Dans Moon Camp Pioneers, chaque équipe a pour mission de concevoir en 3D un camp lunaire complet à l'aide du logiciel de son choix. Ils doivent également expliquer comment ils utiliseront les ressources locales, protégeront les astronautes des dangers de l'espace et décriront les installations de vie et de travail dans leur camp lunaire.
École secondaire supérieure de Shanghai Qingpu Shanghai-Qingpu Chine 16 6 / 2 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
Le nom de l'équipe est Epovator, qui est une combinaison des mots epoch et innovator, ce qui signifie ère innovatrice. Nous avons baptisé notre camp lunaire "SECOND FOUNDATION". Ce nom est tiré de la célèbre œuvre de science-fiction "Foundation" d'Asimov. Il ne s'agit pas seulement de commémorer le grand écrivain qui a contribué à la littérature et à la science humaines, mais aussi d'exprimer notre détermination à explorer la lune : Construire une seconde patrie sur la lune où l'homme pourra s'installer et l'utiliser comme station de transit pour l'exploration humaine de l'univers. Pour des raisons de sécurité, le corps principal du camp est construit dans la grotte de lave, et seuls les équipements de détection et de communication nécessaires ont été placés sur la surface de la lune. Nous utilisons un style de décoration minimaliste, qui correspond aux futures tendances de la mode. La coquille de la base est une image de papillon, qui exprime notre amour pour l'environnement naturel de la Terre. En outre, le papillon est un symbole de beauté et de liberté dans la culture chinoise traditionnelle, connu sous le nom de "fleurs volantes". La palette de couleurs adopte le bleu et le jaune Heung d'automne. Elle est conforme à l'esthétique classique chinoise.
Notre camp lunaire vise à permettre aux scientifiques de mener des recherches scientifiques, des études en plein air et une exploration plus poussée de l'univers sur la lune pendant une longue période. Le camp dispose de laboratoires d'élevage et de laboratoires spatiaux pour étudier les problèmes génétiques des plantes et les effets des différents rayons cosmiques sur les plantes, l'analyse des matériaux du sol lunaire, les expériences physiques et chimiques dans des environnements à faible gravité et la poursuite de l'exploration de l'espace. En outre, le camp est également destiné à prendre la tête des efforts visant à résoudre le problème de la vie humaine à long terme sur la lune. C'est pourquoi. Nous avons mis en place une zone de circulation, une zone de divertissement, une zone de vie, une zone de plantation et une zone d'élevage pour répondre aux besoins matériels et spirituels des êtres humains dans un environnement éloigné.
Dans un tube de lave près de l'ancienne zone volcanique du Mont Marius. Il s'agit d'une structure géologique qui se forme naturellement à l'intérieur d'une coulée de lave, semblable à un tuyau. Son enveloppe peut non seulement jouer le rôle de préservation de la chaleur, mais aussi devenir un dispositif de protection naturel car elle est très dure. La partie interne peut assurer la survie de la vie. Le diamètre de l'entrée est d'environ 65 mètres, et il y a une grotte horizontale presque verticale à 50 mètres en dessous de l'entrée, qui s'incurve vers le bas et s'étend des deux côtés. D'après les données, l'espace intérieur est très vaste. Il s'étend sur 50 kilomètres de long, et l'analyse pertinente suggère qu'il pourrait y avoir de l'air relativement peu dense à l'intérieur. Cela aidera non seulement le projet de construction des fondations, mais aussi à résoudre les problèmes respiratoires des astronautes à la base.
Le camp lunaire de notre équipe a été construit dans un tube de lave près de l'ancienne région volcanique du "Mont Marius". Il se compose principalement de bâtiments intérieurs dans le tube de lave et de bâtiments extérieurs autour de l'ouverture du tube de lave. Le principal matériau de construction du premier est le "béton lunaire" mélangé à de la terre lunaire et de l'urine d'origine locale, tandis que le second est basé sur le "béton lunaire" avec un alliage de silicium-magnésium-aluminium comme couche protectrice du bâtiment. Il convient de mentionner que tous ces matériaux peuvent être obtenus sur la lune, ce qui permet d'économiser le coût du transport des matériaux entre la Terre et la lune.
Le processus de construction en béton est divisé en trois étapes : tout d'abord, un lot d'instruments de précision très demandés sera produit sur Terre, puis directement lancé sur la lune ; la deuxième partie utilise la technologie d'impression 3D pour construire la structure principale du camp avec du "béton lunaire" comme matière première. La troisième étape consiste à utiliser les minéraux présents sur la lune (Si, Al, Mg, Ti, Fe, etc.) pour compléter la couche protectrice du bâtiment de surface et la construction d'autres installations à l'intérieur du bâtiment.
En réponse au problème de l'impact des météorites, le dispositif de sécurité de la surface lunaire est équipé d'une arme laser qui peut briser efficacement les grosses météorites et éliminer la menace qu'elles font peser sur les camps lunaires. Étant donné que le camp se trouve presque entièrement dans des tubes de lave et que les installations et équipements nécessaires aux astronautes se trouvent sous la surface de la lune, un impact de météorite à petite échelle ne représentera pas une grande menace pour le camp.
En ce qui concerne le problème des rayons cosmiques et autres radiations, le tube de lave lui-même a une forte capacité de protection contre les radiations. Toutefois, comme indiqué dans la question précédente, pour des raisons de sécurité, une fine paroi en alliage de silicium-magnésium-aluminium est ajoutée à la paroi du tube de lave afin d'améliorer encore l'effet de protection contre les radiations et de renforcer la résistance du camp lunaire.
Compte tenu du fait que la lune est chauffée de manière inégale et qu'il n'y a pratiquement pas d'atmosphère, il y aura des portes à double couche à l'entrée du camp lunaire pour garantir une pression d'air stable et l'évacuation de la chaleur. Il y a un système de circulation à l'intérieur pour maintenir l'atmosphère, la pression et la température relativement constantes. La base est équipée d'un dispositif de surveillance des composants de l'air. En cas d'anomalie, le charbon actif, la zéolithe et d'autres matériaux peuvent être filtrés efficacement, ce qui permet de purifier l'air.
La base dispose d'une zone médicale pour les astronautes susceptibles de se blesser au travail. On y trouve des appareils à rayons X, des appareils IRM et d'autres équipements de test, mais aussi des analgésiques, des aiguilles et d'autres équipements médicaux simples, pour faire face aux situations inattendues. Parallèlement, un système de communication mois-sol à la base permet d'assurer une communication instantanée et de contacter des experts au sol pour les problèmes médicaux auxquels les astronautes ne peuvent pas faire face.
L'eau : Les ressources en eau douce sont considérables à la surface de la lune. Le camp est équipé d'un rover lunaire bionique capable d'attraper la glace lunaire et de la ramener à la base. Parallèlement, la distillation par compression de vapeur du camp peut être utilisée pour traiter l'urine, et le processeur à membrane d'osmose inverse peut être utilisé pour purifier l'eau produite par la transpiration des plantes dans les zones de culture, les eaux usées sanitaires et la glace d'eau lunaire pour la survie de l'homme.
Nourriture : Au début de leur existence, les astronautes ont mangé des aliments sous vide transportés depuis la Terre. Une fois que les cultures du parc de plantation sont arrivées à maturité, ils peuvent préparer des plats selon des recettes saines, telles que des fruits contenant des fibres alimentaires, des légumes verts à feuilles riches en vitamines, des légumineuses riches en protéines. En outre, le camp élève également des Tenebrio molitor qui se nourrissent des plantes de la zone de culture. Il peut fournir des protéines riches, ce qui peut résoudre le problème de la viande dans la période ultérieure après un traitement approprié.
L'air : Il existe un système complet de circulation et de filtration de l'air. L'oxygène est produit de deux manières principales. Au départ, les astronautes brûlaient de la poudre de chlorate de sodium transportée depuis la Terre pour produire de grandes quantités d'oxygène. Après avoir obtenu une grande quantité d'eau liquide grâce à un système de recyclage de l'eau, l'oxygène peut être fourni par électrolyse de l'eau.
L'électricité : Les deux principaux modes de production d'électricité sont la production d'électricité photovoltaïque et la production d'électricité thermique. Les panneaux solaires sont placés autour du camp pour absorber le rayonnement solaire ; le principal combustible pour la production d'énergie thermique est constitué par les déchets domestiques et l'hydrogène produit par réaction électrolytique de l'eau. Parallèlement, le tapis roulant et la bicyclette de la zone sportive sont équipés de petits appareils de production d'énergie. Toute l'énergie sera concentrée dans le tableau de stockage de la salle de contrôle des ressources centrales pour une programmation rationnelle des ressources.
Excréments : Nous collecterons le méthane produit par la fermentation des excréments des astronautes, l'urée produite par l'urine dans le processus de distillation par compression de vapeur pour la production d'énergie biogaz ou la régénération des ressources en eau.
Déchets respiratoires : Le dioxyde de carbone expiré est d'abord absorbé et concentré à l'aide d'une technologie d'amine solide actuellement au point, puis partiellement introduit dans la zone de plantation pour la photosynthèse. Le reste participe à la réaction de réduction de la méthanisation pour générer du méthane et de l'eau, qui est ensuite électrolysée à nouveau pour régénérer l'oxygène.
Déchets de papier : Utilisez la machine à papier du camp pour traiter le papier recyclé.
Autres déchets : afin de protéger l'environnement spatial, les déchets tels que les produits en plastique ne seront pas déversés dans l'espace au camp, mais seront stockés de manière centralisée, comprimés dans le vide et brûlés lorsque le vaisseau spatial retournera dans l'atmosphère.
Nous avons décidé d'utiliser le satellite relais "Queqiao" en orbite autour du point de translation L2 Terre-Lune pour transmettre les signaux afin de compléter la communication Terre-Lune, ce qui a permis d'obtenir une couverture élevée des signaux. La communication entre les bases lunaires adoptera la communication radio UHF, car une grande quantité de poussière lunaire interfère avec la transmission des signaux, tandis que les signaux émis dans la bande de fréquence UHF ont une forte pénétration et sont moins affectés par le changement climatique. La technologie des terminaux est au point, ce qui peut faciliter les communications sur la surface lunaire. Parallèlement, nous pouvons également utiliser Micius, le premier satellite chinois d'expérimentation des sciences quantiques spatiales. Il peut franchir la limite de la distance et réaliser la communication entre la lune et la terre grâce à la technologie de communication quantique. Grâce à l'état enchevêtré de la communication quantique, il peut non seulement garantir l'immédiateté de la communication, mais aussi assurer la sécurité de l'information.
Le thème principal et l'axe de recherche de notre camp sont les moyens de résoudre le problème de la survie à long terme des êtres humains dans un environnement à faible gravité. Pour ce faire, notre camp est équipé de divers équipements haut de gamme et sophistiqués permettant de mener des recherches scientifiques dans différents domaines. En termes de géologie, notre base est équipée d'un détecteur de composition du sol lunaire et d'un appareil de microscopie électronique pour effectuer des recherches approfondies sur les matériaux disponibles sur la lune. Nous essayons également d'utiliser le sol lunaire comme matériau d'impression 3D afin d'économiser le coût élevé du transport des matériaux de construction. En ce qui concerne l'énergie chimique, la base dispose d'une petite centrifugeuse à vide pour étudier l'impact du mouvement centrifuge sur l'efficacité des réactions électrolytiques dans l'environnement lunaire à faible gravité. Cela permet d'améliorer l'efficacité énergétique et de jeter les bases d'une future habitation humaine à long terme. En termes de biologie, il existe non seulement des zones de plantation pour étudier la croissance des cultures terrestres dans le sol lunaire, mais aussi des boîtes expérimentales de culture biologique professionnelle pour la modification génétique et la greffe dans l'environnement unique de faible gravité de la lune afin de s'adapter à l'environnement de plantation du sol lunaire. Ces études ont des implications significatives sur l'exploration de l'espace extra-atmosphérique à l'avenir. En ce qui concerne l'astronomie, le télescope astronomique de notre camp tire parti des conditions favorables sur la lune, avec moins d'interférences, un environnement plus stable, une transmission de données plus pratique et un temps de détection continu plus long. Nous pensons que l'utilisation du télescope de notre camp nous aidera à explorer le vaste univers.
Entraînement à l'endurance et à l'adaptabilité en cas de surcharge pondérale. Il vise à permettre aux astronautes de supporter d'énormes surcharges et de rester éveillés pendant le processus d'ascension et de descente du vaisseau spatial ;
l'entraînement de la fonction vestibulaire. Il est principalement utilisé pour entraîner la fonction vestibulaire des astronautes, améliorer la stabilité de la fonction vestibulaire et prévenir l'apparition du mal des transports dans l'espace ;
Entraînement à l'impact de l'atterrissage. Simuler l'environnement d'impact d'un vaisseau spatial revenant sur terre afin de renforcer la résistance à l'impact des astronautes et d'étudier diverses mesures de protection.
Entraînement à l'utilisation du caisson de flottabilité neutre. Fournir aux astronautes un environnement d'entraînement en apesanteur simulé, propice à l'entraînement des activités extravéhiculaires des astronautes, en particulier les activités extravéhiculaires telles que la marche extravéhiculaire, l'assemblage extravéhiculaire et l'entretien ;
Formation aux activités de sortie. L'apprentissage théorique est combiné à une formation pratique, qui comprend à la fois une formation à une opération unique et une formation à un programme, comme la simulation du programme de sortie de cabine, la formation à la réalité virtuelle et la formation à l'identification, au jugement et au traitement des défaillances.
La formation à la qualité psychologique est divisée en quatre parties. La première partie est une formation complète, qui vise principalement à améliorer la stabilité psychologique des astronautes dans un environnement difficile ; la deuxième partie est une formation psychologique professionnelle visant à atténuer les émotions négatives telles que la nervosité, l'irritabilité et l'anxiété ; la troisième partie est une formation à la compatibilité psychologique visant à améliorer la compréhension tacite entre les astronautes afin de mieux effectuer le travail ; la quatrième partie est une formation à l'imagerie, qui permet aux astronautes de simuler toutes les opérations du processus d'alunissage dans un état de relaxation afin de réduire les erreurs dans le processus d'opération réel et d'accroître la sécurité.
Aujourd'hui, la fusée porteuse Longue Marche-9 de nouvelle génération de la République populaire de Chine est en cours de développement, ce qui lui permettra de répondre pleinement aux besoins de l'exploration lunaire habitée dans un avenir proche.
Le véhicule du camp lunaire était un rover conçu par mon équipe. Le rover utilise l'énergie solaire comme source d'énergie principale et le biogaz généré par les déchets ménagers du camp comme source d'énergie auxiliaire. Il dispose d'une autonomie garantie et d'une capacité de transport considérable.
De nouvelles destinations pour l'exploration de la surface lunaire sont prévues pour explorer davantage de tubes de lave lunaires et la face cachée de la lune. Le tube de lave lunaire est un endroit idéal pour construire la base lunaire à l'avenir, et il est d'une grande valeur pour l'exploration humaine. La face cachée de la lune, qui a été moins explorée, est également une nouvelle destination intéressante.
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