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.

CCDL

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Ķīna 18   4 / 1 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

        Mūsu Mēness nometnes uzmanības centrā ir zinātniskie pētījumi, piemēram, Mēness augsnes minerālu un kosmosa gāzu vākšana un analīze, izmantojot vakuuma cimdu kastes, Ramana spektrometrus un skenēšanas elektronu mikroskopus. Mēness atkritumus, kas rodas Mēnesī, savāc rotējošā destilācijas iekārtā. Atkritumi tiek karsēti un sadalīti rotējošā destilācijas iekārtā un iztvaicēti gāzē. Gāzi kondensatorā atdzesē par šķidrumu. Izkausētā skābekļa iekārtā saražotais skābeklis būs pamats ilgtspējīgai cilvēku bāzei nākotnē.

        Turklāt mēs esam aprīkoti ar Zemes un Mēness informācijas pārraides satelītu sistēmu, kas informācijas pārraidei izmanto Mēness radaru, lai nodrošinātu efektīvu saziņu starp astronautiem un Zemi. Izmantojot 3D drukāšanas tehnoloģiju, lai uzbūvētu Mēness roveri un ledus ieguves ūdens ratu, ir atrisinātas svarīgas materiālu transportēšanas un ūdens ražošanas problēmas.

        Mēs darām visu iespējamo, lai aizsargātu astronautu drošību un uzturētu viņu pamata dzīves drošību, lai nodrošinātu viņu fizisko un garīgo veselību.

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

        Mūsu Mēness nometnes galvenais mērķis ir veikt zinātniskus eksperimentus uz Mēness un iegūt pētījumu rezultātus, lai atvieglotu resursu vākšanu un ilgtspējīgu enerģijas izmantošanu un galu galā realizētu ilgtermiņa cilvēku apmešanos un attīstību uz Mēness. Mēness ir viens no Zemei tuvākajiem debess ķermeņiem, un tā virsmā ir bagātīgi minerālresursi, ūdens saturs, stabila ģeoloģiskā vide un citas iezīmes, kam ir augsta zinātniskās pētniecības vērtība un rūpnieciskās attīstības potenciāls. Mēs galvenokārt pētīsim Mēness resursus attiecībā uz Mēness augsnes, kosmosa gāzu un gaismas analīzi un uzkrāsim attiecīgo zinātniski pētniecisko pieredzi, lai nākotnē liktu pamatus cilvēka veiktai Mēness izpētei.

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

        Mēs izvēlējāmies izveidot Mēness nometni Šekletona krāterī Mēness dienvidu polā. Saskaņā ar datu izpēti, pirmkārt, šeit ir daži krāteri, un ēnas apgabalā ir daudz ūdens ledus, ko var iegūt, izmantojot karstās kausēšanas tehnoloģiju ar ledus ieguves transportlīdzekļiem. Otrkārt, daži apgabali šeit ir pastāvīgi pakļauti saules gaismai, kas ļauj polāros reģionus pilnībā apgādāt ar saules enerģiju. Turklāt Mēness bāzei būtu jāuzkrāj daudz enerģijas, un ūdeņraža kurināmā elementi būtu ideāli piemēroti šī mērķa sasniegšanai, izmantojot ūdeni no Mēness poliem un saules enerģijas pārpalikumu. Visbeidzot, mēs plānojam netālu esošajā Malabutas kalnā uzbūvēt Zemes un Mēness sakaru releju staciju, lai īstenotu Zemes un Mēness informācijas pārraidi bez barjerām.

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.

        Runājot par bāzes galveno konstrukciju, kā Mēness bāzes pamatkonstrukciju mēs pieņēmām no karapasa atvasināto struktūru, kurai ir augsta stabilitāte un lielāka izturība, un tā var efektīvi aizsargāt pret meteorītu triecieniem un kosmisko staru starojumu.

        Mēs no Zemes atvedām pamatmateriālus un aprīkojumu, lai sagatavotu bāzi būvniecībai. Turklāt kā izejmateriālu bāzes būvniecībai izmantojām Mēness bazaltu un bāzes būvniecībai izmantojām 3D drukāšanas tehnoloģiju. Turklāt no Mēness bazalta izgatavotā betona galīgā spiedes izturība un stiepes izturība ir aptuveni 10 reizes lielāka nekā esošajam betonam.

        Mēness augsni var saķepināt mikroviļņu krāsnī, veidojot keramikas materiālus, un, tā kā tajā ir daudz silikātu, no tās vakuuma vidē var izgatavot arī īpaši tīrus stikla materiālus.

        Aktīvā Mēness putekļu noņemšanas tehnoloģija, ko pārstāv elektriskā aizkaru tehnoloģija, tiek izmantota zinātniski pētnieciskajās iekārtās, mēbelēs un astronautu skafandros bāzes iekšienē, kas var efektīvi novērst elektrostatiskos bojājumus, ko izraisa Mēness putekļu adsorbēšanās uz instrumentu virsmas elektrostatiskās iedarbības dēļ, lai aizsargātu astronautu drošību.

        Ārējais slānis ir izgatavots no kompozītmateriāliem, izmantojot aerogēlu, modernus termoaizsardzības materiālus un Mēness augsni kā izejmateriālus, izmantojot materiālu ar augstu atomu skaitu un materiālu ar zemu atomu skaitu kombinācijas tehnoloģiju, lai novērstu kaitīgo kosmisko starojumu un izvairītos no pārmērīgi augstas dienas temperatūras un pārmērīgi zemas nakts temperatūras.

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

        Lielākie apdraudējumi uz Mēness ir meteorītu triecieni, kosmiskā starojuma radītais starojums, ekstremālas temperatūras atšķirības un Mēness putekļu invāzija.

  • Meteorīta trieciens: Bāzes atrašanās vieta ievērojami samazina meteorīta trieciena varbūtību. Kompresijas materiāli var efektīvi aizsargāt bāzi. Bāzes radars arī reāllaikā uzrauga bāzes stāvokli, lai savlaicīgi veiktu aizsardzību.
  • Kosmisko staru starojums, ekstremālas temperatūras atšķirības: Lai pasargātu no radiācijas un uzturētu nemainīgu temperatūru bāzes iekšpusē, ārējā slānī tiek izmantoti aerogēli, mūsdienīgi termoaizsardzības materiāli un kompozītmateriāli, kas izgatavoti no Mēness augsnes.
  • Mēness putekļu invāzija: Izmantojiet aktīvo putekļu noņemšanas tehnoloģiju, ko pārstāv elektrisko aizkaru tehnoloģija, lai tīrīšanai sagatavotu pašattīrošus materiālus.

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

Ūdens : No vienas puses, Antarktikā ir daudz ūdens ledus, ko var iegūt ar ledus ieguves kravas automašīnām un izkausēt ar karstumu. No otras puses, ūdeni var iegūt, augsttemperatūras krāsnī apvienojot skābekli no Mēness bagātīgajiem dzelzs oksīda savienojumiem ar ūdeņraža gāzi no Mēness atmosfēras un saules vēja, ko savāc zondes un saules buras.
Pārtika: būvniecības sākumposmā astronauti ēdīs no Zemes atvestu pārtiku ar augstu uzturvērtību. Kad apstādījumu zona būs pabeigta, varēs audzēt dažādus augus, piemēram, burkānus, kas bagāti ar C vitamīnu, un sojas pupiņas, kas bagātas ar kalciju un olbaltumvielām. Tajā pašā laikā laboratorijā var pārstrādāt oglekļa dioksīdu, lai, izmantojot pārstrādes iekārtas, ražotu cieti.
Gaiss:Mēs izmantosim skābekļa un augu fotosintēzes augsttemperatūras kausēšanas metodi, lai ražotu skābekli, izmantojot mēness bagātīgos dzelzs oksīda savienojumus augsttemperatūras kausēšanas krāsns sadegšanas un augu fotosintēzes procesā var iegūt daudz skābekļa, un visbeidzot, izmantojot attiecīgās ķīmiskās reakcijas, gaisā var iegūt dažādas izejvielas, un tad iegūt gaisu.
Jauda : Saules paneļi pārvērstu saules enerģiju elektrībā, nodrošinot pietiekami daudz enerģijas Mēness bāzei. To var uzglabāt baterijās, lai izmantotu naktī. Otrkārt, mēs izmantosim ūdeņraža un skābekļa kurināmā elementus kā otru iespēju nodrošināt bāzi ar elektrību un siltumu.

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

        Cietie atkritumi ietver astronautu ekskrementus, neēdamas augu daļas, virtuves atkritumus u. c. Cietie organiskie atkritumi tiek apstrādāti, izmantojot aerobo fermentāciju augstā temperatūrā, un pēc apstrādes iegūtos produktus var izmantot kā organisko mēslojumu. Fermentācijas procesā radušos oglekļa dioksīdu var nodot arī augu tvertnē kā izejvielu augu fotosintēzei. Neorganiskie cietie atkritumi tiek sadalīti ar karstumu rotācijas destilācijas iekārtā, iztvaiko gāzē, un gāze kondensatorā tiek atdzesēta šķidrumā, un šķidrumu var sadalīt vielā, ko var atkārtoti izmantot.

        Šķidros atkritumus var izmantot reaktorā, lai izmantotu lielus spoguļus saules gaismas laušanai reaktorā un uzsildītu tos līdz vairāk nekā 900 grādiem ar Mēness augsni, lai atdalītu dažādas šķidro atkritumu sastāvdaļas. Atdalīšanas rezultātā iegūto gāzi var izmantot augu kultūrā.

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

        Satelītkomunikāciju tehnoloģija tiks izmantota, lai savāktos datus un informāciju pārraidītu uz Zemi vai citām Mēness bāzēm, izmantojot balss, video un statisko pārraidi, izmantojot Zemes un Mēness sakaru satelītus un saziņas stacijas uz zemes, tādējādi nodrošinot reāllaika saziņu starp Mēnesi un Zemi. Īstenot datu un informācijas apmaiņu, materiālu sadali utt. un veikt darba apmaiņu starp bāzēm.

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 Mēness nometnē galvenā uzmanība tiks pievērsta ģeoloģijai.

Paredzams, ka uz Mēness tiks veikti šādi eksperimenti:

Mēness minerālu analīzes eksperiments: minerālu transportēšana un vākšana ar Mēness roveri, izmantojot Ramana spektrometru, lai pētītu un analizētu Mēness virsmas minerālu sastāvu, lai pilnībā izprastu minerālu resursus uz Mēness un izstrādātu nākotnes izmantošanas plānus.
Mēness reljefa formas eksperiments: Lai novērotu minerālu morfoloģiju Mēness augsnē, tiek izmantots skenējošais elektronu mikroskops, kas parauga virsmu bombardē ar smalki fokusētu augstas enerģijas elektronu staru kūli, un sekundārie elektroni, kas rodas mijiedarbības rezultātā starp elektronu un paraugu, tiek atstaroti ar elektronu informāciju. Minerālu morfoloģisko sadalījumu var iegūt, lai nākotnē plānotu minerālresursu ieguvi uz Mēness. Un, izmantojot kameru, lāzerradaru un citas tehnoloģijas, izmērīt un izpētīt Mēness ģeomorfās virsmas, izprast Mēness ģeomorfās evolūcijas un strukturālās īpašības.
Mēness putekļu eksperiments: Lai novērstu to, ka Mēness putekļi kaitē astronautiem, mākslīgi savāc putekļu paraugus no Mēness virsmas un analizē tos, izmantojot vakuuma cimdu kastīti. Mēness virsmas putekļu sastāvs un izcelsme, kā arī Saules sistēmas rašanās un evolūcija.

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

Fiziskā un fizioloģiskā apmācība: Astronauti iziet dažādas fiziskās un fizioloģiskās apmācības, tostarp telpisko adaptāciju (izdzīvošanas treniņš slēgtā simulētā telpā), gravitācijas adaptāciju (ilgstošs treniņš liesuma un griešanās), kā arī sirds un asinsvadu un muskuļu treniņu (aerobie un anaerobie vingrinājumi, lai uzlabotu izturību un sirds un plaušu darbību). Un tā tālāk, lai pielāgotos ilgstošai dzīvei un darbam kosmosa vidē.
Tehniskā un inženiertehniskā apmācība: Astronautiem jāapgūst dažādas kosmosa tehnoloģijas un inženierzināšanas, tostarp kosmosa transportlīdzekļu ekspluatācija, lidojumu vadība, kosmosa medicīna, kosmosa vides aizsardzība un citas zināšanas.
Tālvadības un sakaru apmācības: Astronautiem ir jāapgūst un jāpraktizē dažādu tālvadības un sakaru iekārtu lietošana un apkope, kā arī dažādi saziņas protokoli un procesi, lai uzturētu kontaktu ar zemes kontroli.
Simulācijas apmācība: Lai nodrošinātu drošu un efektīvu darbību kosmosa vidē, astronautiem ir jāveic vairākas simulācijas apmācības, kas galvenokārt ietver starta, orbitālajā orbītā, kosmosa transportlīdzekļu pietauvošanās, kosmosa apkopes, pastaigu kosmosā un citas kosmosa misiju simulācijas apmācības, kā arī bezsvara stāvokļa, ugunsgrēka, skābekļa noplūdes un citas ārkārtas situāciju simulācijas apmācības.
Pārtikas un ūdens apsaimniekošana: Astronautiem ir jāizprot, kā rīkoties ar pārtikas un ūdens krājumiem, lai nodrošinātu atbilstošu uzturu un hidratāciju kosmosa vidē.
Komandas darbs un garīgās veselības apmācība: Astronautiem ir nepieciešama laba komandas darba un garīgās veselības izjūta, lai kosmosa vidē saglabātu stabilitāti un sadarbību. Lai uzlabotu astronautu psiholoģisko kvalitāti, var veikt komandas apmācību un psiholoģiskās konsultācijas.

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.

        Nepieciešamajam kosmosa kuģim ir jābūt ar labu slēgtu telpu vidi, pilnīgu skābekļa cikla ražošanas sistēmu, autonomās navigācijas iespējām, vieglu konstrukciju, labu izturību un augstu degvielas patēriņa efektivitāti.

        Galvenie transporta līdzekļi ir Mēness ratiņi un Mēness kosmosa kuģi, ko darbina ar ūdeņraža un skābekļa degvielu. Ar saules baterijām darbināms roveris var nogādāt astronautus uz dažādiem galamērķiem, lai izpētītu un apsekotu Mēness virsmu. Mēness orbitārais aparāts ir transportlīdzeklis, kas īpaši paredzēts lidojumiem un izpētei ap Mēnesi. Tas var pārvadāt personālu un aprīkojumu, lai veiktu zinātniskus pētījumus un izpētes darbus ap Mēnesi.

        Atgriežoties uz Zemes, astronauti vispirms iekāpj Mēness modulī vai līdzīgā kapsulā un, izmantojot raķetes vai citus dzinējus, izkļūst no Mēness gravitācijas un nonāk Mēness orbītā. Pēc tam savienojuma orbīta atstāj Mēness gravitāciju un nonāk Zemes orbītā. savienošanās ar Zemes moduli, atkal izmantojot raķetes vai citus dzinējus, un ieiešana Zemes atmosfērā. Visbeidzot astronautiem būs jāizmanto izpletņi vai citas bremzēšanas ierīces, lai droši nolaistu orbitālo kuģi uz Zemes virsmas.

Citi projekti: