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.

Moon Utopia

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 19   5 / 3 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

De naam van onze basis is Moon Utopia. De basis is een buitenpost op de maan die zich bezighoudt met wetenschappelijk onderzoek, productie, wonen en ontwikkeling van nieuwe industrieën. Het doel van de basis is om praktische ervaring op te doen voor grootschalige menselijke immigratie naar de maan om in de toekomst een nieuw thuis te bouwen. De vorm van utopie, in de gesloten leefomgeving van het maankamp, kan ons helpen om veel ideeën op te doen op het gebied van sociale arbeidsverdeling, beveiliging van hulpbronnen en het voorzien in de behoeften van het personeel. Onze basis zal de astronauten die op de maan werken voorzien van de middelen die ze nodig hebben om goed te leven en hen blijven voorzien van meer middelen om te voldoen aan de behoeften van geavanceerd wetenschappelijk onderzoek terwijl ze in goede gezondheid blijven. Voor de mens een betere verkenning van de maan, voor de mens op zoek naar een nieuw huis om meer ideeën te bieden.

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

Het belangrijkste doel van het maankamp dat door onze groep is gebouwd is om praktische ervaring op te doen voor de grootschalige menselijke migratie naar de maan in de toekomst om een nieuw thuis te bouwen, naast een aantal noodzakelijke apparatuur voor het dagelijks leven, heeft onze groep ook zowel wetenschap als toerisme bereikt tijdens het bouwproces. Een reeks van wetenschappelijk onderzoek, entertainment en andere plaatsen zijn opgericht om ervoor te zorgen dat de mens normaal kan leven op de maan en vervolgens een maanstad kan vormen.

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

We zijn van plan om ons maankamp te bouwen in het Aitken Basin in de buurt van de zuidpool van de maan, omdat het aan de achterkant van de maan ligt, als een enorme krater, het terrein is vlak en geschikt voor menselijke activiteiten, en er is waterijs in het permanente schaduwgebied in de buurt van de zuidpool, dat rijk is aan waterbronnen. Er is voldoende licht en de maan kan onder extreme daglichtomstandigheden een maand lang continu door de zon worden bestraald, wat een goede omgeving biedt voor het verzamelen van zonne-energie. De zuidpool van de maan is bergachtig en het rendement van foto-elektrische omzetting van zonnepanelen op bergen is hoger dan op vlakke landvormen.

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.

Ons Maankamp gebruikt een verzonken semi-grondstructuur. Gebaseerd op de voordelen van de maan zelf, kunnen sommige enorme kraters direct worden omgevormd tot onze maanbasis. De realisatiemethode wordt voornamelijk gerealiseerd door intelligente robots en de functies zijn voornamelijk als volgt: Materialen en zware voorwerpen dragen die nodig zijn voor de bouw, en het uiterlijk van de maanbasis bijwerken. Voor de materialen die nodig zijn voor de bouw, gebruiken we maanaarde als het belangrijkste materiaal en materialen met hoge sterkte zoals glasvezel en schuimstaal die van de aarde komen als aanvullende materialen om onze maanbasis te bouwen. De maangrond kan worden gebruikt voor warmtebehoud, antikosmische straling, zonnewind en meteorieten. De inslag kan de hardheid verbeteren terwijl het bestand is tegen kosmische straling. De glasvezel kan worden gebakken tot glas van de maanaarde als grondstof, en vervolgens bij hoge temperatuur worden gesmolten. Het heeft een hoge sterkte, grote modulus, goede slagvastheid en chemische stabiliteit. De bereidingsmethode van het glasmonster is om de grondstoffen af te wegen, te mengen en volledig te malen volgens het ontwerp van de glasformule, en dan het grondstofpoeder in een platina altaar te plaatsen en het te smelten in een hoge-temperatuur-weerstandsoven.

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

Maanstenen Voor het bouwen van een maanbasis op het maanoppervlak heb je een heleboel stenen nodig. Maangrond bestaat uit een uniek mengsel van siliciumdioxide en ijzerhoudende verbindingen. Deze mengsels kunnen worden gesmolten tot een glasachtige vaste stof met behulp van microgolfenergie. De mechanische eigenschappen van maanglas zijn goed.
Maanbeton is een polymeer bouwmateriaal dat aan de binnenkant is voorzien van een epoxycoating om het luchtdicht te maken. Rotsen, stof en verweerde aarde op de maan zijn allemaal materialen die worden gebruikt om beton te maken. Het wordt gevormd uit de bovengrond van de maan en heeft de volgende voordelen.
(1) Het wordt niet beïnvloed door temperatuurschommelingen van +120°C~-150°C.
(2) kan gammastralen absorberen;
(3) de integriteit ervan niet wordt aangetast door langdurige blootstelling aan vacuüm.
3D printtechnologie, volwassen technologie, eenvoudig en handig, goedkoop en efficiënt. Huizen en structuren kunnen ook op de maan worden 3D-geprint. Zulke huizen en structuren kunnen worden gebouwd met maanaarde en worden gebruikt als maanbasis. Maangrond print huizen die straling kunnen isoleren en de temperatuur op peil kunnen houden.
3D-printtechnologie maakt gebruik van microgolfstraling met een laag vermogen, een temperatuur van ongeveer 1500 watt, om maanstof te sinteren. Maanstof wordt verhit tot 1200 °C ~ 1500 °C, iets onder het smeltpunt, waardoor nanodeeltjesstof samensmelt tot een keramiekachtige vaste stof. Voor 3D-printen is het niet nodig om klevende materialen vanaf de aarde te transporteren.

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

1.Het gebruik van maanzuurstofhoudende mineralen om zuurstof in situ te produceren is om de bouwkosten van de maanbasis (zuurstof) te verminderen.

(1) Waterstof is een reductiemiddel dat geschikt is voor de speciale milieuomstandigheden op de maan en dat rechtstreeks kan worden verkregen uit de waterstof uit de zonnewind in de maanbodem.

(2) Ilmeniet in de maanbodem is het voorkeursmineraal voor reductiereacties, dat de voordelen heeft van gemakkelijke sortering, reductie, lage reactietemperatuur en hoge zuurstofopbrengst.

2.Zorg voor voedsel voor astronauten door afval te recyclen en groenten te planten op de basis

(1) De basis is een relatief kleine ruimte. Het afval van de astronauten op de maanbasis moet worden verzameld en verwerkt. De dingen die in het ruimtestation kunnen worden gerecycled, zoals voedselresten, uitwerpselen en andere ongebruikte voedingsstoffen en energie en water, zullen worden gerecycled. Er zijn ook gebieden voor het kweken van planten, die gebruikt kunnen worden om de groenten te leveren die nodig zijn in het kamp.

3.Gebruik additievenvrije maanaarde als materiaal voor de infrastructuur van het maanoppervlak (hulpbron)

(1) De hoeveelheid aarde en gesteente die nodig is om de maanbasis te bouwen is enorm en de transportkosten zijn onaanvaardbaar, dus wordt er maanaarde zonder toevoegingen gebruikt.

(2) One-shot molding is duidelijk geschikter voor geautomatiseerde werking dan installatie van onderdelen.

4.Verzamel poolijs (water) op de maan

(1) De lens wordt gebruikt om warmte te verzamelen om het poolijs te smelten en water op te vangen.

(2) De robotlaser verwarmt het poolijs om water op te vangen.

(3) Waterstof reageert met zuurstof om water te produceren.

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

Wij voor astronauten leven in het proces van afvalverwerking is onderverdeeld in sorteren fase, voorbehandeling fase, behandeling fase. De eerste is de sorteerfase, waarin het afval wordt ingedeeld in vloeibaar afval, vast afval en keukenafval, en de tweede is de voorbehandelingsfase, waarin het vaste afval moet worden voorbehandeld voordat het uitgebreid kan worden gebruikt en behandeld, voor verdere verwerking. Voorbehandeling bestaat voornamelijk uit zeven, breken, comprimeren en andere processen. Het keukenafval wordt gescheiden, gebroken, gedroogd en verwerkt tot RDF (Refuse Derived Fuel) of samengeperst tot staven. De laatste fase is de behandelingsfase, waarin het vloeibare afval wordt gechloreerd met bleekpoeder, en keukenafval en vast afval worden verbrand, waarbij de verbrandingswarmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken.

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

Er is een enorme "datatoren" in het midden van ons maankamp, en het datasignaal dat door het "controleplatform" wordt verzonden, wordt ontvangen door de relaissatelliet en stuurt het signaal vervolgens naar het grondstation op Aarde of andere maanbasissen, het grondstation en andere basissen ontvangen het signaal en sturen het door naar het "controleplatform" van het basiscentrum, zodat het maankamp draadloos kan communiceren met de grond op Aarde en andere maanbasissen.

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.)

In ons maankamp staat de omgeving met lage zwaartekracht centraal in ons onderzoek. De microzwaartekrachtomgeving kan worden gebruikt om nieuwe materialen te bestuderen en te maken. We zullen experimenten doen in de verwerking van ruimtematerialen. Waaronder functionele materialen (halfgeleiders, supergeleiders, magnetische, geheugen- en infraroodgevoelige materialen, etc.), structurele materialen (mengbaar legeringen, metalen, schuimporeuze en composietmaterialen, etc.), optische en keramische materialen (hoogwaardig glas en keramiek, optische vezels, hoge isolatie, etc.). ), optische en keramische materialen (hoogwaardig glas en keramiek, optische vezels, hoge isolatie, enz.). Bovendien is de bewegingswet van objecten in een omgeving met lage zwaartekracht aanzienlijk veranderd en zijn er enkele speciale fysische verschijnselen geproduceerd, die gebruikt kunnen worden om veel nieuwe processen te produceren. In een microzwaartekrachtomgeving hebben veel organismen nieuwe veranderingen, die de fysische factoren zijn die leiden tot de verandering van levensverschijnselen in microzwaartekracht. In microzwaartekracht wordt het effect van oppervlaktespanning sterk versterkt, net als het effect van elektromagnetische velden, en het effect van intermoleculaire kracht is zelfs nog meer uitgesproken, het maan microzwaartekracht experiment kan sterke data ondersteuning bieden voor theoretisch en empirisch onderzoek op het gebied van de menselijke levenswetenschappen, zwaartekracht biologie en ruimte straling biologie, enz, om het O&O-proces van nieuwe technologieën, nieuwe producten en nieuwe medische behandelingen te versnellen, zullen experimenten worden uitgevoerd rond de thema's "Microzwaartekracht voor het bestuderen van levensprocessen en hoe de microzwaartekrachtomgeving de vorming van levende organismen op aarde beïnvloedt" en "Radiobiologische studies naar schade en bescherming van levende organismen die zijn blootgesteld aan omgevingen met hoge energie in de ruimte". Daarnaast zullen we een aantal elektrische experimenten doen. Er zullen ook enkele populair-wetenschappelijke experimenten worden gedaan, zoals zwaartekrachtversnellingsexperimenten met een enkele slinger en een optisch experiment met waterballonnen.

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

Om astronauten te helpen zich beter aan te passen aan het leven op de maan, bieden we het volgende trainingsprogramma voor astronauten voordat ze de maanmissie uitvoeren:

Ruimte-aanpassingstraining, gebaseerd op de speciale microzwaartekrachtomgeving op het maanoppervlak, langdurige blootstelling aan gewichtloosheid kan bij mensen leiden tot botverlies en spieratrofie en tot verminderde spierkracht en uithoudingsvermogen. Om deze problemen op te lossen, zullen we astronauten minstens twee jaar fysieke oefeningen laten doen, waaronder aerobe oefeningen, krachttraining en evenwichtstraining.
Training in teamsamenwerking, leven op de maan vereist nauwe samenwerking en wederzijdse steun tussen astronauten, daarom is training in teamsamenwerking essentieel, inclusief teambuilding, besluitvorming, communicatieve vaardigheden, enz.
Training in noodsituaties, het leven op de maan zal vaak te maken krijgen met plotselinge situaties, zoals defecte apparatuur, ziekte, brand, enz. Daarom moeten astronauten training krijgen in het omgaan met noodsituaties en praktische oefeningen om op noodsituaties te reageren.
Training in wetenschappelijke experimenten, het uitvoeren van wetenschappelijke experimenten op de maan is een van de belangrijkste taken van astronauten, daarom moeten astronauten relevante training krijgen, waaronder experimenteel ontwerp, experimentele werking en experimentele analyse.
Geestelijke gezondheidstraining, lange tijd op de maan leven kan ervoor zorgen dat astronauten zich eenzaam, gestrest en psychisch belast voelen, daarom is relevante training nodig om astronauten te leren hoe ze met psychologische druk kunnen omgaan en deze kunnen verlichten.
Diplomatieke etiquettetraining is noodzakelijk voor astronauten die op de maan leven omdat ze moeten samenwerken en communiceren met astronauten uit andere landen en regio's. Daarom moeten astronauten diplomatieke etiquettetraining krijgen om te leren hoe ze verschillende culturen en gewoonten moeten respecteren en begrijpen. Daarom moeten astronauten diplomatieke etiquettetraining krijgen om te leren hoe ze verschillende culturen en gewoonten kunnen respecteren en begrijpen.

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 maan is een vacuümomgeving waarin smelt- en verwerkingstechnologieën kunnen worden ontwikkeld. Dit soort technologie wordt op aarde alleen gebruikt als de toegevoegde waarde extreem hoog is, maar op de maan zijn de verschillende vacuümverwerkingstechnieken heel eenvoudig. Omdat de maan geen atmosfeer heeft, kan hij direct de ruimte in worden gelanceerd met behulp van elektromagnetische baanversnelling, zonder enige rakettechnologie.
De unieke ruimtelijke positie van de maan in combinatie met omgevingskenmerken zoals lage zwaartekracht en hoog vacuüm maken het een plek met goede toepassingsmogelijkheden voor elektromagnetische emissie buiten de aarde.
Met behulp van de ultralange elektromagnetische lanceerbaan op het maanoppervlak worden ladingen (vracht of personeel) continu versneld en gelanceerd door middel van een lage versnelling. Deze ladingen kunnen worden gebruikt voor langeafstandstransporten op het maanoppervlak, terugkeer naar het aardoppervlak vanaf het maanoppervlak en verkenning van de diepe ruimte op het maanoppervlak.
Maanelektromagnetische emissie heeft de voordelen van herbruikbaarheid, hoge emissie-efficiëntie, geen afvalproductie, lage onderhoudskosten en hoge mate van automatisering.