In Moon Camp Pioneers moet elk team een volledig Maankamp in 3D ontwerpen met behulp van software naar keuze. Ze moeten ook uitleggen hoe ze lokale middelen zullen gebruiken, astronauten zullen beschermen tegen de gevaren van de ruimte en de woon- en werkfaciliteiten in hun Maankamp beschrijven.
Shanghai Qingpu Senior High School Shanghai-Qingpu China 15, 16 6 / 2 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360
In de tweeënzestig jaar sinds de mens de ruimte inging, is de technologie enorm vooruitgegaan. We willen de aarde weer verlaten om iets groters te doen. Om de Maan volledig te verkennen en voor latere uitbreiding en langdurige bewoning, willen we enkele maankampen bouwen om astronauten en wetenschappers te onderhouden.
Ons maankamp wordt beschermd door een ronde koepel om de warmteafvoer te beperken. Het gebied in het midden is verdeeld in een onderzoeksgebied, een voedselopslaggebied, een medisch gebied, een woongebied, een opslaggebied voor apparatuur, een beplantingsgebied en een ondergrondse schuilplaats, die de vorm heeft van een bol die in een hoek met elkaar verbonden is, rekening houdend met stabiliteit en bruikbaarheid. De andere twee gebieden zijn kernfusie, elektrolyse, afvalwaterzuiveringsgebied en fitness- en recreatiegebied. Ze zijn verbonden met het centrale gebied in de vorm van een halve pinda, wat de algehele stabiliteit en veiligheid van de driehoek laat zien, terwijl het volledig functioneel is, om aan alle behoeften van de drie astronauten te voldoen.
Voor de bouwmaterialen gebruiken we composietbeton en op aarde gebaseerd materiaal op basis van boornitride voor de fundering en de onderste laag van het gebouw. Geheugenmetaal en stralingsbestendig glas worden gebruikt voor de bovenbouw en de koepel, waardoor het kamp sterk is en beschermd tegen stralingsinterferentie.
We doen genoeg aan engineering om onze maankampen te voorzien van water, voedsel, lucht, brandstof en stroom en om op de lange termijn zelfvoorzienend te zijn.
Ons onderzoek richt zich op astronomie, plantkunde en geologie en experimenten op de maan om de wetenschap vooruit te helpen.
We streven ernaar om de wetenschap te bevorderen, nieuwe materialen van de maanaarde te ontwikkelen en van het maankamp een nieuw thuis te maken.
De Maan, de planeet die het meest door mensen is verkend, is nu een van onze belangrijkste verkenningsdoelen. Om de Maan volledig te verkennen, moeten we zorgen voor langdurige bewoning op de Maan, dus moeten we maankampen bouwen om mensen in staat te stellen te overleven, zuurstof te leveren, voedsel op te slaan, energie te ontwikkelen en andere functies te vervullen.
Door deel te nemen aan het Maankamp kunnen we onze verbeelding van Maankampen realiseren door middel van modellering, en tijdens het modelleren kunnen we ook meer te weten komen over de Maan en de beschikbare technologieën voor maanverkenning.
We willen een maankamp bouwen in de krater. De criteria voor het kiezen van de krater zijn: één, er is ijs en water in de buurt, zodat je direct water kunt krijgen door zonlicht te weerkaatsen met behulp van een spiegel. Twee, binnen de eeuwigdurende dagpiek, zodat een stabiele zonne-energie kan worden verzekerd als manier om de energievoorziening te garanderen. Drie, in de buurt van de verweringslaag, omdat de verweringslaag van de maanaarde kan worden gebruikt als grondstof voor zuurstof.
De bouw is verdeeld in zeven fasen:
In de eerste fase wordt een verzamelplaats gebouwd op een aangewezen locatie om de latere bouw van de basis en het transport van materiaal voor te bereiden.
In de tweede fase wordt de lander gelanceerd vanaf het basisstation naar de doellocatie, en de lander draagt een sonde, wetenschappelijke verkenningsapparatuur, communicatieapparatuur en zonnepanelen om de taken van een pre-energiestation en een communicatiestation uit te voeren, om een eerste verkenning van de geselecteerde locatie uit te voeren en om infrastructurele ondersteuning te bieden voor de daaropvolgende bouw.
In de derde fase wordt de lander gelanceerd vanaf het basisstation en worden de maanrobot en de bouwmaterialen door de lander naar het maanoppervlak gestuurd. Het samengestelde beton wordt bereid met behulp van de maanaarde en de meegebrachte materialen en de bouw van de hoofdstructuur van de basis, de infrastructuur en de externe koepel wordt uitgevoerd met behulp van 3D-printtechnologie om de bouw van de materiële landingsplaats te voltooien en om alle soorten apparatuur verder in te zetten en te onderhouden. Op dit moment kan de maanbasis worden getransporteerd en uitgewisseld door de maanoppervlakrobots, waardoor een uitwisselingssysteem van informatie, energie en materialen ontstaat en de initiële informatiestroom, energiestroom en materiaalstroom interactie mogelijk maken tussen de rovers van de maanbasis en het prototype van de maanbasis is voltooid.
In de vierde fase worden het lanceersysteem voor het maanoppervlak en de landingsplaats ingezet, en kan de lander worden gelanceerd om de verzamelplaats te bereiken om voorraden mee te nemen en terug te brengen naar de basis, en worden de beveiligingsfaciliteiten voor het opstijgen van het maanoppervlak ingezet op de landingsplaats om een reeks terugkeervoertuigen voor de basis te configureren.
In de vijfde fase wordt de lander gebruikt om terug te keren naar de basis met de interne uitrusting van de basis en de eerste inzet door de maanoppervlakrobot om te voldoen aan de behoeften van de personeelsactiviteiten.
In de zesde fase wordt een bemande maanlanding uitgevoerd. In deze fase worden astronauten gestationeerd voor hun stationering, wordt de installatie van interne apparatuur en wetenschappelijk onderzoek van de basis uitgevoerd en wordt in eerste instantie een maanbasis gebouwd. De lander zal het terugkeervoertuig dragen tijdens de bemande maanlanding en een back-uprelatie vormen met het terugkeervoertuig dat op het maanoppervlak is geconfigureerd om het leven van personeel te beschermen in geval van nood.
In de zevende fase wordt de installatie en het gebruik van het interieur van de basis voltooid door astronauten en beginnen het wetenschappelijk onderzoek en de missies voor het ontginnen van grondstoffen officieel.
Tijdens het bouwproces zal het nodig zijn om sondes, maanoppervlakrobots, verschillende soorten basisapparatuur en bouwmaterialen van de aarde te transporteren, en de hoofdstructuur van de basis zal een grote hoeveelheid maanaarde bevatten, waardoor het transport van materialen minder nodig zal zijn en de bouw minder tijd in beslag zal nemen.
In termen van vorm, omdat de koepel en koepel dragende en drukweerstand sterker is dan hetzelfde volume van gebouwen, volgens de site van de maanbasis, zijn we van plan om een koepel structuur boven de krater te bouwen om de impact van drukverschillen te verminderen, voor plotselinge en onverwachte situaties, vanwege de koepel dragende sterk, het kan tijd kopen voor de basis om te reageren en actie te ondernemen om onnodige verliezen te verminderen.
In termen van materialen, als gevolg van de speciale omgeving, moet omgaan met hoog vacuüm, ultrahoge temperatuur, ultra-lage temperatuur, enz., de koepel kiezen we geheugen metaal gebruiken als het skelet, in combinatie met speciale betonnen materialen, bestand tegen hoge temperaturen. Tegelijkertijd kan het gebruik van stralingsbestendig glas kosmische straling filteren om de basis te beschermen tegen stralingsinterferentie, en het normaal gesloten ontwerp kan de invasie van maanstof in het interieur voorkomen om de voortgang van wetenschappelijk onderzoek te beïnvloeden; het hoofdgebouw van het centrum kiezen we een dubbellaagse bouwmuur, de binnenste laag met speciaal beton, de buitenste laag met behulp van maanaarde, sterk, bestand tegen drukverschillen, kan een veilige onderzoeksomgeving voor astronauten bieden, terwijl het regelen van de warmte-overdracht bereik, om de temperatuur te handhaven om warmteverlies te voorkomen.
Op het gebied van veiligheid is het de bedoeling om extra beschermingsmaatregelen te treffen op plaatsen waar meteorieten inslaan om meteorietinslagen te voorkomen, om kleine meteorieten te selecteren voor vernietiging en de fragmenten ervan voor wetenschappelijk onderzoek, om meteorietverzamelapparatuur op te zetten voor relevante exploratie en onderzoek, en om noodmaatregelen te nemen in het geval van een zeer grote meteoriet of een ander ongeluk dat extreem destructief is voor het maankamp, met behulp van een draagraket aan het maanoppervlak om naar het Lagrangepunt te ontsnappen, waarbij satellieten snel de situatie weerspiegelen en informatie naar de aarde sturen en onderzoekers op het Lagrangepunt wachten op een reactie van de aarde en een nieuw wetenschappelijk programma. De satellieten weerspiegelen snel de situatie en sturen informatie naar de aarde, terwijl de onderzoekers op het Lagrangepunt wachten op een reactie van de aarde en een nieuw onderzoeksprogramma.
Voor de watervoorziening dragen we in eerste instantie een deel van het water van de aarde naar de maan om het lege venster op te vangen voordat we in staat zijn om gestaag ijswater te winnen. De afvalvloeistof die de astronauten in hun leven produceren, wordt vervolgens gefractioneerd, gefilterd en andere stappen ondernomen om een deel schoon water te krijgen, en de rest wordt naar het beplantingsgebied gestuurd of in de ruimte geloosd.
Voor de voedselvoorziening verbouwen we aardappelen, kool, broccoli, tomaten, paprika's en vele andere groenten en brengen we wat ingeblikt vlees mee van de aarde. Om aan de voedingsbehoeften van de astronauten te voldoen.
Voor de luchtzijde gebruiken we enkele actieve verbindingen in de maanbodem als katalysator om water en koolstofdioxide om te zetten in zuurstof, waterstof, methaan en methanol met behulp van kunstmatige fotosynthesetechnieken met behulp van gesimuleerd zonlicht. De hieruit verkregen zuurstof is echter niet voldoende. De zuurstoftoevoer berust voornamelijk op waterelektrolyse en het bijproduct waterstof wordt naar de Sabatier-reactor gevoerd om methaan te produceren.
Om ons aan te passen aan de maanomgeving en om het maankamp op lange termijn van stabiele energie te voorzien, gebruiken we zonne-energie voor de beginfase van het kamp. Later gebruiken we uit de maanbodem geëxtraheerde componenten als kunstmatige fotosynthesekatalysatoren om brandstof te bereiden voor energieopwekking, en schone en efficiënte kernfusie-energieopwekkingstechnologie als back-up voor de energieopwekking van het hele maankamp. Tegelijkertijd slaan we overtollige energie op in accu's om het hoofd te kunnen bieden aan de meeste mogelijke extreme weersomstandigheden, waardoor een veilige oplossing voor stroomvoorziening ontstaat.
Het afval van de astronauten bestaat voornamelijk uit urine, uitwerpselen en koolstofdioxide. Urine wordt gescheiden van gedestilleerd water door dampcompressiedestillatie en naar de waterbehandelingsmodule gestuurd voor daaropvolgende filtratie en katalytische oxidatiereacties om gedeeltelijk schoon water te verkrijgen; de rest van het afval en de uitwerpselen kunnen worden gebruikt als meststof in de kweekmodule of kunnen rechtstreeks in de ruimte worden geloosd. Het kooldioxide wordt naar de plantmodule gestuurd voor fotosynthese en als er een overschot is, wordt het naar de Sabatier-reactor gestuurd, waar het reageert met waterstof om water en methaan te verkrijgen onder invloed van een katalysator.
Het huishoudelijk afval van de astronauten zal strikt worden gesorteerd, nat afval zal naar het plantgebied worden gestuurd; papieren handdoeken, plastic zakken en ander droog afval zullen een reeks stappen doorlopen zoals comprimeren, oppotten, enz. en vervolgens in de atmosfeer van de aarde worden gebracht voor verbranding om de vervuiling in de ruimte te verminderen.
We gebruiken satellietrelaytechnologie voor de communicatie. Er worden drie satellieten boven de maan geplaatst, zodat elk deel van de maan door ten minste één satelliet wordt gedekt. We gebruiken UHF S-band, die zonder afbuiging of weerkaatsing door de ionosfeer van de aarde kan dringen, waardoor efficiënte communicatie via microgolfrelais mogelijk is tussen de kampen en de aarde en tussen de kampen op de maan.
Voor het transport van voorraden, wetenschappelijke apparatuur en personeel. We gebruiken het Lagrangiaanse punt in de Aarde-Maan ruimte, waar de zwaartekracht van de twee grote Aarde-Maan lichamen elkaar opheffen en objecten die zich op dit punt bevinden relatief in balans kunnen blijven. We hoeven op dit punt maar een kleine stuwkracht te geven om wat we willen vervoeren in de richting van de stuwkracht te laten bewegen. Er zijn theoretisch vijf Lagrangiaanse punten in het Aarde-Maan-systeem, en het punt dat wij gebruiken ligt op ongeveer 323.110 km van de Aarde. We lanceren het ruimteschip eerst naar het basisstation op het Lagrangiaanse punt, waar we stuwstof toevoegen, en tegelijkertijd lanceren we een lander vanaf de maan om het ruimteschip op te pikken en te vervoeren wat we van het basisstation naar de maan willen brengen. Op deze manier hoeft het ruimteschip geen stuwstof meer mee te nemen voor de maanlanding en het opstijgen en terugkeren wanneer het de aarde verlaat, en hoeft het ook geen maanmodule meer mee te nemen, worden de transportkosten sterk verminderd en kan de maanlander meerdere keren worden gebruikt omdat de maan geen atmosfeer heeft.
Het onderzoek van onze groep op het maankamp richt zich op astronomie, plantkunde en geologie.
We zullen objecten bij de Maan en op de achterkant van de Maan observeren met telescopen, en NASA heeft al voorgesteld om een observatorium op de achterkant van de Maan te bouwen om licht- en communicatievervuiling vanaf de Aarde te vermijden. Daarom zullen we radiotelescopen met ultra-lange golflengte bouwen op de achterkant van de maan. Vergeleken met astronomische telescopen op aarde en in een baan om de aarde heeft het bouwen van radiotelescopen met ultralange golflengte aan de achterkant van de maan enorme voordelen, waaronder astronomische telescopen met ultralange golflengten observeren het heelal op golflengten van meer dan 10 meter (met frequenties lager dan 30 MHZ), wat de ionosfeer van de aarde kan weerspiegelen, die tot nu toe niet door mensen is onderzocht; de maan fungeert als een natuurlijke fysieke barrièrelaag om op de maan gebaseerde astronomische telescopen te helpen de effecten van bronnen van radiostraling van de aarde, de ionosfeer, satellieten die om de aarde draaien en radiostoringssignalen van de zon tijdens maannachten te isoleren. Het is daarom noodzakelijk om een metalen rooster met een diameter van 1 km te plaatsen om een balvormige reflector te vormen met een geschikte diepte-diameterverhouding.
In plantkunde bestuderen we de maanaarde die door maanrobots is verzameld en de plantenzaden en -zaailingen die van de aarde zijn meegebracht. We gebruiken microscopie en chemische experimenten om uit te zoeken of de sporenelementen in de maanaarde planten genoeg energie en voedingsstoffen kunnen geven. In het wetenschapslab kweken we ook verschillende plantenzaden in de maangrond om planten te vinden die beter geschikt zijn om op de maan te groeien. Tijdens het incubatieproces plaatsen we de zaden met de maanaarde in een thermostaat met blauw en rood licht om de maximale groeisnelheid van de zaden te garanderen.
Geologisch gezien kunnen de topografische kenmerken van het maanoppervlak grofweg worden ingedeeld in drie categorieën: hooglanden, inslagkraters in de maanzee en vulkanische topografie. We zullen de maanrover gebruiken om relevante monsters te verzamelen en de morfologie van het maanoppervlak en de distributiekarakteristieken van maanoppervlaktematerialen onderzoeken door de drie soorten monsters te bestuderen die van het maanoppervlak zijn gehaald: kristallijn stollingsgesteente, breccia's en maanbodems en glasdeeltjes.
Daarnaast zal de maanrover worden ontworpen en gemaakt in het onderzoeksgebied, de functie hebben om maanmonsters te verzamelen en worden uitgerust met 3D-printers, medische apparatuur en woonbenodigdheden op het voertuig om ervoor te zorgen dat astronauten op de maanrover zowel kunnen werken als leven en rusten.
De maan heeft heel weinig zwaartekracht, golvend terrein en veel maanverkenningen moeten worden uitgevoerd door astronauten buiten de capsule, dus we zullen astronauten trainen in gewichtloosheid en simulatietraining voor de maanomgeving zodat ze zich van tevoren kunnen aanpassen aan de gewichtloosheid om fysiologisch ongemak te verminderen en de verkenning buiten soepeler te laten verlopen.
De Maan is een extreem gevaarlijke en onbekende omgeving voor mensen, en astronauten die daar op verkenning gaan moeten hun eigen veiligheid garanderen, en daarna de veiligheid van hun metgezellen, dus we zullen getraind en gesimuleerd worden voor het omgaan met een aantal mogelijke noodsituaties.
Geconfronteerd met zo'n onbekende omgeving, moeten de astronauten grote psychologische druk verdragen om naar de maan te gaan, uit de capsule onderzoek, enz. Daarom zullen we, om de maanlanding soepeler te laten verlopen, de astronauten psychologische begeleiding bieden om de psychologische druk en het psychologische ongemak te verminderen, zodat de astronauten de missie met een positieve houding kunnen voltooien.
De Maan heeft veel onontdekte en onbestudeerde materialen, en astronauten moeten een goed begrip van de Maan hebben voordat ze naar de Maan gaan, en we laten de astronauten de geavanceerde machines in de maankampen leren gebruiken om onderzoek te doen naar de materialen op de Maan.
In de gewichtloze omgeving, kunnen de astronauten 'spieren geleidelijk verdwijnen, voordat ze naar de maan, zullen we astronauten uit te voeren strenge fysieke training en een redelijk dieet om ervoor te zorgen dat op de lange termijn missie naar een goede gezondheid en fysieke kracht te behouden.
De missies omvatten bemande ruimtevaartuigen die van de aarde naar de maan vliegen, lanceervoertuigen die worden gebruikt om voorraden en materialen aan te vullen, sondes die worden gebruikt om de omgeving te verkennen en nog veel meer. In het maankamp kunnen astronauten ook kleine verkenningsrobots binnenshuis besturen voor geavanceerd onderzoek en het verzamelen van monsters op de Maan, terwijl er ook orbitale verbindingen zijn met verschillende gebouwen voor snel transport over lange afstanden.
De maan heeft weinig zwaartekracht en geen atmosfeer, dus op dit moment kunnen we het voertuig gebruiken om de stuwkracht om te keren om het ruimtevaartuig terug naar de aarde te sturen. In de toekomst kunnen we ook elektromagnetische katapultapparaten gebruiken om kleine ruimtevaartuigen en ruimtevaartuigen te lanceren, wat sneller en handiger is dan directe manipulatie van ruimtevaartuigen, en kan worden hergebruikt, minder milieuvervuiling, zowel efficiënt als praktisch.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 