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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Kína 19 5 / 2 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360
A tudományos holdbázis projekt a holdi lávacsövek lakókörnyezetként való felhasználására összpontosít a jövőbeli holdi küldetésekhez. A projekt keretében egy olyan moduláris bázist építenek a Holdon, amely a küldetés igényei szerint össze- és szétszerelhető. A Lunar Base projekt a holdi lávacsövek lakószerkezetként való felhasználására összpontosít a jövőbeli holdi küldetésekhez.
A projekt fő célja annak feltárása, hogy a Hold természetes környezetét felhasználva biztonságos és lakható környezetet hozható-e létre. A Hold lávacsövei ideális élőhelyek, mivel természetes védelmet nyújtanak a sugárzás, a mikrometeorok és a szélsőséges hőmérséklet-ingadozások ellen. Fejlett robotikát és 3D nyomtatási technológiát fogunk használni egy moduláris bázis megépítéséhez, amelyet termoelektromos energiával és vészhelyzeti tartalék energiarendszerrel látunk el. A bázis egyben platformként is szolgál majd olyan új technológiák teszteléséhez, amelyeket végül a Marsra és azon túlra irányuló emberi expedíciókban fognak használni. Összességében a projekt célja egy fenntartható és technológiailag fejlett holdi bázis létrehozása, amely megkönnyíti a hosszú távú kutatást és a Hold felfedezését, miközben csökkenti a hosszú távú űrmissziókkal járó kockázatokat.
A Hold lávacsöveiben egy kutatási célú holdi bázis létrehozásának fő célja különböző tudományos kísérletek és megfigyelések elvégzése. A lávacsövekben uralkodó körülmények egyedülálló lehetőségeket kínálnak a holdi geológia tanulmányozására, a Hold korai történetének megismerésére, valamint a víz és más fontos erőforrások kinyerésének lehetőségeinek feltárására. A lávacsövek ellenőrzött környezetét növények termesztésére, valamint új technológiák és tudományos műszerek tesztelésére és fejlesztésére is ki lehetne használni. Egy kutatási célú holdi bázis létrehozásával a tudósok bővíthetnék a Holdról alkotott ismereteinket, bővíthetnék a Naprendszerről alkotott tudásunkat, és megteremthetnék az alapot más bolygók vagy holdak további felfedezéséhez és esetleges jövőbeli benépesítéséhez.
Először is, a bázis föld alatti elhelyezkedése megvédi a bázist a zord holdi környezettől, beleértve a napsugárzást és a szélsőséges hőmérséklet-ingadozásokat. Ez csökkenti a nehéz árnyékoló berendezések szükségességét, ami megkönnyíti és olcsóbbá teszi az építési folyamatot.
Másodszor, a lávacsövek könnyen hozzáférhető forrást biztosítanak olyan erőforrásoknak, mint a víz, amelyet a jeges regolitból lehet kinyerni. Mivel a víz nélkülözhetetlen az emberi lakhatáshoz és a rakétaüzemanyag előállításához, egy közeli forrás jelentősen csökkentené az utánpótlási küldetések költségeit.
Emellett a lávacsövek által nyújtott természetes védelmet ki lehetne használni növények termesztésére ellenőrzött környezetben, fenntartható friss élelmiszerforrást biztosítva.
Végül pedig a Philolaus-kráter elhelyezkedése stratégiailag előnyös, mivel a Hold északi pólusa közelében található. Ez a hely szinte állandó napfényhez biztosít hozzáférést, amelyet napenergiaként lehet felhasználni, és így a bázis energia-önellátóvá válhat.
Az egész ULS-bázis a bionikus hangyafészek szerkezetét alkalmazza, amely a holdi lávacső trendjének megfelelően épül, így az épületszerkezet a legnagyobb sűrűségű, a szükséges anyagok a legegyszerűbbek, a felhasználható tér a legnagyobb, és a szerkezet stabil és szilárd. Alkalmas az alap építéséhez és a későbbi bővítéshez.
I. fázis: Barlangkutató robotok küldése a bázis általános tervének befejezésére a terepfeltárási adatok alapján, a szükséges készletek és óriási 3D nyomtató robotok szállítása, a holdfelszínre történő leszálláskor a tehetetlenség révén hőelektromos energiaoszlopot helyeznek el, és a korai építkezéshez üzemanyagcellákat és hőelektromos energiatermelést használnak; A lézerballon-technológiát a lávacső ésszerű átalakítására használják, majd a bázis teljes szerkezetét a holdi talaj segítségével nyomtatják ki. A felszíni épületeket 3D nyomtató robotok által nyomtatott fordított dialízis membránokkal borítják, és a programozható műanyag és origami szerkezet szerint önbeilleszkednek a napszél elnyelésére a korai építéshez.
2. fázis: Különböző felszerelések szállítása a Holdra, a B1 alapvető életzóna építésének befejezése, hogy egy kis számú űrhajós beléphessen és segíthessen a jövőbeli báziskísérletekben, valamint a B2 (holdi kutatási terület) és a B3 (lakó- és szórakoztató terület) alsó rétege.
Harmadik fázis: Négy vagy öt asztronauta száll fel a holdi bázisra, és amint a bázis stabilizálódik, a lakóhelyiségek lent folytatódhatnak, és tovább bővülhetnek, hogy több asztronauta és kutató befogadására alkalmasak legyenek.
Az ULS egyedülálló építészeti elhelyezkedése megoldotta az űrhajósok Holdon való túlélésének legtöbb problémáját. Az ULS egyedülálló bejárata egy kétszintes szerkezet, amely a Whipple-pajzs tervezési koncepcióját alkalmazza, hogy hatékonyan ellenálljon a meteoritok becsapódásának. A földalatti szerkezeteket úgy tervezték, hogy ellenálljanak a Hold zord környezetének, beleértve a napsugárzást, a szélsőséges hőmérséklet-ingadozásokat és a mikrometeorit-becsapódásokat. (A NASA kutatásai szerint a Hold felszínén 6 méter mélység alatt 17-19 Celsius-fokos állandó hőmérsékletet lehet fenntartani.)
Vészhelyzet esetén a bázisnak lesz egy központi csomópontja, mint biztonságos terület. A központot zsilipekkel és vészhelyzeti készletekkel, például extra oxigénnel, vízzel és élelmiszerrel látják el. Ezenkívül a holdi bázist tartalék áramellátó rendszerekkel és kommunikációs berendezésekkel is felszerelik, hogy az űrhajósok vészhelyzet esetén is kommunikálni tudjanak a Földdel.
Ezenkívül a bázison orvosi létesítmények is lesznek, amelyek az űrhajósok orvosi ellátását biztosítják. A létesítményt fejlett orvosi berendezésekkel és képzett egészségügyi személyzettel szerelik fel, hogy bármilyen sérülést vagy betegséget kezelni tudjanak.
Röviden, a holdi tudományos bázist úgy tervezik, hogy megfelelő védelmet és menedéket nyújtson az űrhajósok számára. A moduláris felépítés és a sugárzásvédelem segít megvédeni az asztronautákat a zord holdi környezettől, míg a fejlett létfenntartó rendszerek és a vészhelyzeti ellátmányok biztosítják a túlélésüket vészhelyzet esetén.
Az űrhajósok fenntartható alapszükségleteinek biztosítása érdekében a Holdtábor számos kulcsfontosságú funkciót valósít meg a túlélési szükségleteik kielégítése érdekében:
Víz: A vízkészletek normál ellátásának biztosítása érdekében két vízellátási vonalat használunk. Egyrészt lávacsöveken és jégen keresztül jutunk vízhez az Északi-sarkhoz közeli, állandóan árnyékos területeken; másrészt a föld feletti épületek felszínén lévő fordított dialízismembránok a napszél hidrogénionjainak befogásával képesek vizet és oxigént előállítani, míg egy víz újrahasznosító rendszerrel az űrhajósok vizeletét és verejtékét gyűjtjük újrahasznosításra.
Élelmiszer: A Holdra való feljutás során az űrhajósok a Földről hozott űrélelmiszereket (főként fehérjét) esznek majd; a vízkultúra-laboratórium befejezése után az űrhajósok különféle ehető növényeket fognak termeszteni. 3D nyomtatással is fogunk élelmiszert készíteni, hogy szója rostokból vegetáriánus húst állítsunk elő;
Levegő/oxigén: Három fő módon állítunk elő oxigént. A holdi talaj vagy kőzet felmelegítése és megolvasztása után elektromos elektrolízist végzünk. Az oxigén buborékok formájában szabadul fel az olvadékból. Ha 1600-2500 ℃-ra melegítjük, az oxigéntartalmú kőzet lebomlik, és tiszta oxigén keletkezik. A hidroponikus kamrában lévő növények az űrhajósok által kibocsátott szén-dioxidot is elnyelik, hogy állandó oxigénellátáshoz jussanak; Ezenkívül hidrolízis révén több oxigén nyerhető.
Energiaigény: Hőmérsékletkülönbségű energiatermelő rendszert alkalmazunk. A hőmérsékletkülönbség-termelő oszlopon keresztül egy nagy hőátadású, öncirkuláló termoszifont alkalmazunk a holdi talaj fűtésére. A gravitációt használjuk hajtóerőként a folyadék visszaáramlásához. De a korai szakaszban az üzemanyagcellák tartalék energiaforrásként is szolgálnak, és hőt és villamos energiát biztosítanak a bázis számára.
Íme öt módszer, ahogyan az űrhajósaink által a Holdon termelt különböző típusú szemetet kezelni fogjuk:
Újrahasznosítás: Víz, amely a túléléshez szükséges. A víz újrahasznosítható az űrhajósok verejtékének, vizeletének és a belélegzett vízgőznek az újrahasznosításával.
Tömörítés és tárolás: A hulladék összenyomható és tárolható, hogy kevesebb helyet foglaljon. A szilárd hulladékot egy kompresszorral kisebb darabokra lehet tömöríteni, és egy kukában vagy hasonló tárolóedényben tárolni.
Égés: Egyes szerves hulladékok égetéssel ártalmatlaníthatók. Ennek során a hulladék hamuvá és szén-dioxiddá alakul, amihez megfelelő oxigén- és hőmérsékleti körülményekre van szükség.
Újrafelhasználás: A konyhai hulladék komposztálható és újra felhasználható talajként a helyszínen történő zöldségtermesztéshez.
Ezek a kezelések együttesen segíthetnek a holdbázis tisztán és fenntarthatóan tartani, miközben biztosítják, hogy a túléléshez szükséges erőforrásokat teljes mértékben kihasználják.
A holdi bázisnak hatékony és megbízható kommunikációs rendszerekre lesz szüksége a Földdel és más holdi bázisokkal való kapcsolattartáshoz. A kommunikáció elsődleges módszere a nagyfrekvenciás rádióadás lesz. A holdi bázis emellett egy sor, a Föld körül keringő kommunikációs műholddal is rendelkezik majd, amelyek a bázis és a Föld közötti átjátszóként működnek.
A holdi bázis emellett a Földdel való közvetlen és folyamatos kommunikációt biztosító antennákkal és kommunikációs antennákkal, valamint redundáns kommunikációs rendszerekkel rendelkezik, amelyek biztosítják, hogy a kommunikáció még rendszerhiba esetén is zavartalan maradjon.
A holdi bázis egy integrált hálózati kommunikációs rendszerrel is rendelkezik majd, amely lehetővé teszi a bázis különböző részei közötti, valamint a más holdi bázisokkal való kommunikációt. Ez a rendszer üvegszálas kábeleket és Wi-Fi hálózatokat tartalmaz majd az adatátvitelhez, lehetővé téve a hatékony kommunikációt és információcserét a különböző holdbázisok között.
Egy holdi lávacsőben található, kutatásra épülő holdi bázison több tudományos téma is a kutatás középpontjában állna. A kutatás néhány elsődleges területe a holdi geológia, a holdi erőforrások hasznosítása és a holdi csillagászati megfigyelések lennének.
A holdi bázison a holdi geológiával kapcsolatos kísérleteket végeznek majd, többek között tanulmányozzák a holdfelszín ásványi összetételét, elemzik a holdrengések viselkedését, és vizsgálják az illékony anyagok, például a víz eloszlását és mozgását a Holdon. Ezek a vizsgálatok értékes betekintést nyújtanak a Hold kialakulásába és fejlődésébe, és hozzájárulnak a világegyetem megértéséhez.
Egy másik kiemelt terület a holdi erőforrások hasznosítása, például a víz kinyerése a holdi talajból és a holdi regolit építőanyagként való felhasználása. Ezek az erőforrások szükségesek lennének a Holdon való fenntartható emberi letelepedéshez, és a holdi bázis ezek hatékony felhasználásának módjait fogja vizsgálni.
A holdi bázis emellett csillagászati megfigyeléseket is végez majd a Holdról, kihasználva annak egyedülálló elhelyezkedését, hogy olyan égitesteket is megfigyelhessen, amelyek a Földről nem láthatók. A holdi bázis ideális helyszín lesz a Föld környezetének és természeti veszélyeinek megfigyelésére is, például az űridőjárási események megfigyelésére és a meteorraj becsapódások észlelésére.
Összességében a holdi bázis olyan tudományos kutatásokra fog összpontosítani, amelyek elősegítik a Hold, a világegyetem és a Holdon való fenntartható emberi letelepedés lehetőségének megértését. A holdi geológiai kutatás, a holdi erőforrások hasznosítása és a Holdról végzett csillagászati megfigyelések révén a holdi bázis hozzájárul a különböző tudományterületek fejlődéséhez, és kritikus ismereteket nyújt a jövőbeli űrkutatáshoz.
Az űrhajósok Holdra való felkészítése érdekében egy erőteljes képzési program a következőket tartalmazhatná:
Fizikai és élettani képzés: Az űrhajósoknak gravitációs tréninget, állóképességi edzést, szív- és érrendszeri edzést és izomerősítő edzést kell végezniük a hosszú ideig tartó űrutazáshoz és a holdfelszíni küldetésekhez.
Űrhajózási alkalmazkodóképesség-képzés: űrkörnyezethez kapcsolódó képzés, beleértve a súlytalan környezetben való működésre vonatkozó készségeket, az űrben való tájékozódási és űrbeli pozícionálási készségeket, az űrpszichológiát és az űrkörnyezettel való megbirkózási képességet stb.
Űrhajók és berendezések üzemeltetési képzése: űrkapszulák, jéggyűjtők, holdjárók és egyéb berendezések üzemeltetése és karbantartása.
Geológiai és holdtudományi képzés: a Hold geológiai szerkezetének, topográfiájának és geomorfológiájának megismerése a tudományos kutatás és a mintavétel céljából.
Sürgősségi képzés: alapvető orvosi ismeretek és vészhelyzetekre való felkészítés az esetleges balesetek kezelésére.
Küldetésszimulációs képzés: Az űrhajósokat ki kell képezni a valós környezetben végrehajtott küldetések szimulálására, beleértve a holdfelszíni küldetéseket, a kapszulában végzett műveleteket, a vészhelyzetekre való reagálást stb.
Kommunikációs tréning: A kommunikáció nyelvének, protokolljainak és eljárásainak elsajátítása, a küldetésirányítással való hatékony kommunikáció, valamint a többi érintett személyzettel való szoros együttműködés.
Pszichológiai képzés: pszichológiai képzés az űrhajósok annak érdekében, hogy alkalmazkodni az űrhajós ez a foglalkozás a magas kockázat és a sajátosság a tér környezet, szükség van, hogy szigorú pszichológiai képzés az űrhajósok, hogy azok kiváló pszichológiai minőségű racionális gondolkodás képesség, merik a szex, pszichológiai kompatibilitás és nem káosz a válság, a képesség, hogy kezelni a hirtelen válság.
Röviden, az asztronautáknak átfogó képzésben kell részesülniük, hogy a Holdra való leszállás küldetéséhez megfelelő képességekkel rendelkezzenek.
A Holdra irányuló jövőbeli küldetésekhez olyan űrhajókra, amelyek képesek embereket és felszerelést szállítani a Föld és a Hold között, valamint emberes rakétákra van szükség. A teherszállításhoz pedig inkább olyan nagy hordozórakétákat használunk, mint az SLS vagy a Saturn V.
Ezeken az űrhajókon kívül a holdi bázisnak többféle járműre is szüksége lenne a holdfelszínen való közlekedéshez. Megterveztük a holdi RV-t, az egyedi alvázkialakítás jobban alkalmazkodik a holdfelszínhez, és a tágas rakodódoboz lehetőséget biztosít a nagy távolságok és a hosszú idő eltöltésére is. A moduláris kialakítás lehetővé teszi azt is, hogy a különböző speciális feladatok elvégzéséhez speciális műszerek rakodását is elvégezze.
A holdi jégszedőgépet rakomány gyűjtésére és szállítására terveztük. Az intelligens levehető rakománydoboz és a mesterséges intelligencia alkalmazása lehetővé teszi, hogy a jégkitermelő önállóan végezze el a jégkitermelési feladatot.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 