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.

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   6 / 2 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

Het hoofdlichaam van de Lunar Optimum heeft de vorm van een konijn, een combinatie van de westerse paascultuur en de Chinese dierenriemcultuur. De vorm van het konijn en de lichte kleur als thema, niet alleen om wat plezier en warmte toe te voegen aan de astronauten die op de Maanbasis leven, maar ook aan de toekomstige astronauten activiteit zoals van konijn af, krachtig, vol vitaliteit.

We zullen 3D printtechnologie gebruiken om het kamp te bouwen. De meeste hutten bevinden zich in het hoofdgedeelte. De relatief intacte en gesloten structuur van het kamp helpt de astronauten zichzelf te beschermen tegen de harde maanomgeving. Lunar Optimum richt zich op wetenschappelijk onderzoek, met exploratie en gebruik van ruimtebronnen, biogeneeskunde, het kweken van dieren en planten en andere wetenschappelijke onderzoeksapparatuur, ruimtevaartuigen, maanrovers en massaversnellers als transportmiddelen. De lounges, restaurants, sportscholen en medische ruimtes, die worden aangevuld met AI-onderzoek, bieden astronauten een hoogwaardig, gezond en comfortabel leven. Het voorziet ook in water, lucht, voedsel en energie.

Lunar Optimum niet alleen als aanjager voor verkenning van de maan, maar ook als tussenstation voor menselijke verkenning van Mars en meer mysterieuze planeten.

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

In het Maankamp-project is het hoofddoel van het Maankamp dat we hebben opgezet wetenschappelijk. Om dit te bereiken hebben we twee onderzoekslaboratoria opgezet, één voor ruimteobservatie en één voor biomedische wetenschap. Voor biomedisch onderzoek maken we inductief gekoppelde plasmamassaspectrometers (ICP-MS), die worden gebruikt voor kwalitatieve, semikwantitatieve en kwantitatieve analyse van een of meer elementen in materiaalmonsters, en medische distributiewagens om de communicatie met medische ruimten te vergemakkelijken.

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

We zijn van plan een kamp te bouwen in het grootste bekken in het zonnestelsel, het Aitkenbekken op de zuidpool van de maan. Met een diameter van 2500 kilometer en een diepte van 12 kilometer is deze krater niet alleen een perfecte plek om de inwendige structuur en evolutie van de maan te bestuderen, maar biedt hij ook gunstige omstandigheden voor de bouw van kampen die bestand zijn tegen lage temperaturen en hoge energiestraling. Het is ook rijk aan ijswater, helium 3, zonlicht, metalen en andere schaarse hulpbronnen. De helling en gladheid van het terrein maken het makkelijker voor de lander om veilig te landen en de temperatuur in het gebied is stabiel en geschikt. Een deel van de hoge grond maakt het gemakkelijker voor de aarde-maan communicatie en betere leefomstandigheden voor astronauten.

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.

We zijn van plan om rationeel gebruik te maken van de grondstoffen van de maan, voornamelijk met behulp van 3D-printing en transporttechnologie tussen aarde en maan:

 1. "Voorbereidingsfase": In de beginfase kan het kamp niet zelfvoorzienend zijn. Eerst zal transport tussen de aarde en de maan worden gebruikt om enkele benodigdheden voor de maanconstructie te vervoeren, zoals voedsel, 3D-printers, verzamel- en verwerkingsmachines en -apparatuur, en er zullen enkele basisvoorzieningen voor de maan worden gebouwd.

2. "Constructiefase": zeven en sinteren van de verweerde laag op het maanoppervlak, die voornamelijk bestaat uit silicaten, oxiden, enz. en een uitstekende grondstof is voor 3D-printen, met behulp van kleefstoffen en katalysatoren zal het mogelijk zijn om onderdelen of faciliteiten te printen voor een breed scala aan toepassingen. Het 3D-printen zal gepaard gaan met tests van het kweken van maanplanten, zuurstofproductie, verwerking van brandbaar ijs en het oogsten van zonne-energie om het kamp zelfvoorzienend te maken.

3. "Afsluitende fase": De 3D-geprinte onderdelen of faciliteiten zullen worden geassembleerd, en de maantechnologie zal geleidelijk worden geperfectioneerd en gerijpt, om de zelfvoorziening van het kamp voor maanverkenning te realiseren. 

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

Omdat de maan geen magnetisch veld en atmosfeer heeft, nemen onze maankampen extra voorzorgsmaatregelen om zich tegen straling te beschermen en warm te blijven. Experimenten hebben aangetoond dat de maanaarde een goed antistralings- en thermisch isolatiemateriaal is, dus gebruiken we 3D-printers om de maanaarde te gebruiken om een 1,6 meter dikke beschermende muur op het oppervlak van het maanbasisgebouw te printen. Het maanstof wordt geïsoleerd door ons gesloten basislichaam. Als we naar buiten gaan, zijn de rover en het ruimtepak onze paraplu. Voor meteorieten zal er een noodschuilkelder onder onze basis worden gebouwd (er zijn basisvoorzieningen voor leven in de schuilkelder) zodat we kunnen schuilen wanneer meteorieten inslaan, natuurlijk zal onze 1,6-meter dikke beschermende muur onze basis ook tot op zekere hoogte beschermen, en wanneer de crisis groter is, zullen we ook het maanruimteschip naar een veilige plaats brengen om op redding te wachten.

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

Methoden om water te verkrijgen: brengen (initieel), verwarmen van de maanbodem en delven van waterijs. Ons lichaam heeft bolle lenzen die zonnewarmte weerkaatsen en concentreren om de maangrond en het waterijs te verwarmen om water te maken. Om waterbronnen te sparen en volledig te benutten, is een waterrecyclingsysteem voor ons onmisbaar.
In eerste instantie werd het voedsel voor de astronauten op aarde bereid en naar de maan vervoerd, inclusief kant-en-klare maaltijden, bevroren fruit en groenten en gerehydrateerd voedsel en drinken om te voldoen aan de gezondheidsbehoeften van de astronauten aan suikers, vetten, vitaminen en micronutriënten. Zodra het kamp stabiel is, zal het ecosysteem experimenteren met het verbouwen van basisvoedsel zoals aardappelen en tarwe, groenten zoals sla en tomaten, en zelfs vis, zodat de astronauten hun eigen voedsel kunnen verbouwen en eten om transportkosten te besparen.
Voor het verkrijgen van zuurstof worden de gesteenten van de maanbodem eerst geëlektrolyseerd. Nadat de maanbodem en -rotsen zijn verhit en gesmolten, komt de zuurstof vrij in de vorm van bellen. Ten tweede, elektrolytisch water, door de late exploitatie van water en ijs watervoorraden voldoende worden, kan elektrolytisch water produceren voldoende zuurstof, bijproduct waterstof kan ook worden gebruikt als brandstof. Lucht wordt gerecycled en naar elke hut getransporteerd via het luchtcirculatiesysteem van het kamp.
We hebben twee manieren om elektriciteit te verkrijgen: fotovoltaïsche energieopwekking en thermische energieopwekking. De plaats van ons kamp heeft 80% tot 90% zonlicht per jaar, dus zonnepanelen kunnen worden gebruikt om veel energie te krijgen. Het materiaal voor thermische energieopwekking op het maanvoertuig kan zowel worden gebruikt voor energieopwekking als voor een smeltwaterproject.

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

Voor de verwijdering van huishoudelijk afval, zoals etensresten, papier, plastic en ander vast afval, zal het kamp gebruik maken van recycling- en verbrandingsmethoden.
Voor de behandeling van afvalgas, voornamelijk kooldioxide en formaldehyde, worden absorptiebehandeling en REDOX-behandeling toegepast: ons kamp heeft luchtzuiveraars en circulatietransportapparaten, om afvalgas te absorberen door absorberende behandeling, zoals kooldioxideadsorptie door koolstofzeef, formaldehydeadsorptie door actieve kool, om zo het effect van het verwijderen van afvalgas te bereiken. Afvalgas wordt behandeld via REDOX-reacties, zoals het reduceren van kooldioxide tot zuurstof en koolstof en het oxideren van formaldehyde tot CO2 en H2O.
 Voor de behandeling van afvalwater hebben we een waterzuiveringsapparaat. De waterzuiveraar gebruikt het principe van microfiltratie (MF), ultrafiltratie (UF), NF, omgekeerde osmose (RO) technologie om de zwevende stoffen en onzuiverheden uit het afvalwater te filteren en het te steriliseren.

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

Satellietcommunicatie: we zullen verschillende satellieten in een baan om de maan plaatsen om te communiceren met communicatiesatellieten op aarde. Deze communicatiesatellieten kunnen signalen doorsturen naar relaisstations op aarde voordat ze worden doorgestuurd naar andere maanbasissen. Radiocommunicatie, die minder effectief is bij communicatie over lange afstanden, maar zeer effectief is voor communicatie over korte afstanden. We kunnen radiocommunicatiesystemen gebruiken om te communiceren met andere nabijgelegen maanbasissen of we kunnen radiotelescopen gebruiken om signalen naar de aarde te sturen.

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.)

Op het maankamp staan ruimteobservatie en biogeneeskunde centraal.

De eerste is ruimteobservatie, omdat de maan kenmerken heeft als bijna geen atmosfeer, geen magnetisch veld, een zwak zwaartekrachtsveld en een stabiele geologische structuur, waardoor het veel gemakkelijker is om een ruimtesonde vanaf de maan te lanceren dan vanaf de aarde. De oprichting van een observatienetwerk op het maanoppervlak kan niet alleen permanente astronomische observaties rondom uitvoeren, maar ook de geologische structuur en milieuveranderingen van de aarde monitoren en bestuderen, met name de mogelijke bedreiging van de aarde door kleine objecten nabij de aarde en zelfs in de diepe ruimte, om de mens te beschermen.

Vanwege de speciale geografische structuur en de unieke natuurlijke omgeving van de maan kunnen veel onderzoeken en experimenten die niet op aarde kunnen worden uitgevoerd met succes op de maan worden uitgevoerd, wat een onverwachte rol zal spelen bij de bevordering van medisch onderzoek en plantenteelt. Ons maankamp heeft een volledig functionele ecosfeer, waardoor het hele proces van zaadontkieming, zaailinggroei en bloei van planten onder lage zwaartekracht en sterke stralingsomstandigheden, of het uitkomen van eieren, de groei en ontwikkeling van larven en het uiteenvallen van cocons tot vlinders, de ademhaling van zaden en fotosynthese van planten in de maanomgeving verifiëren. Als dieren en planten zich kunnen aanpassen aan het maanlicht om te groeien, dan kan de mens in de toekomst een basis op de maan bouwen en wetenschappelijk onderzoek op lange termijn uitvoeren, wat van groot belang is voor de toekomstige overleving van de mens op buitenaardse planeten.

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

Astronauten zijn mensen die zich bezighouden met ruimteactiviteiten in een speciaal beroep, ze willen de vluchtmonitoring, bediening, controle, communicatie, onderhoud en wetenschappelijk onderzoek binnen en buiten de cabine onder speciale omgevingsomstandigheden voltooien en een normaal leven kunnen leiden. Dit vereist een strikte training voor hen, zodat ze een uitstekende fysieke en psychologische kwaliteit hebben, een sterk vermogen hebben om zich aan te passen aan de speciale omgevingsfactoren op de maan en allerlei kennis en vaardigheden beheersen die nodig zijn om te overleven op de maanbasis.

De training die astronauten moeten volgen voor de maanlanding omvat over het algemeen fysieke oefeningen, theoretische kennis, psychologische training, training in uithoudingsvermogen en aanpassingsvermogen aan speciale omgevingsfactoren, overlevingstraining en training in ruimtevaartuigtechnologie, training in medische ruimtevaarttechniek, training in ruimtewetenschap en kennis en technologie van toepassingen, overlevingstraining en uitgebreide training. De specifieke eisen en inhoud van de training variëren afhankelijk van de categorie en het beroep van astronauten. Professionele astronauten, zoals piloten en missie-experts, hebben meer trainingsinhoud, strenge eisen en een lange trainingstijd, die over het algemeen ongeveer 3 jaar duurt. Niet-professionele astronauten, zoals nuttige ladingsspecialisten of wetenschappelijke astronauten, hebben minder en kortere trainingssessies. Op basis van een uitgebreide training worden belangrijke trainingen uitgevoerd in aspecten zoals ruimtestationtechnologie, extravegeable activiteiten, robotarmcontrole, psychologische aanpassing, werken en leven in de ruimte. Elke astronaut heeft meer dan 6.000 uur training nodig om er zeker van te zijn dat hij/zij goed voorbereid is op de missie.

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.

Onze missie naar de maan zal vracht- en bemande ruimtevaartuigen vereisen:

Eerst worden de eerste noodzakelijke maanfaciliteiten zoals voedsel, 3D-printers en verzamel- en verwerkingsmachines naar de maan gebracht door het vrachtruimteschip, dat kan dienen als de eerste tijdelijke verblijfplaats van een astronaut. Later, als het kamp klaar is, kan het worden gedemonteerd en omgebouwd tot een voertuig om het maanoppervlak te verkennen.

Ten tweede vervoerde het bemande ruimteschip drie andere astronauten naar de maan en kon het worden gebruikt als shuttle tussen de aarde en de maan.

Ten derde zullen we een maanrover en een maanruimteschip op de maan zetten om mensen te vervoeren en grondstoffen van de maan te verzamelen en te verkennen.