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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Chine 19, 18 4 / 2 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
Notre camp lunaire comprend une zone de contrôle général, une zone d'habitation, une zone d'expérimentation, une zone de plantation, etc. La zone de contrôle général peut contrôler et détecter la situation de l'ensemble de la base, et rappellera aux astronautes de vérifier l'équipement lorsqu'il est endommagé. La zone de vie comprend une chambre à coucher, une salle à manger, une salle de sport et une salle médicale. Les modules de couchage de la chambre à coucher offrent un environnement de sommeil confortable aux astronautes. Les astronautes peuvent faire de l'exercice dans la salle de sport, et la salle médicale peut examiner les astronautes et les soigner. La zone expérimentale comprend deux laboratoires où sont menées des expériences sur l'anti-gravité et sur les sciences de la vie. La zone de culture est construite au deuxième étage de la base pour bénéficier de la lumière du jour. Il y a deux salles de culture, l'une hydroponique et l'autre en terre, pour fournir de la nourriture en abondance aux astronautes. Il y aura également des stations énergétiques pour collecter et stocker l'énergie solaire et nucléaire, ainsi qu'un rover lunaire pour permettre aux astronautes de voyager et d'étudier la lune.
L'environnement lunaire est très propre, en microgravité, sans pollution, sans champ magnétique et sans atmosphère. Il convient donc à la réalisation d'expériences en sciences physiques et en sciences de la vie, d'expériences sur les nouvelles technologies, à la synthèse de nouveaux matériaux, à la recherche et à la production de produits biologiques spéciaux, en particulier de certains produits spéciaux qui ne peuvent pas être produits en masse sur Terre. Les expériences à faible gravité menées sur la lune pourraient également remplacer les expériences en microgravité menées dans certaines stations spatiales. En outre, elle peut constituer une base de recherche scientifique idéale pour l'observation et la recherche dans de nombreuses disciplines fondamentales, ainsi qu'une base de production idéale pour le développement de matériaux spéciaux et de produits biologiques.
Nous avons prévu de construire notre camp dans un cratère et nous nous sommes inspirés d'un ancien cratère d'impact à bord circulaire appelé cratère de Coblence dans l'hémisphère sud de la face cachée de la lune. Le petit cratère autour de cet endroit convient à la construction d'une extension, le volume intérieur de cette fosse est important et la surface du fond de la fosse est plate et facile à construire. La température à l'ombre de la ceinture du cratère est stable, autour de 17 degrés Celsius, ce qui est tout à fait confortable.
La première étape : Une fusée lancée depuis le sol transportera les éléments de construction (en polymère renforcé de fibres de carbone et en fibre de verre) et les robots assemblés pour être raccordés sur la lune. Le camp sera composé de petites pièces pour résister aux fréquents tremblements de terre de la lune. La zone de vie humaine est d'abord construite, puis la zone liée à la recherche scientifique est agrandie.
Phase 2 : L'environnement de vie a été mis en place et les matériaux de construction restants seront traités à l'aide du sol lunaire. Des métaux et des fibres de verre peuvent être extraits pour étendre la portée du camp par impression 3D.
L'environnement spatial se caractérise par une grande différence de température, un environnement proche du vide, un fort rayonnement et un vent solaire.
Grande différence de température : Le sol lunaire possède une très bonne isolation thermique, qui peut être utilisée comme matériau d'isolation de la surface de la base lunaire. Et une nouvelle combinaison spatiale thermostatique".
Fortes radiations : Le régolithe lunaire (sol) s'accumule sur l'abri pour le protéger des radiations.
Le vent solaire (qui génère une charge électrique sur le côté sous le vent du bord du cratère) : Construire une base sur l'équateur de la lune et alimenter une base lunaire avec une centrale nucléaire.
Eau : au début, il était plus pratique d'extraire l'oxygène et l'eau de l'hydrogène liquide terrestre et du sol lunaire. Le sol lunaire peut être réduit avec de l'hydrogène d'ilménite pour produire de l'eau, ou simplement traité par électrolyse de sels fondus pour obtenir de l'oxygène, puis réagir avec de l'hydrogène liquide pour produire de l'eau. Il est également possible d'apporter une certaine quantité d'eau de la Terre et de la recycler pour l'eau domestique des astronautes, y compris l'urine, la sueur, les selles et ainsi de suite, qui peut être réutilisée grâce à un dispositif unique de filtration et de purification. À un stade ultérieur, il est possible de développer de la glace d'eau au pôle sud de la lune. Si un rayonnement tel que l'énergie solaire est émis dans la glace d'eau, celle-ci s'évaporera, puis sera recueillie, l'eau pouvant être extraite et décomposée en oxygène et en hydrogène.
Nourriture : Les astronautes peuvent d'abord manger la nourriture qu'ils apportent avec eux, puis celle qui pousse une fois qu'ils ont construit un écosystème miniature. La microbiosphère abritera des graines de pommes de terre (qui constitueront probablement l'aliment de base des humains sur la lune en raison de leur facilité de stockage et de leur nature amylacée), des graines d'Arabidopsis et de la terre (qui transformera le sable lunaire en terre - en le chauffant et en le transformant en une substance comportant de nombreuses petites bosses et rainures qui constitueront un habitat pour les microbes). Des microbes et des engrais organiques sont ensuite ajoutés pour transformer le matériau en terre.) La température du cercle est maintenue à 1~30℃, l'humidité est appropriée et la lumière naturelle est introduite sur la surface lunaire par le tube de guidage de la lumière, créant ainsi un environnement propice à la croissance des plantes.
Air:Production d'oxygène dans le sol lunaire : Le sol lunaire contient de nombreuses substances contenant de l'oxygène, notamment une grande quantité de silice, d'oxyde d'argent ferreux, d'oxyde de calcium, d'oxyde de manganèse et de dioxyde de titane. "L'oxygène contenu dans le sol lunaire peut être extrait par électrolyse de fusion. Les principales matières premières utilisées dans l'électrolyse par fusion sont l'ilménite et l'oxyde ferreux du sol lunaire. Pour 100 kilogrammes de sol lunaire, plus de 20 kilogrammes d'oxygène peuvent être produits. L'efficacité de la production d'oxygène peut être qualifiée de très élevée. Outre la production d'oxygène, le processus d'électrolyse produit également des sous-produits tels que le fer et le silicium, qui peuvent être utilisés pour la construction de bases lunaires.
Énergie : à l'heure actuelle, l'alimentation en énergie est principalement assurée par l'énergie solaire et, à un stade ultérieur, nous utiliserons l'énergie nucléaire. Nous allons appliquer à grande échelle des couches minces solaires sur la lune. L'énergie solaire est directement fournie au système d'éclairage, au système de ventilation et aux besoins de la recherche scientifique, tandis que l'énergie excédentaire est stockée dans des dispositifs de stockage d'énergie à haut rendement tels que des batteries lithium-ion, ce qui permet d'éviter le problème de l'énergie lorsque la terre bloque complètement la lumière du soleil.
(1) Recyclage des déchets liquides
Le camp lunaire est équipé de toilettes relativement modernes. Le dispositif pompe l'urine directement à l'extérieur et, après un processus complexe de distillation et de purification en profondeur, l'eau contenue dans l'urine est récupérée et purifiée jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau de l'eau potable.
En outre, la sueur et la vapeur d'eau expirée par les astronautes peuvent également être purifiées et transformées en eau potable recyclée. Ainsi, la station est capable de recycler l'eau, ce qui réduit considérablement le fardeau de la livraison du fret, et les déchets liquides sont recyclés de manière efficace.
(2) Ordures ménagères
Les ordures ménagères sont principalement collectées, compressées, stockées et entreposées en une série d'étapes, puis transportées dans l'atmosphère par le vaisseau spatial Tianzhou pour y être incinérées, de manière à réduire la pollution de l'espace.
Tout d'abord, chaque astronaute sera équipé d'un système de survie portable doté d'une radio VHF qui transmet les données sonores et les données des biocapteurs de la combinaison à la salle de contrôle principale du camp lunaire, ainsi qu'un signal acoustique de la salle de contrôle principale à l'astronaute dans la combinaison. Le système de communication de la salle de contrôle principale du camp lunaire envoie des signaux vers la Terre en utilisant la bande S, une bande de fréquences ultra-haute qui peut pénétrer l'ionosphère terrestre sans dévier ni réfléchir. Parallèlement, le système de communication de la salle de contrôle principale du camp lunaire peut également utiliser la bande S pour envoyer des signaux à d'autres camps lunaires afin de rester en contact.
Dans notre camp lunaire, nous nous concentrons sur la science de la gravité, la biotechnologie et l'écologie de la vie. Nous disposerons de quatre laboratoires pour nos expériences scientifiques. Le laboratoire scientifique à gravité variable fournit un environnement gravitationnel de haute précision pour mener à bien l'étude des différents effets de la gravité et des mécanismes de réponse des expériences sur les fluides et la combustion en microgravité. Le laboratoire de biotechnologie est équipé d'une variété d'instruments avancés de culture cellulaire et de détection pour l'étude des tissus biologiques, des cellules, des molécules biochimiques et d'autres objets biologiques à différents niveaux ; l'écologie de la vie fournit un environnement écologique pour la culture des plantes et des petits animaux, étudie l'impact de l'environnement lunaire sur la croissance, le développement et le métabolisme des individus biologiques, et favorise la compréhension humaine de la nature des phénomènes de la vie ; la boîte à gants scientifique et l'armoire de stockage cryogénique peuvent fournir un espace de travail fermé et propre pour les expériences scientifiques dans l'espace. Équipées de bras mécaniques pour des opérations subtiles, elles peuvent aider les scientifiques à réaliser des opérations fines ou répétées, telles que l'injection de gènes, l'extraction nucléaire, et fournir un environnement à basse température pour le stockage d'échantillons scientifiques.
Premièrement : parce qu'ils iront sur la surface de la lune pour collecter du sol lunaire et d'autres matériaux pour des expériences, ils formeront les astronautes à la compression, à la simulation de l'environnement d'apesanteur sur le sol, aux activités extra-véhiculaires et à la formation au travail.
Deuxièmement, comme les astronautes doivent effectuer des contrôles de sécurité réguliers sur l'équipement de la base, nous les formerons aux théories professionnelles, aux compétences opérationnelles et aux améliorations des simulations liées à l'équipement.
Troisièmement, comme les astronautes vivent depuis longtemps dans des camps lunaires, afin d'éviter une pression psychologique excessive sur les astronautes, nous leur fournirons une formation psychologique pour garantir leur santé mentale.
Quatrièmement : Les astronautes doivent avoir un physique solide pour faire face à diverses situations d'urgence, c'est pourquoi nous leur fournirons une formation sur leur condition physique.
L'engin spatial peut fonctionner rapidement et avec souplesse sur la surface lunaire et dans l'espace, résister à des températures et à des environnements extrêmes, et doit également disposer d'un poids et d'un espace de stockage suffisants.
Le véhicule du camp lunaire est le Lunar Buggy - un petit véhicule capable de se déplacer sur la surface lunaire et de résister à la gravité et au terrain accidenté de la surface lunaire.
Pour voyager vers et depuis la Terre, il fallait un vaisseau spatial capable de voler rapidement et en toute sécurité. Il devait disposer de réserves de carburant et de nourriture suffisantes et être capable de résister à l'environnement hostile de la chaleur, des radiations et du froid dans l'espace.
Lors de l'exploration de nouvelles destinations sur la surface lunaire, nous pouvons utiliser la technologie de télédétection, les sondes, etc. dont est équipé le véhicule lunaire, qui peuvent nous aider à explorer des régions inconnues de la lune, à collecter des données et des images, et à nous fournir davantage d'informations scientifiques.
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