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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   6 / 1 Engels
3D ontwerp software: Fusion 360



1.1 - Beschrijving van het project

Onze basis is ontworpen als basis om te leven en om de Maan te verkennen. We willen kampen opzetten op de Maan en leren hoe we aan water, zuurstof, energie en voedselbronnen kunnen komen op andere planeten. In de algemene lay-out van de basis verwijzen we naar de vorm van de lotus en verdelen we de basis in vier gebieden: woongebied, entertainment-kantoorgebied, beplantingsgebied en onderzoeksgebied. Ons doel is om een basis op de maan te vestigen zonder vervuiling en om een water- en zuurstofproductieapparaat te bouwen. De waterstof- en zuurstofcomponenten in de maanregoliet worden gebruikt om zuurstof en water te verkrijgen en het water kan worden gerecycled door middel van een zuiveringscyclus. We hebben ook een opvouwbaar zonnepaneel gebouwd dat zonne-energie gebruikt om de energie te verkrijgen die nodig is voor dagelijks gebruik, evenals radarapparatuur en raketsystemen die kunnen worden verpletterd wanneer een meteorietinslag wordt gedetecteerd om te voorkomen dat het kamp meteorietschade oploopt.

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

Het doel van het maankamp is om astronauten een langetermijnbasis te bieden om op het maanoppervlak te leven en te werken, zodat ze wetenschappelijke verkenningen en technologisch onderzoek kunnen uitvoeren en de verschillende technische en overlevingsuitdagingen kunnen oplossen die zich in de maanomgeving voordoen. Door op de maan te leven en te werken kunnen astronauten een schat aan ruimte-ervaring en vaardigheden opdoen. Tegelijkertijd kunnen ze de fysische en chemische eigenschappen van de maan begrijpen, de geologische structuur van de maan onderzoeken, de oorsprong en evolutie van de maan bestuderen en naar waterbronnen op de maan zoeken. Daarnaast biedt de oprichting van maankampen ook de mogelijkheid voor mensen om in de toekomst te leven en nieuwe omstandigheden en mogelijkheden te creëren voor mensen om in de ruimte te overleven en zich in de toekomst te ontwikkelen.

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

  • Locatie: Maraport Mountain bij Shackleton Crater op de zuidpool van de maan
  • Maraport Mountain wordt het grootste deel van de tijd blootgesteld aan zonlicht en twee dicht bij elkaar geplaatste opvouwbare zonnepanelen genereren continu stroom.Maraport Mountain, 116 kilometer van Shackleton Crater, voorziet de krater van stroom en communicatie.Andere kraters in de buurt van Mount Malaport hebben in diepe schaduw gelegen en kunnen waardevolle waterstof en andere vluchtige stoffen bevatten. Op een hoogte van ongeveer 5.000 meter zou Mount Maraport zichtcommunicatie bieden over grote delen van de maan en naar de aarde.

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 hele structuur van ons maankamp is gebaseerd op de Eco City-structuur van de Belgische schrijver Callebeau, die onze verkennende filosofie weergeeft van de integratie van biomorfie, bionica en informatie- en communicatietechnologie. De basis bestaat in principe uit het hoofdcontrolegebouw, een woonondersteuningsgebied, een ecologisch beplantingsgebied, een buitenwerkgebied en een beveiligingssysteem. Het hoofdcontrolegebouw is de belangrijkste werk- en leefruimte voor astronauten. De werkruimte is uitgerust met werkstations en andere infrastructuur om astronauten te helpen hun dagelijkse taken efficiënt uit te voeren. Om ervoor te zorgen dat de astronauten zich thuis voelen op de maan, hebben we individuele ruimtes voor de astronauten ontworpen, zoals badkamers, keukens en slaapkamers. In deze ruimtes bouwden we bedden, bureaus, boekenkasten en andere faciliteiten om de astronauten te helpen zich aan te passen aan het leven op de basis. Natuurlijk, niet alleen dat, we ontwierpen ook speelzalen, sportscholen en andere vermaakplaatsen voor onze astronauten, om onze astronauten te helpen te genieten van lichaam en geest, werk en rust. Tot slot hebben we een relatief compleet veiligheidsdefensiesysteem ontworpen, dat in realtime wordt bewaakt door satellietobservatie en een phased array radarnetwerk om de veiligheid van de basis te garanderen.
    Technologie: waterstofterugwinningstechnologie, CO2-fixatietechnologie, halfgeleidertechnologie, pressure swing adsorptietechnologie, pulscompressietechnologie, sensortechnologie, enz.
    Materialen: koolstofvezel, glas, roestvrij staal, hout, kunststof, ijzer, monokristallijn silicium, polysilicium, vezels, enz.

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

  1. Bescherming tegen meteorieten: anti-meteoriet verdedigingssystemen bouwen. Wat we doen is gebruik maken van een netwerk van satellieten en een netwerk van phased array radars, en we onderzoeken alle korrelige meteorieten onder verschillende hoeken, op verschillende niveaus, en als we ze vinden, sturen we een signaal naar het commandocentrum, dat een signaal stuurt naar de silo, die een onderschepper stuurt om de meteoriet te vernietigen en ons kamp te beschermen.
    Stralingsprobleem: Maantegels met een pengatstructuur gesinterd uit maangrond, daarna in elkaar gezet en gebouwd boven onze basis om straling te verminderen.
    Temperatuurprobleem: Maangrond is zeer goed warmte-isolerend en kan worden gebruikt als isolatiemateriaal voor het oppervlak van de maanbasis. Het oppervlak van de locatie kan worden bedekt met een laag maanaarde om te hoge temperaturen overdag en te sterke afkoeling 's nachts te voorkomen.
    De belangrijkste waterbronnen voor het maankamp zijn intelligente waterproductie, polair smeltwater, extractie van gesteente en transport over de aarde. Om de waterbronnen beter te benutten, hebben we watertanks, wateropslagtanks, waterstof- en zuurstofionenterugwinningsapparaten, opslagtanks, maanrovers en andere infrastructuur gebouwd. Water uit het waterstof- en zuurstofionenterugwinningsapparaat wordt naar de tank geleid en vervolgens naar het reservoir, waar de rover het water uit polair smeltwater en erts naar het reservoir transporteert, waar het wordt gezuiverd door precipitatie en naar de opslagtank wordt getransporteerd. De wateropslagtank is verbonden met bijna elke eenheid om de hele basis van water te voorzien.

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

Water:

Water is de bron van het leven. Om ervoor te zorgen dat ons maankamp voldoende water heeft, hebben we een compleet watervoorzieningssysteem ontworpen. De belangrijkste waterbronnen voor het maankamp zijn intelligente waterproductie, smeltwater van de polen, extractie van gesteente en transport over de aarde. Om de waterbronnen beter te benutten, hebben we watertanks, wateropslagtanks, waterstof- en zuurstofionenterugwinningsapparaten, opslagtanks, maanrovers en andere infrastructuur gebouwd. Water uit het waterstof- en zuurstofionenterugwinningsapparaat wordt naar de tank geleid en vervolgens naar het reservoir, waar de rover het water uit polair smeltwater en erts naar het reservoir transporteert, waar het wordt gezuiverd door precipitatie en naar de opslagtank wordt getransporteerd. De wateropslagtank is verbonden met bijna elke eenheid om de hele basis van water te voorzien.

Eten:

In het midden van het kamp zetten we een cirkelvormig plantgebied op, creëren we een constante temperatuur in het plantgebied en plaatsen we plantenrekken en een insectendetectie-instrument. In de plantenrekken gebruiken we LED-lampen om de groei van planten te bevorderen en de groeicyclus van planten te verkorten. LED-lampen zijn efficiënt en hebben een lange levensduur, terwijl de warmteafgifte laag is. De astronauten zullen eerst voedsel van de aarde eten en zodra de kweekruimtes zijn ingericht, zullen we snelgroeiend voedsel en gemakkelijk te koken groenten kweken, zoals tarwe, tomaten, aardbeien, wortelen, linzen en zoete aardappelen.

Macht:

Ten eerste gebruiken we zonne-energie (de maan heeft geen atmosfeer en is 1,5 keer efficiënter dan op aarde). We gebruiken opvouwbare zonne-oogstapparaten om beschikbaar zonlicht op te vangen en naar verschillende delen van het kamp te sturen om continu elektriciteit en water op te wekken.
De andere is helium-3, dat van nature favoriet is als nucleaire brandstof, maar helaas is deze bron op aarde te zeldzaam om te worden gebruikt voor grootschalige opwekking van kernenergie. Op de maan daarentegen is helium-3 overvloedig aanwezig, met een geschatte opslagcapaciteit van meer dan een miljoen ton volgens maanonderzoeken. En het is een milieuvriendelijke bron. Ik denk dat jullie in de loop der jaren allemaal de problemen hebben gevoeld die worden veroorzaakt door de opwarming van het klimaat. De belangrijkste reden is het gebruik van verschillende koolstofbronnen, waardoor er steeds meer broeikasgassen in de atmosfeer terechtkomen, zodat het broeikaseffect van de aarde steeds sterker wordt. Helium-3, een schone energiebron, vormt niet zo'n probleem omdat het geen broeikasgassen zoals kooldioxide uitstoot. Dit is logisch gezien de dringende noodzaak om het milieu te verbeteren.

Lucht:

Om zuurstof op de maan te produceren, kan het apparaat worden gebruikt voor smeltende elektrolyse. Deze technologie kan maanaarde of -gesteente verhitten en smelten voor elektrolyse. Uit de smelt komt zuurstof vrij in de vorm van belletjes.
Deze techniek is eenvoudig, vereist geen extra reagentia en houdt geen rekening met terugwinning en recycling van materiaal. Naast zuurstof kan ook zeer zuiver silicium, ijzer en andere metaalmaterialen worden bereid.
Volgens Guo Linli, een onderzoeker aan het 508 Institute of China Fifth Academy of Astronautics, heeft het 511 Institute of China Fifth Academy of Astronautics experimenten uitgevoerd om zuurstof te produceren op het maanoppervlak door gebruik te maken van het Chang 'e sondeplatform en een kleine reactor, en daarbij enig succes geboekt.

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

Ten eerste kan organisch afval en menselijk afval van astronauten op de maan door bioreactoren worden afgebroken tot meststof, die vervolgens kan worden gebruikt om planten te laten groeien. Daarnaast kan het afvalwater worden omgezet in water dat opnieuw kan worden gebruikt door astronauten door middel van behandelingsprocessen zoals omgekeerde osmose en destillatie.
Ten tweede kan het anorganische afval en de afgedankte apparatuur die astronauten op de maan produceren, worden teruggewonnen en hergebruikt. Afgedankte apparatuur en metalen onderdelen kunnen bijvoorbeeld worden verwerkt tot nieuwe onderdelen en gebruikte batterijen en elektronisch afval kunnen worden gerecycled. Dit vermindert niet alleen de afvalproductie, maar maximaliseert ook het gebruik van hulpbronnen. Tot slot moet afval dat niet kan worden gerecycled of hergebruikt op de juiste manier worden verwijderd. Bijvoorbeeld door stortplaatsen op de maan te bouwen, afval ondergronds te begraven of het te verwijderen met technologieën zoals smelten bij hoge temperatuur.

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

We kunnen informatie uitwisselen tussen de maan en de aarde en het maankamp via kunstsatellieten, en de draagbare rugzakken met levensinstandhoudingssystemen die astronauten bij zich dragen hebben VHF-radio's, die geluid en biosensorgegevens van ruimtepakken naar het controlecentrum kunnen sturen en vervolgens informatie kunnen doorsturen via kunstsatellieten. We kunnen niet alleen communiceren, maar ook de fysieke gezondheidsindicatoren van elke persoon op het maankamp controleren via de sensorkleding die mensen dragen en het leven en de gezondheid van elk personeel op het maankamp beschermen.

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 het maankamp met het concept van "ecologische stad" brengen we het verkennende concept van de integratie van biomorfisme, bionica en informatie- en communicatietechnologie over op de wereld. Rond dit thema zullen satellietbanen, ecologische parken enz. voor ons de interessantste experimenten zijn.

Satellietbaanexperiment (baantest, communicatietest, observatietest, systeemtest, botsingstest, levenstest):

Communicatiecapaciteit verbeteren: De bouw van communicatiesatellieten in een baan om de maan kan de communicatiecapaciteit tussen de aarde en de maan verbeteren en betere communicatieondersteuning bieden voor de toekomstige maanverkenning en menselijke maanlanding.
Maannavigatie- en plaatsbepalingssysteem: De bouw van navigatiesatellieten in een baan om de maan kan nauwkeurige plaatsbepalings- en navigatiediensten leveren voor de sondes en astronauten op het maanoppervlak, vergelijkbaar met het GPS-systeem op aarde.
Maanobservatie en -verkenning: De bouw van observatiesatellieten in een baan om de maan kan zorgen voor een uitgebreide en continue observatie en verkenning van het maanoppervlak, wat belangrijke gegevens oplevert voor de ontwikkeling van hulpbronnen op de maan en milieuonderzoek.
Wetenschappelijk ruimteonderzoek: De bouw van wetenschappelijke onderzoekssatellieten in een baan om de maan kan ruimtewetenschappelijke experimenten en onderzoek uitvoeren, zoals de studie van zonnewind, kosmische straling, microzwaartekracht, enz.
Basis voor verkenning van de diepe ruimte: Maanomloopsatellieten kunnen dienen als springplank voor verkenning van de diepe ruimte en belangrijke ondersteuning bieden voor toekomstige verkenning van Mars en verdere verkenning van de ruimte.

Op dit moment beschikken mensen over de technologie om satellieten in een baan om de maan te brengen. Het Apollo-programma in de Verenigde Staten en de Chang'e-sonde van China hebben bijvoorbeeld allemaal met succes de sonde in een baan om de maan gebracht. Hoewel de kosten om een satelliet in een baan om de maan te brengen relatief hoog zijn, zullen de lanceringskosten naar verwachting geleidelijk dalen naarmate de ruimtetechnologie zich verder ontwikkelt. Bovendien kunnen satellieten in een baan om de maan belangrijke ondersteuning bieden voor de toekomstige verkenning en ontwikkeling van de maan. Vanuit praktisch oogpunt is de bouw van satellieten in een baan om de maan zinvol. Kortom, de bouw van satellieten op de maan is van groot belang en haalbaar in termen van technologie, economie en uitvoerbaarheid. Met de verdere ontwikkeling van de ruimtevaarttechnologie zal de bouw van satellieten in een baan om de maan in de toekomst werkelijkheid worden.

Het ecologische park is een experiment:

Het ecologisch park op de maan moet een gesloten circulair ecosysteem bouwen om het overleven van mensen en andere organismen te ondersteunen. Dit omvat het verbouwen van voedsel, het leveren van zuurstof en het verwerken van afval, enz. Het bouwen van een maanecosysteem vereist het aanpakken van vele uitdagingen, zoals hoe gewassen te verbouwen in een omgeving met lage maanzwaartekracht en hoe de stabiliteit van het ecosysteem te handhaven. Het ecologische park op de maan kan dienen als basis voor wetenschappelijk onderzoek naar de geologie, biologie en het milieu van de maan. Tegelijkertijd kan het ecologisch maanpark ook een basis worden voor de ontwikkeling van maanbronnen en ruimtetoerisme.

De oprichting van het ecologische maanpark is een uitdagend en veelbelovend project, dat uitkijkt naar de deelname van ambitieuze jongeren!

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

Astronauten zijn een soort speciale beroepen die zich bezighouden met ruimteactiviteiten in de ruimte. Ze moeten speciale taken uitvoeren zoals vluchtbewaking, bediening, controle, communicatie, onderhoud en wetenschappelijk onderzoek onder speciale omgevingsomstandigheden en kunnen normaal leven. Hiervoor moeten ze een strenge opleiding volgen, zodat ze over uitstekende fysieke en psychologische kwaliteiten beschikken, een sterk vermogen hebben om zich aan te passen aan de speciale omgevingsfactoren van de ruimtevaart, en het ruimtevaartuig beheersen en de missie voltooien moeten over een verscheidenheid aan kennis en vaardigheden beschikken. De trainingsinhoud van astronauten omvat: fysieke oefening, theoretische kennisonderwijs, psychologische training, uithoudingsvermogen en aanpassingstraining van speciale omgevingsfactoren, overlevingstraining en ruimtevaarttechnologietraining, ruimtevaart medische engineering technologie training, ruimtewetenschap en toepassing kennis en technologie training, overlevingstraining en uitgebreide training. Het is ook nodig om de lage zwaartekrachtomgeving in de microzwaartekrachttoestand van de nulzwaartekracht zwevende silo te voelen en zich van tevoren aan te passen aan de maanomgeving. Om ervoor te zorgen dat de fysieke en psychologische kwaliteit van astronauten goed genoeg is om zich snel aan te passen aan een speciale omgeving, is het nodig om de lage-zwaartekrachtomgeving in de microzwaartekrachttoestand van de nulzwaartekrachtzwevende cabine te voelen en zich van tevoren aan te passen aan de maanomgeving. Voer technische training zoals ruimtevaartuigen, zodat astronauten kunnen sommige onderzoek en vlucht op de maan in te voeren.

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 vervoeren het onafhankelijk door China ontwikkelde Tianwen-11 ruimtevaartuig, dat is verdeeld in de volgende drie delen:

Bemande capsule: deze vervoert voornamelijk enkele wetenschappers en een klein aantal maankampervaringen.
Commandomodule: de bewegingsrichting van het ruimteschip wordt bestuurd door kunstmatige intelligentie en nadat het hoofdgedeelte de maan heeft bereikt, blijft het in een baan om de maan om een toezichthoudende functie uit te voeren.
Laadruimte: voornamelijk verantwoordelijk voor het vervoeren van de spullen die nodig zijn voor het maankamp, evenals wat voedsel.

Op de maan bouwen we onze eigen rover en transporteren we de rover.

Normaal gesproken zouden we naar de aarde terugkeren in een bemande capsule. We hebben een lanceeronderbrekingssysteem om van de maan te ontsnappen, dat is voor noodgevallen.
We hebben een commandomodule (dat is een detectiesatelliet) in een baan om de maan, die de beweging van de maan zal veranderen en de situatie op het maanoppervlak in realtime kan volgen. Wij astronauten kunnen maanvoertuigen of sondes besturen om de maan te verkennen, afhankelijk van de omstandigheden op het maanoppervlak.

Andere projecten: