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.
郑州轻工业大学附属中学 河南省郑州市-金水区 Cina 19 5 / 3 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Il nostro campo lunare è composto principalmente da quattro parti, suddivise in aree di soggiorno e uffici, fattorie spaziali, laboratori e aree di osservazione astronomica.
Per facilitare la vita degli astronauti, il nostro campo lunare adotta una tecnologia all'avanguardia: attraverso lo schermo di controllo centrale, i robot intelligenti, i componenti di percezione ambientale e altri prodotti scientifici e tecnologici, l'intero ambiente del campo lunare è intelligente, automatizzato, visivo e sonoro.
Per risolvere la futura crisi energetica della Terra, abbiamo realizzato alcuni progetti di estrazione di energia, utilizzando rover intelligenti e automatizzati per individuare e campionare una varietà di fonti energetiche sulla Luna, per poi inviare veicoli minerari adatti per l'estrazione personalizzata dopo i test.
Per mantenere la salute fisica e mentale degli astronauti, abbiamo predisposto una serie di esercizi quotidiani e attività ricreative, in modo che l'intero campo lunare sia all'avanguardia della scienza e della tecnologia e dell'assistenza umanistica.
Con il rapido sviluppo della tecnologia aerospaziale, gli esseri umani hanno gradualmente svelato il mistero della Luna, che si presenta a noi con un volto chiaro. Per aprire aree in cui l'uomo possa vivere, esplorare più risorse e per permettere all'uomo di esplorare pianeti più lontani, abbiamo stabilito campi lunari sulla Luna, il "vicino" della Terra.
Lo scopo principale del nostro campo lunare è la ricerca scientifica. Sulla base delle condizioni ambientali naturali della Luna, vengono effettuati test sperimentali, esplorazioni energetiche e osservazioni astronomiche per preparare i viaggi umani in altre galassie in futuro.
Stabiliremo un campo lunare al polo sud della luna, poiché al polo sud c'è un'area di illuminazione permanente, dove è possibile installare un gran numero di pannelli solari per ottenere elettricità e mantenere il funzionamento dell'intero campo lunare; allo stesso tempo, ha anche un'area d'ombra permanente, contenente una grande quantità di acqua solida sparsa in grandi crateri, che può ottenere in modo stabile risorse idriche sufficienti. L'ascensore spaziale sarà costruito all'equatore della luna. Poiché l'ascensore spaziale equatoriale non è influenzato dalla rotazione e dalla rivoluzione terrestre, può garantire la sicurezza dell'ascensore spaziale, riducendo al contempo i costi e soddisfacendo i requisiti operativi dell'ascensore spaziale.
In primo luogo, i materiali, l'analizzatore per l'estrazione del suolo lunare, la stampante 3D e un computer quantistico intelligente necessari per l'ascensore spaziale vengono lanciati verso l'equatore lunare con un razzo di trasporto, quindi l'ascensore spaziale viene costruito utilizzando il computer quantistico intelligente per controllare la stampante. Una volta completata la costruzione e messo in funzione, i costi di trasporto possono essere notevolmente ridotti. Il principio di funzionamento previsto è quello di trasportare dapprima alcune apparecchiature e strumenti nell'orbita sincrona lunare con un razzo vettore, quindi di agganciarsi a una stazione spaziale lunare nella stessa orbita, per poi trasportarli sulla Luna attraverso un ascensore spaziale senza consumare il modulo di atterraggio. Attualmente la tecnologia di recupero dei razzi è molto matura. Se si riuscirà a implementare gli ascensori spaziali, il costo del trasporto dalla Terra alla Luna sarà notevolmente ridotto. In seguito, alcune strutture su larga scala saranno costruite sotto il controllo di computer quantistici intelligenti, evitando la difficoltà di indossare tute spaziali sulla Luna. I materiali da costruzione sono ricavati dal suolo lunare, il che soddisfa la possibilità di costruire edifici su larga scala. Una volta completata la costruzione, il computer invia le informazioni e la struttura viene testata attraverso esperimenti per vedere se è qualificata prima di essere messa in uso. Saranno utilizzate molte tecnologie, come l'informatica quantistica, la stampa 3D, la tecnologia dei razzi riciclabili, la tecnologia dei materiali ad alta resistenza, ecc. I materiali ad altissima resistenza sono introdotti nel documento Radiation and Electrostatic resistance for ultra table polymer composites reinforced with carbon fibers, che può gettare le basi per i futuri viaggi spaziali.
Il nostro campeggio lunare ha una grande quantità di elettricità disponibile, quindi utilizziamo frigoriferi ad azoto liquido per far fronte ai climi ad alta temperatura e tecnologie di riscaldamento ad acqua per far fronte agli ambienti a bassa temperatura; per prevenire potenziali impatti di meteoriti in qualsiasi momento, abbiamo una macchina dedicata al rilevamento degli attacchi di meteoriti che può rilevarli e prevenirli in modo tempestivo. Allo stesso tempo, le strutture edilizie sono dotate di un involucro protettivo che può essere aperto e chiuso per prevenire l'impatto con i meteoriti; oltre a fornire un'area abitativa centrale fissa, ci sono anche strutture abitative mobili a cui gli astronauti possono accedere per l'evacuazione di emergenza quando lavorano fuori dal campo lunare. Allo stesso tempo, osservando il sole e prevedendo le esplosioni dello strato d'aria, come i brillamenti solari, attraverso la tecnologia di previsione meteorologica spaziale, le uscite degli astronauti vengono interrotte durante questo periodo di picco.
Piccole macchine per il campionamento del ghiaccio e del suolo lunare vengono utilizzate per campionare ed esplorare le risorse idriche e riportarle indietro per le analisi. A seconda della qualità dell'acqua, si sceglie l'estrazione mineraria e si inviano grandi macchine per l'estrazione dell'acqua nella zona corrispondente. Anche le acque reflue domestiche degli astronauti vengono raccolte e depurate per il trattamento. Le fattorie spaziali sono utilizzate per coltivare le colture, utilizzando la tecnologia di stampa 3D e il principio della carne artificiale per fornire prodotti a base di carne attraverso materie prime proteiche, garantendo l'equilibrio nutrizionale degli astronauti. Il metodo principale di produzione dell'ossigeno è l'elettrolisi dell'acqua, mentre si raccolgono ossigeno, anidride carbonica, ecc. in esubero dalle fattorie spaziali. Nelle aree di lavoro e di soggiorno, si installano rilevatori di qualità dell'aria e depuratori d'aria, nonché rilevatori di pressione e dispositivi di miglioramento, per mantenere la pressione complessiva del campo lunare entro un intervallo adatto all'abitazione umana.
Due articoli pubblicati sulla rivista Nature Astronomy hanno ridefinito la luna e chiarito la sua capacità di immagazzinare preziose risorse naturali: le risorse idriche. Gli scienziati hanno sempre creduto che sulla Luna ci sia acqua solida, soprattutto ai suoi poli. La nostra base lunare dispone di attrezzature specializzate in grado di estrarre l'acqua solida dal Polo Sud della Luna, e all'interno della struttura principale sono presenti anche dispositivi in grado di riciclare e purificare l'acqua di scarico degli astronauti, utilizzata anche dalla Stazione Spaziale Internazionale.
La nostra base lunare dispone di una fattoria spaziale che utilizza soluzioni nutritive e terreni coltivati da scienziati per produrre colture come patate, soia, mais e altre colture. Possiamo anche utilizzare le proteine prodotte dalla soia come materie prime per produrre carne utilizzando stampanti alimentari 3D. La nostra struttura dispone anche di una cucina che utilizza l'elettricità, in modo che gli astronauti possano cucinare secondo i propri gusti. In termini di fattibilità, già nel 2019 gli scienziati cinesi hanno utilizzato soluzioni nutritive e terreno sul dorso della Luna per coltivare cotone, patate, crescione, lievito, moscerini della frutta e colza. Questi sei organismi sono cresciuti vigorosamente sul dorso della luna e l'osservazione di un robot che stampa in 3D una vera torta, pubblicata su Science, ha confermato che il cibo può essere stampato.
La nostra base lunare produce ossigeno elettrolizzando l'acqua e l'ossigeno viene trasportato in tutta la struttura. La nostra base ha anche una gestione intelligente che può rilevare la concentrazione di ossigeno in tempo reale. Anche la Stazione Spaziale Internazionale utilizza questo metodo.
Per la maggior parte del tempo il Polo Sud della Luna è alla luce del giorno e dispone di abbondanti risorse di energia solare. L'elettricità della nostra base proviene dalla conversione dei pannelli solari.
Le feci degli astronauti e i rifiuti di cucina saranno raccolti dopo un trattamento scientifico e poi trasportati alle fattorie spaziali da speciali veicoli di trasporto, che possono diventare nutrienti per le piante e aumentare l'utilizzo dell'energia; l'urina, l'acqua di balneazione e le acque reflue domestiche saranno purificate più volte da dispositivi di trattamento delle acque reflue, e ragionevolmente distribuite e riutilizzate in base alle diverse fonti e alle diverse tecnologie di purificazione.
Il nostro campo lunare è dotato di un ricetrasmettitore di informazioni molto grande che può mantenere la trasmissione e la ricezione di segnali elettromagnetici in tutto il campo lunare, mantenere la comunicazione tra la Terra e la Luna e gli altri campi, e siamo dotati di un modulo di ritorno Terra-Luna che può rispondere a un enorme disastro o inviare astronauti feriti o malati sulla Terra per le cure. Per facilitare i contatti con gli altri campi lunari, disponiamo di un veicolo spaziale lunare che può trasferire rifornimenti e personale ad altri campi lunari in qualsiasi momento.
La nostra attenzione tecnologica si concentra principalmente su: dispositivi antigravità, neutroni avanzati, robot, universo astronomico, analisi della composizione del suolo lunare ed estrazione di elio-3He, analisi ed estrazione della qualità dell'acqua.
Sulla Luna la gravità è un sesto di quella terrestre. Un gran numero di booster genera spinta, i materiali superconduttori generano effetti antigravità e l'interazione tra campi magnetici ed elettrici può favorire la ricerca di dispositivi antigravità. Partiremo dal "reattore di ricerca a nocciolo di tipo anti-neutrone" per studiare e analizzare i neutroni avanzati attraverso il test del materiale combustibile, l'esperimento di diffusione dei neutroni, l'analisi dell'attivazione dei neutroni, la fotografia dei neutroni, il drogaggio dell'irradiazione del cristallo singolo e altri lavori. Le articolazioni delle gambe del robot Dog Benben adottano giunti sferici e i suoi piedi sono dotati di quattro ruote di Mecanum, che possono avere la più forte capacità di circolazione in diversi terreni. Allo stesso tempo, è anche dotato di una piattaforma di carico sollevabile sul retro e di bracci meccanici a quattro assi su entrambi i lati per afferrare e fissare le merci. Due cani da compagnia, Congcong e Lingling, sono in grado di eseguire il rilevamento ambientale, i promemoria intelligenti e le trasmissioni vocali e sono collegati a schermi di rilevamento interni. Oltre a dirigere i robot, forniscono anche assistenza umanistica agli astronauti. La gravità sulla superficie della Luna è ridotta, non c'è la schermatura dell'atmosfera, l'inquinamento luminoso e non c'è l'influenza della gravità terrestre, quindi è conveniente osservare vari fenomeni del sistema solare. Allo stesso tempo, il radiotelescopio viene utilizzato per osservare l'universo. L'analisi chimica, i raggi X, la spettroscopia e altri mezzi sono utilizzati per analizzare i campioni di suolo lunare ed estrarre da essi il triossido di elio-3He e gli elementi metallici rari; dopo aver individuato la fonte d'acqua, si utilizza uno spettrometro di massa per l'analisi della qualità dell'acqua e si estrae in base a diversi scopi analitici.
Formazione teorica di base. In qualità di astronauta, la prima cosa da fare è addestrare i professionisti alle conoscenze teoriche di base, come l'atmosfera, l'astronomia, la geofisica, la dinamica spaziale, la comunicazione, il computer, ecc. E, naturalmente, c'è la formazione per il salvataggio degli astronauti.
Allenamento fisico. Gli astronauti devono avere un fisico robusto e, inoltre, devono sottoporsi a un rigoroso allenamento fisico. Lo spazio e la navicella spaziale sono fattori ambientali particolari, per cui gli astronauti devono essere allenati per migliorare la propria tolleranza. Il contenuto dell'allenamento è spesso la corsa su lunga distanza, l'arrampicata in montagna, la sedia girevole e così via.
Allenamento di resistenza al sovrappeso. Quando i razzi decollano, di solito hanno un'accelerazione estrema e, senza allenamento, il corpo degli astronauti non può sopportarla. La simulazione di questo tipo di allenamento può mantenere la mente dell'astronauta in uno stato di lucidità, in modo da adattarsi e completare la missione.
Addestramento in assenza di peso. Le navicelle spaziali in orbita durante il volo si trovano spesso in un ambiente di microgravità; in tale ambiente, gli astronauti spesso soffrono di vertigini, compromettendo così il funzionamento. Pertanto, è necessario simulare l'assenza di peso dell'essenza gialla, in modo che gli astronauti possano eliminare la paura dell'assenza di peso. In condizioni di assenza di peso, gli astronauti devono completare la pratica di indossare e togliere le tute spaziali, mangiare e camminare.
veicoli spaziali
Grandi razzi da trasporto: Nei primi giorni di costruzione del campo lunare, faremo largo uso di grandi razzi da trasporto per inviare sulla Luna strumenti di costruzione come le stampanti 3D.
Razzo Terra-Luna: sistemato principalmente sulla Luna, può rispondere alle emergenze, quando si verificano inevitabili disastri, può rimandare gli astronauti e le strutture importanti sulla Terra in tempo utile per garantire la sicurezza degli astronauti.
Ascensore spaziale: Costruiremo un ascensore spaziale sulla Luna, che potrà accelerare notevolmente il movimento di materiali e personale tra la Terra e la Luna e migliorare l'efficienza.
veicoli
Carrelli di mobilità tra le strutture: Per facilitare gli spostamenti degli astronauti verso le diverse strutture, abbiamo predisposto diversi carrelli di trasporto.
Navi intercampo: Per facilitare i contatti tra i campi ed esplorare nuove aree, abbiamo creato diverse navi intercampo.
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