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.

Whirlwind

郑州轻工业大学附属中学  河南省-郑州市    China 19   4 / 4 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

De basis is bedoeld als schuilplaats voor astronauten om hun dagelijks leven en wetenschappelijk onderzoek te maximaliseren. We hebben een gebouw van drie verdiepingen gebouwd met verborgen wielen eronder en het interieur bootst een spinnenwebstructuur na, waardoor het totale gewicht van het gebouw lichter en gemakkelijker te verplaatsen is.

De eerste verdieping van het gebouw is een werkruimte, die voornamelijk bestaat uit laboratoria, vergaderzalen, medische kamers, waterproductiestations en zuurstofstations; de tweede verdieping is een woonruimte die kan voldoen aan de dagelijkse behoeften van astronauten, die voornamelijk bestaat uit een restaurantkeuken, plant- en broedhut, toilet en ontspanningsruimte (sportzaal); de derde verdieping is de hoofdcontrolekamer, die voornamelijk verantwoordelijk is voor de beweging van het basisgebouw, communicatie van grond naar maan en waarschuwingen voor gevaar. De hoofdcontrolekamer is ook uitgerust met een navigatiesysteem, een thermostatisch systeem en een circulatiesysteem.

We hebben een zeer gesloten biologisch regeneratie levensondersteunend systeem opgezet binnen de basis, dat ervoor zorgt dat het voedsel van de astronauten gegarandeerd is en dat het afvalgebruik en de watercirculatie gemaximaliseerd zijn; er zijn intelligente robots gebouwd om onnodige arbeid voor astronauten te verminderen, zoals verzamelen, koken en schoonmaken.

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

Ons hoofddoel is wetenschappelijk onderzoek. De speciale omgeving op de maan maakt het een natuurlijk laboratorium voor wetenschappelijk onderzoek. Het oppervlak van de maan is een natuurlijk, ultrastabiel, ultravacuüm, ultrastil, ultraschoon en zwaartekrachtarm laboratorium dat op aarde niet aan deze eisen kan voldoen. De maanomgeving is zeer schoon, heeft geen microzwaartekracht, is vrij van vervuiling en heeft geen magnetische velden en atmosfeer, waardoor het geschikt is voor het uitvoeren van natuur- en biowetenschappelijke experimenten. Lage zwaartekracht experimenten op de maan kunnen ook microzwaartekracht experimenten op sommige ruimtestations vervangen. Daarom zijn we van plan om een aantal wetenschappelijke experimenten op de maan uit te voeren.

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

De Maanbasis zal in eerste instantie worden gevestigd rond het Aikent-bekken op de zuidpool van de maan, wat een uitstekende locatie is. Omdat de zuidelijke hooglanden van de maan meer zonnestraling kunnen ontvangen. Tegelijkertijd kan de meteorietkrater op de zuidpool van de maan helpen bij de vorming van water, dat lange tijd niet kan verdampen. Waterijs kan worden verzameld om aan de waterbehoefte van de basis te voldoen. Dankzij de mobiele basis, als de locatie niet geschikt is voor astronautenoverleving en wetenschappelijk onderzoek, kan satellietnavigatie worden gebruikt om te verhuizen naar een meer geschikte plaats om te overleven.

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.

De eerste is de selectie van bouwmaterialen. We gebruiken titanium en stralingsbestendig kwartsglas om de effecten van straling, meteorieten en temperatuurverschillen te blokkeren. Daarnaast zullen we het gebouw afdichten en het oppervlak van het gebouw bedekken met een laag zonneverf om warmte te absorberen, warmte te isoleren en straling te reflecteren, waardoor het gebouw beter beschermd is. We hebben een waarschuwingssysteem opgezet dat de impact van meteorieten, kosmische straling, zonnewind en andere factoren op de basis kan detecteren en analyseren en tijdig relevante oplossingen kan bieden. Het systeem kan automatisch de temperatuur, vochtigheid, luchtkwaliteit en andere factoren binnen de basis detecteren en tijdig aanpassingen doorvoeren of een alarm afgeven.

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

De eerste is de selectie van bouwmaterialen. We gebruiken titanium en stralingsbestendig kwartsglas om de effecten van straling, meteorieten en temperatuurverschillen te blokkeren. Daarnaast zullen we het gebouw afdichten en het oppervlak van het gebouw bedekken met een laag zonneverf om warmte te absorberen, warmte te isoleren en straling te reflecteren, waardoor het gebouw beter beschermd is. We hebben een waarschuwingssysteem opgezet dat de impact van meteorieten, kosmische straling, zonnewind en andere factoren op de basis kan detecteren en analyseren en tijdig relevante oplossingen kan bieden. Het systeem kan automatisch de temperatuur, vochtigheid, luchtkwaliteit en andere factoren binnen de basis detecteren en tijdig aanpassingen doorvoeren of een alarm afgeven.

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

Water.
Water is voornamelijk afkomstig van het waterijs van de maan, die geconcentreerde straling zoals zonne-energie in het waterijs van de maan uitzendt, waardoor deze waterijsstoffen verdampen en vervolgens worden opgevangen. Daarnaast hebben we een watercirculatiesysteem opgezet, waarbij al het gebruikte water wordt opgevangen voor het planten en zuiveren van planten. Andere stoffen zoals urine worden na zuivering verder behandeld en gebruikt als voedingsstoffen voor planten.
Voedsel.
Het oorspronkelijke voedsel zal vanaf de aarde worden getransporteerd totdat het voedsel in de plant- en kweekcabine eetbaar is. We zullen hydrocultuur gebruiken om voedsel, groenten en fruit te kweken in de kweekmodule en Tenebrio molitor kweken als een bron van dierlijke eiwitten om aan de voedingsbehoeften van astronauten te voldoen.
Vermogen:
Onze belangrijkste bron van elektriciteit is zonne-energie. We gebruiken opvouwbare zonnepanelen om de zonnepanelen schoon te maken, zodat er geen stof blijft hangen en de efficiëntie van de zonnepanelen afneemt. We installeren een beweegbare wielbasis onder de zonnepanelen en installeren een automatisch lichtzoeksysteem op de zonnepanelen om de efficiëntie van de zonnepanelen te verbeteren. We hebben stroomopslagapparatuur geïnstalleerd zodat onvoldoende licht geen invloed heeft op het gebruik van de basisfaciliteiten.
Lucht:.
We gebruiken gesmolten elektrolyse om zuurstof te produceren, die wordt gemaakt door eerst ilmeniet en ijzeroxide in de maanbodem te verhitten en vervolgens elektrolyseren. Daarnaast zullen we een luchtcirculatiesysteem opzetten om de kooldioxiderijke lucht te zuiveren die wordt gegenereerd door dierlijke en afvalverwerking en deze naar de plantencabine te sturen voor fotosynthese van planten; daarna wordt de zuurstofverrijkte lucht die wordt gegenereerd door de plantencabine gezuiverd en naar de uitgebreide cabine gestuurd voor menselijke en dierlijke ademhaling en om de zuurstof te leveren die nodig is voor afvalverwerking, waardoor de luchtrecycling wordt voltooid.

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

De oneetbare biomassa, zoals stro, menselijke uitwerpselen en voedselresten, worden samen met ontwikkelde biotechnologie behandeld om een bodemmatrix te maken voor hergebruik in de plantenteelt. De kooldioxiderijke lucht die wordt gegenereerd door dierlijke en afvalverwerking wordt gezuiverd en geleverd aan het plantencompartiment voor fotosynthese van planten. De zuurstofrijke lucht die door de plantencabine wordt gegenereerd, wordt gezuiverd en naar de uitgebreide cabine gestuurd voor menselijke en dierlijke ademhaling en om zuurstof te leveren voor afvalverwerking. Het gecondenseerde water dat wordt gegenereerd door plantentranspiratie in de plantencabine wordt na zuivering gedeeltelijk voorzien van sporenelementen door het systeem en naar de uitgebreide cabine gestuurd om te voldoen aan de behoeften van het huishoudelijke water van mensen. Het resterende gezuiverde huishoudelijke afvalwater en de urine worden samen gebruikt voor de plantenteelt.

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

Ons kamp is van plan om een lasercommunicatiesysteem te gebruiken om contact te houden met de aarde en andere maanbasissen. Het lasercommunicatiesysteem bestaat uit twee delen: zenden en ontvangen. Het zendende deel bestaat voornamelijk uit een laser, een optische modulator en een optische zendantenne. Het ontvangende deel bestaat voornamelijk uit een optische ontvangstantenne, een optisch filter en een fotodetector. Lasercommunicatie heeft een brede frequentieband, korte golflengte, grote optische versterking, hoge coherentie en ruimtelijke oriëntatie. Deze methode heeft de kenmerken van grote capaciteit, lichte structuur, zuinige apparatuur, klein formaat, laag energieverbruik en sterke vertrouwelijkheid.

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 zijn van plan om experimenten uit te voeren in een omgeving met lage zwaartekracht op de maan, waardoor het een natuurlijk laboratorium is voor wetenschappelijk onderzoek en een ideale basis voor de productie van speciale producten vanwege de unieke omgeving. We hebben gespecialiseerde laboratoria opgezet om natuurkundige en biowetenschappelijke experimenten uit te voeren, evenals onderzoek naar speciale biologische producten. Bijvoorbeeld de invloed van omgevingen met lage zwaartekracht op het vermogen van micro-organismen om mineralen uit rotsen te halen en het ontwerp en onderzoek van exoskeletsystemen met lage zwaartekracht. Biomijnbouw is een proces waarbij micro-organismen worden gebruikt om waardevolle elementen uit gesteente en grond te halen. Daarnaast kunnen micro-organismen rechtstreeks andere elementen zoals zink, nikkel, kobalt en uranium uit ertsen winnen. Daarom kan het gebruik van micro-organismen om de benodigde elementen uit rotsen en grond in de ruimte te halen de noodzaak om materialen van de aarde te importeren verminderen. Om de mobiliteit en operationele capaciteiten van astronauten op planeetoppervlakken met lage zwaartekracht verder te verbeteren, zijn we van plan exoskeletonderzoek uit te voeren op de maan om het risico op letsel bij astronauten te verkleinen.

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

We zijn van plan om fysieke training, simulatietaaktraining, simulatortraining, teamsamenwerkingstraining, meertalige training en psychologische training voor astronauten aan te bieden. Fysieke training: langdurige aerobe oefeningen doen onder de zwaartekracht van de aarde, zoals hardlopen, zwemmen en fietsen; krachttraining doen in de sportschool om zich aan te passen aan werk en activiteiten onder een lage zwaartekrachtomgeving; leren hoe je sportuitrusting gebruikt, zoals een ruimtetredmolen en fitnessapparatuur. Simulatietaaktraining: simuleren van de werking en het onderhoud van taken in een ruimteschip; simuleren van de werking en het onderhoud van ruimtewandelen; plannen om wetenschappelijke experimenten uit te voeren. Simulatortraining: Simuleer verschillende noodhandelingen en reacties in de simulator, zoals branden, zuurstoflekken en stroomstoringen; Simuleer de start-, vlucht- en landingshandelingen van ruimtevaartuigen. Training in teamsamenwerking: Taaksimulatie en simulatortraining uitvoeren met andere astronauten om effectieve samenwerking tijdens de missie te garanderen. Meertalige training: Meerdere talen leren en gebruiken, zoals Engels, Russisch en Chinees, om effectieve communicatie met andere internationale astronauten en grondcontrolecentra te garanderen. Psychologische training: psychologische training om met eenzaamheid, stress en andere mogelijke psychologische problemen om te gaan; leren hoe om te gaan met stress en moeilijkheden in noodsituaties.

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.

We zijn van plan om zware lanceervoertuigen te gebruiken voor maanmissies. Eerst lanceren we bouwrobots en de materialen en gereedschappen die nodig zijn om de basis op de maan te bouwen. We zullen robots met afstandsbediening gebruiken om de basis te bouwen en vervolgens astronauten en levende voorraden naar de maan lanceren. We zijn van plan om bemande raketten te gebruiken voor de rondreis tussen de aarde en de maan. We hebben maanrovers gebouwd die kleinschalige onderzoeken kunnen doen en onze basis is een verplaatsbaar gebouw dat over het maanoppervlak kan bewegen om nieuwe bestemmingen te verkennen.