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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.

Broccoli

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Cina 18, 19   4 / 2 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360



1.1 - Descrizione del progetto

A causa della crescente domanda di risorse minerarie da parte degli esseri umani, abbiamo costruito una base lunare -Kale Crest- sulla Luna per trasportare risorse rare dalla Luna alla Terra attraverso un ascensore spaziale per scopi commerciali, scientifici e di altro tipo. Per quanto riguarda i materiali da costruzione, utilizziamo materiali periferici (geopolimeri sulla superficie lunare) per soddisfare le esigenze di costruzione; in termini di stile, adottiamo un design a forma di terrazza sommersa a forma di nuvola, che è bello e pratico; durante il processo di costruzione, utilizziamo la stampa 3D per aggiungere diverse sostanze alla miscela per soddisfare diverse esigenze; nelle aree di vita e di svago, abbiamo molte strutture ricreative per garantire una vita di alta qualità agli astronauti.

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

"Cabbage Summit" mira a soddisfare la crescente domanda di minerali ed energia per scopi commerciali. Scaviamo minerali ed energia sulla Luna e li trasportiamo nell'orbita sincrona e nella stazione spaziale attraverso ascensori spaziali. Una parte dei minerali viene utilizzata per lo scambio con i materiali necessari alla vita lunare, mentre il resto viene trasferito sul conto dell'azienda sotto forma di valuta virtuale. "Cabbage Summit" si impegna a estrarre minerali di alta qualità per alleviare la crisi mineraria dell'umanità. Trasportiamo gli acquirenti nella seconda settimana di ogni mese terrestre pari. In caso di necessità, si prega di chiamare il numero xxxxxxx.

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

La base di Kale Crest si trova in una fossa nella regione equatoriale di Jinghai. La regione equatoriale ha la più spessa copertura di suolo lunare e un abbondante contenuto di elio 3, il che è conforme all'intenzione originale della costruzione della base; la velocità angolare della regione equatoriale è uguale alla velocità angolare dell'orbita sincrona lunare e la sua alta velocità di rotazione offre la possibilità di costruire ascensori spaziali. Grazie al terreno della fossa, la temperatura della fossa nell'area di Jinghai è mantenuta a 17-19 gradi Celsius durante tutto l'anno, il che può garantire che la base sia libera dalla maggior parte delle radiazioni cosmiche e dalle interferenze della polvere, riducendo notevolmente la pressione sulla sopravvivenza. A causa della bassa gravità della luna, le persone devono affidarsi solo a dispositivi di sollevamento idraulico per salire e scendere.

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 corpo principale di Kale Crest adotta la tecnologia di stampa 3D e il materiale di fondazione utilizza principalmente geosintetici (calcestruzzo lunare) provenienti dalla superficie lunare, in grado di proteggere dalle radiazioni cosmiche e dai micrometeoriti. Al centro sono stati inseriti rinforzi in fibra e fibra di vetro, simili alla struttura delle patatine, per migliorare le prestazioni di sopportazione della pressione del pavimento. Durante il processo di preparazione dei geopolimeri, 98% dell'acqua può essere riutilizzata. Oltre all'attivatore alcalino che deve essere trasportato dalla terra, più di 90% dell'acqua rimanente può essere ottenuta dalla luna, garantendo un alto tasso di utilizzo delle risorse in situ.

Per la parte della parete, utilizziamo un vetro di silicato di bario con eccellenti prestazioni di protezione dalle radiazioni, e applichiamo una miscela di agenti atmosferici della superficie lunare e periclasio come strato isolante esterno per resistere all'estrema differenza di temperatura diurna della luna.

L'ascensore spaziale è un metodo simile al trasporto in ascensore che trasporta i minerali estratti verso l'orbita sincrona lunare. Tuttavia, la distanza dalla superficie lunare all'orbita sincrona è molto remota e richiede che il materiale abbia un'enorme capacità di compressione. Pertanto, abbiamo scelto i nanotubi di carbonio come materiale principale per la corda. Ha il rapporto di conicità più forte tra i materiali conosciuti e può sopportare l'enorme pressione della gravità. Per prevenire gli attacchi dei meteoriti, abbiamo abbandonato la tradizionale corda cilindrica e abbiamo scelto una corda a nastro. Rispetto alle corde tradizionali, che si rompono all'impatto, le corde a nastro possono resistere a più impatti di meteoriti.

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

La parte superiore del kale è costruita in una fossa, dove il cedimento del terreno stabilizza la temperatura durante tutto l'anno e mantiene una gamma adatta alla sopravvivenza umana. Allo stesso tempo, le nostre pareti sono realizzate in vetro silicato, che può ridurre notevolmente i danni delle radiazioni cosmiche lunari agli astronauti ed evitare efficacemente l'usura della polvere lunare sulla superficie esterna della base, sfruttando le sue proprietà di resistenza alle radiazioni e adattandosi alla topografia della fossa. La palestra all'ultimo piano della base e la piccola amaca nella serra consentono agli astronauti di rilassarsi e scaricare lo stress durante il tempo libero. I nostri astronauti hanno ricevuto un addestramento medico prima di arrivare sulla Luna e i farmaci e i dispositivi medici nelle piccole sale mediche possono curare le malattie più comuni.

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?

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

L'acqua è la base materiale della sopravvivenza delle persone. Sulla Cresta di Kale, le principali fonti d'acqua sono il suolo lunare e il ghiaccio d'acqua, che possono essere riscaldati e fusi per ottenere una grande quantità d'acqua che, dopo essere stata raccolta e sedimentata nel terreno, viene trasportata al serbatoio di raccolta per la decontaminazione fisica e lo stoccaggio, e fornita agli astronauti per garantire il normale funzionamento del loro lavoro e della loro vita. (95 parole)
Sulla Cresta del Cavolo esiste un'ampia gamma di fonti di cibo. I primi astronauti venivano nutriti e vestiti con cibo portato dalla Terra. Dopo la costruzione del campo, le cellule di bovini e conigli vengono coltivate su impalcature di gelatina per produrre carne umana. Le verdure e la frutta (spinaci, cavoli, peperoni, carote, pomodori, fragole, ecc.) presenti nella serra saranno integrate per fornire agli astronauti le proteine e i nutrienti necessari. Una volta completato, l'ascensore spaziale consegnerà regolarmente alla base anche alcuni alimenti che non sono normalmente disponibili sulla Luna, diversificando la dieta e fornendo pasti aggiuntivi agli astronauti. (108 parole)
Poiché il nostro Kale Crest è costruito in una fossa naturale, l'elettricità è una condizione necessaria per mantenere il normale funzionamento della base. Qui, circa 80% delle riserve di energia elettrica provengono da reattori nucleari, che rilasciano una grande quantità di energia durante la fusione dell'elio-3. L'elio-3 viene iniettato nell'ilmenite sia in modalità vacante che in modalità gap e riscaldato a oltre 1000K. In questo momento, la quantità di elio-3 rilasciata è la più ideale. Inoltre, l'ascensore spaziale è dotato di pannelli solari ruotabili che immagazzinano l'energia luminosa come fonte di energia di riserva in batterie a volano a più alto rendimento.(97 parole)
(1) Nell'interstrato sulla parte superiore della serra, è presente uno strato di microrganismi (Chilobacterium ammoniacum, Chlorella, ecc.) per trasportare l'ossigeno da essi generato verso il basso in varie aree attraverso tubi nella parete. Inoltre, le piante presenti nella serra possono fornire cibo e far evolvere l'aria, fornendo anche una parte di ossigeno per la base.

(2) L'ossigeno si ottiene colpendo la lamina d'oro con anidride carbonica. Impattando la CO2 sulla superficie inerte della lamina d'oro, questa non può essere ossidata e non deve generare ossigeno molecolare. Pertanto, l'ossigeno può essere continuamente rilasciato dalla superficie della lamina d'oro e con questo metodo è possibile ottenere una grande quantità di ossigeno.(119 parole)

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

Lo smaltimento dei rifiuti sulla Luna è un compito complesso che tiene conto di molteplici aspetti, come lo spazio limitato, la protezione dell'ambiente e l'utilizzo delle risorse. In primo luogo, selezioniamo e comprimiamo i rifiuti per ridurre lo spazio per lo stoccaggio e il trasporto. Per i rifiuti combustibili, si può ricorrere all'incenerimento dei rifiuti per ridurli in cenere e fumo e filtrare le sostanze nocive. I rifiuti non combustibili possono essere smaltiti in discarica. Anche il riciclaggio è un anello importante, attraverso la classificazione del riciclaggio e della raccolta differenziata, per ridurre al minimo l'inquinamento dei rifiuti nell'ambiente. In secondo luogo, sulla Luna utilizziamo i microbi per elaborare i rifiuti umani e trasformarli in gas e fertilizzanti utili. L'uso di microrganismi specifici, come i batteri anaerobici, può decomporre la materia organica in ambienti a bassa ossigenazione e produrre gas metano, fornendo un potenziale valore per la produzione di carburante ed energia.

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

Terra-luna: A Kale Crest abbiamo un rilevatore dotato di un'antenna direzionale ad alto guadagno, a cui un pannello solare fornisce 20 watt di potenza, concentrando la limitata energia in un'area per garantire la trasmissione di informazioni tra la Terra e la Luna. Sulla Terra ci sono anche speciali stazioni di ricezione del segnale, che ricevono e trasmettono i segnali attraverso enormi antenne direzionali. Inoltre, utilizziamo la nostra trasmissione di segnali codificati, in modo che le informazioni non siano facili da rubare.

Tra basi lunari: In considerazione dell'ambiente vuoto della Luna, per la trasmissione dei segnali tra le basi lunari si adottano le onde elettromagnetiche, che non sono confortevoli con il mezzo. Quando è necessario comunicare, l'astronauta accende l'interfono, vi parla e il dispositivo converte "suono - onda elettromagnetica - suono" per ripristinare il segnale sonoro. Si utilizzano anche le onde radio per trasmettere parole, dati, immagini, ecc.

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.)

A Kale Crest, i nostri scienziati studiano geologia e biologia.

In termini di geologia, sebbene sia passato molto tempo da quando l'uomo è sbarcato per la prima volta sulla Luna nel 1969, in questo periodo l'esplorazione dei crateri lunari è stata relativamente scarsa. Sebbene il nostro campo sia principalmente orientato al commercio, abbiamo ancora una forte capacità di ricerca scientifica. Ora i nostri esperimenti non si limitano più a riportare sulla Terra campioni di suolo lunare per il monitoraggio. Dopo aver estratto minerali e suolo lunare con un manipolatore nell'area operativa, questi saranno trasportati nel corpo principale della base con veicoli di trasporto, il che è comodo per gli scienziati per condurre ricerche. Le ricerche riguardano principalmente i seguenti aspetti: (1) studiare l'unico minerale di zirconio dell'area di Jinghai - la pietra di Jinghai - attraverso mezzi di analisi ad altissima risoluzione sviluppati in modo indipendente; (2) studiare quando l'attività magmatica si è fermata sulla Luna; (3) studiare la struttura della rete sotterranea dei crateri nell'area del mare statico per comprendere meglio la struttura interna della Luna.

In termini di biologia, sfrutteremo le condizioni speciali della Luna per mutare i microrganismi produttori di ossigeno portati dalla Terra, al fine di trovare un microrganismo con una maggiore efficienza di produzione di ossigeno e un migliore approvvigionamento per il lavoro e la vita degli astronauti. Allo stesso tempo, anche se aderiamo al principio della protezione ambientale verde e cerchiamo di utilizzare materiali riciclabili, è inevitabile produrre molti rifiuti difficili da smaltire, quindi la ricerca sulla decomposizione efficiente dei microrganismi dei rifiuti sarà aggiunta alla ricerca.

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

Per formare i migliori astronauti per il programma lunare "Kale Crest", il nostro programma di addestramento è suddiviso in tre categorie principali: conoscenze e abilità, forma fisica e forma mentale.

Conoscenze e competenze: Per garantire un atterraggio lunare e una ricerca solidi, i nostri astronauti riceveranno una formazione intensiva in medicina, fisica, astronomia, ingegneria meccanica e altre discipline. Inoltre, faremo in modo che gli astronauti siano dotati di competenze tecniche rilevanti in materia di volo spaziale, procedure di volo e simulazione di missione.

Forma fisica: Per adattarsi meglio all'ambiente in assenza di gravità nello spazio, in particolare alle attività fuori dalla cabina, l'addestramento in assenza di gravità simulata è la priorità assoluta del nostro addestramento. Faremo un addestramento in assenza di peso sott'acqua, in cui gli astronauti indosseranno tute da addestramento sott'acqua per esercitarsi in un'assenza di peso simulata, il che garantisce che gli astronauti effettuino un addestramento in assenza di peso simulata in una vasca di galleggiamento neutro, sviluppino le abitudini operative degli astronauti in condizioni di assenza di peso e completino un addestramento simulato per le attività di uscita, che si applica anche alla valutazione dell'ergonomia delle operazioni di uscita dal veicolo spaziale o dalla base e alla verifica della ragionevolezza della procedura di uscita. Allo stesso tempo, consentiremo agli astronauti di condurre un gran numero di addestramenti di sopravvivenza e di salvataggio e grandi esercitazioni congiunte per garantire la prontezza per tutte le missioni.

Qualità psicologica: La formazione psicologica è una parte essenziale dell'addestramento degli astronauti. Perché la missione spaziale deve lasciare il nostro ambiente familiare e questo cambiamento ambientale ha un grande impatto psicologico. Gli astronauti devono innanzitutto adattarsi alla situazione spaziale dal punto di vista psicologico. Aumentare la stabilità psicologica. Per garantire l'affidabilità della nostra ricerca commerciale, addestriamo l'intero equipaggio per migliorare l'efficienza e il lavoro di squadra nello spazio.

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.

Quando gli astronauti dovranno raggiungere nuove destinazioni, utilizzeranno veicoli lunari per l'esplorazione. Questi veicoli saranno progettati per resistere alle asperità del terreno e alle temperature estreme della superficie lunare, in modo che gli astronauti possano attraversare facilmente la superficie della Luna.

Quando gli astronauti dovranno tornare sulla Terra, useranno il modulo lunare per tornare in orbita terrestre e poi l'ascensore spaziale per tornare sulla Terra. Questi veicoli saranno progettati per essere altamente autonomi e riutilizzabili per supportare future missioni di esplorazione lunare.