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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Ķīna 18, 19   6 / 1 Angļu valodā
3D projektēšanas programmatūra: Fusion 360



1.1 - Projekta apraksts

Mūsu bāze ir paredzēta dzīvošanai un provizoriskai Mēness izpētei. Mēs vēlamies izveidot nometnes uz Mēness un uzzināt, kā iegūt ūdens, skābekļa, enerģijas un pārtikas resursus uz citām planētām. Kopējā bāzes plānojumā mēs atsaucamies uz lotosa formu un sadalām bāzi četrās zonās, dzīvojamā zonā, izklaides biroja zonā, stādīšanas zonā un pētniecības zonā. Mūsu mērķis ir izveidot bāzi uz Mēness bez piesārņojuma un uzbūvēt ūdens un skābekļa ražošanas iekārtu. Ūdeņraža un skābekļa komponenti, kas atrodas Mēness regolītā, tiek izmantoti, lai iegūtu skābekli un ūdeni, un ūdeni var pārstrādāt, izmantojot attīrīšanas ciklu. Mēs uzbūvējām arī salokāmu saules paneli, kas izmanto saules enerģiju, lai iegūtu ikdienā nepieciešamo enerģiju, kā arī radaru ierīces un raķešu sistēmas, kuras, konstatējot meteorīta triecienu, var sasmalcināt, lai nometne nesaņemtu meteorīta bojājumus.

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

Mēness nometnes mērķis ir nodrošināt ilgtermiņa bāzi astronautiem, lai viņi varētu dzīvot un strādāt uz Mēness virsmas un veikt zinātniskus pētījumus un tehnoloģiskus pētījumus, kā arī risināt dažādas tehniskas un izdzīvošanas problēmas, kas rodas Mēness vidē. Dzīvojot un strādājot uz Mēness, astronauti var iegūt bagātīgu pieredzi un prasmes kosmosā. Vienlaikus viņi var izprast Mēness fizikālās un ķīmiskās īpašības, izpētīt Mēness ģeoloģisko uzbūvi, pētīt Mēness izcelsmi un evolūciju, kā arī meklēt ūdens resursus uz Mēness. Turklāt Mēness nometņu izveide nodrošina arī iespēju cilvēkiem dzīvot nākotnē, nodrošinot jaunus apstākļus un iespējas cilvēcei nākotnē izdzīvot un attīstīties kosmosā.

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

  • Atrašanās vieta: Maraporta kalns netālu no Šekletona krātera Mēness dienvidu polā.
  • Maraportas kalns lielāko daļu laika ir pakļauts saules gaismai, un divi cieši pieguļoši salokāmi saules paneļi nepārtraukti ražo elektroenerģiju.Maraportas kalns, kas atrodas 116 kilometru attālumā no Šekletona krātera, nodrošina krāterim elektroenerģiju un komunikācijas.Citi krāteri Malaportas kalna tuvumā ir dziļā ēnā, un tajos var būt vērtīgs ūdeņradis un citi gaistošie materiāli. Maraporta kalns, kas atrodas aptuveni 5000 metru augstumā, nodrošinātu tiešās redzamības sakarus lielās Mēness teritorijās, kā arī uz Zemi.

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.

  • Visa mūsu Mēness nometnes struktūra ir balstīta uz beļģu rakstnieka Kallebo (Callebeau) "Eko pilsētas" struktūru, kas atspoguļo mūsu pētniecisko filozofiju, integrējot biomorfu, bioniku un informācijas un komunikācijas tehnoloģijas. Bāzi pamatā veido galvenā vadības ēka, dzīvojamā atbalsta zona, ekoloģisko stādījumu zona, āra darba zona un drošības aizsardzības sistēma. Galvenā vadības ēka ir galvenā astronautu darba un dzīves zona. Darba telpa ir aprīkota ar darba vietām un citu infrastruktūru, lai labāk palīdzētu astronautiem efektīvi veikt ikdienas uzdevumus. Lai astronauti uz Mēness justos kā mājās, mēs izstrādājām astronautiem individuālas telpas, piemēram, vannas istabas, virtuves un guļamistabas. Šajās telpās mēs izbūvējām gultas, rakstāmgaldus, grāmatu plauktus un citas iekārtas, lai palīdzētu astronautiem pielāgoties dzīvei bāzē. Protams, ne tikai to, mēs projektējām arī spēļu zāles, sporta zāles un citas izklaides vietas mūsu astronautiem, lai palīdzētu mūsu astronautiem izbaudīt miesas un prāta priekus, darbu un atpūtu. Visbeidzot, mēs izstrādājām salīdzinoši pilnīgu drošības aizsardzības sistēmu kopumu, ko reāllaikā uzrauga satelītnovērošanas un fāzētās matricas radaru tīkls, lai nodrošinātu bāzes drošību.
    Tehnoloģija: ūdeņraža atgūšanas tehnoloģija, CO2 fiksācijas tehnoloģija, pusvadītāju tehnoloģija, spiediena šūpoļu adsorbcijas tehnoloģija, impulsu kompresijas tehnoloģija, sensoru tehnoloģija utt.
    Materiāli: oglekļa šķiedra, stikls, nerūsējošais tērauds, koks, plastmasa, dzelzs, monokristāliskais silīcijs, polisilīcijs, šķiedra utt.

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

  1. Aizsardzība pret meteorītiem: Izveidojiet pretmeteorītu aizsardzības sistēmas. Tas, ko mēs darām, ir, ka mēs izmantojam satelītu tīklu un fāzētās matricas radaru tīklu, un mēs apsekojam visus granulveida meteorītus dažādos leņķos, dažādos līmeņos, un, kad mēs tos atrodam, mēs nosūtām signālu uz vadības centru, kas nosūta signālu uz bunkuru, kurš nosūta pārtvērēju, lai iznīcinātu meteorītu un aizsargātu mūsu nometni.
    Radiācijas problēma: Mēness flīzes ar ķīļu un ķīļu struktūru, kas saķepinātas no Mēness augsnes, pēc tam saliktas un uzbūvētas virs mūsu bāzes, lai samazinātu radiāciju.
    Temperatūras problēma: Mēness augsnei ir ļoti laba siltumizolācija, un to var izmantot kā Mēness bāzes virsmas izolācijas materiālu. Lai izvairītos no pārmērīgas temperatūras dienas laikā un pārmērīgas atdzišanas naktī, bāzes virsmu var nosegt ar Mēness augsnes slāni.
    Galvenie ūdens avoti Mēness nometnei ir inteliģentā ūdens ieguve, polārā kušanas ūdens, iežu ieguve un Zemes transports. Lai labāk izmantotu ūdens resursus, esam uzbūvējuši ūdens tvertnes, ūdens uzglabāšanas tvertnes, ūdeņraža un skābekļa jonu atgūšanas ierīces, uzglabāšanas tvertnes, Mēness roveri un citu infrastruktūru. Ūdens no ūdeņraža un skābekļa jonu atgūšanas ierīces pa cauruļvadiem nonāks tvertnē un pēc tam rezervuārā, kur roveris transportēs no polārā kušanas ūdens un rūdas iegūto ūdeni uz rezervuāru, kur tas tiks attīrīts ar nokrišņiem un transportēts uz uzglabāšanas tvertni. Ūdens uzglabāšanas tvertne ir savienota ar gandrīz katru vienību, lai apgādātu ar ūdeni visu bāzi.

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

Ūdens:

Ūdens ir dzīvības avots. Lai mūsu Mēness nometnei būtu pietiekama ūdensapgāde, mēs izstrādājām pilnīgu ūdensapgādes sistēmu. Galvenie ūdens avoti Mēness nometnei ir inteliģentā ūdens ražošana, polārā kušanas ūdens, iežu ieguve un Zemes transports. Lai labāk izmantotu ūdens resursus, esam uzbūvējuši ūdens tvertnes, ūdens uzglabāšanas tvertnes, ūdeņraža un skābekļa jonu atgūšanas ierīces, uzglabāšanas tvertnes, lunāro roveri un citu infrastruktūru. Ūdens no ūdeņraža un skābekļa jonu atgūšanas ierīces pa cauruļvadiem nonāks tvertnē un pēc tam rezervuārā, kur roveris transportēs no polārā kušanas ūdens un rūdas iegūto ūdeni uz rezervuāru, kur tas tiks attīrīts ar nokrišņiem un transportēts uz uzglabāšanas tvertni. Ūdens uzglabāšanas tvertne ir savienota ar gandrīz katru vienību, lai apgādātu ar ūdeni visu bāzi.

Pārtika:

Nometnes centrā mēs izveidojām apaļu stādīšanas laukumu, radot stādīšanas zonā nemainīgu temperatūras vidi, un uzstādījām augu plauktus un kukaiņu noteikšanas instrumentu. Augu plauktos izmantojam LED apgaismojumu, lai veicinātu augu augšanu un saīsinātu augu augšanas ciklu. LED gaismas diodes ir efektīvas, un tām ir ilgs kalpošanas laiks, bet siltuma izvades jauda ir zema. Astronauti vispirms ēdīs no Zemes atvesto pārtiku, un, kad būs izveidotas audzēšanas zonas, mēs audzēsim ātri augošus pārtikas produktus un dārzeņus, kas ir viegli pagatavojami, piemēram, kviešus, tomātus, zemenes, burkānus, lēcas, saldos kartupeļus.

Jauda:

Pirmkārt, izmantojot saules enerģiju (Mēnesim nav atmosfēras, un tā ir 1,5 reizes efektīvāka nekā uz Zemes), mēs izmantojam saliekamas saules enerģijas vākšanas ierīces, lai uztvertu pieejamo saules gaismu un nosūtītu to uz dažādām nometnes daļām, lai nepārtraukti ražotu elektrību un ūdeni.
Otrs ir hēlijs-3, kas ir dabiski iecienīts kā kodoldegviela, bet diemžēl šis resurss uz Zemes ir pārāk rets, lai to varētu izmantot liela mēroga kodolenerģijas ražošanā. Turpretī uz Mēness hēlijs-3 ir bagātīgs, un, kā liecina Mēness pētījumi, tā krātuves ietilpība tiek lēsta vairāk nekā miljona tonnu apmērā. Turklāt tas ir videi draudzīgs resurss. Es ticu, ka gadu gaitā jūs visi esat izjutuši klimata sasilšanas radītās problēmas. Galvenais iemesls ir dažādu oglekļa resursu izmantošana, kā rezultātā atmosfērā nonāk arvien vairāk siltumnīcefekta gāzu, tāpēc Zemes siltumnīcas efekts kļūst arvien spēcīgāks. Hēlijs-3, tīrs enerģijas avots, nerada šādas problēmas, jo tas neizdala siltumnīcefekta gāzes, piemēram, oglekļa dioksīdu. Tas ir loģiski, ņemot vērā steidzamo nepieciešamību uzlabot vidi.

Gaisa:

Lai ražotu skābekli uz Mēness, ierīci var izmantot kausēšanas elektrolīzei. Ar šo tehnoloģiju var uzkarsēt un izkausēt Mēness augsni vai iežus elektrolīzes vajadzībām. Skābeklis no kausējuma izdalīsies burbuļu veidā.
Šī metode ir vienkārša, tai nav nepieciešami papildu reaģenti, un tajā nav ņemta vērā materiālu reģenerācija un otrreizēja pārstrāde. Papildus skābeklim ar to var iegūt arī augstas tīrības pakāpes silīciju, dzelzi un citus metāla materiālus.
Saskaņā ar Ķīnas Piektās astronautikas akadēmijas 508. institūta pētnieka Guo Linli teikto, Ķīnas Piektās astronautikas akadēmijas 511. institūts ir veicis eksperimentus, lai ražotu skābekli uz Mēness virsmas, izmantojot zondes "Chang 'e" platformu un nelielu reaktoru, un guvis zināmus panākumus.

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

Pirmkārt, organiskos atkritumus un cilvēku atkritumus, ko astronauti rada uz Mēness, bioreaktoros varētu sadalīt mēslojumā, ko pēc tam varētu izmantot augu audzēšanai. Turklāt notekūdeņus var pārvērst ūdenī, ko astronauti var izmantot atkārtoti, izmantojot tādus attīrīšanas procesus kā reversā osmoze un destilācija.
Otrkārt, neorganiskos atkritumus un nolietoto aprīkojumu, ko astronauti radījuši uz Mēness, var reģenerēt un izmantot atkārtoti. Piemēram, nolietotās iekārtas un metāla detaļas var pārstrādāt jaunās detaļās, bet izlietotās baterijas un elektroniskos atkritumus var pārstrādāt. Tas ne tikai samazina atkritumu rašanos, bet arī maksimāli palielina resursu izmantošanu. Visbeidzot, atkritumi, kurus nav iespējams pārstrādāt vai pārstrādāt, ir pienācīgi jālikvidē. Piemēram, veidojot poligonus uz Mēness, apglabājot atkritumus pazemē vai atbrīvojoties no tiem, izmantojot tādas tehnoloģijas kā kausēšana augstā temperatūrā.

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

Mēs varam sazināties ar mākslīgajiem pavadoņiem, izmantojot informāciju starp Mēnesi un Zemi un Mēness nometni, un pārnēsājamajās astronautu mugursomās ar dzīvības uzturēšanas sistēmu ir VHF radio, kas var pārraidīt skaņas un biosensoru datus no skafandriem uz vadības centru, un pēc tam pārraidīt informāciju, izmantojot mākslīgos pavadoņus. Mēs varam ne tikai sazināties, bet arī uzraudzīt katra cilvēka fiziskās veselības rādītājus Mēness nometnē, izmantojot sensoru apģērbu, ko valkā cilvēki, un aizsargāt katra Mēness nometnes personāla dzīvību un veselību.

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).

Mēness nometnē ar jēdzienu "ekoloģiskā pilsēta" mēs iepazīstinām pasauli ar pētniecisko koncepciju par biomorfisma, bionikas un informācijas un komunikāciju tehnoloģiju integrāciju. Ap šo tēmu mums interesantākie eksperimenti būs satelīta orbīta, ekoloģiskais parks utt.

Satelīta orbītas eksperiments (orbītas tests, sakaru tests, novērošanas tests, sistēmas tests, sadursmju tests, kalpošanas tests):

Uzlabot saziņas spējas: Sakaru satelītu izbūve Mēness orbītā var uzlabot saziņas iespējas starp Zemi un Mēnesi un nodrošināt labāku saziņas atbalstu turpmākajai Mēness izpētei un cilvēku izkraušanai uz Mēness.
Mēness navigācijas un pozicionēšanas sistēma: Navigācijas satelītu izbūve Mēness orbītā var nodrošināt precīzus pozicionēšanas un navigācijas pakalpojumus zondēm un astronautiem uz Mēness virsmas, līdzīgi kā GPS sistēma uz Zemes.
Mēness novērošana un izpēte: Novērošanas satelītu būve Mēness orbītā var nodrošināt visaptverošu un nepārtrauktu Mēness virsmas novērošanu un izpēti, sniedzot svarīgus datus Mēness resursu attīstībai un vides izpētei.
Kosmosa zinātniskie pētījumi: Zinātniski pētniecisko satelītu būvniecība Mēness orbītā var veikt kosmosa zinātniskos eksperimentus un pētījumus, piemēram, saules vēja, kosmisko staru, mikrogravitācijas vides u. c. pētījumus.
Dziļā kosmosa izpētes bāze: Mēness orbītā riņķojoši satelīti var kalpot kā atspēriena punkts dziļā kosmosa izpētei, sniedzot būtisku atbalstu turpmākai Marsa izpētei un kosmosa izpētei.

Šobrīd cilvēkiem ir tehnoloģija, kas ļauj nosūtīt satelītus uz Mēness orbītu. Piemēram, Amerikas Savienoto Valstu Apollo programma un Ķīnas zondes Chang' e ir sekmīgi ieviesušas zondes Mēness orbītā. Lai gan satelītu nosūtīšanas izmaksas uz Mēness orbītu ir salīdzinoši augstas, paredzams, ka, attīstoties kosmosa tehnoloģijām, palaišanas izmaksas pakāpeniski samazināsies. Turklāt Mēness orbītā izvietotie satelīti var sniegt būtisku atbalstu turpmākai Mēness izpētei un attīstībai, un ilgtermiņā ieguldījumi ir atmaksājami. No praktiskā viedokļa raugoties, Mēness orbītas satelītu būvei ir jēga. Īsāk sakot, satelīta orbītā uz Mēness būvei ir liela nozīme, un tā ir iespējama gan tehnoloģiskā, gan ekonomiskā un praktiskā ziņā. Turpinot attīstīt kosmosa tehnoloģijas, satelītu būve Mēness orbītā nākotnē kļūs par realitāti.

Ekoloģiskais parks ir eksperiments:

Mēness ekoloģiskajam parkam ir jāizveido slēgta apļveida ekosistēma, lai nodrošinātu cilvēku un citu organismu izdzīvošanu. Tas ietver pārtikas audzēšanu, skābekļa nodrošināšanu, atkritumu attīrīšanu utt. Mēness ekosistēmas izveidei nepieciešams risināt daudzas problēmas, piemēram, kā audzēt kultūraugus zemas gravitācijas apstākļos uz Mēness un kā saglabāt ekosistēmas stabilitāti. Mēness ekoloģiskais parks var kalpot kā zinātniskās pētniecības bāze Mēness ģeoloģijas, bioloģijas un vides pētījumiem. Vienlaikus Mēness ekoloģiskais parks var kļūt arī par bāzi Mēness resursu un kosmosa tūrisma attīstībai.

Mēness ekoloģiskā parka izveide ir izaicinošs un daudzsološs projekts, ceram uz mērķtiecīgu jauniešu līdzdalību!

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

Astronauti ir sava veida īpaša profesija, kas nodarbojas ar kosmosa darbībām kosmosā. Viņiem ir jāveic īpaši uzdevumi, piemēram, lidojuma uzraudzība, ekspluatācija, kontrole, komunikācija, apkope un zinātniskie pētījumi īpašos vides apstākļos, un viņi var normāli dzīvot. Tas prasa, lai viņi veiktu stingru apmācību, lai viņiem būtu izcilas fiziskās un psiholoģiskās īpašības, spēcīgas spējas pielāgoties īpašajiem kosmosa vides faktoriem, kā arī apgūt kosmosa kuģi un pabeigt misiju, jābūt dažādām zināšanām un prasmēm. Astronautu apmācības saturs ietver: fiziskos vingrinājumus, teorētisko zināšanu apguvi, psiholoģisko apmācību, izturības un pielāgošanās spējas īpašiem vides faktoriem apmācību, izdzīvošanas apmācību un kosmosa kuģu tehnoloģiju apmācību, kosmosa medicīnas inženierijas tehnoloģiju apmācību, kosmosa zinātnes un pielietojuma zināšanu un tehnoloģiju apmācību, izdzīvošanas apmācību un visaptverošu apmācību. Ir arī nepieciešams izjust zemas gravitācijas vidi bezsvara peldošā bunkurā mikrogravitācijas stāvoklī un iepriekš pielāgoties Mēness videi. Lai nodrošinātu, ka astronautu fiziskā un psiholoģiskā kvalitāte ir pietiekami laba, lai ātri pielāgotos īpašai videi, ir nepieciešams izjust zemas gravitācijas vidi bezsvara peldošās kabīnes mikrogravitācijas stāvoklī un iepriekš pielāgoties Mēness videi. Veikt tehniskās apmācības, piemēram, kosmosa kuģa, lai astronauti varētu uzsākt dažus pētījumus un lidojumus uz Mēness.

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.

Mēs pārvadājam Ķīnas patstāvīgi izstrādāto kosmosa kuģi Tianwen-11, kas ir sadalīts šādās trīs daļās:

Apkalpes kapsula: tā galvenokārt pārvadā dažus zinātniekus un nelielu skaitu Mēness nometnes dalībnieku.
Vadības modulis: kosmosa kuģa kustības virzienu kontrolē mākslīgais intelekts, un pēc tam, kad galvenā daļa sasniegs Mēnesi, tas paliks Mēness orbītā, lai veiktu uzraudzības funkciju.
Kravas nodalījums: galvenokārt atbildīgs par mēness nometnei nepieciešamo priekšmetu, kā arī pārtikas pārvadāšanu.

Uz Mēness mēs uzbūvēsim savu roveri un transportēsim to.

Parasti mēs atgrieztos uz Zemes pilotu kapsulā. Mums ir palaišanas pārtraukšanas sistēma, lai izkļūtu no Mēness, kas paredzēta ārkārtas situācijām.
Mēness orbītā mums ir vadības modulis (tas ir, atklāšanas satelīts), kas mainīs Mēness kustību un reāllaikā varēs novērot situāciju uz Mēness virsmas. Mēs, astronauti, varam vadīt Mēness transportlīdzekļus vai zondes, lai izpētītu Mēnesi atbilstoši apstākļiem uz Mēness virsmas.