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 郑州-金水区 Cina 18, 19 5 / 1 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Il nostro campeggio lunare si trova al polo sud della Luna, sfruttando appieno l'immaginazione e incorporando alcune nuove tecnologie non ancora ampiamente disponibili sulla Terra. Combinare le attuali tecnologie popolari con le tecniche di costruzione tradizionali cinesi. Costruiamo un esperimento in grado di soddisfare la vita a lungo termine di due o tre astronauti sulla Luna e studiamo il metallo espanso, la coltivazione senza suolo e altri esperimenti che sono più facili da realizzare nello speciale ambiente di microgravità della Luna. Allo stesso tempo, il nostro stile di costruzione combina diversi stili architettonici unici a livello nazionale e internazionale, tenendo conto delle specifiche condizioni ambientali della Luna. La nostra base adotta un metodo di controllo intelligente nel suo complesso, con ogni edificio principale collegato da una strada. La zona giorno principale adotta la forma di una stella a sei punte, che non solo ha una bellezza simmetrica, ma riflette anche la continuità della base.
Lo scopo principale del nostro campo lunare è la ricerca scientifica. Nel laboratorio di ricerca sui minerali conduciamo esperimenti di scienza dei materiali ambientali in microgravità e utilizziamo la microgravità per eliminare la convezione di galleggiamento per esplorare e sviluppare materiali metallici espansi, che consentono di scaricare efficacemente bolle e goccioline di impurità e sviluppano materiali metallici ad alte prestazioni. Inoltre, il nostro laboratorio di coltivazione senza suolo svilupperà la tecnologia della fotosintesi extraterrestre, che simula la fotosintesi naturale delle piante verdi sulla Terra, utilizzando la luce solare per convertire l'anidride carbonica espirata dagli esseri umani e le risorse idriche estratte in situ sulla Luna in ossigeno e idrocarburi, fornendo ossigeno alle piante nel laboratorio di coltivazione senza suolo.
Abbiamo deciso di allestire il nostro campo lunare nel bacino di Aitken, al polo sud della Luna. In primo luogo, il bacino è composto da un cratere meteoritico estremamente grande, che conserva la struttura originale dell'impatto. Poiché il materiale espulso dalla parte profonda della luna a causa dell'impatto è unico, offre condizioni favorevoli per lo studio della struttura interna della luna. Ci sono zone d'ombra permanenti al polo sud della Luna. La temperatura in queste zone d'ombra permanente è estremamente bassa, quindi è possibile che all'interno vi siano ricche risorse di ghiaccio d'acqua.Terzo, può fornire molta energia. Ogni "anno lunare" avrà circa metà anno di giorno polare, durante il quale c'è molta energia luminosa. Le caratteristiche della luce continua nel giorno polare forniscono energia naturale per la ricerca scientifica.
Porteremo dalla Terra materiali da costruzione di base, stampanti 3D, macchinari per la raccolta del suolo lunare, strumenti per la sinterizzazione del suolo lunare e altri strumenti di base, oltre a progettare disegni costruttivi completi sulla Terra per aiutarci a costruire la nostra base lunare. Impareremo dall'architettura tradizionale cinese e dai metodi di connessione a mortasa e tenone, useremo i macchinari per la raccolta del suolo lunare per raccogliere il suolo lunare, useremo la sinterizzazione del suolo lunare per produrre mattoni lunari e useremo le stampanti 3D per realizzare strutture a mortasa e tenone, aiutandoci a realizzare intarsi e incastri tra i mattoni. Dopo aver costruito i mattoni, sfrutteremo l'ambiente di microgravità della Luna e i nostri astronauti potranno collocare i mattoni nel posto corrispondente secondo i disegni di costruzione, senza bisogno di grandi attrezzature come gru e ascensori, in modo da costruire la casa. L'utilizzo di suolo lunare di provenienza locale consente di ridurre efficacemente le radiazioni provenienti dallo spazio e di ridurre notevolmente i costi di trasporto. Dopo aver completato la cottura dei mattoni lunari, è possibile procedere all'assemblaggio e alla costruzione. Grazie alla sinterizzazione dei mattoni lunari, il rischio che la stampa 3D si formi in una sola volta può essere disperso e, in alcune aree, la stampa 3D può rafforzare le connessioni per completare la struttura.
Costruiremo radar di alta precisione e sistemi di allerta per i meteoriti, che ci permetteranno di avere il tempo sufficiente per evitare i rischi e i pericoli portati dai meteoriti extraterrestri; inoltre, la nostra base userà mattoni lunari cotti dal suolo lunare, che possono isolare efficacemente i raggi cosmici nocivi provenienti dallo spazio esterno e creare un ambiente di vita e di ricerca confortevole e sicuro per i nostri astronauti. Costruiremo un sistema centrale di condizionamento dell'aria nella base per mantenere una temperatura costante all'interno dell'ambiente. Poiché l'energia solare è la principale fonte di energia, la nostra base è dotata di un sistema di gestione delle batterie BMS basato sul controllo dell'intelligenza artificiale, che può distribuire efficacemente l'energia in modo ragionevole senza preoccuparsi che l'aria condizionata venga scollegata. Allo stesso tempo, le nostre pareti saranno rivestite con nano-rivestimenti polimerici per isolare le temperature estreme esterne e ridurre il consumo energetico dell'aria condizionata centralizzata. L'ossigeno proviene principalmente dal suolo lunare, che può essere ottenuto tramite elettrolisi fusa per produrre una grande quantità di ossigeno. Viene trasportato nelle varie stanze attraverso condutture sotterranee per fornire ossigeno a ogni stanza e garantire le normali attività fisiologiche degli astronauti.
Costruiremo un rover lunare per concentrare l'energia solare e altre radiazioni nel ghiaccio d'acqua della Luna, che permetterà a queste sostanze di evaporare. Posizioneremo un congelatore su ogni lato per condensare il vapore acqueo in acqua e raccoglierlo.
Il nostro approvvigionamento alimentare proviene principalmente da laboratori di coltivazione senza suolo. Utilizzeremo soluzioni nutritive personalizzate e tecnologie di intelligenza artificiale per fornire le sostanze nutritive adatte alle piante e fornire i nutrienti necessari ai nostri astronauti.
La nostra energia proviene principalmente dalla tecnologia di generazione dell'energia solare. Utilizzeremo i pannelli solari per raccogliere e convertire l'energia in energia elettrica e raggiungeremo una distribuzione ragionevole dell'energia elettrica attraverso la trasmissione di energia senza contatto.
Raccoglieremo il suolo lunare, che può generare una grande quantità di ossigeno utilizzando l'elettrolisi fusa per fornire ossigeno a varie piastre. Inoltre, è possibile ottenere la preparazione di silicio, ferro e altri materiali metallici altamente puri, fornendo alcune materie prime per il nostro laboratorio minerario.
La nostra toilette eliminerà direttamente l'urina; il sudore e il vapore acqueo espirato dagli astronauti entreranno nel sistema di ventilazione. Questi rifiuti liquidi vengono riciclati attraverso complessi processi di trattamento, come la distillazione e la purificazione profonda, e possono essere consumati.
Principalmente raccogliere, comprimere, immagazzinare e poi rientrare nell'atmosfera con la navicella cargo TianZhou per la combustione.
La nostra cabina adotta un trattamento di fermentazione aerobica ad alta temperatura e il prodotto trasformato può essere utilizzato come fertilizzante organico. Anche l'anidride carbonica generata durante il processo di fermentazione può essere introdotta nella cabina dell'impianto.
Adotteremo la comunicazione a onde wireless, utilizzando la funzione di propagazione delle onde wireless per trasmettere le informazioni, risparmiando così la posa di cavi e ottenendo uno scambio di informazioni e una comunicazione più liberi, veloci e accessibili.
La ricerca sul campo lunare si concentra sulla schiuma metallica in ambiente microgravitazionale e sulla tecnologia di sintesi della luce artificiale in ambiente extraterrestre. Nel laboratorio di ricerca sui minerali, effettueremo esperimenti di scienza dei materiali in ambiente di microgravità. Nell'ambiente di microgravità, grazie alla scomparsa della convezione causata dalla galleggiabilità, i disturbi della crescita dei cristalli si ridurranno e i difetti del cristallo cresciuto saranno inevitabilmente ridotti. L'utilizzo della microgravità per eliminare la convezione di galleggiamento per esplorare e sviluppare materiali metallici espansi, offre la possibilità di scaricare efficacemente le bolle e le impurità delle gocce di liquido. Allo stesso tempo, nell'ambiente spaziale di microgravità, possiamo anche trovare alcune proprietà dei materiali e fenomeni coperti dai siti gravitazionali, che possono fornire idee efficaci e fattibili per lo sviluppo di materiali metallici ad alte prestazioni. Inoltre, il nostro laboratorio di coltivazione senza suolo svilupperà una tecnologia di fotosintesi extraterrestre, che simula la fotosintesi naturale delle piante verdi sulla Terra e utilizza la luce solare per convertire l'anidride carbonica espirata dagli esseri umani e le risorse idriche estratte dal suolo lunare in ossigeno e idrocarburi, fornendo ossigeno alle piante nel laboratorio di coltivazione senza suolo.
Innanzitutto, gli astronauti devono superare rigorosi test fisici e di salute per assicurarsi che il loro corpo sia all'altezza delle esigenze dell'esplorazione spaziale. Questi test includono di solito test di funzionalità polmonare, test di frequenza cardiaca, riflessi e così via. Grazie a questi test, è possibile determinare se ogni astronauta ha la capacità di adattarsi all'ambiente spaziale.
Dopo aver completato la visita medica, gli astronauti devono imparare i sistemi informatici e software. Questi sistemi includono competenze come l'elaborazione dei dati delle attività, il monitoraggio dei processi, la risoluzione dei problemi e altro ancora. Allo stesso tempo, devono anche comprendere le conoscenze di base dell'ambiente spaziale, come la microgravità, il vuoto, le radiazioni e così via, che li aiuteranno ad adattarsi meglio all'ambiente spaziale.
Inoltre, anche l'addestramento subacqueo è una parte essenziale degli astronauti. Grazie a questo addestramento, gli astronauti possono adattarsi agli ambienti a bassa e microgravità e migliorare le loro capacità motorie, la coordinazione e la funzione cardiorespiratoria. L'addestramento subacqueo può anche simulare emergenze ed esercitazioni di evacuazione di emergenza, consentendo agli astronauti di affrontare meglio le situazioni di pericolo.
Dopo aver completato l'addestramento subacqueo, gli astronauti imparano il funzionamento e l'uso di base delle attrezzature e degli strumenti di laboratorio, nonché come adattarsi all'ambiente in caso di emergenza. Il processo di apprendimento dell'astronauta comprende anche l'addestramento a competenze come l'uso e la riparazione della tuta spaziale e cosa fare se qualcosa va storto.
Inoltre, per garantire il successo della missione, gli astronauti dovranno imparare a lavorare a stretto contatto con i colleghi, a stabilire canali di comunicazione efficaci, a definire chiaramente i ruoli e a imparare a ricevere e utilizzare l'assistenza medica in remoto, oltre ad altre misure necessarie.
Infine, gli astronauti devono apprendere le capacità di fuga di emergenza e di manovra retrograda in ambiente terrestre e spaziale.
Il veicolo spaziale deve essere in grado di raggiungere la superficie lunare, di operare sulla superficie lunare per l'esplorazione dello spazio e le operazioni sperimentali, deve avere uno spazio sufficiente per l'equipaggio e per lo stoccaggio e deve essere in grado di adattarsi all'ambiente della superficie lunare.
In un campo lunare ci saranno probabilmente vari tipi di veicoli, come passeggini lunari, scooter e veicoli a ruote, costruiti per esplorare la superficie lunare, quindi devono essere progettati per essere sufficientemente resistenti e adattabili all'ambiente della superficie lunare.
Per portare gli astronauti da e verso la Terra, una capsula spaziale deve essere in grado di operare nell'ambiente spaziale, deve essere in grado di resistere all'usura dello spazio e al clima rigido e deve essere in grado di fornire un'autonomia sufficiente agli astronauti per raggiungere la Terra in modo sicuro.
Durante l'esplorazione della superficie lunare, dobbiamo anche trovare nuovi obiettivi e aree da esplorare. Ciò potrebbe comportare l'esplorazione profonda delle strutture della superficie lunare, la possibilità di cercare risorse idriche e l'esplorazione di impronte e viaggi lunari.
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