Galleria del progetto Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

CX330

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Cina 19, 18   6 / 3 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360

1.1 - Descrizione del progetto

• Il vasto universo è sempre stato un luogo che vogliamo esplorare, e abbiamo in programma di costruire una base sulla Luna per la ricerca scientifica, per esplorare i principali componenti del suolo lunare, nonché alcune delle risorse energetiche disponibili sulla Luna. Allo stesso tempo, verificheremo la fattibilità dell'accesso all'energia nel processo di ricerca scientifica.
• La nostra base ha due piani, il primo piano è l'area di ricerca scientifica: c'è un grande laboratorio e un modulo medico; il secondo piano è la zona giorno: una cucina di base e una camera da letto. Gli astronauti devono vivere in un ambiente di microgravità, quindi avere un corpo forte è essenziale; abbiamo allestito una palestra per farli esercitare, e ci sono anche capsule per il tempo libero e la ricreazione per gli astronauti per alleviare la pressione del lavoro.

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

Lo scopo principale del nostro campo lunare è la ricerca scientifica. Fin dall'antichità, gli esseri umani hanno riposto molti sogni sulla luna. Ora non sogniamo solo di esplorare la luna. La Luna è ricca di energia che possiamo utilizzare. Le risorse minerarie ed energetiche uniche della Luna sono anche importanti integratori e riserve per le risorse della Terra. Gli astronauti esploreranno la disponibilità di queste fonti energetiche e miglioreranno il campo lunare, gettando così solide basi per future attività "turistiche" e "commerciali".

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

Vogliamo collocare la base in cima alla collina tra il cratere Sverdrup e il cratere Shackleton. Ecco quattro motivi:

• Le regioni polari della Luna trascorrono circa il 70-80% del loro tempo alla luce del sole, offrendo buone condizioni per una base di energia solare.
• Piccola differenza di temperatura, adatta per la sopravvivenza
• C'è molto ghiaccio, che risolve anche il problema dell'acqua.
• Il bacino di Aitken ha una grande quantità di risorse recuperabili

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 nostro guscio utilizza titanio, magnesio, alluminio e tre tipi di leghe metalliche, resistenti alla corrosione, in grado di resistere a un certo rischio di meteoriti.
• Il nostro vetro di base è dotato di vetro antiradiazioni, per prevenire le forti radiazioni nello spazio.
• Le pareti della nostra base sono fatte di suolo lunare, che può essere utilizzato localmente e ha un certo isolamento, in modo che gli astronauti possano vivere in un ambiente confortevole e a temperatura costante.
• Tecnologia:
• Utilizzando la tecnologia di stampa 3D, produrremo automaticamente materiali da costruzione dal suolo lunare, dalle rocce e da altre risorse, risparmiando così i costi di trasporto dei materiali dalla Terra alla Luna.
• Utilizziamo anche proiezioni olografiche per mostrare alcune conquiste tecnologiche.
• Quali materiali portare:
• Cibo: Gli astronauti hanno bisogno di cibo a sufficienza per mantenere la propria salute fisica e mentale.
• Apparecchiature di comunicazione e navigazione: Gli astronauti devono rimanere in contatto con la Terra e con gli altri astronauti e hanno bisogno di apparecchiature di navigazione accurate per trovare la loro destinazione.
• Strumenti e attrezzature: Gli astronauti hanno bisogno di strumenti e attrezzature per completare le missioni e riparare le apparecchiature.
• Equipaggiamento di protezione personale: Gli astronauti hanno bisogno di un adeguato equipaggiamento di protezione personale per proteggersi dall'ambiente lunare.

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

• In termini di scienza e tecnologia, utilizziamo il monitoraggio radar per prevedere l'arrivo di disastri naturali come i meteoriti, in modo da prepararci in anticipo. Abbiamo anche dei robot muschiati che monitorano la base durante il giorno, avvisando l'equipaggio in caso di pericolo imminente.
• Il nostro guscio utilizza titanio, magnesio, alluminio e tre tipi di leghe metalliche, resistenti alla corrosione, in grado di resistere a un certo rischio di meteoriti.
• Il vetro della nostra base adotta un vetro antiradiazioni per prevenire le forti radiazioni nello spazio.
• Le pareti della nostra base sono fatte di suolo lunare, che può essere utilizzato localmente e ha un certo isolamento, in modo che gli astronauti possano vivere in un ambiente confortevole e a temperatura costante.

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: nell'agosto 2018, la NASA ha confermato la presenza di ghiaccio d'acqua negli strati superficiali dei poli lunari, che potrebbe avere una massa totale di oltre 600 milioni di tonnellate. Il 26 ottobre 2020, la NASA ha confermato che l'acqua esiste anche nelle parti della luna illuminate dalla luce del sole, quindi inizialmente potrebbe essere utilizzata. Il ghiaccio lunare viene raccolto da un rover e filtrato secondo gli standard richiesti. E un sistema di riciclaggio dell'acqua. La nostra stazione spaziale cinese ricicla il 93% dell'acqua.
Cibo: prendere un po' di cibo spaziale e semi di frutta e verdura e iniziare con verdure sopravvissute come le patate, per poi far crescere un ecosistema. Quando frutta e verdura sono mature, i semi possono essere raccolti e piantati di nuovo. Creare carne artificiale attraverso la coltura cellulare e l'ingegneria dei tessuti, permettendo alle cellule animali di proliferare da sole in laboratorio.
Energia: il polo lunare è esposto alla luce del sole per circa il 70-80% del tempo, quindi utilizziamo la tecnologia dell'energia solare per generare elettricità. Abbiamo due tipi di pannelli solari: uno è un pannello solare pieghevole, che può essere tirato indietro per evitare danni in caso di maltempo. L'altro è quello di trasformare le finestre in pannelli solari trasparenti, che consentono di risparmiare spazio e di essere esteticamente gradevoli.
  Aria: secondo una ricerca, sulla Luna c'è in realtà molto ossigeno, ma non in forma gassosa. È invece intrappolato in uno strato di roccia e polvere fine che ricopre la superficie lunare. Il numero di elementi di ossigeno nel suolo lunare ha raggiunto 40%, e più di 99,9% delle pianure e degli altopiani lunari contengono elementi di ossigeno. Sulla superficie c'è abbastanza ossigeno per sostenere circa 8 miliardi di persone sulla Terra per 100.000 anni. Quindi usiamo l'elettrolisi di fusione per estrarre l'ossigeno dal suolo lunare.

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

Riciclaggio: Uno dei modi più importanti per gestire i rifiuti è riciclare il più possibile. Questo include il riciclo di acqua, cibo e altri materiali. Il nostro tavolo può trasformare gli avanzi in energia elettrica e riutilizzarli.
Incenerimento: Alcuni tipi di rifiuti possono richiedere l'incenerimento per ridurne la massa e il volume. Nei campi lunari potrebbero essere installati sistemi di incenerimento per bruciare i rifiuti e trasformarli in ceneri che possono essere immagazzinate in modo sicuro.
Compost: I rifiuti organici possono essere compostati per creare un terreno ricco di sostanze nutritive. Il campo lunare avrà probabilmente un sistema di compostaggio che utilizza i batteri per scomporre i rifiuti organici in compost che può essere utilizzato per far crescere le piante.
Stoccaggio: I rifiuti che non possono essere riciclati, bruciati o compostati devono essere stoccati. I campi lunari possono disporre di speciali contenitori per immagazzinare in modo sicuro i rifiuti fino a quando non possono essere rispediti sulla Terra.

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

Satelliti lunari: Sulla Luna potrebbero orbitare dei satelliti che trasportano i segnali di comunicazione tra il campo lunare e la Terra. Ciò consentirebbe di comunicare in tempo reale tra la Luna e la Terra.
Antenne terrestri: I campi lunari possono utilizzare antenne terrestri per comunicare con la Terra. Queste antenne devono essere posizionate strategicamente per garantire una comunicazione affidabile.
Comunicazioni a radiofrequenza (RF): Le comunicazioni RF possono essere utilizzate per trasmettere dati tra i campi lunari e la Terra. Ciò comporterebbe l'uso di apparecchiature specializzate per trasmettere e ricevere segnali RF.
Comunicazione laser: La comunicazione laser è un'altra opzione per la trasmissione di dati tra il campo lunare e la Terra. Si tratta di utilizzare i laser per trasmettere dati su lunghe distanze ad alta velocità.
Comunicazione tra basi: Se ci sono più basi lunari, sarà necessario comunicare tra di esse. Questo può essere fatto nello stesso modo in cui si comunica con la Terra.

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.)

Geologia: La Luna è un mondo geologicamente vario e complesso. Gli scienziati possono utilizzare esperimenti per studiare le caratteristiche della superficie lunare, la mineralogia e la storia geologica. Ciò potrebbe includere la perforazione della superficie lunare per studiare campioni di carotaggi, l'analisi della composizione delle rocce e del suolo e la realizzazione di una mappa geologica della Luna.
Ambiente a bassa gravità: L'ambiente a bassa gravità sulla Luna presenta sfide e opportunità uniche per la ricerca scientifica. I ricercatori possono studiare gli effetti della bassa gravità sulla fisiologia umana, sulla crescita delle piante e sulla scienza dei materiali. Ad esempio, è possibile studiare sperimentalmente la crescita delle piante a bassa gravità e il comportamento dei materiali a bassa gravità.
Biologia: La Luna potrebbe anche essere una piattaforma preziosa per studiare l'origine della vita e l'evoluzione biologica. Si possono condurre esperimenti scientifici per studiare il comportamento dei microrganismi in ambienti a bassa gravità o per indagare gli effetti delle radiazioni sugli organismi.
Tecnologia e robotica: La Luna potrebbe essere il luogo ideale per testare nuove tecnologie e robot per l'esplorazione dello spazio. Si potrebbero condurre esperimenti per testare nuove tute spaziali, rover e altre attrezzature progettate per ambienti a bassa gravità. La robotica può essere utilizzata per esplorare la superficie lunare e condurre esperimenti scientifici.
Astronomia: La Luna è una piattaforma eccellente per l'osservazione dell'universo, perché non ha atmosfera e presenta bassi livelli di inquinamento luminoso. I ricercatori possono condurre osservazioni astronomiche ed esperimenti per studiare l'universo, tra cui lo studio dei raggi cosmici e la ricerca della materia oscura.

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

Forma fisica: Gli astronauti devono essere in ottime condizioni fisiche per sopportare i rigori del volo spaziale e dell'ambiente lunare. Il programma di addestramento comprende esercizi fisici, allenamenti di resistenza e cardiovascolari per aiutare gli astronauti a sviluppare forza, resistenza e flessibilità.
Operazioni con i veicoli spaziali: Gli astronauti devono essere in grado di gestire il veicolo spaziale che li porterà sulla Luna e viceversa. Il programma di addestramento coprirà tutti gli aspetti delle operazioni del veicolo spaziale, compresi il lancio, l'aggancio e il rientro.
Attività extraveicolare (EVA): Una missione sulla Luna richiederebbe agli astronauti di condurre delle EVA per esplorare la superficie lunare e condurre esperimenti scientifici. Il programma di addestramento includerà le procedure EVA, come l'uso di una tuta spaziale, come muoversi in ambienti a bassa gravità e come condurre esperimenti sulla superficie lunare.
Geologia lunare: La comprensione della geologia lunare è essenziale per condurre ricerche scientifiche sulla Luna. Il programma di formazione dovrebbe coprire le basi della geologia lunare, compresa la formazione della Luna, la composizione delle rocce e del suolo e le caratteristiche geologiche della superficie lunare.
Pianificazione della missione: Gli astronauti devono essere in grado di pianificare ed eseguire una missione di successo. Il programma di addestramento dovrebbe coprire tutti gli aspetti della pianificazione della missione, compresi gli obiettivi, la tempistica e i piani di emergenza.
Comunicazione: La comunicazione è fondamentale durante le missioni spaziali. Il programma di addestramento prevede esercitazioni di comunicazione, in cui gli astronauti si esercitano a comunicare con il controllo della missione e tra di loro.
Formazione psicologica: Vivere e lavorare nello spazio per lunghi periodi può essere mentalmente impegnativo. Il programma di addestramento includerà un supporto psicologico e un addestramento per aiutare gli astronauti ad affrontare lo stress del volo spaziale.

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.

Lander lunare: Un lander lunare è necessario per trasportare astronauti e attrezzature dall'orbita lunare alla superficie lunare. Il lander deve essere in grado di atterrare in sicurezza sulla superficie lunare e di decollare nuovamente per tornare in orbita lunare.
Rover ingegneristico: Un rover è necessario per esplorare la superficie lunare e raccogliere campioni. Il rover deve essere in grado di attraversare il terreno roccioso e accidentato della Luna e di lavorare nel duro ambiente lunare.
Sistema di lancio spaziale: Il lancio di un veicolo spaziale dalla Terra e il suo posizionamento in orbita lunare richiedono un sistema di lancio spaziale.
Veicolo di rientro: Un veicolo di rientro è necessario per riportare in sicurezza astronauti e campioni sulla Terra. I veicoli di rientro devono essere in grado di resistere al calore e alla pressione del rientro nell'atmosfera terrestre.

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