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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.

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郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Cina 17, 18, 19   4 / 1 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360



1.1 - Descrizione del progetto

La nostra base può fornire agli astronauti un luogo più confortevole per vivere sulla Luna, allo stesso tempo, può anche fornire agli astronauti protezione, svolgere meglio l'osservazione astronomica, la raccolta di campioni e altre attività scientifiche, e sviluppare l'industria spaziale, lo sfruttamento di varie risorse minerarie sulla Luna può anche servire come prima stazione per l'esplorazione umana dello spazio esterno.

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

Il nostro campo lunare è utilizzato principalmente per la ricerca scientifica. Abbiamo in programma di studiare le proprietà fisiche e la relativa composizione chimica della luna al polo sud della luna e di cercare di risolvere alcuni importanti problemi terrestri esplorando questi ambienti estremi che non si trovano sulla Terra. I giacimenti minerari e le risorse energetiche uniche della Luna sono anche importanti supplementi e riserve delle risorse terrestri. In particolare, vale la pena ricordare che il suolo lunare contiene elio-3, che è un nuovo combustibile per la fusione nucleare pulito, efficiente, sicuro ed economico, che può essere utilizzato per molto tempo in futuro e ha ampie prospettive di sviluppo. Inoltre, lo studio della Luna, che è rimasta nel suo stato originale, aiuta a comprendere la storia evolutiva della Terra; la superficie lunare è un mondo sottovuoto, non c'è atmosfera, e la creazione di un osservatorio sulla superficie lunare può migliorare notevolmente le capacità di osservazione astronomica; l'alto vuoto sulla superficie lunare, l'esposizione diretta alle radiazioni solari e l'assenza di un campo magnetico dipolare globale, è un luogo ideale per esperimenti di chimica fisica spaziale e di scienze della vita.

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

Intendiamo stabilire un campo lunare al polo sud della luna. Al polo sud della Luna c'è una regione d'ombra permanente che potrebbe contenere abbondanti riserve di acqua o ghiaccio d'acqua, una risorsa fondamentale per la costruzione di future stazioni di ricerca lunare. In particolare, il bacino del Polo Sud-Aitken sulla Luna non è solo il bacino più grande e più antico della Luna. Esso emette materiale lunare profondo che non è disponibile in altre regioni. Lo studio di diverse aree del bacino farà progredire notevolmente la nostra comprensione della struttura interna e dell'evoluzione della Luna. Le precedenti missioni lunari hanno generalmente lavorato meno di 14 giorni ininterrottamente, ma al polo sud della Luna la situazione è molto diversa. Grazie alla posizione geografica unica, il rivelatore può ottenere più di 90% del tempo di illuminazione attraverso un piccolo intervallo di movimento, e l'illuminazione continua per un tempo molto lungo fornisce condizioni molto favorevoli per l'esplorazione scientifica a lungo termine.

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.

Il materiale principale del nostro campo lunare è il materiale di protezione dalle radiazioni in fibra metallica, che sarà lanciato e trasportato da veicoli di lancio e, dopo aver raggiunto la Luna, sarà ricoperto da uno strato di protezione dalle radiazioni del suolo lunare sulla superficie della base. Per prima cosa costruiremo una base di prova sulla Terra attraverso simulazioni e micro-basi, in modo da testare la protezione dei materiali del campo dalle radiazioni e la fattibilità della costruzione della base. Poi i materiali tematici del campo vengono inviati sulla Luna con razzi cargo, quindi gli astronauti e le forniture di vita e di ricerca vengono inviati al campo, e gli astronauti possono costruire il campo sotto il comando ausiliario dei professionisti della Terra.

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

  1. Stabilire un sistema di diagnosi e trattamento medico integrato spazio-terra per gli astronauti. In altre parole, formulare lo spettro delle malattie del volo a lungo termine, stabilire un modello di capacità di diagnosi e trattamento orbitale e configurare il monitoraggio medico e le attrezzature e i farmaci per la diagnosi e il trattamento. Prima del volo, vengono eseguiti esami medici di isolamento e rilascio; durante il volo, viene adottata la modalità di supervisione medica che combina la regolare e la richiesta, e viene stabilita la tecnologia di valutazione e mantenimento della salute in orbita, e vengono applicate tecnologie mediche come la combinazione di farmaci e non farmaci e la medicina cinese caratteristica per garantire la salute degli astronauti.
  2. Osservare, prevedere e resistere all'impatto delle stelle aliene
  3. Perfetto equipaggiamento personale per l'evacuazione di emergenza. In caso di emergenza, gli astronauti possono scivolare in sicurezza da un'altitudine di 52,2 metri attraverso lo scivolo di fuga fino alla sala delle attrezzature sotterranee sotto la torre entro 1 minuto, per poi correre in un vicino bunker di sicurezza.

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?

Sulla superficie della luna ci sono minerali ricchi di ossigeno e all'ombra della luna ci sono abbondanti risorse di acqua solida, che possono fornire risorse sufficienti per gli astronauti. La costruzione della base lunare prevede che gli astronauti vivano nella cabina attraverso il sistema di recupero e il sistema di purificazione dell'acqua, per completare il ciclo dell'acqua. Grazie alla tecnologia di purificazione dell'acqua, il sudore, l'urina e altre acque reflue delle persone possono essere filtrate fino a diventare potabili. Inoltre, la maggior parte dell'alimentazione della cabina è ottenuta mediante coltura idroponica e substrato. Promuove la crescita sana delle piante attraverso l'apporto di vari nutrienti.

Cibo "liofilizzato"

"Liofilizzazione" significa liofilizzazione sotto vuoto. Il vantaggio degli alimenti liofilizzati è che possono conservare efficacemente la propria freschezza e i propri nutrienti. La tecnologia di liofilizzazione ha le caratteristiche di elevata nutrizione, appetibilità, elevata reidratazione, conservazione della freschezza a lunghissimo termine e praticità d'uso.

Alimenti funzionali

Può integrare completamente i vari nutrienti necessari all'organismo dell'astronauta. Questo tipo di alimenti ha un maggior contenuto di antiossidanti naturali, come proantocianidine, acidi grassi Ω-3, fibre alimentari vegetali, ecc. I danni da radiazioni possono essere prevenuti o migliorati.

Il sistema di alimentazione del campo lunare è composto principalmente da ali di celle solari e batterie di accumulo di energia, in grado di convertire l'energia solare in elettricità. Il sistema di alimentazione adotta la forma "generazione di energia solare più accumulo di energia", che è efficiente e pulita. Il modulo centrale è dotato di una serie di ali di celle solari con una capacità di generazione di energia di 18.000 watt, La batteria adotta un separatore ceramico, che ha buone prestazioni per prevenire i cortocircuiti interni; allo stesso tempo, nel pacco batterie vengono utilizzati materiali ignifughi per prevenire la combustione causata dalle alte temperature, il che è molto sicuro.

L'ossigeno è una necessità per la sopravvivenza umana e la base lunare deve completare la produzione e la circolazione dell'ossigeno sulla Luna.

Sulla superficie lunare sono presenti molte rocce e minerali: silice, allumina, ossido di ferro e ossido di magnesio sono i componenti principali dei minerali lunari. L'elettrolisi dei minerali presenti nella regolite lunare può produrre più ossigeno.

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

I rifiuti domestici e le feci saranno sigillati sotto vuoto, disidratati e conservati. Quando le navicelle cargo forniscono materiali per la stazione spaziale, questi rifiuti domestici vengono caricati nella navicella cargo vuota, che si separa dalla stazione spaziale, rallenta e poi entra nell'atmosfera, dove l'elevato calore generato dal riscaldamento dell'aria li brucia. I residui solidi di letame vengono trattati biologicamente o chimicamente per essere utilizzati come fertilizzanti o direttamente in discarica. Prendiamo l'urina, il sudore e altri escrementi degli astronauti, che sono in realtà fonti di acqua. La sola urina contiene 96% di acqua. Dopo vari strati di purificazione di queste acque reflue del corpo umano, si può ottenere acqua purificata e le sostanze diverse dall'acqua vengono raccolte e confezionate. Per quanto riguarda le feci degli astronauti, che sono fondamentalmente scarti di cibo, attualmente non esiste un valore di riciclaggio; dopo averle raccolte, vengono disidratate ed essiccate, quindi compresse e confezionate in un sacchetto sigillato per risparmiare spazio di stoccaggio.

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

Per completare la chiamata spazio-terra, la stazione spaziale, il satellite relè Skylink e la stazione di terra devono partecipare insieme.

Nella cabina centrale del campo, più di 10 telecamere di rete cablate e wireless, cuffie cablate e Bluetooth, telefoni cellulari, PADS e computer portatili possono essere utilizzati come terminali di rete. Questi terminali collegano le immagini raccolte e i dati vocali allo switch Ethernet della cabina tramite Wi-Fi cablato o wireless, e li trasmettono a terra attraverso il trunk link grazie al processore di comunicazione ad alta velocità. Proprio come a terra, dobbiamo effettuare chiamate e messaggi di testo attraverso l'antenna di un telefono cellulare, e la maggior parte dei contatti tra la stazione spaziale e la terra è completata dall'antenna relè sul modulo centrale.

Con un'antenna a relè, è come consegnare un "telefono cellulare" alla stazione spaziale e può mettersi in contatto con la terra in tempo reale.

In realtà, ci sono due serie di reti nella cabina, una è la rete di comunicazione e l'altra è la rete di carico, le due serie di reti sono fisicamente insieme e logicamente separate, e i dati sono raccolti in modo uniforme al terminale dell'antenna del relè sulla cabina, trasmessi a terra attraverso il satellite del relè, e possono essere contattati in tempo reale con altri campi.

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.)

Ci concentreremo su argomenti scientifici di biologia, geologia e astronomia.

Si studiano i cambiamenti delle condizioni fisiche degli astronauti nello spazio e si apportano le modifiche mediche adeguate ai cambiamenti fisici degli astronauti. Allo stesso tempo, verranno condotte ricerche sulle cellule, sulla crescita e sui cambiamenti della luce sulle piante e sulle cellule nello spazio e si studieranno i benefici dell'esercizio fisico in una stanza di piantagione per gli astronauti. Allo stesso tempo, saranno condotte indagini e ricerche più approfondite sulla geografia del suolo lunare. La superficie lunare è un mondo sottovuoto, non c'è atmosfera, e la creazione di un osservatorio sulla superficie lunare può migliorare notevolmente le capacità di osservazione astronomica; l'alto vuoto sulla superficie lunare, l'esposizione diretta alle radiazioni solari e l'assenza di un campo magnetico dipolare globale sono un luogo ideale per gli esperimenti di chimica fisica spaziale e di scienze della vita.

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

Formazione teorica di base. Ad esempio, l'atmosfera, l'astronomia, la geofisica, la dinamica spaziale, le comunicazioni, i computer, ecc... Migliorare le conoscenze di base di queste specializzazioni può gettare solide basi per il futuro. Naturalmente, comprende anche l'addestramento all'autosoccorso per gli astronauti.
Allenamento fisico. Il veicolo spaziale e la navicella sono fattori ambientali particolari e gli astronauti devono allenarsi per migliorare la loro tolleranza. I contenuti dell'allenamento sono comuni, come la corsa su lunghe distanze, l'arrampicata e le sedie girevoli.
Allenamento di resistenza al sovrappeso. Quando un razzo decolla, di solito ha una grande accelerazione. La simulazione di questo tipo di allenamento può mantenere la mente dell'astronauta lucida, in modo che possa adattarsi alla missione e portarla a termine.
Addestramento in assenza di peso. Durante il volo orbitale, i veicoli spaziali si trovano spesso in un ambiente di microgravità, in cui gli astronauti soffrono spesso di vertigini, che influiscono sulle operazioni. Pertanto, l'essenza gialla in assenza di peso deve essere simulata per consentire agli astronauti di eliminare la paura dell'assenza di peso.
Addestramento alla reazione in ambienti estremi. In alcuni possibili pericoli sulla Luna in qualsiasi momento, anche in situazioni molto estreme, gli astronauti devono mantenere la calma, analizzare rapidamente la situazione e formulare giudizi corretti. Ciò richiede di affinare una volontà tenace e di stabilire forti convinzioni nella vita quotidiana.

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.

Il Lunar Orbit Survey Vehicle ha come scopo principale quello di fotografare e mappare la Luna per la ricerca scientifica e di preparare l'uomo al viaggio di andata e ritorno tra la Luna e la Terra. Il robot di esplorazione lunare "Polar Exploration Rover" condurrà indagini scientifiche sui volatili lunari al polo sud della Luna, e i dati generati forniranno informazioni per le future tecnologie di utilizzo delle risorse lunari in situ. Sulla superficie lunare, dimostreremo atterraggi precisi, acquisiremo esperienza e miglioreremo continuamente la precisione per migliorare le capacità di atterraggio di uomini e robot in futuro. Verrà inoltre utilizzato per trasportare altri carichi di grandi dimensioni, a diretto supporto delle missioni lunari con equipaggio.

Il lander e il rover costituiscono un'eccellente piattaforma per dimostrare le tecnologie che consentiranno capacità di missione lunare più potenti e che potranno essere applicate alle missioni su Marte oltre la Luna. Tra gli esempi, i sistemi di estrazione robotica a terra e le riserve di energia di nuova generazione. I lander multipli forniranno una visione globale della Luna e delle sue risorse. I rover saranno utilizzati per esplorare la superficie in modo più ampio, trasportando strumenti per condurre esperimenti e ottenendo informazioni dettagliate sulla disponibilità e sulla capacità di estrazione delle risorse disponibili, come ossigeno e acqua.

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