ontdekking interactief beeld

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projectgalerij

 

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.

elite

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 17, 18, 19   4 / 1 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

Onze basis kan astronauten een comfortabelere plaats bieden om op de maan te leven, tegelijkertijd kan het astronauten ook bescherming bieden, beter astronomische observatie, het verzamelen van monsters en andere wetenschappelijke activiteiten uitvoeren, en de ruimte-industrie ontwikkelen, de exploitatie van verschillende minerale hulpbronnen op de maan kan ook dienen als het eerste station voor menselijke verkenning van de ruimte.

1.2 - Waarom wil je een Maankamp bouwen? Leg het hoofddoel van je Maankamp uit (bijvoorbeeld wetenschappelijke, commerciële en/of toeristische doeleinden).

Ons maankamp wordt voornamelijk gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek. Wij zijn van plan de fysische eigenschappen en de daarmee verband houdende chemische samenstelling van de maan op de zuidpool van de maan te bestuderen, en proberen enkele belangrijke problemen op aarde op te lossen door deze extreme omgevingen, die op aarde niet voorkomen, te onderzoeken. De unieke minerale afzettingen en energiebronnen op de maan zijn ook belangrijke aanvullingen en reserves op de hulpbronnen van de aarde. Bijzonder vermeldenswaard is dat de maanbodem helium-3 bevat, een schone, efficiënte, veilige en goedkope nieuwe kernfusiebrandstof die in de toekomst lange tijd kan worden gebruikt en ruime ontwikkelingsvooruitzichten heeft. Bovendien helpt de studie van de maan, die in haar oorspronkelijke staat is gebleven, om de evolutiegeschiedenis van de aarde te begrijpen; het maanoppervlak is een vacuümwereld, er is geen atmosfeer, en de oprichting van een observatorium op het maanoppervlak kan de mogelijkheden voor astronomische observatie sterk verbeteren; het hoge vacuüm op het maanoppervlak, de directe blootstelling aan zonnestraling en het ontbreken van een wereldwijd dipool magnetisch veld, is een ideale plaats voor ruimtefysische scheikundige experimenten en experimenten in de biowetenschappen.

2.1 - Waar wil je je Maankamp bouwen? Leg je keuze uit.

Wij zijn van plan een maankamp op de zuidpool van de maan te vestigen. Er is een permanent schaduwgebied op de zuidpool van de maan, dat wellicht overvloedige voorraden water of waterijs bevat, wat een essentiële hulpbron is voor de bouw van toekomstige maanonderzoeksstations. Met name het zuidpool-Aitkenbekken op de maan is niet alleen het grootste en oudste bekken op de maan. Het bevat diep maanmateriaal dat in andere regio's niet beschikbaar is. De studie van verschillende gebieden van het bekken zal ons begrip van de interne structuur en de evolutie van de maan sterk bevorderen. Eerdere maanmissies werkten doorgaans minder dan 14 dagen onafgebroken, maar bij de zuidpool van de maan is dat heel anders. Door de unieke geografische ligging kan de detector meer dan 90% van de belichtingstijd bereiken door een klein bewegingsbereik, en de continue belichting gedurende een zeer lange tijd biedt zeer gunstige omstandigheden voor wetenschappelijke verkenning op lange termijn.

2.2 - Hoe wil je je maankamp bouwen? Bedenk hoe je de natuurlijke hulpbronnen van de Maan kunt gebruiken en welke materialen je van de Aarde zou moeten meebrengen. Beschrijf de technieken, materialen en je ontwerpkeuzes.

Het belangrijkste materiaal van ons maankamp is stralingsbeschermend materiaal van metaalvezels, dat door lanceervoertuigen zal worden gelanceerd en vervoerd, en dat na aankomst op de maan zal worden bedekt met een laag stralingsbescherming van de maangrond op het oppervlak van de basis. Wij zullen eerst een testbasis op aarde bouwen door middel van simulatie en micro-bases, om de bescherming van de kampmaterialen tegen straling en de haalbaarheid van de basisconstructie te testen. Dan worden de themamaterialen van het kamp met vrachtraketten naar de maan gestuurd, en vervolgens worden de astronauten en de levens- en onderzoeksvoorraden naar het kamp gestuurd, en kunnen de astronauten het kamp bouwen onder het hulpcommando van aardse professionals.

2.3 - Hoe beschermt en beschermt jullie maankamp de astronauten tegen de harde omgeving van de maan?

  1. Vaststelling van een geïntegreerd medisch diagnose- en behandelingssysteem voor astronauten in de ruimte. Dat wil zeggen, het formuleren van het ziektespectrum voor de lange termijn tijdens de vlucht, het opstellen van een model voor diagnose en behandeling in de ruimte, en het configureren van medische controle en diagnose- en behandelingsapparatuur en geneesmiddelen. Vóór de vlucht worden medische isolatie- en vrijgaveonderzoeken uitgevoerd; tijdens de vlucht wordt de medische supervisiemodus aangenomen die een combinatie is van regelmatig en op verzoek, en wordt de on-orbit gezondheidsevaluatie en onderhoudstechnologie vastgesteld, en worden medische technologieën zoals de combinatie van geneesmiddelen en niet-geneesmiddelen en karakteristieke Chinese geneeskunde toegepast om de gezondheid van de astronauten te waarborgen.
  2. Observeer, voorspel en weersta de impact van buitenaardse sterren
  3. Perfecte persoonlijke noodevacuatie-uitrusting. In geval van nood kunnen astronauten binnen 1 minuut vanaf een hoogte van 52,2 meter veilig via de ontsnappingsglijbaan naar de ondergrondse technische ruimte onder de toren glijden en vervolgens naar een nabijgelegen veiligheidsbunker rennen.

3.1 - Hoe zal uw maankamp de astronauten voorzien van duurzame toegang tot basisbehoeften als water, voedsel, lucht en elektriciteit?

Op het oppervlak van de maan zijn er zuurstofrijke mineralen, en in de schaduw van de maan zijn er overvloedige vaste watervoorraden, die voldoende middelen voor de astronauten kunnen opleveren. De constructie van de maanbasis is om in de cabine te leven via het terugwinningssysteem en het waterzuiveringssysteem dat in de cabine is uitgerust om de watercyclus te voltooien. Door middel van waterzuiveringstechnologie kunnen zweet, urine en ander afvalwater van mensen worden gefilterd tot drinkbaar niveau. Bovendien wordt het meeste voedsel in de cabine bereikt door hydrocultuur en substraatcultuur. Bevorder de gezonde groei van planten door de levering van verschillende voedingsstoffen.

Voedsel "gevriesdroogd"

"Vriesdrogen" betekent vacuüm vriesdrogen. Het voordeel van gevriesdroogd voedsel is dat het effectief zijn eigen versheid en voedingsstoffen kan behouden. Lyofilisatietechnologie heeft de kenmerken van hoge voedingswaarde, smakelijkheid, hoge rehydratatie, ultralang behoud van versheid en handig gebruik.

Functionele voedingsmiddelen

Het kan de verschillende voedingsstoffen die het lichaam van de astronaut nodig heeft volledig aanvullen. Dit soort voedsel bevat meer natuurlijke antioxidanten, zoals proanthocyanidinen, Ω-3 vetzuren, plantaardige voedingsvezels, enz. Stralingsschade kan worden voorkomen of verbeterd.

Het energiesysteem van het maankamp is hoofdzakelijk samengesteld uit zonnecelvleugels en energieopslagbatterijen, die zonne-energie in elektriciteit kunnen omzetten. Het energiesysteem neemt de vorm aan van "zonne-energieopwekking plus energieopslag", die efficiënt en schoon is. De kernmodule is uitgerust met een reeks zonnecelvleugels met een stroomopwekkingscapaciteit van 18.000 watt, De batterij keurt keramische separator goed, die goede prestaties levert om interne kortsluiting te voorkomen; tegelijkertijd worden vlamvertragende materialen gebruikt in het batterijpak om verbranding door hoge temperaturen te voorkomen, wat zeer veilig is.

Zuurstof is een noodzaak voor de mens om te overleven, en de maanbasis moet de productie en circulatie van zuurstof op de maan voltooien.

De regoliet van de maan, er zijn veel rotsen en mineralen op het maanoppervlak, silica, aluminiumoxide, ijzeroxide, magnesiumoxide zijn de belangrijkste componenten van maanmineralen. Elektrolyse van mineralen in de maanregoliet kan meer zuurstof produceren.

3.2 - Hoe zal uw maankamp omgaan met het afval dat de astronauten op de maan produceren?

Huishoudelijk afval en uitwerpselen zullen vacuüm worden afgesloten, gedehydrateerd en opgeslagen. Wanneer vrachtruimtevaartuigen materialen leveren voor het ruimtestation, zal dit huishoudelijk afval worden geladen in het lege vrachtruimtevaartuig, dat zich dan zal afscheiden van het ruimtestation, zal vertragen en vervolgens de atmosfeer zal binnengaan, waar het door de grote hitte van de luchtverwarming zal verbranden. Vaste mestresten worden biologisch of chemisch behandeld voor gebruik als meststof of rechtstreeks gestort. Neem de urine, het zweet en andere uitwerpselen van astronauten, die eigenlijk bronnen van water zijn. Urine alleen al bevat 96% water. Na meerdere lagen van zuivering van dit afvalwater van het menselijk lichaam kan gezuiverd water worden verkregen, en andere stoffen dan water worden verzameld en verpakt. Wat de uitwerpselen van astronauten betreft, die eigenlijk voedselresten zijn, is er momenteel geen recyclingwaarde, en nadat de uitwerpselen zijn verzameld, worden zij gedehydrateerd en gedroogd, en vervolgens samengeperst en verpakt in een verzegelde zak om opslagruimte te besparen.

3.3 - Hoe zal je maankamp communicatie onderhouden met de aarde en andere maanbasissen?

Om de ruimte-grondoproep te voltooien moeten het ruimtestation, de Skylink relaissatelliet en het grondstation samen deelnemen.

In de kerncabine van het kamp kunnen meer dan 10 bedrade en draadloze netwerkcamera's, bedrade en Bluetooth headsets, mobiele telefoons, PADS en laptops worden gebruikt als netwerkterminals. Deze terminals verbinden de verzamelde beeld- en spraakgegevens via bekabelde of draadloze Wi-Fi met de Ethernet-switch in de cabine, en zenden ze via de hoofdverbinding door naar de grond via de hogesnelheidscommunicatieprocessor. Net als op de grond moeten we bellen en sms'en via een antenne voor mobiele telefoons, en het contact tussen het ruimtestation en de grond wordt grotendeels verzorgd door de relaisantenne op de kernmodule.

Met een relaisantenne is het alsof je een "mobiele telefoon" aan het ruimtestation overhandigt, en in real time in contact kan komen met de grond.

In feite zijn er twee reeksen netwerken in de cabine, één is het communicatienetwerk en de andere is het belastingsnetwerk, de twee reeksen netwerken zijn fysiek samen en logisch gescheiden, en de gegevens worden uniform verzameld aan de relaisantenneterminal op de cabine, doorgegeven aan de grond via de relaissatelliet, en kunnen in real time worden gecontacteerd met andere kampen.

4.1 - Op welk(e) wetenschappelijk(e) onderwerp(en) zou het onderzoek in jouw Maankamp gericht zijn? Leg uit welke experimenten je van plan bent te doen op de Maan (bijvoorbeeld op het gebied van geologie, lage zwaartekracht, biologie, technologie, robotica, astronomie enz.)

We zullen ons richten op wetenschappelijke onderwerpen in de biologie, geologie en astronomie.

We bestuderen de veranderingen in de fysieke conditie van astronauten in de ruimte en maken medische aanpassingen die passen bij de fysieke veranderingen van astronauten. Tegelijkertijd zal ook onderzoek worden gedaan naar cellen, en de groei en veranderingen van licht op planten en cellen in de ruimte. en het bestuderen van de voordelen van lichaamsbeweging in een ruimte voor astronauten. Tegelijkertijd zal diepgaander onderzoek worden gedaan naar de bodemgeografie van de maan. Het maanoppervlak is een vacuümwereld, er is geen atmosfeer, en de oprichting van een observatorium op het maanoppervlak kan de astronomische observatiemogelijkheden sterk verbeteren; het hoge vacuüm op het maanoppervlak, de directe blootstelling aan zonnestraling, en geen wereldwijd dipool magnetisch veld, is een ideale plaats voor ruimtefysische scheikundige experimenten en biowetenschappelijke experimenten.

5.1 - Wat zou u in uw astronautenopleidingsprogramma opnemen om de astronauten op een maanmissie voor te bereiden?

Theoretische basisopleiding. Bijvoorbeeld, atmosfeer, astronomie, geofysica, ruimtedynamica, communicatie, computers, enz. Het verbeteren van de basiskennis van deze majors kan een solide basis leggen voor de toekomst. Natuurlijk omvat het ook zelfreddingstraining voor astronauten.
Fysieke training. De ruimte en het ruimtevaartuig zijn speciale omgevingsfactoren, en astronauten moeten trainen om hun tolerantie te verbeteren. De inhoud van de training is gebruikelijk, zoals langeafstandslopen, klimmen en draaiende stoelen.
Duurtraining met overgewicht. Wanneer een raket opstijgt, heeft hij meestal een grote versnelling. Het simuleren van zo'n training kan de geest van de astronaut helder houden, zodat hij zich kan aanpassen aan de missie en deze kan voltooien.
Training zonder gewicht. Tijdens orbitale vluchten bevinden ruimtevaartuigen zich vaak in een microzwaartekrachtomgeving, waarin astronauten vaak last hebben van duizeligheid, die de operaties beïnvloedt. Daarom moet gewichtloosheid worden gesimuleerd om astronauten in staat te stellen de angst voor gewichtloosheid weg te nemen.
Reactietraining in extreme omgevingen. In sommige mogelijke gevaren op de maan, zelfs in zeer extreme situaties, moeten astronauten kalm blijven, de situatie snel analyseren en correct oordelen. Dit vereist het aanscherpen van een vasthoudende wil en het vestigen van een sterk geloof in het leven in het dagelijks leven.

5.2 - Welke ruimtevaartuigen heeft jouw toekomstige maanmissie nodig? Beschrijf de voertuigen in je Moon camp en bedenk hoe je van en naar de aarde zult reizen en nieuwe bestemmingen op het maanoppervlak zult verkennen.

De Lunar Orbit Survey Vehicle is vooral bedoeld om de maan in beeld te brengen en in kaart te brengen voor wetenschappelijk onderzoek en om mensen voor te bereiden op de rondreis tussen de maan en de aarde. De maanverkenningsrobot "Polar Exploration Rover" zal op de zuidpool van de maan wetenschappelijk onderzoek verrichten naar maanvulkanen en de verkregen gegevens zullen informatie opleveren voor toekomstige technologieën voor het gebruik van hulpbronnen op de maan in situ. Op het maanoppervlak zullen we precieze landingen demonstreren, ervaring opdoen en de nauwkeurigheid voortdurend verbeteren om de landingsmogelijkheden van mensen en robots in de toekomst te vergroten. Het zal ook worden gebruikt om andere grote ladingen te vervoeren en zo bemande maanmissies rechtstreeks te ondersteunen.

De lander en de rover vormen een uitstekend platform om technologieën te demonstreren die krachtiger maanmissies mogelijk maken en kunnen worden toegepast op missies naar Mars na de maan. Voorbeelden hiervan zijn robotachtige mijnbouwsystemen op de grond en energiereserves van de volgende generatie. Meerdere landers zullen een globaal beeld geven van de maan en haar hulpbronnen. Rovers zullen worden gebruikt om het oppervlak breder te verkennen, waarbij instrumenten worden meegevoerd om experimenten uit te voeren en gedetailleerde informatie wordt verkregen over de beschikbaarheid en de winningscapaciteit van beschikbare hulpbronnen, zoals zuurstof en water.

Andere projecten: