atklāšanas interaktīvais attēls

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektu galerija

 

Moon Camp Pioneers katras komandas uzdevums ir 3D projektēt pilnu Mēness nometni, izmantojot izvēlēto programmatūru. Viņiem ir arī jāpaskaidro, kā viņi izmantos vietējos resursus, pasargās astronautus no briesmām kosmosā un aprakstīs savas Mēness nometnes dzīves un darba telpas.

makabaka

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Ķīna 19   5 / 3 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

Mūsu Mēness nometne galvenokārt sastāv no četrām daļām, kas ir sadalītas dzīvojamās un biroju zonās, kosmosa saimniecībās, laboratorijās un astronomisko novērojumu zonās.

Lai atvieglotu astronautu dzīvi, mūsu Mēness nometnē tiek izmantotas vismodernākās tehnoloģijas, izmantojot centrālo vadības ekrānu, inteliģentos robotus, vides uztveres komponentus un citus zinātniskos un tehnoloģiskos produktus, visa Mēness nometnes vide ir inteliģenta, automatizēta, vizuāla un dzirdama.

Ņemot vērā, lai atrisinātu Zemes enerģijas krīzi nākotnē, mēs esam īstenojuši dažus enerģijas ieguves projektus, izmantojot inteliģentus un automatizētus roverus, lai uz Mēness atklātu un ņemtu paraugus no dažādiem enerģijas avotiem, un pēc tam pēc testēšanas nosūtītu piemērotus ieguves transportlīdzekļus personalizētai ieguvei.

Lai uzturētu astronautu fizisko un garīgo veselību, esam izveidojuši dažādas ikdienas fiziskās aktivitātes un atpūtas pasākumus, lai visa Mēness nometne būtu zinātnes un tehnoloģiju un humānās aprūpes priekšplānā.

1.2 - Kāpēc jūs vēlaties izveidot Mēness nometni? Paskaidrojiet savu Mēness nometnes galveno mērķi (piemēram, zinātniskiem, komerciāliem un/vai tūrisma mērķiem).

Strauji attīstoties kosmiskajai tehnikai, cilvēki pamazām ir atklājuši Mēness noslēpumu, un Mēness mums var parādīties ar skaidru seju. Lai pavērtu cilvēkam apvidus, kur dzīvot, izpētīt vairāk resursu un lai cilvēki varētu izpētīt tālākas planētas, mēs esam izveidojuši Mēness nometnes uz Mēness, Zemes "kaimiņa".

Mūsu Mēness nometnes galvenais mērķis ir zinātniskie pētījumi. Balstoties uz Mēness dabiskajiem vides apstākļiem, tiek veikti eksperimentāli izmēģinājumi, enerģijas izpēte un astronomiskie novērojumi, lai sagatavotos cilvēku ceļojumiem uz citām galaktikām nākotnē.

2.1 - Kur vēlaties būvēt savu Mēness nometni? Paskaidrojiet savu izvēli.

Mēness dienvidu polā mēs izveidosim Mēness nometni, jo dienvidu polā ir pastāvīga apgaismojuma zona, kur var uzstādīt lielu skaitu saules paneļu, lai iegūtu elektroenerģiju un uzturētu visas Mēness nometnes darbību; tajā pašā laikā tur ir arī pastāvīga ēnas zona, kurā ir liels daudzums cietā ūdens, kas izkaisīts lielos krāteros, kas var stabili iegūt pietiekamus ūdens resursus. Un kosmosa lifts tiks būvēts Mēness ekvatorā. Tā kā ekvatoriālo kosmosa liftu neietekmē Zemes rotācija un rotācija, tas var nodrošināt kosmosa lifta drošību, vienlaikus samazinot izmaksas un izpildot kosmosa lifta ekspluatācijas prasības.

2.2 - Kā jūs plānojat veidot savu Mēness nometni? Apsveriet, kā jūs varētu izmantot Mēness dabas resursus un kādus materiālus jums būtu nepieciešams atvest no Zemes. Aprakstiet paņēmienus, materiālus un savu konstrukcijas izvēli.

Vispirms uz Mēness ekvatoru ar transporta raķeti tiek palaisti materiāli, Mēness augsnes ieguves analizators, 3D printeris un inteliģentais kvantu dators, kas nepieciešams kosmosa liftam, un pēc tam, izmantojot inteliģento kvantu datoru, tiek uzbūvēts kosmosa lifts, lai kontrolētu printeri. Pēc būvniecības pabeigšanas un nodošanas ekspluatācijā var ievērojami samazināt transportēšanas izmaksas. Paredzētais darbības princips paredz, ka, izmantojot nesējraķeti, vispirms uz Mēness sinhrono orbītu transportē dažas iekārtas un instrumentus, pēc tam tos savieno ar Mēness kosmosa staciju, kas atrodas tajā pašā orbītā, un pēc tam ar kosmosa lifta palīdzību transportē uz Mēnesi, neizmantojot nosēšanās moduli. Pašlaik raķešu atgūšanas tehnoloģija ir ļoti attīstīta. Ja izdosies ieviest kosmosa liftu, transportēšanas izmaksas no Zemes uz Mēnesi ievērojami samazināsies. Vēlāk tiks uzbūvēti daži liela mēroga objekti, kurus kontrolēs inteliģents kvantu dators, tādējādi novēršot grūtības, kas saistītas ar skafandru nēsāšanu uz Mēness. Būvmateriāli ir izgatavoti no Mēness augsnes, kas atbilst liela mēroga ēku būvniecības iespējām. Pēc būvniecības pabeigšanas dators nosūta informāciju, un pirms nodošanas ekspluatācijā objekts tiek pārbaudīts eksperimentos, lai pārliecinātos, vai tas atbilst prasībām. Tiks izmantotas daudzas tehnoloģijas, piemēram, kvantu skaitļošana, 3D drukāšana, pārstrādājamu raķešu tehnoloģija, augstas stiprības materiālu tehnoloģija u. c. Īpaši augstas stiprības materiāli ir iepazīstināti darbā Radiācijas un elektrostatiskā izturība ultra galda polimēru kompozītmateriāliem, kas pastiprināti ar oglekļa šķiedrām, kas var likt pamatus nākotnes ceļojumiem kosmosā.

2.3 - Kā jūsu Mēness nometne aizsargā un nodrošina astronautiem patvērumu no Mēness skarbās vides?

Mūsu Mēness kempingā ir pieejams liels daudzums elektrības, tāpēc mēs izmantojam šķidrā slāpekļa ledusskapjus, lai tiktu galā ar augstas temperatūras klimatu, un ūdens sildīšanas tehnoloģiju, lai tiktu galā ar zemas temperatūras vidi; Lai jebkurā laikā novērstu iespējamus meteorītu triecienus, mums ir speciāla meteorītu uzbrukumu atklāšanas iekārta, kas spēj tos savlaicīgi atklāt un novērst. Tajā pašā laikā ēkas telpas ir aprīkotas ar aizsargapvalku, ko var atvērt un aizvērt, lai novērstu meteorīta triecienu; Papildus stacionārai centrālajai dzīves telpai ir arī mobilas dzīvojamās telpas, kurās astronauti var iekļūt ārkārtas evakuācijai, strādājot ārpus Mēness nometnes. Turklāt, izmantojot Mēness augsni un citus materiālus nometnes vietu būvniecībai, lai samazinātu radiācijas līmeni; Vienlaikus, novērojot Sauli un paredzot gaisa slāņa eksplozijas, piemēram, Saules uzliesmojumus, izmantojot kosmosa laika prognožu tehnoloģiju, astronautu izbraukumi šajā maksimuma periodā tiek pārtraukti.

Mazas ledus un Mēness augsnes paraugu ņemšanas mašīnas tiek izmantotas, lai ņemtu un izpētītu ūdens resursus un nogādātu tos atpakaļ testēšanai. Atkarībā no ūdens kvalitātes tiek izvēlēta ieguve, un tiek nosūtītas lielas ūdens ieguves mašīnas, lai attiecīgajā apgabalā iegūtu ūdens resursus. Tiek savākti un attīrīti arī astronautu sadzīves notekūdeņi. Kosmiskās fermas tiek izmantotas kultūraugu audzēšanai, izmantojot 3D drukāšanas tehnoloģiju un mākslīgās gaļas principu, lai ar proteīna izejvielām nodrošinātu gaļas produktus, nodrošinot astronautu uztura līdzsvaru. Galvenā skābekļa ražošanas metode ir ūdens elektrolīze, kosmosa saimniecībās savācot lieko skābekli, oglekļa dioksīdu utt. Savukārt darba un dzīvojamās telpās ierīko gaisa kvalitātes detektorus un gaisa attīrītājus, kā arī spiediena detektorus un uzlabošanas ierīces, lai uzturētu Mēness nometnes kopējo spiedienu cilvēku dzīvošanai piemērotā diapazonā.

3.1 - Kā jūsu Mēness nometne nodrošinās astronautiem ilgtspējīgu piekļuvi tādām pamatvajadzībām kā ūdens, pārtika, gaiss un enerģija?

Divos rakstos, kas publicēti žurnālā Nature Astronomy, tika no jauna definēts Mēness un noskaidrota tā spēja uzglabāt vērtīgus dabas resursus - ūdens resursus. Zinātnieki vienmēr ir uzskatījuši, ka uz Mēness, īpaši tā polos, ir ciets ūdens. Mūsu Mēness bāzē ir specializētas iekārtas, ar kurām var iegūt cietu ūdeni no Mēness dienvidpola, un galvenajā objektā ir arī ierīces, ar kurām var pārstrādāt un attīrīt astronautu notekūdeņus, ko izmanto arī Starptautiskā kosmosa stacija.

Mūsu Mēness bāzē ir kosmosa saimniecība, kurā izmanto barības vielu šķīdumus un zinātnieku kultivētu augsni, lai audzētu tādas kultūras kā kartupeļus, sojas pupas, kukurūzu un citas kultūras. Mēs varam arī izmantot sojas pupiņu saražotos proteīnus kā izejvielas gaļas ražošanai, izmantojot 3D pārtikas printerus. Mūsu iekārtā ir arī virtuve, kas izmanto elektrību, lai astronauti varētu gatavot ēdienu atbilstoši savām gaumēm. Runājot par īstenošanas iespējām, jau 2019. gadā Ķīnas zinātnieki izmantoja barības vielu šķīdumus un zemes augsni uz Mēness muguras, lai audzētu kokvilnu, kartupeļus, tauriņziežus, raugu, augļu mušas un rapsi. Šie seši organismi uz Mēness muguras auga enerģiski, un žurnālā "Science" publicētais pētījums "Watch a robot 3D print a real cake" apstiprināja, ka pārtiku var drukāt.

Mūsu Mēness bāze ražo skābekli, elektrolīzējot ūdeni, un skābeklis tiek transportēts pa visu objektu. Mūsu bāzei ir arī inteliģenta vadība, kas var noteikt skābekļa koncentrāciju reāllaikā. Šo metodi izmanto arī Starptautiskā kosmosa stacija.

Lielāko daļu laika Mēness dienvidu polis ir dienasgaismā, un tur ir bagātīgi saules enerģijas resursi. Mūsu bāzes elektrība tiek iegūta, pārveidojot saules paneļus.

3.2. - Kā jūsu Mēness nometnē tiks apsaimniekoti atkritumi, ko astronauti radīs uz Mēness?

Astronautu ekskrementi un virtuves atkritumi pēc zinātniskas apstrādes tiks savākti un pēc tam ar speciāliem transporta līdzekļiem nogādāti kosmosa saimniecībās, kas var kļūt par barības vielām augiem un palielināt enerģijas izmantošanu; urīns, peldvietu ūdens un sadzīves notekūdeņi tiks vairākkārt attīrīti ar notekūdeņu attīrīšanas iekārtām un saprātīgi sadalīti un atkārtoti izmantoti atkarībā no dažādiem avotiem un dažādām attīrīšanas tehnoloģijām.

3.3 - Kā jūsu Mēness nometne uzturēs sakarus ar Zemi un citām Mēness bāzēm?

Mūsu Mēness nometne ir aprīkota ar ļoti lielu informācijas raidītāju, kas var nodrošināt elektromagnētisko signālu pārraidi un uztveršanu visā Mēness nometnē, uzturēt sakarus starp Zemi un Mēnesi un citām nometnēm, un mēs esam aprīkoti ar Zemes un Mēness atgriešanās moduli, kas var reaģēt uz milzīgu katastrofu vai nosūtīt ievainotus vai slimus astronautus atpakaļ uz Zemi ārstēšanai. Lai atvieglotu saziņu ar citām Mēness nometnēm, mums ir Mēness kosmosa kuģis, kas jebkurā laikā var pārvietot krājumus un personālu ar citām Mēness nometnēm.

4.1 - Kāda(-as) zinātniskā(-ās) tēma(-as) būtu jūsu Mēness nometnes pētniecības uzmanības centrā? Paskaidrojiet, kādus eksperimentus jūs plānojat veikt uz Mēness (piemēram, ģeoloģijas, zemas gravitācijas vides, bioloģijas, tehnoloģiju, robotikas, astronomijas u. c. jomās).

Mūsu tehnoloģiskais fokuss galvenokārt ir šādās jomās: antigravitācijas ierīces, progresīvie neitroni, roboti, astronomiskais visums, Mēness augsnes sastāva analīze un hēlija-3He ieguve, ūdens kvalitātes analīze un ieguve.

Mēness gravitācija ir viena sestā daļa Zemes gravitācijas. Liels skaits paātrinātāju rada vilci, supravadītspējas materiāli rada pretgravitācijas efektu, un magnētiskā un elektriskā lauka mijiedarbība var veicināt pretgravitācijas ierīču pētniecību. Mēs sāksim ar "antineitronu akas tipa aktīvās zonas pētniecības reaktoru", lai pētītu un analizētu progresīvos neitronus, veicot degvielas materiālu testēšanu, neitronu izkliedes eksperimentu, neitronu aktivācijas analīzi, neitronu fotografēšanu, monokristālu apstarošanas dopingu un citus darbus. Robota Dog benben kāju locītavās ir izmantotas sfēriskās locītavas, un tā kājas ir aprīkotas ar četriem Mecanum riteņiem, kas var nodrošināt vislielāko mobilitāti dažādos reljefos. Vienlaikus tas ir aprīkots arī ar kravas pacelšanas platformu aizmugurē, un tam ir četru asu mehāniskās rokas abās pusēs, lai satvertu un nostiprinātu preces. Divi mājdzīvnieku suņi Congcong un Lingling var veikt vides noteikšanu, inteliģentus atgādinājumus un balss pārraides, un tie ir savienoti ar iekštelpu noteikšanas ekrāniem. Lai gan tie nodrošina robotu virzību, tie nodrošina arī humānu aprūpi astronautiem. Mēness virsmas gravitācija ir maza, nav atmosfēras aizseguma, gaismas piesārņojuma un nav Zemes gravitācijas ietekmes, tāpēc ir ērti novērot dažādas parādības Saules sistēmā. Tajā pašā laikā ar radioteleskopu novēro Visumu. Mēness augsnes paraugu analīzei izmanto ķīmisko analīzi, rentgena starus, spektroskopiju un citus līdzekļus, no tiem iegūst hēlija-3He trioksīdu un reto metālu elementus; pēc ūdens avota noteikšanas ūdens kvalitātes analīzei izmanto masspektrometru un iegūst atbilstoši dažādiem analītiskiem mērķiem.

5.1 - Ko jūs iekļautu astronautu apmācības programmā, lai palīdzētu sagatavot astronautus lidojumam uz Mēnesi?

Teorētiskās pamatapmācības. Kā astronautam vispirms ir jāapmāca profesionālās teorētiskās pamatzināšanas, piemēram, atmosfēra, astronomija, ģeofizika, kosmosa dinamika, komunikācija, dators u. c., šīs apmācības ir kosmosa, medicīnas un fizioloģijas saturs, uzlabojot šīs profesionālās pamatzināšanas, var likt stabilu pamatu turpmākai darbībai. Un, protams, ir arī astronautu glābšanas apmācība.
Fiziskā apmācība. Astronautiem ir jābūt ar spēcīgu ķermeņa uzbūvi, turklāt viņiem ir jāiziet stingra fiziskā sagatavošana. Kosmosā un kosmosa kuģos ir īpaši vides faktori, astronautiem jābūt apmācītiem, lai uzlabotu savu toleranci. Treniņu saturs bieži vien ir garo distanču skriešana, kāpšana kalnos, virpuļkrēsls utt.
Izturības treniņš ar lieko svaru. Kad raķetes paceļas, tām parasti ir ļoti liels paātrinājums, un bez treniņa astronautu ķermeņi to nevar izturēt. Šādu treniņu simulēšana var uzturēt astronauta prātu skaidrā stāvoklī, lai viņš spētu pielāgoties un pabeigt misiju.
Bezsvara treniņš. Kosmosa kuģi orbītā lidojuma laikā bieži vien atrodas mikrogravitācijas vidē, šādā vidē astronautiem bieži rodas reibonis, kas ietekmē darbību. Tāpēc ir nepieciešams simulēt bezsvara stāvokli dzeltenajā būtībā, lai astronauti varētu novērst bailes no bezsvara stāvokļa. Bezsvara apstākļos astronautiem ir jāpilnveido prakse uzvilkt un novilkt skafandrus, ēst un staigāt.

5.2 - Kādi kosmosa kuģi būs nepieciešami jūsu nākotnes misijai uz Mēnesi? Aprakstiet savā Moon camp atrodamos transportlīdzekļus un apsveriet, kā jūs ceļosiet uz Zemi un no Zemes, kā arī izpētīsiet jaunus galamērķus uz Mēness virsmas.

kosmosa transportlīdzekļi

Lielās transporta raķetes: Mēness nometnes būvniecības sākumā mēs plaši izmantosim lielas transporta raķetes, lai uz Mēnesi nosūtītu tādus būvniecības rīkus kā 3D būvniecības printeri.
Zemes- Mēness raķete: galvenokārt izvietota uz Mēness, var reaģēt uz ārkārtas situācijām, kad notiek neizbēgamas katastrofas, var laikus nosūtīt astronautus un svarīgus objektus atpakaļ uz Zemi, lai nodrošinātu astronautu drošību.
Kosmosa lifts: Mēs uzbūvēsim kosmosa liftu uz Mēness, kas var ievērojami paātrināt materiālu un personāla pārvietošanos starp Zemi un Mēnesi un uzlabot efektivitāti.

transportlīdzekļi

Mobilitātes ratiņi starp objektiem: Lai atvieglotu astronautu pārvietošanos uz dažādiem objektiem, mēs esam izveidojuši vairākus transporta ratiņus.
Starpnometņu kuģi: Lai atvieglotu kontaktus starp nometnēm un izpētītu jaunas teritorijas, mēs esam izveidojuši vairākus starp nometņu kuģus.