Az Moon Camp Pioneers-ben minden csapat feladata egy teljes Holdtábor 3D-s megtervezése az általuk választott szoftver segítségével. Azt is el kell magyarázniuk, hogyan fogják felhasználni a helyi erőforrásokat, hogyan fogják megvédeni az űrhajósokat az űr veszélyeitől, és hogyan fogják leírni a holdtáboruk lakó- és munkaeszközeit.
Shanghai Qingpu Senior High School Shanghai-Qingpu Kína 15, 16 6 / 2 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360
Hatvankét év alatt, mióta az ember belépett az űrbe, a technológia drámai fejlődésen ment keresztül. Újra el akarjuk hagyni a Földet, hogy valami nagyobbat tegyünk. A Hold teljes feltárásához, valamint a későbbi terjeszkedéshez és hosszú távú lakhatósághoz szeretnénk néhány holdi tábort építeni, hogy az űrhajósok és tudósok el tudjanak élni.
Holdi táborunkat egy kör alakú kupola védi a hőelvezetés csökkentése érdekében. A középső területet kutatási területre, élelmiszertároló területre, orvosi területre, lakóterületre, felszereléstároló területre, ültetési területre és földalatti óvóhelyre osztjuk, amely a stabilitás és a praktikum figyelembevételével egy szögben összekötött gömb alakú. A másik két terület a nukleáris fúzió, az elektrolízis, a szennyvíztisztító terület, valamint a fitnesz- és rekreációs terület. Ezek fél mogyoró alakban kapcsolódnak a központi területhez, ami a háromszög általános stabilitását és biztonságát mutatja, miközben teljesen funkcionális, hogy a három űrhajós minden igényét kielégítse.
Az építőanyagokat illetően az alapozáshoz és az épület alsó szintjéhez kompozit beton és földből hozott bór-nitrid alapú anyagot használunk. A felépítményhez és a kupolához memóriafémet és sugárzásálló üveget használunk, így a tábor erős és védett a sugárzási zavaroktól.
Elég mérnöki munkát végzünk ahhoz, hogy a holdi táborokat vízzel, élelemmel, levegővel, üzemanyaggal és energiával lássuk el, és hosszú távon önellátóak legyünk.
Kutatásaink középpontjában a csillagászat, a botanika és a geológia, valamint a Holdon végzett kísérletek állnak, amelyek a tudomány fejlődését szolgálják.
Célunk a tudomány fejlesztése, új anyagok kifejlesztése a holdi talajból, és a holdi tábor új otthonná tétele.
A Hold, mint az emberiség által leginkább felfedezett bolygó, jelenleg az egyik fő kutatási célpontunk. Ahhoz, hogy a Holdat teljes mértékben felfedezhessük, hosszú távú lakhatóságot kell elérnünk a Holdon, tehát holdi táborokat kell építenünk az emberi túlélés fenntartása, az oxigénellátás, az élelmiszertárolás, az energiafejlesztés és egyéb funkciók biztosítása érdekében.
A Holdtáborban való részvétel lehetővé teszi, hogy a holdi táborokról alkotott elképzeléseinket modellezéssel valósítsuk meg, és a modellezés során többet tudhatunk meg a Holdról és a rendelkezésre álló holdkutatási technológiákról.
Holdtábort akarunk építeni a kráterben. A kráter kiválasztásának kritériumai a következők: egyrészt a közelben jég és víz van, így a napfény tükör segítségével történő visszaverésével közvetlenül vizet nyerhetünk. Kettő, az örökös napcsúcson belül, hogy az energiaellátás biztosításához stabil napenergiát lehessen biztosítani. Három, az időjárási réteg közelében, mert a Hold talajának időjárási rétege oxigén nyersanyagként használható.
Az építkezés hét szakaszra oszlik:
Az első fázisban egy kijelölt helyen egy előkészítő területet alakítanak ki, hogy előkészítsék a későbbi bázisépítést és az anyagszállítást.
A második fázisban a leszállóegységet az állomáshelyről indítják a célterületre, és a leszállóegység egy szondát, tudományos kutatási berendezéseket, kommunikációs berendezéseket és napelemeket szállít, hogy egy elő-energiaállomás és egy kommunikációs állomás feladatait lássa el, a kiválasztott helyszín előzetes feltárását végezze el, és infrastrukturális támogatást nyújtson a későbbi építkezéshez.
A harmadik szakaszban a leszállóegységet az állomáshelyről indítják, a holdi robotot és az építőanyagokat a holdi leszállóegység a holdfelszínre küldi, és a holdi talaj és a hozott anyagok felhasználásával elkészítik a kompozit betont, és a bázis főszerkezetének, az infrastruktúrának és a külső kupolának az építését 3D nyomtatási technológiával végzik el, hogy befejezzék az anyag leszállóhely építését, valamint mindenféle berendezés további telepítését és karbantartását. Ebben az időben a holdi bázist a holdfelszíni robotok szállíthatják és kicserélhetik, ami egy információ-, energia- és anyagcsere-rendszert alkot, és a holdi bázis roverjei között a kezdeti információáramlás, energiaáramlás és anyagáramlás interakciós képessége, és a holdi bázis prototípusa elkészült.
A negyedik fázisban a holdfelszíni indítórendszert és a leszállóhelyet telepítik, és a leszállóegységet el lehet indítani, hogy elérje az előkészítő területet, hogy ellátmányt szállítson és visszahozza a bázisra, és a holdfelszíni felszállással kapcsolatos védelmi létesítményeket a leszállóhelyen telepítik, hogy a bázisra visszatérő járművek egy sorát konfigurálják.
Az ötödik fázisban a leszállóegység a bázis belső felszerelésével tér vissza a bázisra, és a holdfelszíni robot kezdeti telepítése a személyzeti tevékenységek igényeinek kielégítésére.
A hatodik fázisban emberes holdraszállást hajtanak végre. Ebben a fázisban űrhajósokat állomásoztatnak a telepítéshez, elvégzik a bázis belső berendezéseinek telepítését és tudományos kutatását, valamint kezdetben megépítik a holdi bázist. Az emberes holdraszállás során a leszállóegység viszi majd a visszatérő járművet, tartalék kapcsolatot alkotva a holdfelszínen konfigurált visszatérő járművel, hogy vészhelyzet esetén megvédje a személyzet életét.
A hetedik fázisban az űrhajósok befejezik a bázis belsejének telepítését és üzemeltetését, és hivatalosan is megkezdődik a tudományos kutatómunka és az erőforrás-kitermelő küldetések.
Az építési folyamat során szondákat, holdfelszíni robotokat, különböző típusú bázisberendezéseket és építőanyagokat kell majd szállítani a Földről, és a bázis főszerkezete nagy mennyiségű holdi talajt fog tartalmazni, ami csökkenti az anyagszállítás és az építési időigényt.
Ami az alakot illeti, mivel a kupola és a kupola teherbírása és nyomásállósága erősebb, mint az azonos térfogatú épületeké, a holdbázis helyének megfelelően a kráter fölé kupolaszerkezetet kívánunk építeni a nyomáskülönbségek hatásának csökkentése érdekében, a hirtelen és váratlan helyzetekben, mivel a kupola teherbírása erős, időt nyerhet a bázis számára, hogy reagáljon és intézkedjen a szükségtelen veszteségek csökkentése érdekében.
Ami az anyagokat illeti, a különleges környezet miatt, magas vákuummal, ultra-magas hőmérséklettel, ultra-alacsony hőmérséklettel stb. kell foglalkozni, a kupola úgy döntünk, hogy a memória fémet használjuk, mint a váz, speciális beton anyagokkal kombinálva, ellenáll a magas hőmérsékletnek. Ugyanakkor a sugárzásálló üveg használata szűrheti a kozmikus sugárzást, hogy megvédje a bázist a sugárzási interferenciától, és a normál zárt kialakítás megakadályozhatja a holdi por behatolását a belső térbe, hogy befolyásolja a tudományos kutatás előrehaladását; a központ főépülete kétrétegű épületfalat választunk, a belső réteg speciális betont használ, a külső réteg holdi talaj, erős, ellenáll a nyomáskülönbségeknek, biztonságos kutatási környezetet biztosíthat az űrhajósok számára, miközben szabályozza a hőátadási tartományt, hogy fenntartsa a hőmérsékletet a hőveszteség megelőzésére.
A biztonság szempontjából a meteoritbecsapódásoknak kitett helyeken további védelmi intézkedéseket terveznek bevezetni a meteoritbecsapódások elkerülése érdekében, a megsemmisítendő kis meteoritok és töredékeik tudományos kutatás céljára történő kiválasztását, valamint meteoritgyűjtő eszközök létrehozását a vonatkozó feltárások és kutatások céljából, valamint vészhelyzeti intézkedések kezdeményezése egy nagyon nagy meteorit vagy más, a holdi tábort rendkívül pusztító baleset esetén, egy holdfelszíni hordozórakéta segítségével a Lagrange-pontba való meneküléssel, a helyzetet gyorsan tükröző és a Földre információkat küldő műholdakkal, a kutatók pedig a Lagrange-pontban várják a Földről érkező választ és egy új tudományos programot. A műholdak gyorsan tükrözik a helyzetet és információkat küldenek a Földre, míg a kutatók a Lagrange-ponton várják a Földről érkező választ és egy új kutatási programot.
A vízellátás érdekében kezdetben a víz egy részét a Földről a Holdra szállítjuk, hogy megbirkózzunk az üres ablakkal, mielőtt képesek lennénk folyamatosan jégvizet kinyerni. Az űrhajósok által életük során termelt hulladékfolyadékot aztán frakcionálják, szűrik és egyéb lépésekkel tiszta vízhez jutnak, a maradékot pedig vagy az ültetési területre küldik, vagy a világűrbe bocsátják.
Az élelmiszerellátás érdekében burgonyát, káposztát, brokkolit, paradicsomot, paprikát és sok más zöldséget termesztünk, és hozunk némi húskonzervet a Földről. Az űrhajósok táplálkozási igényeinek kielégítésére.
A levegő oldalán a holdi talajban található néhány aktív vegyületet katalizátorként használunk, hogy a vizet és a szén-dioxidot mesterséges fotoszintézis technikával, szimulált napfény segítségével oxigénné, hidrogénné, metánná és metanollá alakítsuk. Az innen nyert oxigén azonban nem elegendő. Az oxigénellátás főként a víz elektrolízisére támaszkodik, és annak melléktermékét, a hidrogént a Sabatier-reaktorba vezetik, hogy metánt állítsanak elő.
A holdi környezethez való alkalmazkodás és a holdi tábor hosszú távú stabil energiaellátásának biztosítása érdekében a tábor kezdeti szakaszában napenergiát használunk. Később a holdi talajból kivont komponenseket mesterséges fotoszintézis-katalizátorként használjuk az energiatermeléshez szükséges üzemanyag előállításához, és tiszta és hatékony nukleáris fúziós energiatermelési technológiát használunk tartalék energiatermelési megoldásként az egész holdi tábor számára. Ezzel egyidejűleg a felesleges energiát akkumulátorokban tároljuk, hogy megbirkózzunk a legtöbb lehetséges szélsőséges időjárási körülménnyel, és biztonságos áramellátási megoldást érjünk el.
Az űrhajósok által termelt hulladék főként vizelet, ürülék és szén-dioxid. A vizeletet gőzkompressziós desztillációval választják el a desztillált víztől, és a vízkezelő modulba küldik, ahol ezt követően szűréssel és katalitikus oxidációs reakciókkal részben tiszta vizet nyernek; a többi hulladék és ürülék trágyaként használható a termesztőmodulban, vagy közvetlenül az űrbe kerülhet. A szén-dioxidot a növénytermesztő modulba küldik fotoszintézisre, és ha van felesleg, akkor a Sabatier-reaktorba, ahol katalizátor hatására hidrogénnel reagálva vizet és metánt kap.
Az űrhajósok által termelt háztartási hulladékot szigorúan szétválogatják, a nedves hulladékot az ültetési területre küldik; a papírtörölközőket, műanyag zacskókat és más száraz hulladékot egy sor lépésen, például tömörítésen, felhalmozáson stb. átveszik, majd a Föld légkörébe juttatják égetésre, hogy csökkentsék a szennyezést az űrben.
A kommunikációhoz műholdas relé technológiát használunk. Három műholdat helyezünk el a Hold fölött, biztosítva, hogy a Hold minden részét legalább egy műhold lefedje, és az UHF S-sávot használjuk, amely eltérítés és visszaverődés nélkül képes áthatolni a Föld ionoszféráján, lehetővé téve a hatékony mikrohullámú relékommunikációt a táborok és a Föld, valamint a Holdon lévő táborok között.
Az ellátmány, a tudományos felszerelések és a személyzet szállítására. A Föld-Hold térben a Lagrange-pontot használjuk, ahol a két nagy Föld-Hold égitest gravitációs erői kiegyenlítik egymást, és az ebben a pontban elhelyezkedő tárgyak viszonylag egyensúlyban maradhatnak. Csak egy kis lökést kell adnunk ebben a pontban ahhoz, hogy a szállítandó tárgy a lökés irányába mozogjon. Elméletileg öt Lagrange-pont létezik a Föld-Hold rendszerben, és az általunk használt pont a Földtől mintegy 323 110 km-re található. Az űrhajót először a Lagrange-pontban lévő állomásra indítjuk, ahol hajtóanyagot adunk hozzá, és ezzel egyidejűleg a Holdról egy leszállóegységet indítunk, amely felveszi az űrhajót, és elszállítja azt, amit az állomástól a Holdra akarunk szállítani. Ily módon az űrhajónak nem kellene többé hajtóanyagot szállítani a holdi leszálláshoz és fel- és leszálláshoz, amikor elhagyja a Földet, és nem kellene holdkompot szállítani, a szállítási költségek jelentősen csökkennének, és a holdi leszállóegység többször is felhasználható lenne, mivel a Holdnak nincs légköre.
A csoportunk holdtábori kutatásai a csillagászatra, a botanikára és a geológiára összpontosítanak.
A Hold közelében és a Hold hátoldalán lévő objektumokat távcsövekkel fogjuk megfigyelni, és a NASA már felvetette egy obszervatórium építésének lehetőségét a Hold hátoldalán, hogy elkerüljük a Földről érkező fény- és kommunikációs szennyezést. Ezért ultrahosszú hullámhosszú rádióteleszkópokat fogunk építeni a Hold hátoldalán. A Földön és a földközeli pályán lévő csillagászati teleszkópokkal összehasonlítva az ultrahosszú hullámhosszú rádióteleszkópok építése a Hold hátoldalán óriási előnyökkel jár, többek között: az ultrahosszú hullámhosszú csillagászati teleszkópok 10 méternél nagyobb hullámhosszon (30 MHZ alatti frekvenciákkal) figyelik meg a világegyetemet, ami visszatükrözi a Föld ionoszféráját, amelyet az ember eddig nem kutatott; a Hold természetes A Hold természetes fizikai gátló rétegként működik, amely segít a holdi csillagászati teleszkópoknak elszigetelni a Földről, az ionoszférából, a Föld körül keringő műholdakból és a Napból származó rádiózajforrások hatásait a holdi éjszakák alatt. Ezért egy 1 km átmérőjű fémrácsot kell telepíteni, hogy megfelelő mélység-átmérő arányú, gömbsapka alakú reflektort alkossanak.
A botanikában a holdi robotok által gyűjtött holdi talajt, valamint a Földről hozott növényi magokat és palántákat fogjuk tanulmányozni, mikroszkópos és kémiai kísérletekkel, hogy kiderítsük, a holdi talajban található nyomelemek elegendő energiát és tápanyagot tudnak-e biztosítani a növények számára. A tudományos laboratóriumban különböző növényi magvakat is termesztünk a holdi talajban, hogy megtaláljuk azokat a növényeket, amelyek alkalmasabbak a Holdon való termesztésre. A keltetési folyamat során a magokat a holdi talajjal együtt egy kék és vörös fényt kibocsátó termosztátba helyezzük, hogy biztosítsuk a magok maximális növekedési ütemét.
Geológiai szempontból a holdfelszín topográfiai jellemzői nagyjából három kategóriába sorolhatók: a felföldek, a holdtengeri becsapódási kráterek és a vulkanikus topográfia. A holdjáró segítségével releváns mintákat fogunk gyűjteni, és a holdfelszín morfológiáját és a holdfelszíni anyagok eloszlási jellemzőit a holdfelszínről kinyert háromféle mintát tanulmányozva vizsgáljuk: kristályos magmás kőzetek, breccciák, holdi talajok és üvegszemcsék, és végül a fenti mintákat teljes mértékben felhasználjuk.
Ezenkívül a holdjárót a kutatási területen tervezik és gyártják, a holdminták gyűjtésére szolgál majd, és 3D nyomtatókkal, orvosi berendezésekkel, valamint a járművön található lakóeszközökkel is felszerelik, hogy a holdjárón tartózkodó űrhajósok a munka mellett élni és pihenni is tudjanak.
A Holdon nagyon kicsi a gravitáció, hullámos a terep, és sok holdi felfedezést az űrhajósoknak a kapszulán kívül kell végrehajtaniuk, ezért az űrhajósokat súlytalansági és holdi környezet szimulációs tréningeken fogjuk kiképezni, hogy előre alkalmazkodni tudjanak a súlytalansághoz, hogy csökkentsék a fiziológiai kellemetlenségeket, és hogy a kültéri felfedezés zökkenőmentesebben menjen.
A Hold rendkívül veszélyes és ismeretlen környezet az ember számára, és a kint felfedező űrhajósoknak gondoskodniuk kell saját biztonságukról, majd társaik biztonságáról, ezért néhány lehetséges vészhelyzet kezelésére kiképzést és szimulációt kapunk.
Egy ilyen ismeretlen környezettel szembesülve az űrhajósoknak nagy pszichológiai nyomást kell elviselniük, hogy a Holdra, a kapszulából való kutatásra stb. Ezért annak érdekében, hogy a holdra szállás zökkenőmentesebb legyen, pszichológiai útmutatást nyújtunk az űrhajósoknak a pszichológiai nyomás és a pszichológiai kellemetlenségek csökkentése érdekében, hogy az űrhajósok pozitív hozzáállással fejezzék be a küldetést.
A Hold rengeteg feltáratlan és feltáratlan anyaggal rendelkezik, és az űrhajósoknak jól kell ismerniük a Holdat, mielőtt a Holdra mennek, és hagyni fogjuk, hogy az űrhajósok megtanulják használni a holdi táborokban lévő fejlett gépeket a Holdon található anyagok kutatásához és vizsgálatához.
A súlytalan környezetben az űrhajósok izmai fokozatosan eltűnhetnek, mielőtt a Holdra mennének, az űrhajósok szigorú fizikai edzést és ésszerű étrendet fognak végezni annak érdekében, hogy a hosszú távú küldetés során jó egészséget és fizikai erőt biztosítsanak.
A küldetések között szerepelnek a Földről a Holdra történő elrepülésre használt emberes űrhajók, az utánpótlás és az anyagok pótlására használt hordozórakéták, a környezet felfedezésére használt szondák és még sok más. A holdi táborban az asztronauták a Holdon történő előzetes felfedezés és mintavétel céljából a Holdon lévő kis felderítő robotokat is távolról irányíthatják, míg a nagy távolságokra történő gyors szállításhoz különböző épületekkel is vannak orbitális összeköttetések.
A Holdon kicsi a gravitáció és nincs légkör, így jelenleg a járművel fordított tolóerőt tudunk alkalmazni, hogy az űrhajót visszaküldjük a Földre. A jövőben elektromágneses katapult eszközöket is használhatunk kis űrhajók és űrhajók indítására, ami gyorsabb és kényelmesebb, mint az űrhajók közvetlen manipulálása, és újrafelhasználható, kevesebb környezetszennyezéssel jár, hatékony és praktikus.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 