In Moon Camp Pioneers, la missione di ogni squadra consiste nel progettare in 3D un campo lunare completo utilizzando un software di loro scelta. Devono inoltre spiegare come utilizzeranno le risorse locali, proteggeranno gli astronauti dai pericoli dello spazio e descriveranno le strutture abitative e lavorative del loro campo lunare.
Scuola superiore di Shanghai Qingpu Shanghai-Qingpu Cina 16 6 / 2 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Il nome della squadra è Epovator, una combinazione di due parole: epoch e innovator, che significa era innovatrice. Abbiamo dato al nostro campo lunare il nome di "SECOND FOUNDATION". Il nome deriva dal famoso romanzo di fantascienza di Asimov "Foundation". Non è solo per commemorare il grande scrittore che ha contribuito alla letteratura e alla scienza umana, ma anche per esprimere la nostra determinazione a esplorare la Luna: Costruire una seconda patria sulla Luna, dove l'uomo possa stabilirsi e utilizzarla come stazione di transito per l'esplorazione umana dell'universo. Per motivi di sicurezza, il corpo principale dell'accampamento è stato costruito nella grotta di lava, mentre sulla superficie lunare sono state collocate solo le necessarie apparecchiature di rilevamento e di comunicazione. Abbiamo utilizzato uno stile di decorazione minimalista, che si adatta alle tendenze della moda del futuro. Il guscio della base è l'immagine di una farfalla, che esprime il nostro amore per l'ambiente naturale della Terra. Inoltre, nella cultura tradizionale cinese la farfalla è un simbolo di bellezza e libertà, noto come "fiore volante". La combinazione di colori adotta il blu e il giallo Heung autunnale. In linea con l'estetica classica cinese.
Il nostro campo lunare mira a consentire agli scienziati di condurre ricerche scientifiche, indagini all'aperto e ulteriori esplorazioni dell'universo sulla luna per un lungo periodo. Nel campo sono presenti laboratori di riproduzione spaziale e laboratori spaziali per la ricerca sui problemi genetici delle piante e sugli effetti dei diversi raggi cosmici sulle piante, l'analisi dei materiali del suolo lunare, gli esperimenti fisici e chimici in ambienti a bassa gravità e l'ulteriore esplorazione dello spazio. Inoltre, il campo intende assumere un ruolo guida nell'affrontare il problema della vita umana a lungo termine sulla Luna. Pertanto. Abbiamo allestito un'area di circolazione, un'area di intrattenimento, un'area di vita, un'area di coltivazione e un'area di allevamento per soddisfare le esigenze materiali e spirituali degli esseri umani nell'ambiente remoto.
In un tubo di lava vicino all'antica area vulcanica del Monte Marius. Si tratta di una struttura geologica che si forma naturalmente all'interno di una colata lavica, simile a un tubo. Il suo involucro non solo può svolgere il ruolo di conservazione del calore, ma diventa anche un dispositivo di protezione naturale perché è molto duro. La parte interna può garantire la sopravvivenza della vita. Il diametro dell'ingresso è di circa 65 metri, mentre 50 metri sotto l'ingresso si trova una grotta orizzontale quasi verticale, che curva verso il basso e si estende su entrambi i lati. Secondo i dati, lo spazio interno è molto ampio. Si estende per 50 chilometri e l'analisi suggerisce che all'interno potrebbe esserci aria relativamente rarefatta. Questo non solo aiuterà il progetto di costruzione delle fondamenta, ma aiuterà anche a risolvere i problemi di respirazione degli astronauti alla base.
Il campo lunare della nostra squadra è stato costruito in un tubo di lava vicino all'antica regione vulcanica del "Monte Marius", suddiviso principalmente in edifici interni al tubo di lava ed edifici esterni intorno all'apertura del tubo di lava. Il materiale di costruzione principale del primo è il "calcestruzzo lunare" mescolato con terra lunare e urina di provenienza locale, mentre il secondo si basa sul "calcestruzzo lunare" con una lega di alluminio e silicio magnesio come strato protettivo dell'edificio. Vale la pena ricordare che tutti questi materiali possono essere ottenuti sulla Luna, risparmiando i costi di trasporto dei materiali tra la Terra e la Luna.
Il processo di costruzione del calcestruzzo è suddiviso in tre fasi: in primo luogo, un lotto di strumenti di precisione ad alta richiesta sarà prodotto sulla Terra e poi lanciato direttamente sulla Luna; la seconda parte utilizza la tecnologia di stampa 3D per costruire la struttura principale del campo con il "calcestruzzo lunare" come materia prima. La terza fase prevede l'utilizzo dei minerali esistenti sulla Luna (Si, Al, Mg, Ti, Fe, ecc.) per completare lo strato protettivo dell'edificio di superficie e la costruzione di altre strutture all'interno dell'edificio.
In risposta al problema dell'impatto dei meteoriti, il dispositivo di sicurezza della superficie lunare è dotato di un'arma laser, in grado di distruggere efficacemente i meteoriti di grandi dimensioni e di eliminare la loro minaccia per i campi lunari. Poiché il campo è quasi interamente in tubi di lava e le strutture e le attrezzature necessarie agli astronauti si trovano sotto la superficie della luna, un impatto di meteoriti su piccola scala non rappresenterà una grande minaccia per il campo.
Per quanto riguarda il problema dei raggi cosmici e di altre radiazioni, il tubo di lava stesso ha una forte capacità di protezione dalle radiazioni. Tuttavia, come detto nella domanda precedente, per motivi di sicurezza, alla parete del tubo di lava viene aggiunta una sottile parete di materiale in lega di silicio e magnesio e alluminio per migliorare ulteriormente l'effetto di protezione dalle radiazioni e rafforzare la resistenza del campo lunare.
Dato che la luna è riscaldata in modo non uniforme e l'atmosfera è quasi inesistente, all'ingresso del campo lunare ci saranno cancelli a doppio strato per garantire una pressione dell'aria stabile e la fuoriuscita del calore. All'interno è presente un sistema di circolazione per mantenere l'atmosfera, la pressione e la temperatura relativamente costanti. C'è un dispositivo di monitoraggio dei componenti dell'aria nella base, se anormale, può essere efficiente carbone attivo e zeolite e altri materiali filtro, purificare l'aria.
La base dispone di un'area medica per gli astronauti che potrebbero subire infortuni sul lavoro. Ci sono macchine a raggi X, macchine per la risonanza magnetica e altre attrezzature per i test, ma anche antidolorifici, aghi e altre semplici attrezzature mediche, per affrontare situazioni inaspettate. Allo stesso tempo, un sistema di comunicazione mese a terra nella base può garantire una comunicazione istantanea e contattare gli esperti a terra per i problemi medici che gli astronauti non possono affrontare.
Acqua: Sulla superficie della Luna ci sono notevoli risorse di acqua dolce. Il campo è dotato di un rover lunare bionico che può raccogliere il ghiaccio lunare e trasportarlo alla base. Nel frattempo, la distillazione a compressione di vapore del campo può essere utilizzata per trattare l'urina e il processore a membrana a osmosi inversa può essere utilizzato per purificare l'acqua prodotta dalla traspirazione delle piante nelle aree di coltivazione, le acque reflue sanitarie e il ghiaccio lunare per la sopravvivenza umana.
Cibo: nelle prime fasi della loro esistenza, gli astronauti mangiavano cibo sigillato sottovuoto trasportato dalla Terra. Dopo che le colture nel parco di piantagione sono mature, possono cucinare piatti secondo ricette salutari, come frutta contenente fibre alimentari, verdure a foglia verde ricche di vitamine, legumi ad alto contenuto proteico. Inoltre, il campo alleva anche il Tenebrio molitor che si nutre delle piante nell'area di coltivazione. Può fornire proteine ricche, che possono risolvere il problema della carne nel periodo successivo, dopo un trattamento adeguato.
Aria: Esiste un sistema di circolazione e filtraggio dell'aria. L'ossigeno viene prodotto in due modi principali. Inizialmente, gli astronauti bruciavano polvere di clorato di sodio trasportata dalla Terra per produrre grandi quantità di ossigeno. Dopo aver ottenuto una grande quantità di acqua liquida attraverso un sistema di riciclo dell'acqua, l'ossigeno può essere fornito attraverso l'elettrolisi dell'acqua.
Elettricità: Le due modalità principali di produzione di energia elettrica sono la produzione di energia fotovoltaica e la produzione di energia termica. I pannelli solari sono posizionati intorno al campo per assorbire la radiazione solare; il combustibile principale per la generazione di energia termica è costituito dai rifiuti domestici e dall'idrogeno prodotto dalla reazione elettrolitica dell'acqua. Allo stesso tempo, il tapis roulant e la bicicletta nell'area sportiva sono caricati con piccole apparecchiature per la generazione di energia. Tutta l'energia sarà concentrata nel quadro di stoccaggio della sala di controllo centrale delle risorse per una programmazione razionale delle risorse.
Escrementi: Raccoglieremo il metano prodotto dalla fermentazione degli escrementi degli astronauti, l'urea prodotta dall'urina nel processo di distillazione a compressione di vapore per la generazione di biogas o la rigenerazione delle risorse idriche.
Rifiuti respiratori: Per quanto riguarda l'anidride carbonica espirata, essa viene prima assorbita e concentrata utilizzando la tecnologia dell'ammina solida attualmente matura, quindi introdotta parzialmente nell'area di impianto per la fotosintesi. Il resto partecipa alla reazione di riduzione della metanazione per generare metano e acqua, che viene poi nuovamente elettrolizzata per ottenere la rigenerazione dell'ossigeno.
Rifiuti di carta: Utilizzate il tritarifiuti del campo per trattare la carta riciclata.
Altri rifiuti: per proteggere l'ambiente spaziale, i rifiuti come i prodotti in plastica non saranno scaricati nello spazio al campo, ma saranno immagazzinati in modo centralizzato, compressi nel vuoto e bruciati quando la navicella tornerà nell'atmosfera.
Abbiamo deciso di utilizzare il satellite relè "Queqiao" in orbita nel punto di traslazione Terra-Luna L2 per l'inoltro del segnale per completare la comunicazione Terra-Luna, realizzando così un'elevata copertura dei segnali. La comunicazione tra le basi lunari adotterà la comunicazione radio UHF, perché una grande quantità di polvere lunare interferisce con la trasmissione del segnale, mentre i segnali emessi dalla banda di frequenza UHF hanno una forte penetrazione e sono meno influenzati dai cambiamenti climatici. La tecnologia dei terminali è matura e può facilitare la comunicazione sulla superficie lunare. Allo stesso tempo, possiamo anche utilizzare Micius, il primo satellite cinese per esperimenti di scienza quantistica. Può superare il limite della distanza e realizzare la comunicazione tra la luna e la terra con la tecnologia di comunicazione quantistica. Grazie allo stato entangled della comunicazione quantistica, non solo può garantire ulteriormente l'immediatezza della comunicazione, ma anche la sicurezza delle informazioni.
Il tema principale e l'obiettivo di ricerca del nostro campeggio è come risolvere la sopravvivenza a lungo termine degli esseri umani in un ambiente a bassa gravità. Per raggiungere questo obiettivo, il nostro campeggio è dotato di varie attrezzature sofisticate e di alto livello per condurre ricerche scientifiche in vari aspetti e campi. Per quanto riguarda la geologia, la nostra base è dotata di un rilevatore della composizione del suolo lunare e di un dispositivo di microscopia elettronica per effettuare ricerche approfondite sui materiali disponibili sulla Luna. Cerchiamo anche di utilizzare il suolo lunare come materiale per la stampa 3D per risparmiare sui costosi costi di trasporto dei materiali da costruzione. Per quanto riguarda l'energia chimica, la base dispone di un piccolo dispositivo di centrifuga sotto vuoto per studiare l'impatto del moto centrifugo sull'efficienza delle reazioni elettrolitiche nell'ambiente lunare a bassa gravità. Ciò contribuisce a migliorare l'efficienza energetica e a gettare le basi per una futura abitazione umana a lungo termine. In termini di biologia, non ci sono solo aree di impianto per studiare la crescita delle colture terrestri nel suolo lunare, ma anche box sperimentali di coltivazione biologica professionale per la modifica genetica e l'innesto nell'ambiente unico a bassa gravità della Luna per adattarsi all'ambiente di impianto del suolo lunare. Questi studi hanno implicazioni significative per l'esplorazione dello spazio esterno in futuro. Per quanto riguarda l'astronomia, il telescopio astronomico del nostro campo sfrutta le condizioni favorevoli della Luna, con meno interferenze, un ambiente più stabile, una trasmissione dei dati più comoda e un tempo di rilevamento continuo più lungo. Si ritiene che l'uso del telescopio nel nostro campo ci aiuterà a esplorare il vasto universo.
Addestramento alla resistenza al sovrappeso e all'adattabilità. L'obiettivo è quello di consentire agli astronauti di sopportare enormi sovraccarichi e di rimanere svegli durante il processo di ascesa e discesa del veicolo spaziale;
allenamento della funzione vestibolare. Viene utilizzato principalmente per allenare la funzione vestibolare degli astronauti, migliorare la stabilità della funzione vestibolare e prevenire l'insorgere della cinetosi spaziale;
Addestramento all'impatto con l'atterraggio. Simulare l'ambiente di impatto di un veicolo spaziale che rientra sulla terra per rafforzare la resistenza all'impatto degli astronauti e studiare varie misure di protezione.
Addestramento in vasca di assetto neutro. Fornire agli astronauti un ambiente di addestramento simulato in assenza di gravità, che favorisca l'addestramento delle attività extraveicolari degli astronauti, in particolare le attività extraveicolari come la deambulazione extraveicolare, l'assemblaggio extraveicolare e la manutenzione;
Formazione sulle attività in uscita. L'apprendimento teorico è combinato con l'addestramento alle operazioni pratiche, che comprende sia l'addestramento alle singole operazioni sia l'addestramento ai programmi, come la simulazione del programma di uscita dalla cabina, l'addestramento alla realtà virtuale e l'addestramento all'identificazione, al giudizio e all'elaborazione dei guasti.
L'addestramento alla qualità psicologica è suddiviso in quattro parti. La prima parte è un addestramento completo, che allena principalmente la stabilità psicologica degli astronauti in un ambiente sfavorevole; la seconda parte è un addestramento psicologico professionale che mira ad alleviare le emozioni negative come il nervosismo, l'irritabilità e l'ansia; la terza parte è l'addestramento alla compatibilità psicologica per migliorare la comprensione tacita tra gli astronauti per svolgere meglio il lavoro; la quarta parte è l'addestramento all'immaginazione, che consente agli astronauti di simulare tutte le operazioni del processo di atterraggio lunare in uno stato di rilassamento per ridurre gli errori nel processo operativo reale e aumentare la sicurezza.
Ora è in fase di sviluppo il razzo vettore di nuova generazione Long March-9, in grado di soddisfare appieno le esigenze dell'esplorazione lunare con equipaggio umano verso la Luna e ritorno nel prossimo futuro.
Il veicolo del campo lunare era un rover progettato dal mio team. Il rover utilizza l'energia solare come fonte energetica principale e il biogas generato dai rifiuti domestici del campo come fonte energetica ausiliaria. Ha un'autonomia di guida garantita e una notevole capacità di trasporto.
Nuove destinazioni per l'esplorazione della superficie lunare sono previste per esplorare altri tubi di lava lunare e il lato più lontano della luna. Il tubo di lava lunare è un luogo ideale per costruire la base lunare in futuro ed è di grande valore per l'esplorazione umana. Anche il lato più lontano della luna, che è stato meno esplorato, è una nuova e degna destinazione.
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