felfedezés interaktív kép

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projekt Galéria

 

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.

Epovator

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Kína 16   6 / 2 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360



1.1 - A projekt leírása

A csapat nevét Epovatornak neveztük el, ami az epoch és az innovator szavak kombinációja, vagyis korszak-újító. A holdtáborunkat "MÁSODIK ALAPÍTÁS"-nak nevezzük el. Ez Asimov híres sci-fijéből, az "Alapítvány"-ból származik. Ezzel nemcsak a nagy írónak állítunk emléket, aki hozzájárult az emberi irodalomhoz és tudományhoz, hanem a Hold felfedezése iránti elszántságunkat is kifejezzük: Egy második haza építése a Holdon, ahol az ember otthonra lelhet, és ahol az univerzum emberi felfedezésének tranzitállomása lehet. Biztonsági okokból a tábor fő részét a lávabarlangban építették fel, és csak a szükséges érzékelő- és kommunikációs berendezéseket helyezték el a Hold felszínén. Minimalista dekorációs stílust használunk, amely illeszkedik a jövő divatirányzatokhoz. A bázis kagylóhéja egy pillangó képe, amely kifejezi a Föld természeti környezete iránti szeretetünket. Ezenkívül a pillangó a szépség és a szabadság szimbóluma a hagyományos kínai kultúrában, amelyet "repülő virágként" ismernek. A színséma kék és őszi Heung sárga színt alkalmaz. Összhangban a kínai klasszikus esztétikával.

1.2 - Miért akarsz Holdtábort építeni? Magyarázza el a Holdtábor fő célját (például tudományos, kereskedelmi és/vagy turisztikai célokat).

Holdtáborunk célja, hogy a tudósok hosszú időn keresztül tudományos kutatásokat, szabadtéri felméréseket és a világegyetem további felfedezését végezhessék a Holdon. A táborban űrtenyésztési laboratóriumok és űrlaboratóriumok vannak a növénygenetikai problémák és a különböző kozmikus sugárzások növényekre gyakorolt hatásainak kutatására, holdi talajanyagok elemzésére, fizikai és kémiai kísérletekre alacsony gravitációs környezetben, valamint a világűr további felfedezésére. Emellett a tábor a Holdon hosszú távon élő ember problémájának kezelésében is vezető szerepet kíván betölteni. Ezért: "A Holdon a Holdon való tartózkodásra való törekvés a Holdon való tartózkodásra való törekvés. A távoli környezetben élő emberek anyagi és szellemi szükségleteinek kielégítésére létrehoztuk a forgalmi területet, a szórakozási területet, a lakóterületet, a növénytermesztési és a tenyésztési területet.

2.1 - Hol szeretnéd felépíteni a Holdtábort? Magyarázd meg a választásodat.

Egy lávacsőben a Marius hegy ősi vulkanikus területe közelében. Ez egy olyan geológiai szerkezet, amely természetes módon alakul ki egy lávafolyás belsejében, hasonlóan egy csőhöz. A burkolata nemcsak a hőtartás szerepét töltheti be, hanem természetes védőeszközzé is válhat, mivel nagyon kemény. A belső része biztosíthatja az élet fennmaradását. A bejárat átmérője körülbelül 65 méter, a bejárat alatt 50 méterrel pedig egy közel függőleges, vízszintes barlang található, amely lefelé ível és mindkét oldalra kiterjed. A belső tér az adatok szerint nagyon nagy. Hossza 50 kilométer, és a vonatkozó elemzések szerint viszonylag vékony levegő lehet a belsejében. Ez nemcsak az alap építésének projektjét segíti majd, hanem a bázison tartózkodó űrhajósok légzési problémáinak megoldását is.

2.2 - Hogyan tervezed felépíteni a Holdtábort? Gondoljátok át, hogyan tudnátok hasznosítani a Hold természeti erőforrásait, és milyen anyagokat kellene a Földről behoznotok. Írjátok le a technikákat, az anyagokat és a tervezési döntéseket.

Csapatunk holdtábora egy lávacsőben épült a "Mount Marius" ősi vulkanikus régió közelében, amely főleg a lávacső belső épületeire és a lávacső nyílása körüli külső épületekre oszlik. Az előbbi fő építőanyaga a helyben termelt holdi talajjal és vizelettel kevert "holdbeton", míg az utóbbi alapja a "holdbeton", amelynek védő rétegét szilícium-magnézium-alumínium ötvözet alkotja. Érdemes megemlíteni, hogy mindezek az anyagok beszerezhetők a Holdon, így megspórolható a Föld és a Hold közötti anyagszállítás költsége.

A betonépítés folyamata három lépésre oszlik: először a Földön gyártanak egy adag nagy igényű precíziós műszert, majd közvetlenül a Holdra indítják; a második részben 3D nyomtatási technológiával építik meg a tábor fő szerkezetét, nyersanyagként "holdbetont" használva. A harmadik lépésben a Holdon meglévő ásványi anyagokat (Si,Al,Mg,Ti,Fe stb.) használják fel a felszíni épület védőrétegének és az épületen belüli egyéb létesítmények építéséhez.

2.3 - Hogyan védi és nyújt menedéket az űrhajósoknak a Hold zord környezete ellen?

A meteoritbecsapódás problémájára válaszul a holdfelszíni biztonsági berendezés lézerfegyverrel van felszerelve, amely hatékonyan képes a nagy meteoritokat szétzúzni és megszüntetni a holdi táborokat fenyegető veszélyt. Mivel a tábor szinte teljes egészében lávacsövekben van, és az űrhajósok számára szükséges létesítmények és felszerelések a Hold felszíne alatt vannak, egy kisebb méretű meteoritbecsapódás nem jelent nagy veszélyt a táborra.
Ami a kozmikus sugárzás és más sugárzás problémáját illeti, maga a lávacső erős sugárvédelmi képességgel rendelkezik. Azonban, ahogy az előző kérdésben is elhangzott, biztonsági okokból a lávacső falához egy vékony szilícium-magnézium-alumínium ötvözetből készült falat adnak, hogy tovább javítsák a sugárvédelmi hatást és erősítsék a holdtábor ellenálló képességét.
Tekintettel arra a problémára, hogy a Hold egyenetlenül melegszik, és szinte nincs légkör, a holdi tábor bejáratánál kétrétegű kapuk biztosítják a stabil légnyomást és a hő távozását. A hold belsejében keringtető rendszer van, hogy a légkör, a nyomás és a hőmérséklet viszonylag állandó maradjon. Van egy légkomponens-ellenőrző eszköz az alapban, ha rendellenes, lehet hatékony aktív szén és zeolit és más anyagok szűrője, tisztítja a levegőt.

A bázison van egy orvosi részleg a munka közben megsérült űrhajósok számára. Vannak itt röntgengépek, MRI-készülékek és egyéb vizsgálóberendezések, de fájdalomcsillapítókkal, tűkkel és egyéb egyszerű orvosi eszközökkel is felszereltek, hogy a váratlan helyzeteket kezelni tudják. Ugyanakkor a bázison egy hónapról hónapra működő kommunikációs rendszer biztosítja az azonnali kommunikációt, és a földi szakértőkkel való kapcsolattartást olyan orvosi problémák esetén, amelyekkel az űrhajósok nem tudnak megbirkózni.

3.1 - Hogyan biztosítja a holdtábor az űrhajósok számára az alapvető szükségletekhez, például vízhez, élelemhez, levegőhöz és energiához való fenntartható hozzáférést?

Víz: A Hold felszínén jelentős édesvízkészletek találhatók. A tábor egy bionikus holdjáróval van felszerelve, amely képes megragadni a holdi jeget és visszaszállítani a bázisra. Eközben a táborban a gőzkompressziós desztilláció a vizelet kezelésére használható, a fordított ozmózis membránfeldolgozó pedig a termőterületeken a növények transzpirációja által termelt víz, a higiéniai szennyvíz és a holdi vízjég tisztítására használható az emberi túlélés érdekében.

Élelem: Létük korai szakaszában az űrhajósok a Földről szállított, vákuumzáras élelmiszert fogyasztottak. Miután az ültetőparkban a növények beérnek, egészséges receptek szerint készíthetnek ételeket, például élelmi rostokat tartalmazó gyümölcsöket, vitaminokban gazdag zöld leveles zöldségeket, magas fehérjetartalmú hüvelyeseket. Emellett a táborban Tenebrio molitorokat is tenyésztenek, amelyek a termőterület növényeivel táplálkoznak. Ez gazdag fehérjét biztosíthat, ami megfelelő kezelés után a későbbi időszakban megoldhatja a hús problémáját.

Levegő: A levegő alapos légkeringetéssel és szűrőrendszerrel rendelkezik. Az oxigén előállítása két fő módon történik. Kezdetben az űrhajósok a Földről szállított nátrium-klorát port égették el, hogy nagy mennyiségű oxigént állítsanak elő. Miután nagy mennyiségű folyékony vizet nyertek egy vízvisszaforgató rendszeren keresztül, a víz elektrolízise révén oxigénhez juthatnak.

Elektromosság: A villamosenergia-termelés két fő módja a fotovoltaikus és a termikus energiatermelés. A napelemeket a tábor körül helyezik el, hogy elnyeljék a napsugárzást; a termikus energiatermelés fő tüzelőanyaga a háztartási hulladék és a víz elektrolitikus reakciójával előállított hidrogén. Ugyanakkor a sporttelepen található futópad és kerékpár kis energiatermelő berendezésekkel van feltöltve. Az összes energiát a központi erőforrás-szabályozó helyiség tároló táblájába koncentrálják az erőforrások racionális ütemezése érdekében.

3.2 - Hogyan fog a Holdtáborod foglalkozni az űrhajósok által a Holdon termelt hulladékkal?

Ürülék: Az űrhajósok ürülékének erjedése során keletkező metánt, a vizeletből a gőzkompressziós desztilláció során keletkező karbamidot biogáz energiatermelésre vagy vízkészlet regenerálására fogjuk gyűjteni.

Légzőszervi hulladék: A kilélegzett szén-dioxidot először felszívják és koncentrálják a jelenleg kiforrott szilárd amintechnológia alkalmazásával, majd részben a fotoszintézis céljából az ültetési területre juttatják. A többi része részt vesz a metanizáció redukciós reakciójában metán és víz előállítása érdekében, amelyet aztán újra elektrolízis útján állítanak elő az oxigénregenerálás érdekében.

Papírhulladék: Használja a táborban található papírhulladék-feldolgozót az újrahasznosított papír feldolgozására.

Egyéb hulladékok: Az űrkörnyezet védelme érdekében az olyan szemetet, mint például a műanyag termékek, a táborban nem engedik ki az űrbe, hanem központilag tárolják, vákuumba tömörítik, és elégetik, amikor az űrhajó visszatér a légkörbe.

3.3 - Hogyan fogja a Holdtábor fenntartani a kommunikációt a Földdel és más Holdbázisokkal?

Úgy döntöttünk, hogy a Föld-Hold L2 transzlációs pont pályáján futó "Queqiao" relé műholdat használjuk a jel továbbítására a Föld-Hold kommunikáció befejezéséhez, amely jól megvalósította a jelek nagyfokú lefedettségét. A holdi bázisok közötti kommunikáció az UHF rádiókommunikációt alkalmazza, mivel a nagy mennyiségű holdpor zavarja a jelátvitelt, míg az UHF frekvenciasávból kibocsátott jelek erős penetrációval rendelkeznek, és kevésbé befolyásolja őket az éghajlatváltozás. A termináltechnológia kiforrott, ami megkönnyítheti a holdfelszíni kommunikációt. Ugyanakkor használhatjuk a Micius-t, Kína első űrkvantum-tudományos kísérleti műholdját is. Ez áttörheti a távolság határát, és kvantumkommunikációs technológiával megvalósíthatja a Hold és a Föld közötti kommunikációt. A kvantumkommunikáció összefonódott állapotának köszönhetően nemcsak a kommunikáció közvetlenségét tudja garantálni, hanem az információ biztonságát is.

4.1 - Milyen tudományos téma(k) áll(nának) a Holdtáborban végzett kutatás középpontjában? Fejtsétek ki, milyen kísérleteket terveztek a Holdon (például a geológia, az alacsony gravitációs környezet, a biológia, a technológia, a robotika, a csillagászat stb. témakörökben).

Táborunk fő témája és kutatási fókusza az, hogy hogyan oldható meg az ember hosszú távú túlélése alacsony gravitációs környezetben. És ennek elérése érdekében táborhelyünk különböző csúcskategóriás és kifinomult berendezésekkel van felszerelve, hogy különböző szempontok és területek tudományos kutatását végezhessük. Ami a geológiát illeti, bázisunk fel van szerelve egy holdi talajösszetétel-detektorral és egy elektronmikroszkópos készülékkel, hogy a Holdon rendelkezésre álló anyagok mélyreható kutatását elvégezhessük. Megpróbáljuk a holdi talajt 3D nyomtatási anyagként is felhasználni, hogy megtakarítsuk az építőanyagok szállításának drága költségeit. Ami a kémiai energiát illeti, a bázis rendelkezik egy kis vákuumcentrifuga berendezéssel, hogy tanulmányozhassuk a centrifugális mozgás hatását az elektrolitikus reakciók hatékonyságára a holdi alacsony gravitációs környezetben. Ez segít az energiahatékonyság javításában, és megalapozza a jövőbeni hosszú távú emberi lakhatást. Ami a biológiát illeti, nem csak ültetési területek vannak a földi növények holdi talajban való növekedésének tanulmányozására, hanem professzionális biológiai termesztési kísérleti dobozok is a genetikai módosítás és az oltás céljából a Hold egyedülállóan alacsony gravitációs környezetében, hogy alkalmazkodjanak a holdi talaj ültetési környezetéhez. Ezek a tanulmányok jelentős hatással vannak a világűr jövőbeni felfedezésére. Ami a csillagászatot illeti, a táborunkban található csillagászati teleszkóp kihasználja a Hold kedvező körülményeit, kevesebb interferenciát, stabilabb környezetet, kényelmesebb adatátvitelt és hosszabb folyamatos észlelési időt biztosít. Úgy gondoljuk, hogy a táborunkban lévő távcső használata segíteni fog nekünk a hatalmas világegyetem felfedezésében.

5.1 - Mit tartalmazna az űrhajósok képzési programja, hogy segítsen felkészíteni az űrhajósokat egy Hold-küldetésre?

Túlsúlyos állóképességi és alkalmazkodóképességi edzés. Célja, hogy az űrhajósok képesek legyenek elviselni a hatalmas túlterhelést és ébren maradni az űrhajó fel- és leszállása során;

vestibuláris funkcióképzés. Elsősorban az űrhajósok vestibuláris funkciójának edzésére, a vestibuláris funkció stabilitásának javítására és az űrbéli mozgásbetegség megelőzésére szolgál;
Leszállási ütközési tréning. A Földre visszatérő űrhajó ütközési környezetének szimulálása az űrhajósok ütközési ellenállásának erősítése és a különböző védelmi intézkedések tanulmányozása érdekében.
Semleges felhajtóerő tartályos képzés. Az űrhajósok számára olyan szimulált súlytalansági kiképzési környezet biztosítása, amely elősegíti az űrhajósok fedélzeten kívüli tevékenységeinek gyakorlását, különösen a fedélzeten kívüli tevékenységeket, mint például a fedélzeten kívüli járás, a fedélzeten kívüli összeszerelés és karbantartás;
Kifelé irányuló tevékenységképzés. Az elméleti tanulást gyakorlati üzemeltetési képzéssel kombináljuk, amely magában foglalja mind az egyszeri üzemeltetési képzést, mind a programképzést, például a kabin kilépési programjának képzési szimulációját, a virtuális valóság képzést, valamint a hibák azonosításának, megítélésének és feldolgozásának képzését.
A pszichológiai minőségképzés négy részre oszlik. Az első rész egy átfogó képzés, amely elsősorban az asztronauták pszichológiai stabilitását képzi a rossz környezetben; A második rész egy szakmai pszichológiai képzés, amelynek célja a negatív érzelmek, mint például az idegesség, ingerlékenység és szorongás enyhítése; A harmadik rész a pszichológiai kompatibilitási képzés, amely az asztronauták közötti hallgatólagos megértés javítását célozza a munka jobb elvégzése érdekében; A negyedik rész a képi képzés, amely lehetővé teszi az asztronauták számára, hogy a holdraszállás folyamatának minden műveletét nyugodt állapotban szimulálják, hogy csökkentsék a hibákat a valós műveleti folyamatban és növeljék a biztonságot.

5.2 - Milyen űreszközökre lesz szüksége a jövőbeli Hold-missziónak? Írjátok le az Moon camp-ben található járműveket, és gondoljátok át, hogyan fogtok a Földre és a Földről utazni, valamint új célpontokat felfedezni a Hold felszínén.

Jelenleg a Kínai Népköztársaság új generációs, nehéz teherhordó Hosszú Menetelés-9 hordozórakéta fejlesztése folyik, amely a közeljövőben teljes mértékben kielégítheti az emberes holdkutatás igényeit a Holdra és vissza.

A holdi táborban a csapatom által tervezett jármű egy rover volt. A rover fő energiaforrásként napenergiát használ, a táborban keletkező háztartási hulladékból származó biogázt pedig kiegészítő energiaforrásként. Garantált hatótávolsággal és jelentős szállítási kapacitással rendelkezik.

A Hold felszínének felfedezésére szolgáló új célpontok több holdi lávacsövet és a Hold túlsó oldalát hivatottak feltárni. A holdi lávacső ideális hely a jövőbeni holdi bázis építésére, és nagy értéket képvisel az emberiség felfedezése szempontjából. A Hold eddig kevésbé feltárt távoli oldala is méltó új célpont.