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.
Shanghai Qingpu videregående skole Shanghai-Qingpu Kina 15, 16 6 / 2 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360
I løpet av de 62 årene som er gått siden menneskene reiste ut i verdensrommet, har teknologien utviklet seg dramatisk. Vi ønsker å forlate jorden igjen for å gjøre noe større. For å kunne utforske månen fullt ut, og for senere å kunne ekspandere og bo der på lang sikt, ønsker vi å bygge noen måneleirer for astronauter og forskere.
Måneleiren vår er beskyttet av en sirkelformet kuppel for å redusere varmespredningen. Området i midten er delt inn i et forskningsområde, et område for lagring av mat, et medisinsk område, et oppholdsområde, et område for lagring av utstyr, et planteområde og et underjordisk tilfluktsrom, som er formet som en kule som er koblet sammen i en vinkel, med tanke på stabilitet og praktisk bruk. De to andre områdene er kjernefysisk fusjon, elektrolyse, rensing av avløpsvann og trenings- og rekreasjonsområde. De er forbundet med det sentrale området i form av en halv peanøtt, noe som viser den generelle stabiliteten og sikkerheten i trekanten, samtidig som de er fullt funksjonelle og dekker alle behovene til de tre astronautene.
Som byggematerialer bruker vi komposittbetong og jordbasert bornitridbasert materiale til fundamentet og bygningens nedre nivå. Memory-metall og strålingssikkert glass brukes til overbygningen og kuppelen, noe som gjør leiren sterk og beskyttet mot strålingsforstyrrelser.
Vi gjør nok ingeniørarbeid til å forsyne måneleirene våre med vann, mat, luft, drivstoff og strøm og til å være selvforsynte på lang sikt.
Forskningen vår fokuserer på astronomi, botanikk og geologi, samt eksperimenter på månen for å fremme vitenskapen.
Vårt mål er å fremme vitenskapen, utvikle nye materialer fra månejord og gjøre måneleiren til et nytt hjem.
Månen, som er den planeten som er mest utforsket av mennesker, er et av våre viktigste utforskningsmål nå. For å kunne utforske månen fullt ut må vi kunne bo på månen på lang sikt, så vi må bygge måneleirer for å opprettholde menneskelig overlevelse, sørge for oksygen, matlagring, energiutvikling og andre funksjoner.
Deltakelse på Moon Camp vil gjøre det mulig å realisere fantasien vår om måneleirer gjennom modellering, og i løpet av modelleringsprosessen vil vi også lære mer om månen og tilgjengelige teknologier for måneutforskning.
Vi ønsker å bygge en måneleir i krateret. Kriteriene for valg av krater er: For det første må det være is og vann i nærheten, slik at man kan hente vann direkte ved å reflektere sollyset ved hjelp av et speil. For det andre må krateret ligge innenfor den evige dagstoppen, slik at man kan sikre stabil solenergi og dermed garantere energiforsyningen. Tre, i nærheten av forvitringslaget, fordi forvitringslaget i månejorden kan brukes som råstoff for oksygen.
Byggingen er delt inn i syv faser:
I den første fasen bygges det et oppsamlingsområde på et bestemt sted for å forberede den senere basebyggingen og materialtransporten.
I den andre fasen skytes landingsfartøyet opp fra mellomstasjonen til målområdet, og landingsfartøyet har med seg en sonde, vitenskapelig utforskningsutstyr, kommunikasjonsutstyr og solcellepaneler for å utføre oppgavene til en preenergistasjon og en kommunikasjonsstasjon, for å utføre innledende utforskning av det valgte området og for å støtte infrastrukturen for senere bygging.
I det tredje trinnet vil landingsfartøyet bli skutt opp fra mellomstasjonen, og måneroboten og byggematerialene vil bli sendt til måneoverflaten av landingsfartøyet, og komposittbetongen vil bli fremstilt ved hjelp av månejord og medbrakte materialer, og konstruksjonen av basens hovedstruktur, infrastruktur og utvendig kuppel vil bli utført ved hjelp av 3D-utskriftsteknologi for å fullføre byggingen av det materielle landingsstedet, og videre utplassering og vedlikehold av alle typer utstyr. På dette tidspunktet kan månebasen transporteres og utveksles av robotene på måneoverflaten, noe som utgjør et utvekslingssystem for informasjon, energi og materialer, og den innledende informasjonsflyten, energiflyten og materialflytinteraksjonsevnen mellom roverne på månebasen, og prototypen på månebasen er fullført.
I den fjerde fasen utplasseres oppskytingssystemet på måneoverflaten og landingsplassen, og landingsfartøyet kan skytes ut for å nå oppsamlingsområdet for å frakte forsyninger og bringe dem tilbake til basen, og sikkerhetsfasilitetene for oppskyting fra måneoverflaten utplasseres på landingsplassen for å konfigurere et sett med returfartøyer til basen.
I den femte fasen brukes landingsfartøyet til å returnere til basen med det interne utstyret til basen, og den første utplasseringen av måneroboten for å dekke behovene til personellets aktiviteter.
I den sjette fasen skal det gjennomføres en bemannet månelanding. I denne fasen stasjoneres astronauter for utplassering, installasjon av internt utstyr og vitenskapelig forskning på basen, og i første omgang bygging av en månebase. Landingsfartøyet vil bære returfartøyet under den bemannede månelandingen og danne et reserveforhold til returfartøyet som er konfigurert på måneoverflaten for å sikre personellets liv i en nødsituasjon.
I den syvende fasen fullfører astronautene installasjonen og driften av basens indre, og det vitenskapelige forskningsarbeidet og ressursutvinningsoppdragene begynner offisielt.
Under byggeprosessen vil det være nødvendig å transportere sonder, måneroboter, ulike typer baseutstyr og byggematerialer fra Jorden, og basens hovedstruktur vil inneholde en stor mengde månejord, noe som vil redusere behovet for materialtransport og byggeprosessen.
Når det gjelder form, har vi tenkt å bygge en kuppelstruktur over krateret for å redusere virkningen av trykkforskjeller, for plutselige og uventede situasjoner, fordi kuppelens bæreevne og trykkmotstand er sterkere enn det samme volumet av bygninger, i henhold til plasseringen av månebasen, og på grunn av kuppelens sterke bæreevne kan det gi basen tid til å reagere og iverksette tiltak for å redusere unødvendige tap.
På grunn av de spesielle omgivelsene og behovet for å håndtere høyvakuum, ultrahøy temperatur, ultralave temperaturer osv. velger vi å bruke minnesmetall som skjelett, kombinert med spesielle betongmaterialer som tåler høye temperaturer. Samtidig kan bruken av strålingssikkert glass filtrere kosmiske stråler for å beskytte basen mot strålingsforstyrrelser, og den normalt lukkede designen kan forhindre invasjon av månestøv i interiøret for å påvirke fremdriften i vitenskapelig forskning; hovedbygningen til senteret vi velger en dobbeltlags bygningsvegg, det indre laget ved hjelp av spesialbetong, det ytre laget ved hjelp av månejord, sterk, tåler trykkforskjeller, kan gi et trygt forskningsmiljø for astronauter, mens du kontrollerer varmeoverføringsområdet, for å opprettholde temperaturen for å forhindre varmetap.
Når det gjelder sikkerhet, er det planlagt å etablere ytterligere beskyttelsestiltak på steder som er utsatt for meteorittnedslag for å unngå meteorittnedslag, å velge ut små meteoritter for destruksjon og fragmentene deres for vitenskapelig forskning, å etablere meteorittoppsamlingsenheter for relevant utforskning og forskning, og å iverksette nødtiltak i tilfelle en svært stor meteoritt eller annen ulykke som er ekstremt ødeleggende for måneleiren, ved hjelp av en månerakett for å flykte til Lagrange-punktet, med satellitter som raskt reflekterer situasjonen og sender informasjon til jorden, og forskere som venter på Lagrange-punktet på svar fra jorden og et nytt vitenskapelig program. Satellittene reflekterer raskt situasjonen og sender informasjon til Jorden, mens forskerne venter på Lagrange-punktet på svar fra Jorden og et nytt forskningsprogram.
Når det gjelder vannforsyningen, transporterer vi først noe av vannet fra jorden til månen for å takle det tomme vinduet før vi kan utvinne isvann jevnt og trutt. Avfallsvæsken som astronautene produserer i løpet av livet, fraksjoneres, filtreres og andre trinn for å få en del rent vann, og resten sendes enten til planteområdet eller slippes ut i verdensrommet.
For å skaffe mat dyrker vi poteter, kål, brokkoli, tomater, paprika og mange andre grønnsaker, og tar med litt hermetisk kjøtt fra Jorden. For å dekke astronautenes ernæringsmessige behov.
På luftsiden bruker vi noen aktive forbindelser i månejorden som katalysatorer for å omdanne vann og karbondioksid til oksygen, hydrogen, metan og metanol ved hjelp av kunstig fotosyntese og simulert sollys. Oksygenet vi får herfra, er imidlertid ikke nok. Oksygentilførselen er hovedsakelig avhengig av vannelektrolyse, og biproduktet hydrogen mates inn i Sabatier-reaktoren for å produsere metan.
For å tilpasse oss måneomgivelsene og sørge for langsiktig stabil energi til måneleiren, bruker vi solenergi i den innledende fasen av leiren. Senere bruker vi komponenter fra månejorden som kunstige fotosyntese-katalysatorer for å lage drivstoff til kraftproduksjon, og ren og effektiv kjernefysisk fusjonsenergiteknologi som en reserveløsning for hele måneleiren. Samtidig lagrer vi overskuddskraft i batteripakker for å takle de fleste mulige ekstreme værforhold, slik at vi oppnår en sikker strømforsyningsløsning.
Avfallet fra astronautene består hovedsakelig av urin, avføring og karbondioksid. Urin separeres fra destillert vann ved hjelp av dampkompresjonsdestillasjon og sendes til vannbehandlingsmodulen for påfølgende filtrering og katalytiske oksidasjonsreaksjoner for å få delvis rent vann. Resten av avfallet og avføringen kan brukes som gjødsel i vekstmodulen eller slippes direkte ut i rommet. Karbondioksidet sendes til plantemodulen for fotosyntese, og hvis det er noe overskudd, sendes det til Sabatier-reaktoren, der det reagerer med hydrogen for å få vann og metan under påvirkning av katalysator.
Husholdningsavfallet som astronautene produserer, vil bli strengt sortert, vått avfall vil bli sendt til planteområdet; papirhåndklær, plastposer og annet tørt avfall vil gjennomgå en rekke trinn som komprimering, hamstring osv. og deretter sendes ut i jordens atmosfære for forbrenning for å redusere forurensningen i rommet.
Vi bruker satellittreléteknologi for kommunikasjon. Tre satellitter er plassert over månen, slik at hver del av månen er dekket av minst én satellitt. Vi bruker UHF S-bånd, som kan trenge gjennom jordens ionosfære uten avbøyning eller refleksjon, noe som muliggjør effektiv mikrobølgerelékommunikasjon mellom leirene og jorden og mellom leirene på månen.
For transport av forsyninger, vitenskapelig utstyr og personell. Vi bruker det lagrangske punktet i rommet mellom Jorden og Månen, der gravitasjonskreftene fra de to store legemene mellom Jorden og Månen opphever hverandre, og objekter som befinner seg i dette punktet, kan forbli relativt balanserte. Vi trenger bare å gi et lite støt i dette punktet for å få det vi ønsker å transportere til å bevege seg i støtets retning. Teoretisk sett finnes det fem Lagrange-punkter i jord-månesystemet, og det punktet vi bruker, ligger ca. 323 110 km fra jorden. Vi skyter først opp romfartøyet til mellomstasjonen ved Lagrange-punktet, hvor vi fyller på drivstoff, og samtidig skyter vi opp et landingsfartøy fra Månen som plukker opp romfartøyet og transporterer det vi ønsker å levere fra mellomstasjonen til Månen. På denne måten trenger romfartøyet ikke lenger å ha med seg drivstoff for månelanding og avgang og retur når det forlater Jorden, det trenger heller ikke å ha med seg en månemodul, transportkostnadene reduseres kraftig, og månelandingsfartøyet kan brukes flere ganger siden Månen ikke har noen atmosfære.
Gruppens forskning på måneleiren fokuserer på astronomi, botanikk og geologi.
Vi skal observere objekter nær månen og på månens bakside med teleskoper, og NASA har allerede foreslått å bygge et observatorium på månens bakside for å unngå lys- og kommunikasjonsforurensning fra jorden. Derfor vil vi bygge radioteleskoper med ultralang bølgelengde på baksiden av månen. Sammenlignet med astronomiske teleskoper på jorden og i bane rundt jorden, har det enorme fordeler å bygge radioteleskoper med ultralange bølgelengder på baksiden av månen: astronomiske teleskoper med ultralange bølgelengder observerer universet ved bølgelengder på mer enn 10 meter (med frekvenser under 30 MHz), noe som kan reflektere jordens ionosfære, som hittil ikke har blitt utforsket av mennesker; månen fungerer som et naturlig fysisk barrierelag som hjelper månebaserte astronomiske teleskoper med å isolere effekten av radiostøykilder fra jorden, ionosfæren, satellitter i bane rundt jorden og radiointerferenssignaler fra solen under månenetter. Det er derfor nødvendig å utplassere et metallgitter med en diameter på 1 km for å danne en kuleformet reflektor med et passende forhold mellom dybde og diameter.
I botanikk skal vi studere månejorden som er samlet inn av måneroboter, og plantefrø og -planter som er hentet fra Jorden, ved hjelp av mikroskopi og kjemiske eksperimenter for å finne ut om sporstoffene i månejorden kan gi plantene nok energi og næringsstoffer. I forskningslaboratoriet dyrker vi også ulike plantefrø i månejorda for å finne planter som egner seg best til å vokse på månen. Under inkubasjonsprosessen plasserer vi frøene med månejord i en termostat med blått og rødt lys for å sikre maksimal veksthastighet for frøene.
Geologisk sett kan de topografiske trekkene på måneoverflaten grovt sett klassifiseres i tre kategorier: høyland, nedslagskratere i månehavet og vulkansk topografi. Vi vil bruke månebilen til å samle inn relevante prøver og undersøke måneoverflatens morfologi og fordelingen av måneoverflatematerialer ved å studere de tre prøvetypene som er hentet fra måneoverflaten: krystallinske magmatiske bergarter, breksjer og månejord og glasspartikler, og til slutt vil de ovennevnte prøvene bli utnyttet fullt ut.
I tillegg skal månebilen designes og produseres på forskningsområdet, den skal ha som funksjon å samle inn måneprøver, og den skal utstyres med 3D-skrivere, medisinsk utstyr og boutstyr på kjøretøyet for å sikre at astronautene på månebilen både kan arbeide, bo og hvile.
Månen har svært liten tyngdekraft, kupert terreng, og mange måneutforskninger må utføres av astronauter utenfor kapselen, så vi vil trene astronautene i vektløshet og simulere månemiljøet slik at de kan tilpasse seg vektløsheten på forhånd for å redusere fysiologisk ubehag og bidra til at utforskningen utendørs går lettere.
Månen er et ekstremt farlig og ukjent miljø for mennesker, og astronauter som utforsker omgivelsene utenfor må sørge for sin egen sikkerhet, og deretter sørge for sikkerheten til sine ledsagere, så vi vil bli trent og simulert for håndtering av noen mulige nødsituasjoner.
I møte med et så ukjent miljø må astronautene tåle et stort psykologisk press for å reise til månen, ut av kapselforskningen osv. For å gjøre månelandingen smidigere vil vi derfor gi psykologisk veiledning til astronautene for å redusere psykisk press og psykologisk ubehag, slik at astronautene kan fullføre oppdraget med en positiv innstilling.
Månen har mange uutforskede og ustuderte materialer, og astronautene må ha en god forståelse av månen før de drar til månen, og vi vil la astronautene lære å bruke de avanserte maskinene i måneleirene til å forske på og undersøke materialene på månen.
I det vektløse miljøet kan astronautenes muskler gradvis forsvinne, før de drar til månen, vil vi astronauter å utføre streng fysisk trening og et fornuftig kosthold for å sikre at i det langsiktige oppdraget for å opprettholde god helse og fysisk styrke.
Oppdragene omfatter bemannede romfartøyer som brukes til å fly fra jorden til månen, bæreraketter som brukes til å etterfylle forsyninger og materialer, sonder som brukes til å utforske miljøet, og mye mer. I måneleiren kan astronautene også fjernstyre små utforskningsroboter innendørs for videre utforskning og innsamling av prøver på Månen, og det finnes også baneforbindelser til ulike bygninger for rask transport over lange avstander.
Månen har liten tyngdekraft og ingen atmosfære, så for øyeblikket kan vi bruke kjøretøyet til å reversere skyvekraften for å sende romfartøyet tilbake til jorden. I fremtiden kan vi også bruke elektromagnetiske katapulter til å skyte opp små romfartøyer og romfartøyer, noe som er raskere og mer praktisk enn direkte manipulering av romfartøyer, og som kan gjenbrukes, forurenser miljøet mindre og er både effektivt og praktisk.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 