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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Cina 19, 18 4 / 2 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Il nostro campo lunare ha un'area di controllo generale, un'area abitativa, un'area sperimentale, un'area di coltivazione, ecc. L'area di controllo generale può controllare e rilevare la situazione dell'intera base e ricorderà agli astronauti di controllare le attrezzature una volta danneggiate. L'area abitativa comprende una camera da letto, una sala da pranzo, una palestra e una sala medica. Le capsule per dormire nella camera da letto possono offrire un ambiente confortevole agli astronauti. Gli astronauti possono allenarsi in palestra e la sala medica può controllare gli astronauti e sottoporli a cure. L'area sperimentale dispone di due laboratori, dove si effettuano esperimenti antigravitazionali e di scienze della vita. L'area di coltivazione è costruita al secondo piano della base per facilitare l'illuminazione diurna, e ci sono due sale di coltivazione, idroponica e in terra, per fornire cibo abbondante agli astronauti. Ci saranno anche stazioni energetiche per raccogliere e immagazzinare energia solare e nucleare, e un rover lunare per consentire agli astronauti di viaggiare e studiare la Luna.
L'ambiente lunare è altamente pulito, microgravità, assenza di inquinamento, campo magnetico e atmosfera, quindi è adatto per condurre esperimenti di scienze fisiche e biologiche, esperimenti di nuove tecnologie, sintesi di nuovi materiali, ricerca e produzione di prodotti biologici speciali, in particolare alcuni prodotti speciali che non possono essere prodotti in serie sulla Terra. Gli esperimenti a bassa gravità sulla Luna potrebbero anche sostituire gli esperimenti a microgravità su alcune stazioni spaziali. Inoltre, può costituire una base di ricerca scientifica ideale per l'osservazione e la ricerca di molte discipline di base, nonché una base di produzione ideale per lo sviluppo di materiali speciali e prodotti biologici.
Abbiamo pianificato di costruire il nostro campo in un cratere e abbiamo modellato il nostro campo su un antico cratere da impatto con un bordo circolare, chiamato cratere di Coblenza, nell'emisfero meridionale del lato opposto della Luna. Il piccolo cratere intorno a questo luogo è adatto alla costruzione di un'espansione, il volume interno di questa fossa è grande e la superficie del fondo della fossa è piatta e facile da costruire. La temperatura all'ombra della cintura del cratere è stabile intorno ai 17 gradi Celsius, appena all'interno della fascia di comfort.
La prima fase: Un razzo lanciato da terra trasporterà i componenti dell'edificio (fatti di polimeri rinforzati con fibra di carbonio e fibra di vetro) e i robot assemblati per essere giuntati sulla Luna. Il campo sarà composto da piccole stanze per resistere ai frequenti terremoti lunari. Prima si costruisce l'area abitativa per gli esseri umani, poi si espande l'area legata alla ricerca scientifica.
Fase 2: L'ambiente di vita è stato allestito e i restanti materiali da costruzione saranno lavorati utilizzando il suolo lunare. I metalli e le fibre di vetro possono essere estratti per ampliare la portata del campo attraverso la stampa 3D.
L'ambiente spaziale è caratterizzato da una grande differenza di temperatura, da un ambiente quasi vuoto, da forti radiazioni e dal vento solare.
Grande differenza di temperatura: Il suolo lunare ha un ottimo isolamento termico, che può essere utilizzato come materiale isolante della superficie della base lunare. E una nuova tuta spaziale termostatica".
Forti radiazioni: La regolite lunare (suolo) si accumula sul riparo per schermare le radiazioni.
Vento solare (genera una carica elettrica sul lato sinistro del bordo del cratere): Costruire una base sull'equatore della Luna e alimentare una base lunare con una centrale nucleare.
Acqua: nella fase iniziale, era più conveniente estrarre ossigeno e acqua dall'idrogeno liquido terrestre e dal suolo lunare. Il suolo lunare può essere ridotto con ilmenite di idrogeno per produrre acqua, o semplicemente trattato con elettrolisi a sali fusi per ottenere ossigeno e poi reagire con idrogeno liquido per produrre acqua. Oppure portare una certa quantità d'acqua dalla Terra e riciclarla, per riutilizzare l'acqua domestica degli astronauti, compresa l'urina, il sudore, le feci e così via, attraverso un dispositivo unico di filtrazione e purificazione. In una fase successiva, si potrà sviluppare il ghiaccio d'acqua al Polo Sud della Luna. Se nel ghiaccio d'acqua vengono emesse radiazioni come l'energia solare, il ghiaccio d'acqua evapora e poi viene raccolto, l'acqua può essere estratta e decomposta in ossigeno e idrogeno.
Cibo: gli astronauti possono mangiare prima il cibo che portano con sé e poi quello che cresce dopo aver costruito un ecosistema in miniatura. La microbiosfera ospiterà semi di patata (che probabilmente saranno un alimento base per gli esseri umani sulla Luna, grazie alla loro facilità di conservazione e alla loro natura amidacea), semi di Arabidopsis e terriccio (che trasformerà la sabbia lunare in terriccio - riscaldandola e trasformandola in una sostanza con tante piccole protuberanze e scanalature che forniranno un habitat per i microbi). Poi si aggiungono microbi e fertilizzanti organici per trasformare il materiale in suolo). L'impianto è dotato di aria, acqua, ecc. e mantiene la temperatura nel cerchio a 1~30℃, oltre a un'umidità adeguata, e introduce la luce naturale sulla superficie lunare attraverso il tubo guida della luce, creando un ambiente per la crescita delle piante.
Aria: produzione di ossigeno nel suolo lunare: Nel suolo lunare sono presenti molte sostanze contenenti ossigeno, tra cui una grande quantità di silice, ossido di argento ferroso, ossido di calcio, ossido di manganese e biossido di titanio. "L'ossigeno presente nel suolo lunare può essere estratto mediante elettrolisi per fusione. Le principali materie prime utilizzate nell'elettrolisi di fusione sono l'ilmenite e l'ossido ferroso del suolo lunare. Per ogni 100 chilogrammi di suolo lunare si possono produrre più di 20 chilogrammi di ossigeno. L'efficienza della produzione di ossigeno può essere definita molto alta. Oltre alla produzione di ossigeno, il processo di elettrolisi produce anche sottoprodotti come ferro e silicio, che possono essere utilizzati nella costruzione di basi lunari.
Energia: al momento, l'alimentazione avviene principalmente attraverso l'energia solare e, in una fase successiva, ci avvarremo dell'energia nucleare. Applicheremo sulla Luna film sottili solari su larga scala. L'energia solare viene fornita direttamente al sistema di illuminazione, al sistema di ventilazione e alle esigenze della ricerca scientifica, mentre l'energia in eccesso viene immagazzinata in dispositivi di stoccaggio dell'energia ad alta efficienza come le batterie agli ioni di litio, evitando il problema dell'energia quando la terra blocca completamente la luce solare.
(1) Riciclaggio dei rifiuti liquidi
Il campo lunare è dotato di servizi igienici relativamente avanzati. Il dispositivo pompa l'urina direttamente all'esterno e, dopo un complesso processo di distillazione e purificazione profonda, l'acqua contenuta nell'urina viene recuperata e purificata a livelli di acqua potabile.
Inoltre, il sudore e il vapore acqueo espirato dagli astronauti possono essere purificati in acqua potabile riciclata. Di conseguenza, la stazione è in grado di riciclare l'acqua, riducendo notevolmente l'onere della consegna del carico, e i rifiuti liquidi vengono efficacemente riciclati.
(2) Rifiuti domestici
I rifiuti domestici vengono principalmente raccolti, compressi, immagazzinati e stoccati in una serie di fasi, per poi essere trasportati nell'atmosfera dalla navicella cargo Tianzhou per essere inceneriti, in modo da ridurre l'inquinamento spaziale.
In primo luogo, ogni astronauta sarà dotato di uno zaino portatile per il sistema di supporto vitale con una radio VHF che trasmette dati sonori e biosensori dalla tuta alla sala di controllo principale del campo lunare, nonché un segnale acustico dalla sala di controllo principale all'astronauta nella tuta. Il sistema di comunicazione della sala di controllo principale del campo lunare invia i segnali alla Terra utilizzando la banda S, una banda di frequenza ultraelevata che può penetrare la ionosfera terrestre senza deflettere o riflettere. Allo stesso tempo, il sistema di comunicazione della Master Control Room del campo lunare può anche utilizzare la banda S per inviare segnali ad altri campi lunari per tenersi in contatto.
Nel nostro campo lunare ci concentriamo sulla scienza della gravità, sulla biotecnologia e sull'ecologia della vita. Avremo a disposizione quattro laboratori per i nostri esperimenti scientifici. Il laboratorio scientifico a gravità variabile fornisce un ambiente gravitazionale di alta precisione per completare lo studio dei diversi effetti della gravità e dei meccanismi di risposta degli esperimenti sui fluidi e sulla combustione in microgravità. Il laboratorio di biotecnologia è dotato di una varietà di strumenti avanzati per la coltura cellulare e la rilevazione per lo studio di tessuti biologici, cellule, molecole biochimiche e altri oggetti biologici a diversi livelli; l'ecologia della vita fornisce un ambiente ecologico per la coltivazione di piante e piccoli animali, studia l'impatto dell'ambiente lunare sulla crescita, lo sviluppo e il metabolismo degli individui biologici e promuove la comprensione umana della natura dei fenomeni della vita; la scatola di guanti scientifici e l'armadio di stoccaggio criogenico possono fornire uno spazio operativo chiuso e pulito per gli esperimenti di scienza spaziale. Dotati di bracci meccanici per operazioni delicate, possono assistere gli scienziati nella realizzazione di operazioni fini o ripetute, come l'iniezione di geni e l'estrazione nucleare, e fornire un ambiente a bassa temperatura per la conservazione di campioni scientifici.
Primo: poiché andranno sulla superficie lunare per raccogliere il suolo lunare e altri materiali per gli esperimenti, addestreranno gli astronauti alla compressione, simuleranno l'ambiente di assenza di peso a terra, faranno attività extraveicolare e addestramento al lavoro.
In secondo luogo, poiché gli astronauti devono effettuare regolari controlli di sicurezza sulle attrezzature della base, li addestreremo sulle teorie professionali, sulle abilità operative e sui miglioramenti della simulazione relativi alle attrezzature.
In terzo luogo, poiché gli astronauti hanno vissuto a lungo nei campi lunari, per evitare un'eccessiva pressione psicologica sugli astronauti, forniremo una formazione psicologica per garantire la loro salute mentale.
Quarto: Gli astronauti devono avere un fisico robusto per affrontare le varie emergenze, per cui forniremo una formazione sulla loro forma fisica.
Il veicolo spaziale è in grado di operare in modo rapido e flessibile sulla superficie lunare e nello spazio, di resistere a temperature e ambienti estremi e di avere un peso e uno spazio di stoccaggio sufficienti.
Il veicolo del campo lunare è il Buggy lunare, un piccolo veicolo in grado di muoversi sulla superficie lunare e di resistere alla gravità e alle asperità del terreno lunare.
Per viaggiare da e verso la Terra, era necessario un veicolo spaziale in grado di volare in modo sicuro e veloce. avere sufficienti riserve di carburante e di cibo ed essere in grado di resistere al duro ambiente di calore, radiazioni e freddo dello spazio.
Nell'esplorazione di nuove destinazioni sulla superficie lunare, possiamo utilizzare la tecnologia di telerilevamento, le sonde, ecc. equipaggiate sul veicolo lunare, che possono aiutarci a esplorare regioni sconosciute sulla luna, a raccogliere dati e immagini e a fornirci maggiori informazioni scientifiche.
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