moon_camp
oppdagelse interaktivt bilde

Prosjektgalleri Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

I Moon Camp Pioneers skal lagene 3D-designe en komplett måneleir ved hjelp av programvare etter eget valg. De må også forklare hvordan de vil bruke lokale ressurser, beskytte astronautene mot farene i verdensrommet og beskrive bo- og arbeidsfasilitetene i måneleiren.

Skyhook

  Førsteplass - Ikke-ESA-medlemsstater

Shanghai Qingpu videregående skole  Shanghai-Qingpu    Kina 17, 16   6 / 0 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



Youtube Video Link:


1.1 - Prosjektbeskrivelse

Vår måneleir er en månebase som skal bygges i 2035 for å takle jordens energikrise og drive langsiktig stasjonert forskning på måneoverflaten. Hovedformålet med basen er å transportere energikilder som helium-3 fra månen til jorden til en lav kostnad, forske på materialvitenskap, biologi og andre disipliner på månen og studere den fysiske tilstanden til astronauter som bor på månen.

1.2 - Hvorfor ønsker dere å bygge en Moon Camp? Forklar hovedformålet med måneleiren (for eksempel vitenskapelige, kommersielle og/eller turistmessige formål).

Formålet med måneleiren vår er å utvikle helium-3-energikilder på månen for vitenskapelig forskning, å bringe billige og rene kjernefusjonsmaterialer til jorden på en mer effektiv måte, og å utforske bruken av månejord og andre typer energi på månen i måneforskningsbasen for å håndtere energikrisen som menneskeheten kan komme til å oppleve i løpet av de neste tiårene.

2.1 - Hvor vil du bygge måneleiren din? Begrunn valget ditt.

Ligger i utkanten av månens Shackleton-krater (0,0°89,9°S) , stedet er den evige dagslyssonen, som inneholder Klipp rock (varigheten av kontinuerlig belysning av måneoverflaten er 86% på den sørlige halvkule). nær polen, under påvirkning av temperatur og vinkelhastighet, er de fleste av månens vannressurser frosset i bakken, noe som er vennlig til utviklingen av Moon Camp. Dataene viser også at krateret inneholder mye mer hydrogen, noe som tyder på at det kan finnes vannis. I nærheten av Shackleton-krateret ligger Malapert-fjellet, hvis topp, uansett hvordan månen snur seg, alltid er synlig for jorden, noe som passer for et stort bakkekommunikasjonssenter. I tillegg er baksiden av fjellet egnet til å skjerme radiosignaler, ettersom det kan eliminere elektromagnetiske forstyrrelser fra jorden fullstendig og dermed bidra til installasjonen av et radioteleskop.

2.2 - Hvordan planlegger dere å bygge måneleiren? Tenk over hvordan dere kan utnytte månens naturressurser, og hvilke materialer dere trenger å ta med fra jorden. Beskriv teknikkene, materialene og designvalgene deres.

Sammenlignet med jorden finnes det et stort antall helium-3-ressurser på månen, som kan brukes som råstoff for å produsere varmeenergi gjennom kjernefusjon, som omdannes til elektrisitet ved hjelp av generatorer og transformatorer og lagres i underjordiske superbatterier. I tillegg kan oksider som titandioksid og aluminiumoksid, som det finnes mye av i månejorden, reduseres ved hjelp av redoksanlegg for å generere vann og tilsvarende metaller.

Vi har tenkt å blande breksjen, grusen i månejorden og andre materialer med vann til betong for å bygge skalldelen av hovedbygningen over bakken på månebasen vår. Fra jorden skal vi ta med oss en 3D-printer for å gjøre betongmaterialet til en bygning, noe som i stor grad kan redusere avhengigheten av jordens transportkapasitet. I mellomtiden blander vi inn glassfibre i betongen for å forbedre varmeisolasjonsevnen til basens skall. I basen vil det bli plassert enheter for konstant temperatur i ulike områder for å sikre at astronautene har et komfortabelt arbeids- og bomiljø.

2.3 - Hvordan beskytter og beskytter måneleiren astronautene mot månens tøffe miljø?

Vår meteorittbekjempelse i måneleiren består av tre deler. Det ytre laget består av lasermissiler, og det midterste laget består av luftvernmissiler. Flere sett med nærforsvarskanoner vil avskjære de gjenværende meteorittfragmentene de to foregående gangene. Og ved hjelp av radar kan de nøyaktig identifisere om objektet er en meteoritt. Kuppelen vår kan effektivt beskytte oss mot angrep fra små fragmenter av den endelige meteoritten. I tillegg skal vi etablere et beskyttelseslag under bakken, slik at astronautene kan ivareta sin personlige sikkerhet og overleve til hjelpepersonellet fra jorden ankommer.

3.1 - Hvordan vil måneleiren gi astronautene bærekraftig tilgang til grunnleggende behov som vann, mat, luft og strøm?

a ) VANN
Ⅰ. Vannforsyning
1. transporteres med en leveringsenhet.
2. hydrogengassen som genereres av elektrolysert vann, reduserer de mange oksidene i månejorden og danner vann.
Ⅱ. System for vannsirkulasjon
1. Vanndampen som produseres ved respirasjon på romstasjonen, returneres til reservoaret ved kondensering.
2. rensing av toalettavløp og annet husholdningsavløp.
b) MAT
1. poteter og kål dyrket i plantestasjonen kan utgjøre en del av forsyningen, og en høy vekstrate kan oppnås ved hjelp av presis vannings- og dyrkingsteknologi.
2. gjennom bæreraketten leveres rommaten i vakuumpakker regelmessig til basen.
3. oppbevares sammen med ekstra komprimert mat for metthetsfølelse i nødstilfeller.
c) STRØM
Ⅰ.de viktigste energikildene
1. innretninger for kjernefysisk fusjon
Deuterium for kjernefusjonsenheter, la elektronene utenfor kjernen bli kvitt kjernens lenker, atomkjernene polymeriserer hverandre. Frigjøringen av et stort antall elektroner og nøytroner frigjør enorm energi.
2. solenergi
Siden månen ikke har noen atmosfære, kan solcellepaneler i stor grad konvertere elektrisk energi, og overskytende elektrisk energi lagres i batteriet.
d) LUFT
1. gjennom generatoren for elektrolysert vann. En del av oksygenet sendes inn i ventilasjonssystemet for menneskelig pusting, og det overskytende lagres i friluft og fryses til "oksygenis".
2.Bruk plantenes fotosyntese i plantestasjonen til å produsere oksygen og fjerne karbondioksid.
3. resten av luftkomponentene vil i utgangspunktet ikke bli redusert. I tilfelle lekkasje er det imidlertid lagret komprimert gass i oppbevaringsrommet.
4. I tilfelle luftlekkasje er det lagret en komprimert gass i lagerrommet som er nok til å balansere innholdet tre ganger.

3.2 - Hvordan vil måneleiren håndtere avfallet som astronautene produserer på månen?

Når det gjelder plastprodukter, kan vi bruke husholdningsavfallet fra astronautene direkte i 3D-skriveren og bruke det som råmateriale i skriveren for å produsere flere ting. Når det gjelder menneskelig avfall, har vi spesielle biologiske og kjemiske områder for behandling, og det blir gjødsel for avlinger i verdensrommet.

3.3 - Hvordan vil måneleiren opprettholde kommunikasjonen med Jorden og andre månebaser?

Månebasen vår skyter opp transportfartøyer til romstasjonen eller Jorden via den elektromagnetiske akselerasjonsbanen midt på basen. Utstyrt med et romfartøy som er utstyrt med ioneraketter, som ioniserer drivstoff og bruker et elektrisk felt til å akselerere ionene som slynges ut for å skape skyvekraft, kan det reise til og fra månebasen med relativt høy hastighet. Samtidig er basen også utstyrt med måneroboter for å realisere utveksling av varer i hver base. Det finnes signalbasestasjoner mellom basene for å forsterke radiosignalet og gjøre kommunikasjonen mellom basene enklere og raskere.

4.1 - Hvilke(t) vitenskapelig(e) tema(er) vil være i fokus for forskningen i deres Moon Camp? Forklar hvilke eksperimenter dere planlegger å gjøre på månen (for eksempel innen geologi, miljø med lav tyngdekraft, biologi, teknologi, robotikk, astronomi osv.)

Basen skal fungere som en frontlinjebase for måneforskning, med hovedansvar for vitenskapelig forskning på månens geofysikk, månejordmaterialer og beplantning av måneoverflaten. Mineralene på månen kan transporteres til romstasjonen eller jorden gjennom den elektromagnetiske akselerasjonsbanen i midten av basen. Siden det ikke er noen luftmotstand, kan romfartøyet enkelt akselereres til en viss utskytningshastighet gjennom denne anordningen, noe som også forklarer betydningen av navnet på basens skyhook. Månelaboratoriet kan også ha forskningsfasiliteter som ligger nær de som finnes på Jorden, slik at det blir mulig å gjennomføre forskning på måneoverflaten. Beplantning på måneoverflaten er også et viktig forskningstema på basen, og beplantningsområdet kan sørge for matforsyningen til alt personell under det vitenskapelige forskningsarbeidet på måneoverflaten. Samtidig gjennomføres romavl for å dyrke sorter med høyere avkastning per arealenhet for å løse dagens matsikkerhetsproblem. Det vil også bli forsket på robotikk på basen, slik at forskerne kan bruke robotarmer i sine vitenskapelige forskningsaktiviteter.

5.1 - Hva ville du inkludert i astronauttreningsprogrammet for å forberede astronautene på en måneferd?

For å forebygge effekten av lav tyngdekraft vil astronautene gjøre øvelser hver dag. 2 øvelser om dagen skal sikre at de er i god fysisk form når de kommer ut i rommet. Astronautene våre vil ha ulike roller og vil lære seg spesifikke ferdigheter på jorden for å spesialisere seg på ulike områder avhengig av hvilken rolle de har. For eksempel vil legene i teamet lære seg grunnleggende behandling av skader og å forhindre at medisinske beholdere blir skadet eller okkupert. Ingeniørene lærer seg å vedlikeholde maskineriet på bakken for å forhindre skader på måneleiren. Pilotene skal lære seg å kontrollere romfartøyet, forebygge svikt i autopilot-teknologien og styre romfartøyet og månefartøyene manuelt. Dataanalytikere skal analysere bruk og produksjon av energi på basen og opprettholde normal drift av basen. De skal også studere bruken av forskjellig utstyr på basen og utføre forskjellige fysiske og kjemiske eksperimenter som bare kan utføres i månemiljøet, eller som er enkle å utføre i månemiljøet. Vi skal også simulere overvåking og stell av plantedyrking i dyrkingsområdet. Astronautene må bli kjent med rømningsveiene tilbake til returkapselen og bruken av livreddende instrumenter i nødstilfeller. Astronautene skal øve seg på basens inspeksjonsprosess gjentatte ganger for å forebygge problemer og sårbarheter som kan sette liv i fare. Astronautene skal utforske månemiljøet i en virkelighetsnær simulering og samle inn spor av liv og alle slags data. Treningsprogrammet vil vare i 20 dager for å sikre at astronautene er godt kjent med sitt fremtidige liv på måneleiren. Etter den daglige treningen må astronautene fortsatt fullføre én dags sortering og innsamling av data og annet sorterings- og analysearbeid samt loggsortering.

5.2 - Hvilke romfartøyer vil din fremtidige måneferd trenge? Beskriv farkostene som finnes i Moon camp, og vurder hvordan dere vil reise til og fra jorden og utforske nye destinasjoner på månens overflate.

Når det gjelder transport av last, brukte vi tre elektromagnetiske railguns, og Tokamak-enheten på måneoverflaten kan forsyne oss med kontinuerlig elektrisk energi. Vi plasserer måneressursene i kanonen og sender dem deretter til månens synkrone bane ved hjelp av den enorme akselerasjonen fra den elektromagnetiske railgun-kanonen for å dokke med Skyhook-romfartøyet vårt og stige opp til en høyere romstasjon. Når det gjelder personelltransport, har vi bygget romferger for astronauter til og fra romstasjoner i høy bane, som kan ta av direkte fra rullebanen på måneoverflaten, og vi har rombusser for flyvninger mellom månestasjonen og den geostasjonære romstasjonen. Baksiden av roveren kan utstyres med rom med ulike funksjoner, noe som skaper en modulær design for ulike situasjoner. For eksempel transportmodul, utforskningsmodul, konstruksjonsmodul.