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.
郑州轻工业大学附属中学 河南省郑州市-金水区 Chine 18, 19 5 / 1 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
L'objectif de ce camp lunaire est de mener des recherches scientifiques, d'explorer et d'acquérir de l'expérience en vue de l'établissement d'une grande base lunaire. Les recherches scientifiques porteront principalement sur l'étude du sol et des minéraux lunaires et sur la cartographie de l'ensemble de la surface lunaire afin de faciliter la construction future. Elle permettra également d'observer des objets extraterrestres.
Dans un premier temps, nous veillerons à ce que la base soit établie et fonctionne correctement. À moyen terme, nous transformerons la base en une station de réapprovisionnement en ressources, ce qui permettra aux humains d'étendre la base à d'autres parties de la surface lunaire à partir de ce centre. Plus tard, nous réapprovisionnerons les missions d'exploration de l'espace lointain et élargirons le champ de l'exploration humaine.
C'est pourquoi la base dispose d'excellentes installations de vie et d'une redondance suffisante pour tester de nombreuses nouvelles technologies et assurer la subsistance des premiers chercheurs lunaires. En outre, pour assurer le bien-être psychologique du personnel, la base dispose de nombreuses installations sportives et récréatives, ainsi que d'une chambre panoramique pour un soulagement psychologique direct, permettant aux chercheurs de voir le paysage terrestre, leurs familles et leurs amis de manière immersive.
Au début, nous voulons construire la base comme une base de recherche scientifique, le point le plus important étant de tester la technologie de la construction d'une base lunaire à grande échelle. À un stade ultérieur, elle sera transformée en station de ravitaillement en ressources lunaires in situ, utilisant principalement le riche sol lunaire et les ressources minérales de la Lune pour réaliser l'approvisionnement en ressources, et développera progressivement la station de ressources en tant que centre d'approvisionnement en ressources pour les bases et les stations spatiales lunaires habitées dans d'autres régions, leur permettant ainsi de s'affranchir du problème des ressources de survie et de réaliser pleinement la collecte de minéraux, la recherche scientifique et d'autres travaux ; En outre, la station de réapprovisionnement en ressources peut également être utilisée pour des missions d'exploration de l'espace lointain, ce qui élargit considérablement le champ des activités d'exploration humaine dans l'espace lointain.
Le cratère d'impact de Cabeus dans la région polaire (29. 42° 83. 88° S) est une zone des pôles lunaires éclairée en permanence, exposée à la lumière du soleil la plupart du temps et présentant de faibles différences de température et de faibles exigences en matière d'isolation. Elle convient comme site d'essai pour la construction d'une base lunaire. Il existe également des zones ombragées en permanence à proximité où les ressources en glace d'eau peuvent être récoltées et utilisées pour la construction de la base, l'utilisation du personnel et la recherche.
La difficulté d'y construire une base n'est pas très élevée et elle permet d'acquérir de l'expérience afin de garantir la réalisation des objectifs d'exploration. En outre, le cratère d'impact de Cabeus présente un avantage certain en termes de besoins en eau et en énergie, étant donné que l'habitation humaine durable est la principale préoccupation.
Nous utiliserons les deux matériels suivants :
Béton géopolymère : les avantages du béton géopolymère par rapport au béton de ciment sont qu'il peut être rendu actif avec une petite quantité d'excitateur pour stimuler le sol lunaire et qu'il nécessite moins de ciment, mais ses inconvénients sont que l'eau de gâchage est rare, qu'il ne peut pas être durci naturellement et formé dans des conditions de vide ultra poussé sur la surface lunaire, que tous les processus de préparation doivent être effectués dans des conditions scellées et sous pression, qu'il ne peut pas être exposé à l'environnement lunaire avant d'avoir développé une résistance suffisante, et que les conditions d'entretien sont plus exigeantes.
Béton lunaire autoclavé par voie sèche : Les principaux avantages du béton autoclavé par voie sèche pour la construction lunaire sont le temps de durcissement relativement court par rapport au béton de ciment, l'environnement fermé de l'autoclave, qui n'est pas affecté par les influences extérieures, et la stabilité relative de l'eau liée dans le produit obtenu. Toutefois, le calcium nécessaire à ce processus doit être transporté depuis la Terre dans les premières étapes, la quantité de calcium représentant 10%-15% de la masse totale de la poudre, et la quantité minimale d'eau nécessaire à la réaction hydrothermique en autoclave pour lier l'eau est d'environ 10% de la masse totale de la poudre. Le processus de préparation de ce matériau doit stimuler l'activité réactionnelle du sol lunaire sous une pression de vapeur saturée pour que le mélange subisse une réaction de synthèse hydrothermale afin d'obtenir une résistance.
D'une part, notre base dispose d'une structure supérieure et d'une structure inférieure. Pour les flux de particules à haute énergie, nous pouvons nous rendre au deuxième niveau de refuge protégé par des plaques de plomb ; pour les flux de micrométéorites, nous pouvons nous rendre au niveau inférieur.
Deuxièmement, la constellation de satellites de la surface lunaire et de satellites relais dispose d'une gamme complète d'équipements d'observation qui permettent d'alerter rapidement en cas de danger.
Troisièmement, si les instruments signalent un danger insupportable pour la base, un véhicule peut quitter la surface lunaire et s'amarrer à une station spatiale en orbite lunaire.
Notre base emploiera également un système de défense active contre les météorites, utilisant des missiles ou des canons antiaériens pour dévier les grosses météorites de leur orbite, à l'aide d'un réseau d'observations par satellite et de radars à réseau phasé. Les petites micrométéorites sont ensuite vaporisées à l'aide de réseaux de lasers.
L'eau : Le camp est approvisionné en eau grâce à un système d'accompagnement dans les premiers temps et grâce à l'exploitation des riches ressources en glace d'eau polaire comme principale source d'eau dans les phases ultérieures. Nous avons également mis en place un système de recyclage des eaux usées.
Nourriture : Les astronautes mangeront la nourriture fournie avec le matériel. En outre, nous synthétiserons de l'amidon à partir du dioxyde de carbone provenant de la glace carbonique polaire grâce à un système pilote de synthèse de l'amidon.
L'énergie : Premièrement, l'énergie solaire sera exploitée par des panneaux solaires pliables. Deuxièmement, des machines thermoélectriques à radioisotope produiront de l'électricité et de la chaleur.
L'air : La surface de la Lune contient de l'ilménite (formule chimique FeTiO3) et de l'oxyde ferreux (FeO), qui peuvent être utilisés comme matière première pour des réactions. En chauffant ces minerais à 1600-2500°C, l'oxygène peut être préparé plus efficacement.
L'utilisation d'une bactérie anaérobie, la Shewanella, permet à la fois d'éliminer les déchets et de produire de l'électricité. Par exemple, les astronautes peuvent déverser les ordures ménagères dans un dispositif contenant des micro-organismes, et ces ordures ménagères deviendront de la nourriture pour les micro-organismes. Ce prototype de processeur microbien est une petite boîte pesant environ 2 kilogrammes, les deux extrémités sont reliées à l'anode et à la cathode, la boîte elle-même est divisée en deux parties par un film, les micro-organismes agissent comme des catalyseurs pour les réactions électrochimiques, les déchets spatiaux produisent des électrons libres après traitement, ils se déplacent vers la cathode dans la boucle, où ils interagissent avec l'oxydant, après que la réaction d'oxydoréduction se soit produite, l'électricité est produite. Les astronautes peuvent stocker l'électricité générée pendant le processus d'oxydation microbienne pour l'utiliser dans la station spatiale. Le combustible du processeur peut être des serviettes de table ou tout autre déchet solide ou liquide biodégradable.
Grâce au satellite relais pour la communication, notre satellite relais est situé au point de Lagrange, comparé au satellite relais terrestre, le satellite relais est plus haut, et le satellite relais opérant sur cette orbite peut maintenir un état relativement stable et stationnaire avec la terre et la lune, ce qui permet d'économiser le carburant du satellite et de prolonger sa durée de vie. La conception de la commande à distance de télémétrie de secours multi-sécurité est adoptée, c'est-à-dire qu'un certain nombre de "téléphones mobiles" sont préparés à cet effet. Les travailleurs au sol peuvent appeler ces "téléphones mobiles" en même temps et donner les mêmes instructions de télémétrie, ce qui permet d'éviter efficacement les problèmes tels que l'interruption du signal et la transmission d'informations inexactes causées par la "longue distance ou d'autres facteurs inconnus". Il utilise également un transpondeur numérique en bande S pour l'espace lointain. Il est également équipé d'une grande antenne parapluie avec une variété de débits binaires différents.
En géologie : la recherche géologique sur la Lune pourrait permettre de mieux comprendre les origines, l'histoire de l'évolution et les caractéristiques tectoniques de la Lune. Par exemple, des échantillons de roches pourraient être prélevés et analysés, ou la structure interne de la Lune pourrait être sondée à l'aide d'une sonde.
Aspects des environnements à faible gravité : Les expériences menées dans des environnements à faible gravité sur la Lune peuvent nous aider à mieux comprendre les défis et les possibilités de survie dans l'espace pendant de longues périodes. Par exemple, il est possible d'étudier les phénomènes physiques et chimiques dans des conditions de faible gravité et d'évaluer l'adaptabilité des bâtiments et des équipements.
En biologie : Des expériences biologiques sur la Lune pourraient nous aider à comprendre la capacité d'adaptation de la vie dans l'espace. Par exemple, la capacité des micro-organismes à survivre sur la surface lunaire pourrait être étudiée et l'existence d'autres formes de vie explorée.
Technologie : Les expériences technologiques menées sur la Lune pourraient permettre de tester et de valider la faisabilité et l'efficacité de nouvelles technologies. Par exemple, des recherches pourraient être menées sur la manière de construire des installations de production d'oxygène et d'eau sur la Lune et d'explorer l'utilisation de nouvelles technologies telles que les panneaux solaires pour répondre aux besoins énergétiques de l'infrastructure.
En robotique : Les expériences robotiques sur la Lune pourraient nous aider à maîtriser les techniques de manipulation et de déplacement des robots dans des environnements à faible gravité. Par exemple, le mouvement et le fonctionnement des robots sur la surface lunaire pourraient être étudiés, et la synergie entre les robots et les humains explorée.
En astronomie : Les observations astronomiques utilisant l'environnement de la surface lunaire et l'absence d'atmosphère peuvent permettre de mieux comprendre la formation et l'évolution du système solaire. Par exemple, des installations d'observation astronomique telles que l'intensité du rayonnement et la température pourraient être construites sur la Lune afin de réaliser des travaux d'exploration sur la surface lunaire et des études d'observation d'autres corps célestes dans l'Univers.
Entraînement physique :
Afin que les astronautes puissent résister aux énormes tests d'accélération lors du décollage et de l'atterrissage, et afin de les préparer aux complexités du travail dans des conditions de faible gravité, et plus important encore, afin de les maintenir en forme, un entraînement physique assez rigoureux est intégré à notre programme d'entraînement.
Des exercices musculaires intenses (principalement sur des équipements), un travail quotidien sous l'eau dans des combinaisons simulant une faible gravité et, occasionnellement, un entraînement en centrifugeuse et un entraînement au vol en avion sont organisés pour garantir que leur corps est maintenu à un niveau qui répond aux exigences de la mission.
Entraînement cérébral :
Divers cours de connaissances sont organisés pour doter les astronautes des connaissances nécessaires à la mission. Outre les cours de connaissances générales de base, ils suivent différents cours spécialisés afin de répartir efficacement les tâches.
e la mission.
III. L'entraînement mental :
Pour les astronautes qui travaillent loin de leur planète et dans un environnement fermé pendant de longues périodes, les problèmes psychologiques sont pris au sérieux. Outre les cours de psychologie, les astronautes auront régulièrement accès à des conseillers pour tester leur capacité à gérer les problèmes psychologiques.
Nos futures missions sur la Lune nécessiteront deux types de vaisseaux spatiaux habités et de vaisseaux cargo. Nos plans de voyage depuis et vers la Terre sont les suivants :
Premièrement, construire une station spatiale en orbite lunaire. Deuxièmement, lancer un vaisseau spatial aller-retour sur la surface lunaire pour s'amarrer à la station spatiale lunaire. Troisièmement, lancer un vaisseau spatial habité Terre-Lune pour permettre aux astronautes de se rendre au vaisseau spatial aller-retour via la station. Quatrièmement, un vaisseau spatial aller-retour est utilisé pour atteindre la surface lunaire. Le processus de retour sur Terre est l'inverse des deux dernières étapes.
Les vaisseaux spatiaux cargo se chargent ensuite de transporter des matériaux entre la Terre et la Lune.
L'exploration à longue distance de la Lune est réalisée par les astronautes au moyen d'un vaisseau spatial aller-retour. L'exploration autour du camp est assistée par des véhicules tels que des drones et des véhicules lunaires de substitution.
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