moon_camp
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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Ķīna 18   2 / 0 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

  1. Mūsu Mēness kempings ir sadalīts centrālajā dzīvojamā zonā un ārējā apstādījumu zonā, pētniecības zonā, kalnrūpniecības zonā, signāla pārraides zonā utt. Dzīvojamā zona ietver pamata kajītes, piemēram, guļamistabas, restorānus, galvenās vadības telpas un sporta zāles. Visas kabīņu sienas ir veidotas no titāna oglekļa šķiedras ūdens kalcija oksīda (izolācijas materiāls) kompozītmateriāla (pret radiāciju izturīgs materiāls) titāna raksta no iekšpuses uz āru. Ārējam slānim ir arī 1,6 metrus biezs aizsargslānis, kas izgatavots no īpaša Mēness augsnes materiāla.
  2. Mēs plānojam veikt zinātniskus pētījumus, eksperimentus un pētījumus par Mēness attīstību, vienlaikus nodrošinot astronautu drošību un apmešanos. Mēs izmantosim Mēness iežu plātnes, lai absorbētu siltumu un uzkrātu to siltuma savākšanas ierīcē, kas pa cauruļvadiem nodrošinās siltumu katrā nodalījumā. Turklāt mums ir elektromagnētiskās katapultēšanās glābšanās ierīces un kapsulas formas glābšanās kapsulas, ar kuru palīdzību varēsim savlaicīgi izkļūt no Mēness nopietnās bīstamās situācijās.

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

Mūsu Mēness kempings galvenokārt tiek izmantots zinātniskiem pētījumiem, lai atklātu Visuma noslēpumus, cilvēces izcelsmi un Mēness resursus. Kādi ir resursi, kas Mēnesī var labāk un vieglāk apmierināt skābekļa, ūdens un enerģijas vajadzības. Izmanto, lai izpētītu, kā audzēt Mēness augus, kā tos labi stādīt un kā Zemes augus padarīt ražīgākus. Šie zinātniskie pētījumi ir devuši būtisku ieguldījumu, lai īstenotu plānu, ka uz Mēness varētu dzīvot vairāk cilvēku.

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

Mēness nometni plānojam veidot Antarktikas Aitkena baseinā Mare Smythii. Mare Smythii atrodas Mēness aizmugurē. Tās centrs atrodas 87,7 grādos dienvidu platuma un 126,9 grādos rietumu garuma. Tajā ir 11 vidēja mēroga Juhaja grunts pārrāvuma trieciena krāteri. Iespējams, ka zem tiem ir dziļas ieplakas vai plaisas, tāpēc tajās var stabili glabāties ūdens ledus. Izvēlētajā apgabalā ir augsts FTA, OL un CPX līmenis, ko var izmantot skābekļa ražošanai un metālu, piemēram, dzelzs un titāna, ieguvei, lai apmierinātu potenciālās ilgtermiņa cilvēku dzīves vajadzības. No zinātniskās pētniecības staciju darbībai nepieciešamās enerģijas uzturēšanas viedokļa šajā apgabalā ir visspēcīgākā Mēness virsmas gaismas intensitāte, un tas ir viens no ideālākajiem apgabaliem saules enerģijas iegūšanai dienas laikā uz Mēness.

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.

Lai uzbūvētu bāzi, mēs plānojam Mēness nometni būvēt trīs posmos:

1. posms: vispirms mēs plānojam simulēt montāžas procesu uz Zemes un pēc tam nosūtīt dzīvojamās zonas moduli uz Mēnesi, izmantojot robotu bāzes montāžai. Izmantotie materiāli ir no Zemes, piemēram, titāns, alumīnijs, silīcija skābe u. c.

2. solis: nosūtiet astronautus un nākamos moduļus uz Mēnesi, pakāpeniski uzlabojot eksperimentālo zonu, stādīšanas zonu utt. Stādīšanas zonu var apvienot ar krāteri, kas ir labvēlīgs Mēness ledus ieguvei.

3. posms: Mēs plānojam iegūt materiālus no Mēness augsnes atmosfēras slāņa uz vietas un izmantot lielu 3D drukas ierīci, lai izveidotu 1,6 metrus biezu aizsardzības pret radiāciju slāni ārpus nepieciešamajiem moduļiem.

Turklāt mēs plānojam piegādāt enerģiju no Zemes jostas (saules paneļi, ģeneratori u. c.), skābekļa kompresorus un gaisa attīrītājus, atbalsta konstrukcijas (tostarp ēkas, balsti, savienotāji, kronšteini un izplešanās eņģes u. c.), ūdens apgādes sistēmas (modernas ūdens attīrīšanas un reģenerācijas iekārtas), sakaru iekārtas (tostarp sakaru satelīti, sakaru iekārtas, datori, tīkla savienojumi u. c.), dzīvības atbalsta sistēmas (tostarp dzīvības atbalsta sistēmas, tualetes, gultas, ēdināšana u. c.), zinātniskās pētniecības iekārtas (tostarp astronomijas iekārtas, laboratorijas iekārtas u. c.).

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

Mēs galvenokārt aplūkojam radiācijas, mikrometeorītu un temperatūras jautājumus saistībā ar briesmām uz Mēness.

  1. Par radiācijas jautājumiem: Mēs izmantojam trīs moduļus: pamata izolatorus, elastīgos kabeļus un Whipple ekranēšanas tehnoloģiju, kā arī Mēness augsnes speciālos materiālus, lai novērstu radiācijas apdraudējumu astronautiem. Pēc tam sienas iekšpusē pievienosim ūdens slāni, kas var efektīvi absorbēt un izkliedēt radiāciju. Tas var mazināt radiācijas kaitējumu.
  2. Par mikrometeorītu jautājumu: Mums ir īpašs ārējā slāņa materiāla aizsargslānis, un sienas ir veidotas no titāna, kas var izturēt mazus meteorītus un augstas temperatūras svārstības. Turklāt mēs izmantojam arī radaru, lai noteiktu (mikro) meteorītus, ja lēmums tiek pieņemts iepriekš.
  3. Temperatūras problēmas risināšanai: mēs izmantojam efektīvus siltumizolācijas materiālus, piemēram, grafītu, stikla šķiedru un aerogēlu, lai samazinātu siltuma pārnesi no iekštelpu un āra gaisa un novērstu āra temperatūras svārstību ietekmi uz iekštelpu temperatūru. Izmantojam ventilatorus, gaisa kondicionēšanas un citas ierīces, lai uzturētu bāzes temperatūras stabilitāti, un izmantojam enerģijas sistēmas, piemēram, saules paneļus, lai nodrošinātu nepieciešamos aukstuma un siltuma avotus iekšienē.

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

Pēc bāzes izveides astronauti izmantos Mēness roverus, lai ar kalnrūpniecības rīkiem un robotiem izraktu tuvumā esošo Mēness ledu, tādējādi to izkausējot, filtrējot un attīrot, lai iegūtu tīru ūdeni. Mēs plānojam to darīt divas līdz trīs reizes nedēļā, daļu ūdens nogādājot tieši uz dzīvojamo zonu, bet daļu uzglabājot ūdens uzglabāšanas ierīcēs. Turklāt urīna filtrātu var arī ķīmiski pārveidot par līmi, pārvēršot skābes grupas uz polimēru ķēdes esteru grupās, tādējādi mainot tā īpašības.
Astronautiem ir nepieciešama pārtika, un agrīnie astronauti patērēs no Zemes atvesto pārtiku. Protams, atvestā pārtika ilgi neizturēs, tāpēc pēc pamatiekārtu izveides astronauti izveidos stādīšanas zonu un izmantos hidroponiskās un gaisa kultivēšanas metodes, lai iestādītu dažus augus: baklažānus, kartupeļus, tomātus un citus augus, kas var papildināt dažādas barības vielas. Ņemot vērā ilgtermiņa attīstību, mēs arī gatavojamies pētīt, kā izmantot Mēness augsni augu audzēšanai.
Mūsu energosistēmā saules paneļi tiks izmantoti ikdienas pamata enerģijas ražošanai, un mēs izmantosim arī lielu daudzumu hēlija-3 uz Mēness, lai papildinātu mūsu elektroenerģijas krājumus. Pārvērsīsim to līdzstrāvā un uzglabāsim baterijā, izmantojot ķīmisko enerģiju. Kad būs nepieciešama elektrība, ķīmisko enerģiju pārveidosiet līdzstrāvā un pēc tam pārveidosiet to maiņstrāvā, lai nodrošinātu elektroenerģijas padevi.
Sākotnēji mēs iegūtu skābekli no Mēness atmosfēras slāņa vai iežiem (lai cilvēka ķermenis varētu tieši elpot, ir jāsajauc skābekļa un slāpekļa gāzes atbilstoši virsmas atmosfēras sastāvam). Slāpekli mēs ievestu no Zemes. Gaisa ieguvei mēs varam izmantot arī izkausētu elektrolīzi. mēs arī gatavojamies izmantot lēcēju, lai sakarsētu zemi līdz 2500 grādiem skābekļa ieguvei.

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

Pārstrāde un atkārtota izmantošana: Mūsu Mēness kempings izveidos slēgtu vidi, kas līdzināsies Starptautiskajai kosmosa stacijai, ļaujot astronautu radītos atkritumus pārstrādāt un izmantot atkārtoti. Piemēram, izkārnījumus un urīnu var pārstrādāt mēslojumā vai ūdenī, ko var izmantot dzīvības uzturēšanas sistēmās vai kultūraugu audzēšanai.
Oksidatīvā sadalīšanās: Atkritumus var oksidēt un sadalīt, izmantojot oksidācijas reaktoru. Oksidācijas reaktorā organiskos atkritumus sajauc ar oksidētājiem, piemēram, ūdeņraža peroksīdu, un ievieto konteinerā, lai tie reaģētu augstas temperatūras apstākļos. Šajā reakcijā organiskās vielas reaģē ar oksidantiem, veidojot drošākas vielas, piemēram, ūdeni un oglekļa dioksīdu. Pēc tam ūdeni un oglekļa dioksīdu izmanto fotosintēzei, ražojot pārtiku un nodrošinot skābekli.
Saspiestā uzglabāšana: Cietos atkritumus, lielus atkritumu gabalus u. c. var saspiest un uzglabāt īpašos konteineros, gaidot uz turpmāku pārstrādi vai atkritumu tīrīšanu.

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

Mūsu Mēness nometne izmantos signālu torņus un radarus, lai izveidotu sakarus ar satelītiem, kurus var izmantot, lai saņemtu signālus no Zemes un nodrošinātu atpakaļceļu tādas informācijas pārraidei kā attēli, dati un balss, uzturot sakarus starp nometni un Zemi. Pēc tam sazinās ar Zemi un citām Mēness nometnēm. Turklāt saziņas nodrošināšanai ar Zemi var izmantot arī radio. Pēc tehniskās apkopes pabeigšanas un nodošanas ekspluatācijā radio jāņem vērā tādi faktori kā elektromagnētisko viļņu izplatīšanās, lai nodrošinātu kvalitatīvu saziņu.
Turklāt mūsu Mēness nometnē ir uzstādīta elektromagnētiskā izmešanas ierīce, kas izmanto elektromagnētismu, lai izmestu kapsulas formas kapsulas. Pēc ātruma iestatīšanas un maršruta plānošanas tās var pārraidīt uz citām Mēness nometnēm, lai izveidotu tiešu saziņu starp astronautiem.

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 uzmanības centrā būs ģeoloģija.

Akmeņu un augsnes savākšana: Lai izprastu Mēness ģeoloģisko vēsturi un īpašības, var vākt paraugus analīzei. Šos paraugus var savākt, izmantojot urbumus vai robotus, un analizēt to ķīmiskās un fizikālās īpašības.
Seismiskais monitorings: Seismiskā aktivitāte uz Mēness ir mazāka nekā uz Zemes, taču tā sniedz noderīgu informāciju par Mēness iekšējo struktūru. Uz Mēness virsmas var izvietot zemestrīču monitoringa sensorus, lai reģistrētu un analizētu iegūtos datus.
Smaguma mērīšana: Mērot gravitācijas lauku uz Mēness ar gravimetru, var saprast Mēness iekšējo struktūru un sastāvu. Šādus mērījumus var veikt no zema augstuma orbītas vai no zemeslodes.
Magnētiskā lauka mērījumi: Mērot magnētisko lauku uz Mēness virsmas, var iegūt izpratni par fizikālajiem procesiem Mēness iekšienē. Šādus mērījumus var veikt, izmantojot orbītas aparātus vai lidaparātus.
Virsmas topogrāfiskā izpēte: Mēness virsmas topogrāfiskās izpētes veikšanai var izmantot lāzeraltimetru vai radaru un citus instrumentus, lai izveidotu Mēness virsmas ģeoloģisko karti. Šie mērījumi var palīdzēt noteikt dažādu ģeoloģisko iezīmju lielumu un formu uz Mēness.
Siltuma plūsmas mērīšana: Mērot temperatūras gradientu uz Mēness virsmas un zem tās, var saprast siltuma plūsmu un ģeoloģisko vēsturi Mēness iekšienē. Šādus mērījumus var veikt, izmantojot urbšanas instrumentus vai robotus.

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

Astronautiem ir jāiziet trīs veidu apmācība:

Pirmais veids ir profesionālā pamatapmācība: kā astronautam vispirms ir jāapgūst profesionālās teorētiskās pamatzināšanas, piemēram, par atmosfēru, astronomiju, ģeofiziku, kosmosa dinamiku, komunikāciju, datoriem utt. Visas šīs mācības ir saistītas ar kosmosu, medicīnu un fizioloģiju. Pilnveidojot pamatzināšanas šajās specialitātēs, var likt stabilu pamatu nākotnei.
Otrais veids ir lidojuma misijas apmācība: astronautiem ir jābūt ar spēcīgu ķermeņa uzbūvi, un, pamatojoties uz to, viņiem ir jāiziet arī stingra fiziskā sagatavošana. Izturības treniņš ar lieko svaru: Parasti raķetēm pacelšanās laikā ir ārkārtīgi liels paātrinājums, un bez treniņa astronauta organisms to nevar izturēt. Šādu treniņu simulēšana var palīdzēt astronautiem saglabāt skaidru prātu, pielāgoties lidojuma uzdevumiem un tos izpildīt; Bezsvara stāvokļa treniņi: Orbitālajā lidojumā kosmosa kuģis bieži atrodas mikrogravitācijas vidē, kurā astronautiem bieži ir reibonis, kas ietekmē darbību. Tāpēc ir nepieciešams simulēt Huangjing bezsvara stāvokli, lai palīdzētu astronautiem novērst bailes no bezsvara stāvokļa. Bezsvara apstākļos astronautiem ir jāveic tādi vingrinājumi kā skafandru uzvilkšana un novilkšana, ēšana un staigāšana. Visums un kosmosa kuģis ir īpaši vides faktori, un astronautiem treniņos jāuzlabo to panesamība.
Trešais veids ir profesionālo iemaņu apmācība: astronautiem ir ilgstoši jāuzturas uz Mēness, jāveic daži eksperimenti, zinātniskie pētījumi, resursu izpēte un cits saturs. Viņiem jāapgūst arī zināšanas par zinātnisko eksperimentu veikšanu un prasme apkalpot dažādas iekārtas.

Šo apmācību mērķis ir nodrošināt astronautiem iespēju dzīvot normālu dzīvi uz Mēness, veikt zinātniskus pētījumus un izpētīt Mēnesi.

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.

Mēness misijas kosmosa kuģim ir jāspēj uzņemt un nest pietiekami lielu kravu, jo, lai nokļūtu no Zemes uz Mēnesi, ir jāved līdzi daudz materiālu un krājumu, un kosmosa kuģim ir jābūt spējīgam to izturēt. Kosmosa kuģis kosmosā piestās pie kosmosa stacijas, papildinās enerģiju no stacijas un lidos uz Mēnesi.

Uz Mēness astronauti montē no Mēness atvestus noņemamus Mēness roveru moduļus, kas var veikt resursu izpēti un vākšanu. (Visi šie noņemamie Mēness roveri un izpētes roboti ir moduļi, kas konfigurēti no Zemes un samontēti uz Mēness).
Uz Mēness no Zemes atvestas mazas raķetes, ko Zemes locekļi saliks un vadīs, lai tās lidotu uz Zemi.
Mēs uzbūvējam noteikšanas robotu, kas var noteikt resursus un reljefu, analizēt vietas piemērotību bāzes būvniecībai un sniegt atgriezenisko saiti astronautiem.