moon_camp
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.

Aurora

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kína 18, 19   5 / 1 Angol
3D tervező szoftver: Fusion 360



1.1 - A projekt leírása

A holdi tábor célja tudományos kutatás, felfedezés és tapasztalatszerzés egy nagy holdi bázis létrehozásával kapcsolatban. A tudományos kutatás elsősorban a holdi talaj és a holdi ásványok tanulmányozását, valamint a teljes holdfelszín feltérképezését foglalja magában a jövőbeli építkezés megkönnyítése érdekében. Lehetővé teszi majd a földönkívüli objektumok megfigyelését is.

A korai szakaszban biztosítjuk, hogy a bázis létrejöjjön és megfelelően működjön. Középtávon a bázist erőforrás-utánpótló állomássá alakítjuk át, lehetővé téve az embereknek, hogy a bázist a holdfelszín más részeire is kiterjesszék ebből a központból. A későbbi szakaszokban a mélyűri felfedező missziók utánpótlását fogjuk biztosítani, és kiterjesztjük az emberi felfedezések hatókörét.

Ezért a bázis kiváló életfeltételekkel és elegendő tartalékkal rendelkezik számos új technológia teszteléséhez és az első holdkutatók megélhetésének biztosításához. Emellett a személyzet lelki jólétét szem előtt tartva számos sport- és szabadidős létesítményt, valamint a közvetlen pszichológiai megkönnyebbülést szolgáló panorámakamrát is kialakítottak, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a földi tájat, valamint családjukat és barátaikat magával ragadó módon lássák.

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

A korai szakaszban a bázist tudományos kutatóbázisként akarjuk felépíteni, a legfontosabb pont a nagyszabású holdi bázisépítés technológiájának tesztelése. Későbbi szakaszban a bázist egy olyan, a Hold felszínén működő nyersanyag-utánpótló állomássá alakítjuk át, amely elsősorban a Hold gazdag holdi talaját és ásványi nyersanyagait használja fel a nyersanyagellátás megvalósítására, és fokozatosan bővítjük a nyersanyagállomást, mint központot, amely más régiók bázisainak és emberes holdi űrállomásainak nyersanyagellátását biztosítja, lehetővé téve számukra, hogy megszabaduljanak a túlélési erőforrások problémájától, és teljes mértékben megvalósítsák az ásványi anyaggyűjtést, a tudományos kutatást és egyéb munkákat; ezen túlmenően az erőforrás-utánpótló állomás mélyűr-kutatási küldetésekhez is felhasználható, hogy Ezen túlmenően az erőforrás-utánpótló állomás mélyűr-kutatási küldetésekhez is felhasználható, jelentősen kibővítve a mélyűrben végzett emberi felfedező tevékenységek körét.

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

A Cabeus becsapódási kráter a sarkvidéken (29. 42° 83. 88° S) a holdi pólusok állandóan megvilágított területe, amely az idő nagy részében napfénynek van kitéve, alacsony hőmérsékletkülönbségekkel és a szigetelés kialakításával szemben támasztott alacsony követelményekkel. Alkalmas holdi bázisok építésének tesztelésére. A közelben állandóan árnyékos területek is vannak, ahol vízjégkészleteket lehet kitermelni és hasznosítani a bázisépítéshez, valamint a személyzet használatához és kutatásához.

A bázis építésének nehézsége itt nem túl magas, és alkalmas a tapasztalatszerzésre, hogy garantáljuk a felfedezési célok elérését. Ráadásul a Cabeus becsapódási kráter egyértelmű előnyt jelent a víz- és energiaforrások iránti igény szempontjából, mivel a fenntartható emberi lakhatás a fő szempont.

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.

A következő két anyagot fogjuk használni:

geopolimer beton: a geopolimer beton előnyei a cementbetonnal szemben, hogy kis mennyiségű gerjesztőanyaggal aktívvá tehető a holdi talaj stimulálása érdekében, és kevesebb cementtartalmú anyagot igényel, hátrányai viszont, hogy kevés a keverővíz, nem lehet természetes úton kikeményíteni és ultranagy vákuumban kialakítani a holdfelszínen, minden előkészítési folyamatot zárt és nyomás alatti körülmények között kell elvégezni, nem lehet kitenni a holdi környezetnek, amíg nem fejlesztett megfelelő szilárdságot, és karbantartás A feltételek igényesebbek.

Száraz keverékű autoklávos holdbeton: A száraz keverékű autoklávos beton fő előnyei a holdi építkezésekhez a cementbetonhoz képest viszonylag rövid száradási idő, a zárt autoklávos szárítási környezet, amelyet nem befolyásolnak külső hatások, valamint a kapott termékben lévő kötött víz viszonylagos stabilitása. Az ehhez a folyamathoz szükséges kalciumanyagot azonban a korai szakaszban a Földről kell szállítani, a kalciumanyag mennyisége a por teljes tömegének 10%-15%, az autokláv hidrotermikus reakcióhoz szükséges minimális vízmennyiség pedig a víz megkötéséhez a por teljes tömegének kb. 10%-je. Az anyag előállításának folyamatában telített gőznyomás alatt kell stimulálni a holdi talaj reakcióaktivitását, hogy a szilárdság elérése érdekében a keverék hidrotermikus szintézisreakcióba lépjen.

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

        Először is, az alapunknak van egy felső és egy alsó szerkezete. A nagy energiájú részecskeáramlásokhoz az ólomlemezek által védett második menedékszintre mehetünk; a mikrometeorit-áramlásokhoz pedig az alsó szintre.

       Másodszor, a holdi felszíni és relés műholdkonstelláció által hordozott megfigyelőberendezések teljes skálája, amelyek korai figyelmeztetést adnak a veszélyekre.

       Harmadszor, amennyiben a műszerek elviselhetetlen veszélyt jelentenek a bázisra, a jármű elhagyhatja a holdfelszínt, és dokkolhat egy holdkörüli pályán lévő űrállomáshoz.

       Bázisunk aktív védelemre meteoritvédelmi rendszert is alkalmaz majd, amely rakétákkal vagy légvédelmi ágyúkkal téríti el a nagyméretű meteoritokat pályájukról, műholdas megfigyelőhálózat és fázisvezérelt radarok segítségével. A kisebb, mikro-meteoritokat ezután lézercsoportok segítségével párologtatják el.

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

Víz: A tábor vízellátása a korai szakaszokban kísérő ellátásokból, a későbbi szakaszokban pedig a gazdag sarki vízjégkészletek mint fő vízforrás kiaknázásával történik. A szennyvíz újrahasznosítására vízvisszaforgató rendszert is kiépítettünk.

Élelmiszer: Az űrhajósok a készletekkel együtt szállított élelmiszert eszik. Ezen kívül keményítőt fogunk szintetizálni a sarki szárazjégből származó szén-dioxidból egy kísérleti keményítőszintetizáló rendszer segítségével.

Teljesítmény: Először is, a napenergia hasznosítása napelemek kihajthatóságával történik. Másodszor, áram- és hőtermelés radioizotópos termoelektromos gépeken keresztül.

Levegő: A Hold felszínén van némi ilmenit (kémiai képlet: FeTiO3) és vasoxid (FeO), amely nyersanyagként használható a reakciókhoz. Ezeket az érceket 1600-2500°C-ra hevítve hatékonyabban lehet oxigént előállítani.

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

Egy anaerob baktérium, a Shewanella mikroorganizmusok segítségével a szemetet egyszerre lehet ártalmatlanítani és áramot termelni. Az űrhajósok például háztartási szemetet dobhatnak egy mikroorganizmusokat tartalmazó eszközbe, és ez a háztartási hulladék a mikroorganizmusok táplálékává válik. Ez a mikrobiális feldolgozó prototípusa egy kis doboz, amely körülbelül 2 kilogramm súlyú, a két vége az anódhoz és a katódhoz csatlakozik, magát a dobozt egy fólia két részre osztja, a mikroorganizmusok az elektrokémiai reakciók katalizátoraként működnek, az űrszemét a feldolgozás után szabad elektronokat termel, ezek a hurokban a katódhoz vándorolnak, ahol kölcsönhatásba lépnek az oxidálószerrel, a redoxireakció után áram keletkezik. Az űrhajósok a mikrobiális oxidációs folyamat során keletkező villamos energiát tárolhatják az űrállomáson történő felhasználásra, a feldolgozó üzemanyaga lehet szalvéta vagy bármilyen más biológiailag lebomló szilárd és folyékony hulladék.

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

A relé műholdon keresztül a kommunikáció, a mi relé műholdunk a Lagrange-pontban található, a földi relé műholdhoz képest a relé műhold magasabb, és a relé műhold ezen a pályán működő relé műhold viszonylag stabil és helyhez kötött állapotot tarthat fenn a Földdel és a Holddal, így megtakaríthatja a műhold üzemanyagát és meghosszabbíthatja az élettartamot. A több biztonsági tartalék telemetriai távvezérlő parancs kialakítását fogadják el, azaz számos "mobiltelefont" készítenek erre a célra. A földi dolgozók egyszerre hívhatják ezeket a "mobiltelefonokat", és ugyanazokat a telemetriai utasításokat adhatják ki, ami hatékonyan elkerülheti az olyan problémákat, mint a jel megszakadása és a "nagy távolság vagy más ismeretlen tényezők" által okozott pontatlan információátvitel. Emellett S-sávú digitális mélyűri transzpondert használ. Nagyméretű ernyőantennával is fel van szerelve, amely különböző bitrátákkal rendelkezik.

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).

A geológiában: a Holdon végzett geológiai kutatások mélyebb megértést nyújthatnak a Hold eredetéről, fejlődéstörténetéről és tektonikai jellemzőiről. Például kőzetmintákat lehetne venni és elemezni, vagy szondával megvizsgálni a Hold belső szerkezetét.

Az alacsony gravitációs környezet szempontjai: A Holdon alacsony gravitációs környezetben végzett kísérletek segíthetnek jobban megérteni az űrben való hosszabb ideig tartó túlélés kihívásait és lehetőségeit. Például fizikai és kémiai jelenségek tanulmányozhatók alacsony gravitációs körülmények között, valamint felmérhető az épületek és berendezések alkalmazkodóképessége.

A biológiában: A Holdon végzett biológiai kísérletek segíthetnek megérteni az élet alkalmazkodóképességét a világűrben. Például tanulmányozni lehetne a mikroorganizmusok holdfelszínen való túlélési képességét, és fel lehetne tárni az élet más formáinak létezését.

Technológia: Technológiai kísérletek a Holdon, amelyekkel tesztelni és validálni lehetne az új technológiák megvalósíthatóságát és hatékonyságát. Például kutatásokat lehetne végezni arra vonatkozóan, hogyan lehetne oxigén- és víztermelő létesítményeket építeni a Holdon, és fel lehetne tárni az új technológiák, például a napelemek használatát az infrastruktúra energiaigényének kielégítésére.

A robotikában: A Holdon végzett robotkísérletek segíthetnek elsajátítani az alacsony gravitációs környezetben történő robotmanipuláció és mozgás technikáit. Például tanulmányozni lehetne a robotok mozgását és működését a Hold felszínén, és fel lehetne tárni a robotok és az emberek közötti szinergiát.

A csillagászatban: A holdfelszíni környezetet és a légkör hiányát kihasználó csillagászati megfigyelések a Naprendszer kialakulásának és fejlődésének jobb megértését szolgálhatják. A Holdon például olyan csillagászati megfigyelőberendezéseket lehetne építeni, mint a sugárzás intenzitása és hőmérséklete, hogy a Hold felszínén felderítési munkákat lehessen végezni, és megfigyelési tanulmányokat lehessen végezni az Univerzum más égitestjeiről.

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

Fizikai edzés:

       Annak érdekében, hogy az űrhajósok kiállják a fel- és leszállás során tapasztalható óriási gyorsulási próbákat, és hogy felkészüljenek az alacsony gravitációs körülmények között végzett munka bonyolultságára, és ami még fontosabb, hogy fittek maradjanak, a képzési programunkba meglehetősen szigorú fizikai edzéstervet építettünk be.

       Intenzív izommunka (főként felszerelésen), napi víz alatti munka szimulált alacsony gravitációs ruhában, valamint időnkénti centrifugás edzés és repülőgépes repülési gyakorlatok biztosítják, hogy testük olyan szinten maradjon, amely megfelel a küldetés követelményeinek.

Agytorna:

       Különböző ismeretszerző tanfolyamokat szerveznek, hogy az űrhajósokat felvértezzék a küldetéshez szükséges ismeretekkel. Az alapvető általános ismeretek tanfolyamain kívül különböző speciális tanfolyamokat is kapnak a hatékony munkamegosztás érdekében.

       a küldetés során.

III. Mentális képzés:

       Az űrhajósok esetében, akik hosszú ideig távol a bolygótól és zárt környezetben dolgoznak, a pszichológiai problémákat komolyan veszik. A pszichológiai tanfolyamok mellett az űrhajósok rendszeresen járhatnak majd tanácsadókhoz, hogy teszteljék a pszichológiai problémák kezelésének képességét.

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.

         A Holdra irányuló jövőbeli küldetéseinkhez kétféle emberes űrhajóra és teherűrhajóra lesz szükség. A Földre és a Földről történő utazásra vonatkozó terveink a következők:

       Először is, egy űrállomás építése hold körüli pályára. Másodszor, indítsunk egy holdfelszíni körutazásra alkalmas űrhajót, amely a holdi űrállomáshoz dokkol. Harmadszor: indítsunk egy Föld-Hold-űrhajót, hogy az űrhajósok az állomáson keresztül át tudjanak szállni a körutazó űrhajóra. Negyedszer, egy körutazásra alkalmas űrhajó segítségével elérik a Hold felszínét. A Földre való visszatérés folyamata az utolsó két lépés fordítottja. 

       A teherűrhajóknak ezután a Föld és a Hold között kell anyagokat szállítaniuk.

       A Hold hosszú távú felfedezését az űrhajósok az oda-vissza űrhajókon keresztül valósítják meg. A tábor körüli felfedezést olyan járművek segítik, mint a drónok és a helyettesítő holdjárművek.