atradimo interaktyvus vaizdas

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 m. projekto galerija

 

"Moon Camp Pioneers" kiekvienos komandos užduotis - 3D formatu suprojektuoti visą Mėnulio stovyklą naudojant pasirinktą programinę įrangą. Jos taip pat turi paaiškinti, kaip naudos vietinius išteklius, kaip apsaugos astronautus nuo kosmoso pavojų ir aprašyti Mėnulio stovyklos gyvenamąsias ir darbo patalpas.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kinija 18, 19   6 / 1 Anglų kalba
3D projektavimo programinė įranga: Fusion 360



1.1 - Projekto aprašymas

Mūsų bazė skirta gyventi ir preliminariai tyrinėti Mėnulį. Norime Mėnulyje įkurti stovyklas ir sužinoti, kaip kitose planetose gauti vandens, deguonies, energijos ir maisto išteklių. Bendrame bazės išplanavime remiamės lotoso forma ir bazę skirstome į keturias zonas: gyvenamąją zoną, pramogų biuro zoną, sodinimo zoną ir tyrimų zoną. Mūsų tikslas - Mėnulyje įkurti neužterštą bazę ir pastatyti vandens bei deguonies gamybos įrenginį. Mėnulio regolite esantys vandenilio ir deguonies komponentai naudojami deguoniui ir vandeniui gauti, o vanduo gali būti perdirbamas pagal valymo ciklą. Taip pat sukūrėme sulankstomą saulės bateriją, naudojančią saulės energiją kasdieniam naudojimui reikalingai energijai gauti, taip pat radarų įrenginius ir raketų sistemas, kurias galima sutraiškyti užfiksavus meteorito smūgį, kad stovykla negautų meteorito žalos.

1.2 - Kodėl norite statyti Mėnulio stovyklą? Paaiškinkite pagrindinę savo Mėnulio stovyklos paskirtį (pavyzdžiui, moksliniais, komerciniais ir (arba) turistiniais tikslais).

Mėnulio stovyklos tikslas - sukurti ilgalaikę bazę astronautams gyventi ir dirbti Mėnulio paviršiuje, kad jie galėtų atlikti mokslinius tyrimus ir technologinius tyrimus bei spręsti įvairius techninius ir išgyvenimo Mėnulio aplinkoje iššūkius. Gyvendami ir dirbdami Mėnulyje astronautai gali įgyti daug kosminės patirties ir įgūdžių. Kartu jie gali suprasti Mėnulio fizikines ir chemines savybes, tirti Mėnulio geologinę struktūrą, tirti Mėnulio kilmę ir evoliuciją, ieškoti vandens išteklių Mėnulyje. Be to, įkūrus Mėnulio stovyklas taip pat sudaromos galimybės žmonėms gyventi ateityje, o tai sudaro naujas sąlygas ir galimybes žmonėms ateityje išgyventi ir vystytis kosmose.

2.1 - Kur norite statyti Mėnulio stovyklą? Paaiškinkite savo pasirinkimą.

  • Vieta: Maraporto kalnas netoli Šakletono kraterio Mėnulio Pietų ašigalyje
  • Maraporto kalną didžiąją laiko dalį apšviečia saulės spinduliai, o du arti vienas kito esantys sulankstomi saulės kolektoriai generuoja nuolatinę energiją.Maraporto kalnas, esantis už 116 kilometrų nuo Šekletono kraterio, tiekia energiją ir užtikrina ryšį su krateriu.Kiti netoli Malaporto kalno esantys krateriai buvo giliame šešėlyje ir juose gali būti vertingo vandenilio ir kitų lakiųjų medžiagų. Maždaug 5 000 metrų aukštyje esantis Maraporto kalnas užtikrintų tiesioginio matomumo ryšį didelėse Mėnulio teritorijose, taip pat su Žeme.

2.2 - Kaip planuojate statyti Mėnulio stovyklą? Pagalvokite, kaip galėtumėte panaudoti Mėnulio gamtinius išteklius ir kokių medžiagų jums reikėtų atsivežti iš Žemės. Aprašykite metodus, medžiagas ir savo dizaino pasirinkimus.

  • Visa mūsų Mėnulio stovyklos struktūra paremta belgų rašytojo Callebeau "Eko miesto" struktūra, kuri atspindi mūsų tyrinėjimų filosofiją, integruojančią biomorfą, bioniką ir informacines bei ryšių technologijas. Bazę iš esmės sudaro pagrindinis valdymo pastatas, gyvenamoji pagalbinė zona, ekologinių augalų zona, lauko darbo zona ir saugumo apsaugos sistema. Pagrindinis valdymo pastatas yra pagrindinė astronautų darbo ir gyvenamoji zona. Darbo erdvėje įrengtos darbo vietos ir kita infrastruktūra, kad astronautai galėtų efektyviau atlikti kasdienes užduotis. Kad astronautai Mėnulyje jaustųsi kaip namie, astronautams suprojektavome individualias erdves, pavyzdžiui, vonios kambarius, virtuves ir miegamuosius. Šiose Erdvėse pastatėme lovas, stalus, knygų spintas ir kitus įrenginius, kad astronautams būtų lengviau prisitaikyti prie gyvenimo bazėje. Žinoma, ne tik tai - astronautams suprojektavome žaidimų sales, sporto sales ir kitas pramogų vietas, kad padėtume astronautams mėgautis kūnu ir protu, darbu ir poilsiu. Galiausiai suprojektavome gana išsamią saugumo apsaugos sistemą, kurią realiuoju laiku stebi palydovų stebėjimo ir fazinių radarų tinklas, kad būtų užtikrintas bazės saugumas.
    Technologijos: vandenilio regeneravimo technologija, CO2 fiksavimo technologija, puslaidininkių technologija, slėgio sūpynės adsorbcijos technologija, impulsų suspaudimo technologija, jutiklių technologija ir kt.
    Medžiagos: anglies pluoštas, stiklas, nerūdijantis plienas, mediena, plastikas, geležis, monokristalinis silicis, polisilicis, pluoštas ir kt.

2.3 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla apsaugo astronautus nuo atšiaurios Mėnulio aplinkos ir suteikia jiems pastogę?

  1. Apsauga nuo meteoritų: kurkite apsaugos nuo meteoritų sistemas. Mes naudojame palydovų tinklą ir fazinės matricos radarų tinklą, tiriame visus granuliuotus meteoritus įvairiais kampais, įvairiais lygiais, o kai juos aptinkame, siunčiame signalą į valdymo centrą, kuris siunčia signalą į bunkerį, o šis siunčia perėmėją, kad sunaikintų meteoritą ir apsaugotų mūsų stovyklą.
    Radiacijos problema: Mėnulio plytelės su įlaidų ir įskiepių konstrukcija, sukepintos iš Mėnulio grunto, tada surinktos ir pastatytos virš mūsų bazės, kad būtų sumažinta radiacija.
    Temperatūros problema: Mėnulio dirvožemis labai gerai izoliuoja šilumą ir gali būti naudojamas kaip Mėnulio bazės paviršiaus izoliacinė medžiaga. Kad būtų išvengta pernelyg aukštos temperatūros dieną ir pernelyg didelio atšalimo naktį, bazės paviršių galima padengti Mėnulio grunto sluoksniu.
    Pagrindiniai vandens šaltiniai Mėnulio stovyklai yra protinga vandens gamyba, poliarinio tirpimo vanduo, uolienų gavyba ir Žemės transportas. Siekdami geriau išnaudoti vandens išteklius, sukūrėme vandens rezervuarus, vandens saugyklas, vandenilio ir deguonies jonų regeneravimo įrenginius, saugojimo talpyklas, Mėnulio roverį ir kitą infrastruktūrą. Vanduo iš vandenilio ir deguonies jonų regeneravimo įrenginio bus tiekiamas vamzdynais į rezervuarą, o tada į talpyklą, iš kurios roveris transportuos iš poliarinio tirpstančio vandens ir rūdos išgautą vandenį į talpyklą, kur jis bus išvalomas nusodinant ir transportuojamas į saugojimo talpyklą. Vandens saugojimo rezervuaras sujungtas su beveik kiekvienu įrenginiu, kad vanduo būtų tiekiamas visai bazei.

3.1 - Kaip jūsų Mėnulio stovykloje astronautams bus užtikrinta tvari prieiga prie pagrindinių poreikių, tokių kaip vanduo, maistas, oras ir energija?

Vanduo:

Vanduo yra gyvybės šaltinis. Kad mūsų Mėnulio stovykla būtų aprūpinta tinkamu vandens kiekiu, suprojektavome visą vandens tiekimo sistemą. Pagrindiniai vandens šaltiniai Mėnulio stovyklai yra išmaniosios vandens gamybos, poliarinio tirpstančio vandens, uolienų gavybos ir Žemės transportavimo šaltiniai. Siekdami geriau išnaudoti vandens išteklius, pastatėme vandens rezervuarus, vandens saugyklas, vandenilio ir deguonies jonų regeneravimo įrenginius, saugojimo talpyklas, Mėnulio roverį ir kitą infrastruktūrą. Vanduo iš vandenilio ir deguonies jonų regeneravimo įrenginio bus tiekiamas vamzdynais į rezervuarą, o tada į talpyklą, iš kurios roveris transportuos iš poliarinio tirpstančio vandens ir rūdos išgautą vandenį į talpyklą, kur jis bus išvalomas nusodinant ir transportuojamas į saugojimo talpyklą. Vandens saugojimo rezervuaras sujungtas su beveik kiekvienu įrenginiu, kad vanduo būtų tiekiamas visai bazei.

Maistas:

Stovyklos centre įrengėme apskritą sodinimo plotą, sukurdami pastovią temperatūrinę aplinką sodinimo plote, pastatėme augalų lentynas ir vabzdžių aptikimo prietaisą. Augalų lentynose naudojame LED lemputes, kad skatintume augalų augimą ir sutrumpintume jų augimo ciklą. LED lemputės yra efektyvios ir ilgaamžės, o jų skleidžiama šiluma yra nedidelė. Astronautai pirmiausia valgys iš Žemės atvežtą maistą, o kai bus įrengtos auginimo vietos, auginsime greitai augančius maisto produktus ir daržoves, kurias lengva paruošti, pavyzdžiui, kviečius, pomidorus, braškes, morkas, lęšius, saldžiąsias bulves.

Galia:

Pirma, naudodami saulės energiją (Mėnulyje nėra atmosferos, todėl ji 1,5 karto efektyvesnė nei Žemėje), naudojame sulankstomus saulės energijos surinkimo įrenginius, kurie surenka saulės šviesą ir siunčia ją į įvairias stovyklos vietas, kad nuolat gamintų elektrą ir vandenį.
Kitas šaltinis yra helis-3, kuris natūraliai yra palankus kaip branduolinis kuras, tačiau, deja, šis išteklius Žemėje yra per retas, kad jį būtų galima naudoti didelio masto branduolinės energijos gamybai. Kita vertus, Mėnulyje helio-3 yra gausu, o jo atsargos, remiantis Mėnulio tyrimų duomenimis, siekia daugiau nei milijoną tonų. Be to, tai aplinkai nekenksmingas išteklius. Manau, kad per daugelį metų visi pajutote klimato atšilimo keliamas problemas. Pagrindinė priežastis - įvairių anglies išteklių naudojimas, dėl kurio į atmosferą patenka vis daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų, todėl Žemės šiltnamio efektas tampa vis stipresnis. Helis-3, švarus energijos šaltinis, tokios problemos nekelia, nes neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip anglies dioksidas. Tai prasminga, atsižvelgiant į neatidėliotiną poreikį gerinti aplinkos būklę.

Oro:

Norint Mėnulyje gaminti deguonį, prietaisas gali būti naudojamas lydymo elektrolizei. Šia technologija galima kaitinti ir lydyti Mėnulio dirvožemį ar uolienas elektrolizei. Deguonis iš lydalo išsiskirs burbuliukų pavidalu.
Šis metodas yra paprastas, nereikalauja papildomų reagentų, jame neatsižvelgiama į medžiagų atgavimą ir perdirbimą. Be deguonies, juo taip pat galima paruošti didelio grynumo silicį, geležį ir kitas metalines medžiagas.
Pasak Kinijos penktosios astronautikos akademijos 508 instituto tyrėjo Guo Linli, Kinijos penktosios astronautikos akademijos 511 institutas, naudodamas zondo "Chang'e" platformą ir nedidelį reaktorių, atliko deguonies gamybos Mėnulio paviršiuje eksperimentus ir pasiekė tam tikrų laimėjimų.

3.2 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla tvarkys Mėnulyje astronautų susidarančias atliekas?

Pirma, Mėnulyje astronautų susidarančias organines atliekas ir žmonių atliekas bioreaktoriuose būtų galima suskaidyti į trąšas, kurios vėliau būtų naudojamos augalams auginti. Be to, nuotekas galima paversti vandeniu, kurį astronautai galėtų naudoti pakartotinai, taikant tokius valymo procesus kaip atvirkštinė osmozė ir distiliacija.
Antra, Mėnulyje astronautų pagamintas neorganines atliekas ir išmestą įrangą galima surinkti ir pakartotinai panaudoti. Pavyzdžiui, išmesta įranga ir metalinės dalys gali būti perdirbtos į naujas dalis, o panaudoti akumuliatoriai ir elektroninės atliekos gali būti perdirbtos. Taip ne tik sumažinamas atliekų susidarymas, bet ir maksimaliai panaudojami ištekliai. Galiausiai, atliekos, kurių negalima perdirbti ar utilizuoti, turi būti tinkamai pašalintos. Pavyzdžiui, statyti sąvartynus Mėnulyje, laidoti atliekas po žeme arba šalinti jas naudojant tokias technologijas kaip lydymas aukštoje temperatūroje.

3.3 - Kaip jūsų Mėnulio stovykla palaikys ryšį su Žeme ir kitomis Mėnulio bazėmis?

Informaciją tarp Mėnulio ir Žemės bei Mėnulio stovyklos galime perduoti per dirbtinius palydovus, o astronautų nešiojamose gyvybės palaikymo sistemos kuprinėse įrengtos VHF radijo stotys, kuriomis iš skafandrų į valdymo centrą galima perduoti garso ir biojutiklių duomenis, o tada informaciją perduoti per dirbtinius palydovus. Per žmonių dėvimus jutiklinius drabužius galime ne tik bendrauti, bet ir stebėti kiekvieno Mėnulio stovykloje esančio žmogaus fizinės sveikatos rodiklius ir apsaugoti kiekvieno Mėnulio stovyklos personalo gyvybę bei sveikatą.

4.1 - Kokia (-ios) mokslinė (-ės) tema (-os) būtų jūsų Mėnulio stovyklos tyrimų objektas? Paaiškinkite, kokius eksperimentus planuojate atlikti Mėnulyje (pavyzdžiui, geologijos, mažos gravitacijos aplinkos, biologijos, technologijų, robotikos, astronomijos ir kt. temomis).

Mėnulio stovykloje su "ekologinio miesto" koncepcija pasauliui pristatome tiriamąją biomorfizmo, bionikos ir informacinių bei ryšių technologijų integravimo koncepciją. Su šia tema susiję palydovinė orbita, ekologinis parkas ir kt. bus mums įdomiausi eksperimentai.

Palydovo orbitos eksperimentas (orbitos bandymas, ryšio bandymas, stebėjimo bandymas, sistemos bandymas, susidūrimo bandymas, gyvavimo trukmės bandymas):

Pagerinti bendravimo galimybes: Ryšių palydovų statyba Mėnulio orbitoje gali pagerinti ryšio tarp Žemės ir Mėnulio galimybes ir užtikrinti geresnę ryšio paramą būsimiems Mėnulio tyrimams ir žmonių išsilaipinimui Mėnulyje.
Mėnulio navigacijos ir padėties nustatymo sistema: Mėnulio orbitoje pastatyti navigacijos palydovai gali užtikrinti tikslias vietos nustatymo ir navigacijos paslaugas zondams ir astronautams Mėnulio paviršiuje, panašiai kaip GPS sistema Žemėje.
Mėnulio stebėjimas ir tyrinėjimas: Mėnulio orbitoje pastatyti stebėjimo palydovai gali užtikrinti visapusišką ir nepertraukiamą Mėnulio paviršiaus stebėjimą ir tyrinėjimą, suteikiant svarbių duomenų Mėnulio išteklių plėtrai ir aplinkos tyrimams.
Kosminiai moksliniai tyrimai: Mėnulio orbitoje statomi mokslinių tyrimų palydovai gali atlikti kosminius mokslinius eksperimentus ir tyrimus, pavyzdžiui, Saulės vėjo, kosminių spindulių, mikrogravitacijos aplinkos ir kt. tyrimus.
Giliojo kosmoso tyrimų bazė: Mėnulio orbitiniai palydovai gali tapti giliojo kosmoso tyrinėjimų atspirties tašku, nes jie gali būti svarbi parama būsimiems Marso tyrimams ir tolesniems kosmoso tyrinėjimams.

Šiuo metu žmonės turi technologiją, leidžiančią siųsti palydovus į Mėnulio orbitą. Pavyzdžiui, JAV programa "Apollo" ir Kinijos zondas "Chang' e" sėkmingai išvedė zondą į Mėnulio orbitą. Nors palydovo išsiuntimo į Mėnulio orbitą kaina yra palyginti didelė, tikimasi, kad tobulėjant kosmoso technologijoms paleidimo kaina palaipsniui mažės. Be to, Mėnulio orbitoje skriejantys palydovai gali būti svarbi parama būsimiems Mėnulio tyrimams ir vystymuisi, todėl investicijos ilgainiui pasiteisins. Praktiniu požiūriu Mėnulio orbitoje skriejančių palydovų statyba yra prasminga. Trumpai tariant, palydovų orbitoje Mėnulyje statyba yra labai svarbi, be to, ją įmanoma įgyvendinti technologiniu, ekonominiu ir praktiniu požiūriu. Toliau vystantis kosmoso technologijoms, palydovų statyba Mėnulio orbitoje ateityje taps realybe.

Ekologinis parkas - tai eksperimentas:

Mėnulio ekologiniame parke turi būti sukurta uždara žiedinė ekosistema, kuri padėtų išgyventi žmonėms ir kitiems organizmams. Tai apima maisto auginimą, deguonies tiekimą, atliekų tvarkymą ir t. t. Kuriant Mėnulio ekosistemą reikia išspręsti daugybę uždavinių, pavyzdžiui, kaip auginti augalus mažos Mėnulio gravitacijos aplinkoje ir kaip išlaikyti ekosistemos stabilumą. Mėnulio ekologinis parkas gali būti mokslinių tyrimų bazė Mėnulio geologijos, biologijos ir aplinkos tyrimams. Kartu Mėnulio ekologinis parkas gali tapti Mėnulio išteklių ir kosminio turizmo plėtros baze.

Mėnulio ekologinio parko įkūrimas yra sudėtingas ir perspektyvus projektas, kuriame laukiame jaunų žmonių, siekiančių dalyvauti!

5.1 - Ką įtrauktumėte į astronautų rengimo programą, kad astronautai būtų parengti skrydžiui į Mėnulį?

Astronautai - tai tam tikra ypatinga profesija, užsiimanti kosmine veikla kosmose. Jie turi atlikti specialias užduotis, tokias kaip skrydžio stebėjimas, valdymas, kontrolė, ryšiai, techninė priežiūra ir moksliniai tyrimai ypatingomis aplinkos sąlygomis, ir gali normaliai gyventi. Dėl to jie turi atlikti griežtą mokymą, kad turėtų puikias fizines ir psichologines savybes, gebėtų prisitaikyti prie ypatingų kosmoso aplinkos veiksnių, įvaldyti erdvėlaivį ir įvykdyti misiją, turėtų įvairių žinių ir įgūdžių. Astronautų mokymo turinį sudaro : fiziniai pratimai, teorinių žinių lavinimas, psichologinis mokymas, ištvermės ir gebėjimo prisitaikyti prie specialių aplinkos veiksnių mokymas, išgyvenimo mokymas ir erdvėlaivių technologijų mokymas, kosminės medicinos inžinerijos technologijų mokymas, kosmoso mokslo ir taikymo žinių ir technologijų mokymas, išgyvenimo mokymas ir visapusiškas mokymas. Taip pat reikia pajusti mažos gravitacijos aplinką mikrogravitacijos būsenos bevariklio plūduriuojančiame bunkeryje ir iš anksto prisitaikyti prie Mėnulio aplinkos. Siekiant užtikrinti, kad astronautų fizinė ir psichologinė kokybė būtų pakankamai gera, kad jie galėtų greitai prisitaikyti prie ypatingos aplinkos, būtina iš anksto pajusti mažos gravitacijos aplinką mikrogravitacijos būsenos plūduriuojančioje nulinės gravitacijos kabinoje ir prisitaikyti prie Mėnulio aplinkos. Vykdyti techninius mokymus, pavyzdžiui, kosminių laivų, kad astronautai galėtų pradėti tam tikrus tyrimus ir skrydžius Mėnulyje.

5.2 - Kokių kosminių transporto priemonių reikės jūsų būsimai Mėnulio misijai? Aprašykite savo Moon camp esančias transporto priemones ir apsvarstykite, kaip keliausite į Žemę ir iš jos bei tyrinėsite naujas vietas Mėnulio paviršiuje.

Mes gabename savarankiškai Kinijoje sukurtą erdvėlaivį "Tianwen-11", kuris yra padalytas į šias tris dalis:

Pilotuojama kapsulė: joje daugiausia gabenami keli mokslininkai ir nedidelis Mėnulio stovyklos patirties skaičius.
Valdymo modulis: erdvėlaivio judėjimo kryptį valdo dirbtinis intelektas, o pagrindinei daliai pasiekus Mėnulį, jis liks Mėnulio orbitoje ir atliks priežiūros funkciją.
Krovinių skyrius: daugiausia atsakingas už Mėnulio stovyklai reikalingų daiktų ir šiek tiek maisto gabenimą.

Mėnulyje pastatysime savo roverį ir jį transportuosime.

Paprastai į Žemę grįžtume pilotuojama kapsule. Turime paleidimo nutraukimo sistemą, kad galėtume pabėgti iš Mėnulio, kuri skirta avarinėms situacijoms.
Mėnulio orbitoje turime komandinį modulį (t. y. aptikimo palydovą), kuris keis Mėnulio judėjimą ir galės realiuoju laiku stebėti padėtį Mėnulio paviršiuje. Mes, astronautai, galime vairuoti Mėnulio transporto priemones arba zondus ir tyrinėti Mėnulį pagal sąlygas Mėnulio paviršiuje.

Kiti projektai: