robotit täydentämään tukikohdan kokonaissuunnitelmaa maaston tutkimustietojen perusteella, toimitetaan tarvittavat tarvikkeet ja jättimäiset 3D-tulostusrobotit, asetetaan lämpösähköinen energiapylväs Kuun pinnalle laskeuduttaessa ja käytetään polttokennoja ja lämpösähköistä sähköntuotantoa varhaiseen rakennustyöhön; laserpallotekniikkaa käytetään laavaputken kohtuulliseen muuntamiseen, minkä jälkeen tukikohdan kokonaisrakenne tulostetaan kuun maaperän avulla. Pintarakennukset peitetään 3D-tulostusroboteilla tulostetuilla käänteisdialyysikalvoilla, jotka sopivat itsestään ohjelmoitavan muovimateriaalin ja origamirakenteen mukaisesti ja jotka absorboivat aurinkotuulen varhaista rakentamista varten.
Vaihe 2: Kuljetetaan erilaisia laitteita Kuuhun, saatetaan loppuun B1-peruselämänalueen rakentaminen, jotta pieni määrä astronautteja voi päästä sinne ja avustaa tulevissa tukikohdan kokeissa, sekä B2 (kuututkimusalue) ja B3:n (asuin- ja viihdealue) pohjakerros.
Kolmas vaihe: Neljä tai viisi astronauttia nousee kuutukikohtaan, ja kun tukikohta on vakiintunut, asuintiloja voidaan jatkaa alaspäin ja laajentaa niin, että niihin mahtuu lisää astronautteja ja tutkijoita.
ULS:n ainutlaatuinen arkkitehtoninen sijainti ratkaisi useimmat astronauttien kuussa selviytymiseen liittyvät ongelmat. ULS:n ainutlaatuinen sisäänkäynti on kaksikerroksinen rakenne, jossa käytetään Whipple Shield -suunnittelukonseptia meteoriittitörmäysten tehokkaan vastustamisen varmistamiseksi. Maanalaiset rakenteet on suunniteltu kestämään kuun ankaraa ympäristöä, kuten auringon säteilyä, äärimmäisiä lämpötilanvaihteluita ja mikrometeoriitin iskuja. (NASA:n tutkimusten mukaan kuun pinnalla on mahdollista ylläpitää tasainen 17-19 celsiusasteen lämpötila 6 metrin syvyydessä).
Hätätilanteita varten tukikohdassa on keskus, joka toimii turvallisena alueena. Keskuksessa on ilmalukot ja hätätarvikkeita, kuten lisähappea, vettä ja ruokaa. Lisäksi kuutukikohta varustetaan varavoimajärjestelmillä ja viestintälaitteilla, joilla varmistetaan, että astronautit voivat hätätilanteessa olla yhteydessä Maahan.
Lisäksi tukikohdassa on lääkintätiloja astronauttien hoitoa varten. Laitoksessa on kehittyneet lääkintälaitteet ja koulutettu lääkintähenkilökunta, joka pystyy hoitamaan kaikki vammat ja sairaudet.
Lyhyesti sanottuna Kuun tiedetukikohta suunnitellaan siten, että se tarjoaa astronauteille riittävän suojan ja suojaa. Modulaarinen rakenne ja säteilysuojaus auttavat suojaamaan astronautteja ankaralta kuun ympäristöltä, ja kehittyneet elämää ylläpitävät järjestelmät ja hätätarvikkeet takaavat astronauttien selviytymisen hätätilanteessa.
Jotta astronautit saisivat kestävät perustarpeet, Lunar Campissa on useita keskeisiä toimintoja, joilla vastataan astronauttien selviytymistarpeisiin:
Vesi: Vesivarojen normaalin saatavuuden varmistamiseksi käytämme kahta vesihuoltolinjaa. Toisaalta saamme vettä laavaputkien ja jään kautta pysyvästi varjostetuilta alueilta pohjoisnavan läheltä; toisaalta maanpäällisten rakennusten pinnalla olevat käänteisdialyysikalvot voivat tuottaa vettä ja happea keräämällä vetyioneja aurinkotuulesta, kun taas vedenkierrätysjärjestelmän avulla kerätään astronauttien virtsaa ja hikeä kierrätykseen.
Ruoka: Kuuhun lähdön aikana astronautit syövät avaruusruokaa (enimmäkseen proteiinia), jota he tuovat Maasta; kun vesiviljelylaboratorio on valmis, astronautit kasvattavat erilaisia syötäviä kasveja. Aiomme myös 3D-tulostaa ruokaa, jotta voimme valmistaa kasvissyöjälihaa soijakuidusta;
Ilma/happi: Happea tuotetaan pääasiassa kolmella tavalla. Kuumennettuamme ja sulatettuamme kuun maaperän tai kiven suoritamme sähköisen elektrolyysin. Happi vapautuu kuplien muodossa sulasta. Kun happea sisältävä kivi kuumennetaan 1600-2500 ℃:iin, se voi hajota ja tuottaa puhdasta happea. Hydroponisessa kammiossa olevat kasvit imevät myös astronauttien vapauttamaa hiilidioksidia saadakseen jatkuvaa hapen saantia; lisäksi hydrolyysin avulla voidaan saada lisää happea.
Tehontarve: Lämpötilaero sähköntuotantojärjestelmä. Lämpötilaeron tuotantopylvään kautta otamme käyttöön itsekiertävän termosifonin, jolla on korkea lämmönsiirto kuun maaperän lämmittämiseksi. Painovoimaa käytetään liikkeellepanevana voimana nesteen takaisinvirtauksen aikaansaamiseksi. Mutta alkuvaiheessa polttokennot toimivat myös varavoimanlähteenä, joka tuottaa lämpöä ja sähköä tukikohtaan.
Seuraavassa on viisi tapaa, joilla käsittelemme astronauttiemme kuussa tuottamat erilaiset roskat:
Kierrätys: Vesi, joka on välttämätöntä selviytymiselle. Vettä voidaan kierrättää kierrättämällä astronauttien hikeä, virtsaa ja hengitysvesihöyryä.
Pakkaaminen ja varastointi: Jätteet voidaan tiivistää ja varastoida, jolloin ne vievät vähemmän tilaa. Kiinteä jäte voidaan puristaa pienemmiksi paloiksi kompressorilla ja varastoida jäteastiaan tai vastaavaan säiliöön.
Polttaminen: Osa orgaanisesta jätteestä voidaan hävittää polttamalla. Tällöin jäte muuttuu tuhkaksi ja hiilidioksidiksi, mikä edellyttää oikeanlaisia happi- ja lämpötilaolosuhteita.
Uudelleenkäyttö: Keittiöjäte voidaan kompostoida ja käyttää uudelleen maaperänä vihannesten kasvattamiseen paikan päällä.
Yhdessä nämä käsittelyt voisivat auttaa pitämään kuutukikohdan puhtaana ja kestävänä ja samalla varmistaa, että eloonjäämisen kannalta välttämättömät resurssit hyödynnetään täysimääräisesti.
Kuutukikohta tarvitsee tehokkaita ja luotettavia viestintäjärjestelmiä, jotta se voi pitää yhteyttä Maahan ja muihin kuutukikohtiin. Ensisijainen viestintämenetelmä on korkeataajuisten radiolähetysten avulla. Kuutukikohdalla on myös joukko kiertoradalla olevia viestintäsatelliitteja, jotka toimivat tukikohdan ja Maan välisinä releinä.
Lisäksi kuutukikohdassa on antenneja ja viestintäantenneja suoraa ja keskeytymätöntä yhteydenpitoa varten Maahan sekä redundantteja viestintäjärjestelmiä, joilla varmistetaan, että yhteydenpito jatkuu keskeytymättömänä myös järjestelmävikojen sattuessa.
Kuutukikohdassa on myös integroitu verkkoviestintäjärjestelmä, joka mahdollistaa yhteydenpidon tukikohdan eri osien välillä sekä muiden kuutukikohtien kanssa. Järjestelmään kuuluu kuituoptisia kaapeleita ja Wi-Fi-verkkoja tiedonsiirtoa varten, mikä mahdollistaa tehokkaan viestinnän ja tietojen jakamisen eri kuutukikohtien välillä.
Kuun laavaputkessa sijaitsevassa tutkimukseen perustuvassa kuutukikohdassa olisi useita tieteellisiä aiheita, jotka olisivat tutkimuksen kohteena. Joitakin ensisijaisia tutkimusalueita olisivat kuun geologia, kuun luonnonvarojen hyödyntäminen ja tähtitieteelliset havainnot kuusta.
Kuutukikohdassa tehdään kuun geologiaa koskevia kokeita, kuten kuun pinnan mineraalikoostumuksen tutkiminen, kuun järistysten käyttäytymisen analysointi ja haihtuvien aineiden, kuten veden, jakautumisen ja liikkumisen tutkiminen kuussa. Nämä tutkimukset antavat arvokasta tietoa kuun muodostumisesta ja kehityksestä ja auttavat meitä ymmärtämään maailmankaikkeutta paremmin.
Toinen painopistealue on kuun luonnonvarojen hyödyntäminen, kuten veden talteenotto kuun maaperästä ja kuun regoliitin käyttö rakennusmateriaalina. Nämä luonnonvarat olisivat välttämättömiä, jotta ihminen voisi asua kestävästi kuussa, ja kuutukikohdassa tutkitaan keinoja niiden tehokkaaseen hyödyntämiseen.
Lisäksi kuutukikohdassa tehdään tähtitieteellisiä havaintoja kuusta ja hyödynnetään sen ainutlaatuista sijaintia sellaisten taivaankappaleiden havainnoimiseksi, jotka eivät näy Maasta käsin. Kuutukikohta on myös ihanteellinen paikka maapallon ympäristön ja luonnonvaarojen seurantaan, kuten avaruussääilmiöiden seurantaan ja meteoroidien törmäysten havaitsemiseen.
Kaiken kaikkiaan kuutukikohdassa keskitytään tieteelliseen tutkimukseen, joka edistää ymmärrystämme kuusta, maailmankaikkeudesta ja mahdollisuuksista saada kestävästi asutusta kuuhun. Kuun geologian tutkimuksen, kuun luonnonvarojen hyödyntämisen ja kuusta tehtävien tähtitieteellisten havaintojen avulla kuutukikohta edistää eri tieteenalojen kehitystä ja tarjoaa ratkaisevan tärkeää tietoa tulevaa avaruustutkimusta varten.
Astronauttien valmistelemiseksi kuuhun vankka koulutusohjelma voisi sisältää seuraavaa:
Fyysinen ja fysiologinen harjoittelu: Astronautit tarvitsevat painovoimaharjoittelua, kestävyysharjoittelua, sydän- ja verenkiertoelimistön kuntoharjoittelua ja lihaskuntoharjoittelua pitkiä avaruusmatkoja ja kuun pinnalla tehtäviä tehtäviä tehtäviä varten.
Avaruussopeutumiskoulutus: avaruusympäristöön liittyvä koulutus, mukaan lukien toimintataidot painottomassa ympäristössä, avaruusorientaatio ja avaruuspaikannustaidot, avaruuspsykologia ja kyky selviytyä avaruusympäristössä jne.
Avaruusalusten ja -laitteiden käyttökoulutus: avaruuskapseleiden, jäänkerääjien, kuun kulkijoiden ja muiden laitteiden käyttö ja huolto.
Geologian ja kuututkimuksen koulutus: kuun geologisen rakenteen, topografian ja geomorfologian oppiminen tieteellistä tutkimusta ja näytteiden keruuta varten.
Hätätilannekoulutus: lääketieteelliset perustiedot ja hätätilannekoulutus mahdollisten onnettomuuksien varalta.
Operaatiosimulaatiokoulutus: Astronautit on koulutettava simuloimaan tehtäviä todellisissa ympäristöissä, mukaan lukien tehtävät Kuun pinnalla, toiminta kapselissa, hätätilanteissa toimiminen jne.
Viestintäkoulutus: Opetellaan viestintäkieli, -käytännöt ja -menettelyt, opitaan kommunikoimaan tehokkaasti lennonjohdon kanssa ja tekemään tiivistä yhteistyötä muun asiaankuuluvan henkilöstön kanssa.
Psykologinen koulutus: psykologinen koulutus astronauttien sopeutumiseksi astronautti tämän ammatin korkean riskin ja avaruusympäristön erityispiirteiden sopeuttamiseksi on välttämätöntä suorittaa astronauttien tiukka psykologinen koulutus, jotta heillä on erinomainen psykologinen laatu rationaalisessa ajattelukyvyssä, uskaltaa sukupuoleen, psykologinen yhteensopivuus ja ei kaaos kriisin edessä, kyky käsitellä äkillisiä kriisejä.
Lyhyesti sanottuna astronauttien on saatava kattava koulutus, jotta varmistetaan, että he ovat päteviä kuuhun laskeutumista varten.
Tulevia kuuhun suuntautuvia tehtäviä varten tarvitaan avaruusaluksia, jotka pystyvät kuljettamaan ihmisiä ja laitteita Maan ja kuun välillä, sekä miehitettyjä raketteja. Ja rahdin kuljettamiseen käytämme mieluummin suuria kantoraketteja, kuten SLS:ää tai Saturn V:tä.
Näiden avaruusalusten lisäksi kuutukikohta tarvitsisi erilaisia kulkuneuvoja kulkeakseen Kuun pinnalla. Suunnittelimme kuun matkailuauton, jonka ainutlaatuinen alustarakenne soveltuu paremmin kuun pinnalle, ja tilava lastilaatikko mahdollistaa myös pitkän matkan ja pitkän ajan. Modulaarinen rakenne mahdollistaa myös erityisten instrumenttien lastaamisen erilaisten erityistehtävien suorittamiseksi.
Olemme suunnitelleet kuun jäänkerääjän rahdin keräämistä ja kuljettamista varten. Älykkään irrotettavan lastilaatikon ja tekoälyn ansiosta jääharvesteri voi suorittaa jään louhintatehtävän itsenäisesti.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 