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Galleria del progetto Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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.

Moon Exploration

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Cina 18   6 / 2 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360



1.1 - Descrizione del progetto

La Luna è l'unico satellite della Terra e il più vicino alla Terra, e la creazione della prima base umana extraterrestre sulla Luna è l'opzione più realizzabile. Abbiamo creato una base sulla Luna per esplorare la sostenibilità di un sistema di sopravvivenza indipendente e costruito dall'uomo e per esplorare l'impatto del L'ambiente unico della Luna sulla salute umana e la fattibilità della riabilitazione medica lunare per acquisire esperienza in vista di una futura esplorazione umana dello spazio. Abbiamo progettato un serbatoio di fertilizzanti composti per raggiungere l'autosufficienza nella coltivazione degli ortaggi e fornire nutrimento agli astronauti. È stata predisposta un'area di riabilitazione medica per salvaguardare la salute degli astronauti e condurre esplorazioni biomediche. Abbiamo anche ha portato i cani dalla Terra per accompagnare gli astronauti e si sta sperimentando la possibilità che altri animali migrino insieme nello spazio esterno. Per facilitare agli astronauti il raggiungimento di ogni area, la base nel suo complesso adotta una struttura ad anello semicircolare che collega ogni cabina, con un bunker di lavoro centrale emisferico a due piani; l'anello contiene principalmente aree di soggiorno, aree sanitarie e di riabilitazione, aree di ristorazione e aree di fitness.

1.2 - Perché volete costruire un campo lunare? Spiegate lo scopo principale del vostro campo lunare (ad esempio, scopi scientifici, commerciali e/o turistici).

La Luna è l'unico satellite della Terra. È il più vicino alla Terra. Gli esseri umani hanno stabilito la prima base extraterrestre sulla luna.

è la scelta più realizzabile. Abbiamo stabilito una base sulla Luna per esplorare la sostenibilità dei sistemi di sopravvivenza artificiale indipendente e per esplorare l'impatto dell'ambiente unico della Luna sulla salute umana e la fattibilità della riabilitazione medica lunare, in modo da accumulare esperienza per la futura esplorazione umana dello spazio. Le prove sul campo di riabilitazione medica possono avere un profondo impatto sulla ricerca sulla salute umana.

2.1 - Dove volete costruire il vostro campo lunare? Spiega la tua scelta.

Abbiamo deciso di costruire la base vicino al cratere Shackleton, al polo sud della Luna, innanzitutto perché parte della parete del cratere è sottoposta a una luce solare quasi costante, che consente un'alimentazione continua.

In secondo luogo, a circa 120 chilometri dal cratere si erge il monte Malapert, alto 5 chilometri, un picco che è permanentemente visibile dalla Terra e che, con l'installazione di un'attrezzatura adeguata, potrebbe servire come stazione di radiotrasmissione per le comunicazioni con la Terra.

In terzo luogo, al Polo Sud sono disponibili risorse idriche.

2.2 - Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Considerate come potete utilizzare le risorse naturali della Luna e quali materiali dovreste portare dalla Terra. Descrivete le tecniche, i materiali e le vostre scelte progettuali.

In combinazione con il piano di assemblaggio e costruzione mensile, utilizziamo la tecnologia di stampa tridimensionale a microgravità per costruire una copertura protettiva. Diventa un materiale di vetro particolarmente puro come la luce lunare della base lunare. Per la raccolta, il riempimento, l'interramento e la posa del suolo mensile vengono utilizzati dispositivi intelligenti come i robot di scavo intelligenti e i robot di consolidamento del suolo mensile. Le risorse in situ della tavola mensile possono essere notevolmente ridotte per ridurre la pressione di trasporto. Alcuni componenti strutturali utilizzano leghe a memoria di forma per ridurre l'ingombro e trasportare lo spazio per garantire la precisione del dispositivo e la facilità di trasporto. Le apparecchiature difficili da costruire richiedono il modulo di produzione della Terra per essere installate sulla Luna. Queste apparecchiature chiave di precisione possono essere messe in uso dopo un semplice assemblaggio, migliorando così l'efficienza e la difficoltà di produzione.

2.3 - In che modo il vostro campo lunare protegge e offre riparo agli astronauti dall'ambiente ostile della Luna?

Nelle condizioni di vuoto della superficie lunare, il tasso di guida termica della luna è estremamente basso, il che costituisce un ottimo strato isolante. La capacità della luna di condurre il calore è solo un decimo di quella dell'aria. È possibile ricoprire la superficie della base con uno strato di suolo lunare di oltre 50 cm per prevenire le radiazioni nocive dell'universo ed evitare una temperatura eccessiva durante il giorno e un raffreddamento eccessivo durante la notte. Lo scheletro ad anello all'esterno fornisce supporto e protezione alla base. La nostra base adotta una struttura circolare integrata per collegare ogni cabina, in modo da evitare che le pesanti uniformi spaziali degli astronauti si spostino in ogni zona. La nostra zona di riabilitazione medica fornisce cure per i danni che gli astronauti possono incontrare.

3.1 - In che modo il vostro campo lunare fornirà agli astronauti un accesso sostenibile ai bisogni di base come acqua, cibo, aria ed energia?

Oltre all'acqua trasportata dalla terra al momento dell'atterraggio, raccoglieremo completamente le risorse idriche della tavola lunare e utilizzeremo apparecchiature di depurazione per riciclare le risorse idriche inquinate durante le operazioni quotidiane. Garanzia di approvvigionamento idrico multicanale.
Lo spazio della base lunare è prezioso. Per le colture alimentari, questi oggetti a lungo termine e trasportabili vengono portati dalla Terra. Tuttavia, per le verdure, che si conservano a breve termine ma sono necessarie per la residenza a lungo termine, abbiamo scelto di coltivare al secondo piano della base.
La costruzione della centrale solare sfrutta appieno le abbondanti risorse di energia solare dell'Antartide. La cella solare flessibile all'arseniuro di gallio ha una buona resistenza alle radiazioni, alle alte temperature e un tasso di conversione fotoelettrica di 30 % ! Utilizziamo le celle a combustibile come fonte di energia di riserva per fornire energia quando l'energia solare è insufficiente o viene a mancare inaspettatamente. La cabina energetica e la console principale possono monitorare e programmare la situazione energetica.
Il sistema di celle a combustibile nella cabina energetica può fornire ossigeno elettrolizzando l'acqua, mentre le piante della base possono assorbire l'anidride carbonica per fornire ossigeno. Le apparecchiature di purificazione e condizionamento dell'aria mantengono la temperatura e la freschezza dell'aria. Anche le alghe nel serbatoio microbico possono fornire ossigeno.

3.2 - Come gestirà il vostro campo lunare i rifiuti prodotti dagli astronauti sulla Luna?

Abbiamo progettato il serbatoio di fertilizzanti microbici e vi abbiamo inserito i rifiuti metabolici degli astronauti come una delle materie prime per fornire fertilizzante agli ortaggi che coltiviamo sulla base, riducendo la pressione sulla base lunare per lo stoccaggio e lo smaltimento dei rifiuti metabolici degli astronauti e ottenendo al contempo una forte crescita delle piante e la circolazione dei materiali nel sistema artificiale.

3.3 - Come farà il vostro campo lunare a mantenere le comunicazioni con la Terra e con le altre basi lunari?

Dato che la nostra base si trova vicino al cratere polare sud della Luna, Sharkton, abbiamo approfittato del terreno per installare una torre di segnalazione a 120 km di distanza sul Monte Malapert, un picco visibile in permanenza dalla Terra, per fungere da stazione di radiotrasmissione per le comunicazioni con la Terra. Abbiamo anche posizionato un trasmettitore di segnale sopra la parte principale della base per trasmettere e ricevere i segnali dalla torre.

4.1 - Quale/i argomento/i scientifico/i sarà/saranno al centro della ricerca del vostro campo lunare? Spiegate quali esperimenti pensate di fare sulla Luna (per esempio, nei temi della geologia, dell'ambiente a bassa gravità, della biologia, della tecnologia, della robotica, dell'astronomia ecc.)

La riabilitazione delle malattie umane e la ricerca microbiologica sono al centro della nostra ricerca e l'attrezzatura sperimentale avanzata del modulo di riabilitazione medica monitora i cambiamenti fisici degli astronauti in tempo reale, fornendo così dati per esplorare il potenziale di riabilitazione medica dello speciale ambiente lunare (ad esempio, la microgravità). L'uso di fertilizzanti microbici è una pratica vivida nell'esplorazione del ciclo dei materiali degli ecosistemi creati dall'uomo. Inoltre, usciamo con i rover lunari per raccogliere risorse lunari ed eseguire analisi fisico-chimiche alla base.

5.1 - Cosa includereste nel vostro programma di addestramento degli astronauti, per prepararli a una missione sulla Luna?

Per aiutare gli astronauti a prepararsi per una missione sulla Luna, ecco gli elementi del programma di addestramento per astronauti da me proposto:

Conoscenze di fisica e ingegneria: Gli astronauti devono comprendere concetti di fisica di base come gravità, inerzia, quantità di moto ed energia, nonché conoscenze ingegneristiche sulla struttura del veicolo spaziale, sulla meccanica, sull'elettronica e sulle comunicazioni. Ogni astronauta deve inoltre avere una propria area di competenza.
Apprendimento dell'ambiente spaziale e dei sistemi di supporto vitale: Gli astronauti devono comprendere le condizioni speciali dell'ambiente spaziale, come le radiazioni, la microgravità e il vuoto, e come progettare e far funzionare i sistemi di supporto vitale per garantire la sicurezza della vita degli astronauti. Imparare i principi della biotecnologia e della riabilitazione e completare gli esperimenti di bioriabilitazione.
avere familiarità con il funzionamento e la manutenzione dei veicoli spaziali: gli astronauti devono imparare a far funzionare e mantenere i veicoli spaziali, compresa la conoscenza del controllo di volo, della navigazione, del controllo dell'assetto, della gestione dell'energia, ecc.
Conoscenza delle passeggiate spaziali e delle missioni lunari: Gli astronauti devono imparare a condurre le passeggiate spaziali e le missioni lunari, compresa la conoscenza di come indossare una tuta spaziale, far funzionare un rover lunare e raccogliere campioni.
Eccellenti qualità psicologiche e di lavoro di squadra: Gli astronauti devono imparare a lavorare in squadra, a gestire le emergenze e lo stress e a mantenere la salute mentale.
Miglioramento delle capacità di risposta alle emergenze: Gli astronauti devono imparare a rispondere a una serie di emergenze, tra cui la perdita di pressione, l'assenza di peso, gli incendi e le interruzioni di corrente.(237 parole)

5.2 - Di quali veicoli spaziali avrà bisogno la vostra futura missione sulla Luna? Descrivete i veicoli presenti nel vostro Moon camp e considerate il modo in cui viaggerete da e verso la Terra ed esplorerete nuove destinazioni sulla superficie lunare.

Nelle future missioni sulla Luna potrebbero essere sviluppati veicoli spaziali più tecnologici, come rover lunari più veloci e flessibili e lander lunari più avanzati.

I veicoli presenti nei campi lunari potrebbero essere rover lunari realizzati con materiali spaziali. Questi veicoli dovrebbero avere pneumatici adatti alla superficie lunare, essere in grado di muoversi in modo rapido e flessibile e trasportare una varietà di strumenti e attrezzature scientifiche. I rover lunari dovrebbero essere autonomi e possono essere controllati a distanza o preindirizzati per condurre sondaggi e indagini sull'ambiente circostante.

Per viaggiare da e verso la Terra è necessaria una tecnologia di trasporto affidabile, economica ed efficiente. Potrebbe utilizzare la tecnologia di planata spazio-atmosfera o la tecnologia delle vele solari per ridurre il consumo di carburante. Per quanto riguarda l'esplorazione di nuove destinazioni, si può prendere in considerazione la ricerca esplorativa al Polo Sud della Luna. Le squadre di esplorazione potrebbero utilizzare rover lunari per raggiungere queste destinazioni e raccogliere campioni e dati.