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.

Aurora

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 18, 19   4 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Aurora Lunar Camp tar utgangspunkt i et komfortabelt og trygt levemiljø for astronauter. Med vitenskapelig forskning i sentrum skal Aurora Lunar Camp kartlegge og utvinne månens ressurser for å utforske og tilpasse seg månens miljø. Samtidig skal Aurora Lunar Camp fungere som en overføringsstasjon for utforsking av verdensrommet, for å oppnå funksjonen som kryssingsdeteksjon og energiforsyning.

Leiren er sentrert rundt en bygning som er satt opp i to deler ved hjelp av den hule lavarørstrukturen under månen:

Bakken er et vitenskapelig forskningsområde som brukes til analyse, lagring og utvikling av månens ressurser. Samtidig er det sentrale kontrollrommet, strømfordelingsrommet og plantemodulen satt opp for å sikre normal drift av basen.

Under bakken ligger oppholdsrommet som brukes til astronautenes opphold og trening. I tillegg til de grunnleggende fasilitetene finnes det også tesalonger for å dyrke stemningen. Stueområdet er dominert av varme farger for å lette arbeidspresset til astronautene.

Vi bruker et solimportsystem for å samle sollys som reserveenergi for å redusere energiforbruket.

Vi bruker Ecometer, et multifunksjonelt, bærbart instrument for blant annet enhetskontroll og helseovervåking av astronauter.

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

Måneleiren vår har tre formål.

 For å utforske månens geologiske miljø, innledende utforskning og tilpasning til månemiljøet. Vi vil fortsette å utvinne månejord og malm på ulike dybder og analysere materialet for å forstå månens geologiske miljø.
 Som en overføringsstasjon for andre romfartøyer. Andre sonder kan lande på basen for å fylle drivstoff i lengre perioder under oppdragene sine.
 Utføre traverseringsdeteksjon. Dette er et laboratorium for utforskning av verdensrommet som overvåker andre planeter i solsystemet og jordnære asteroider som truer jorden, og som samler inn relevant informasjon tilbake til jorden for å kunne utføre tidlig varsling, forsvar, destruksjon og så videre.

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

Vi bestemmer oss for å bygge en måneleir i nærheten av Shackleton-krateret.

På den ene siden kjennetegnes området rundt Mount Malapat nær Shackleton-krateret av en lang lyssyklus, og solcelleanlegg kan brukes til å samle inn og lagre lysenergi for kraftproduksjon.

På den annen side kan isavleiringer (vannis) som inneholder store mengder hydrogen i midten av krateret, sendes ut for å samle opp vannis på bunnen av krateret og transportere den til basen for å dekke basens behov for drivstoff og vannressurser.

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.

For Moon Camp planlegger vi å bruke en strømlinjeformet design for å få basen til å se like vakker ut som nordlyset, samtidig som den ikke så lett absorberer månestøv.

Vi skal lande på månen minst to ganger. Første gang skal vi sende noen roboter og monteringsmoduler til månen. Disse robotene kan kombineres med ulike monteringsmoduler for å utføre funksjoner som 3D-printing, materialsmelting, terrengskanning og gruvedrift. Ved hjelp av disse funksjonene kan roboten velge ut en egnet byggeplass, utføre bakkeplanering her, samle inn månejord og stein, bygge beskyttende skall av månejord og smelte Fe, Ti og Si for å bygge leiren. bygging av solcellepaneler, radar og termiske gruvemoduler i nærheten av Mount Malapate, og utgraving av lavarør i midten av basen og etablering av et andre underjordisk lag i rørene.

Den andre månelandingen begynner etter at leiren er etablert. Denne gangen skal tre astronauter og en del overlevelsesutstyr sendes til månen. De skal inspisere og reparere konstruksjonen av ulike deler av leiren og den økologiske konstruksjonen i basen, slik at basen kan oppfylle de forventede standardene. Hvis de oppdager noe unormalt, skal de rapportere det til jorda og gjennomføre flere månelandinger.

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

De største truslene for astronauter er meteoritter, stråling, månestøv, lave temperaturer og lave oksygennivåer.

Meteoritt: Vi planlegger å bruke månejord som 3D-printmateriale for å bygge et skall av månejord rundt basen for å motstå små meteoritter. For meteoritter som ikke kan blokkeres av skallet, vil alle astronauter søke tilflukt i underjordiske områder.

Stråling: Månejordskallet kan beskytte mot stråling, og byggematerialene i leiren kan også effektivt forhindre stråling.

Månestøv: Månejordskall og rengjøringsrobot brukes til å blokkere månestøvet og rengjøre månestøvet på leirskallet.

Lav temperatur: På grunn av den lave varmeledningsevnen til månejordskallet kan den indre temperaturen holdes relativt konstant. Samtidig vil leirens skall ha en hul struktur for å opprettholde en konstant innvendig temperatur i leiren.

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

Vann: Vi vil bruke termisk gruvedriftsteknologi til å samle opp vann i månejorden og kondensere det til is. Samtidig skal vi bruke roboter til å samle inn vannis og månestein i krateret, som skal transporteres til basen med månebilen. Isen og vannisen skal omdannes til vann, og månesteinen skal omdannes til vann ved at FeTiO2+H2→Fe+TiO2 +H2O reagerer.

Avløpsvannet og urinen som genereres i dagliglivet vil bli omdannet til vann som kan brukes og drikkes gjennom resirkulerings- og rensesystemet inne i basen for å realisere resirkulering av vann. 

Mat: I løpet av den første perioden etter månelandingen vil astronautene spise månefôr, og etter normal drift i vekstområdet i leiren vil ulike planter bli brukt som hovedfôr. I tillegg kan hver innkommende sonde bringe med seg ytterligere matforsyninger til måneleiren.

Elektrisitet: Vi kommer hovedsakelig til å bruke solcelleanlegg og drivstoff som en supplerende måte å skaffe energi på. Solenergiforsyningen til leiren realiseres ved hjelp av solcellepaneler som utstyr. Brenselkraftproduksjon bruker hydrogen utvunnet fra vannis som kraftproduksjonsmodus, som er den viktigste basisenergiproduksjonsmodusen i tilfelle problemer med fotovoltaisk kraftproduksjon. Vi vil også administrere strømdistribusjonen på hele området gjennom strømfordelingsrommet.

Luft: Anlegget vil bruke elektrolytisk vann, smeltet elektrolytisk månejord og plantefôring for å tilføre oksygen. Elektrolytisk vann og smelteelektrolyse er henholdsvis elektrolyse av avløpsvann og smeltet månejord for å frigjøre og samle opp oksygen.

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

For astronautavfall er Aurora Lunar Camp utstyrt med et resirkuleringssystem som omdanner urin til brukbart vann. I et av resirkuleringssystemene er det mange suspenderte plastpellets og blandinger i reaktoren ved 35 grader Celsius. Når avføringen sirkulerer rundt pelletsene, bryter mikrober på overflaten av pelletsene ned avføringen til salt og metan. Gjennom separasjon av fast gass ble de giftige komponentene i avføringen skilt ut. Samtidig ble metanoksiderende bakterier brukt til å syntetisere karbohydrater og proteiner for å fullføre behandlingen av avføringen.

Aurora Lunar Camp er utstyrt med en egen kutter som kutter og komprimerer avfallet og lagrer det i en avfallsbeholder som sendes til Jorden for destruksjon når forsyningene fra Jorden og Månen utveksles.

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

Kommunikasjon mellom jord og måne: Aurora Lunar Camp har et radioteleskop plassert utenfor leiren på Maraport-fjellet for å blokkere ut bredspektrede radioforstyrrelser fra Jorden, slik at hovedkontrollrommet kan bruke kommunikasjonsutstyr til å kommunisere mellom Jorden og Månen via radio.

Kommunikasjon mellom basene på månen: Aurora Lunar Camps hovedkontrollrom er utstyrt med 4G-mobilkommunikasjonsnettverk og tilhørende utstyr for å muliggjøre kommunikasjon mellom astronautene og utstyret på månen. Samtidig vil hver astronaut og hovedkontrollrommet bli utstyrt med Eco Meter, en allsidig og praktisk kommunikasjonsenhet, for å lette kommunikasjonen mellom månebasene.

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.)

Utforskningen av månens mineralressurser vil stå i fokus for forskningen. Eksperimenter med plantedyrking kan utføres i månens omgivelser med lav tyngdekraft, og utplassering av infrarødt deteksjonsutstyr ved lav temperatur, test av superledningsevne ved lav temperatur, deteksjon av superledningsevne ved lav temperatur i partikkelmiljøet i rommet og andre eksperimentelle oppgaver kan utføres ved å bruke den vedvarende lave temperaturen i noen kratere i det permanente skyggeområdet. Det bør forskes på vitenskapen og teknologien bak in situ-ressursutnyttelse, inkludert fire aspekter:

utforskning av viktige ressurser på månen;
Omfattende utnyttelse av månejord;
Effektiv og bærekraftig utnyttelse av månens energi;
Beskyttelse av miljøfarer og rettigheter og interesser i forbindelse med utvikling og utnyttelse av månens ressurser. Det er også mulig å bygge et observatorium på Malaput-fjellet på månens sydpol, noe som vil utvide menneskets forståelse av Melkeveien og universet, med større symbolsk og vitenskapelig betydning. Å bygge et kjernekraftverk på månen for å studere kontrollert fusjon av helium 3.

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

Først vil vi velge ut astronauter blant søkere som er statsborgere med mastergrad i biologi, informatikk eller medisin.

For det andre vil vi ha læringskurs for astronautene, simulert flyvetrening, simulert trening i mikrogravitasjon, psykologisk trening og beredskapstrening.

Kurset skal lære astronautene å bruke og vedlikeholde utstyr knyttet til leirlivet og vitenskapelig forskning.

Simulert flygetrening omfatter simulert flygetrening for landing på månen og flygetrening for retur til jorden. Flysimulatoren gjør det mulig for astronautene å fullføre flyteknologier som start, holdningsjustering, kontroll osv. Samtidig gir den følelsen av bevegelse, syn, hørsel osv., slik at astronautene kan bli kjent med bruken av romfartøy.

Den simulerte mikrogravitasjonstreningen vil gjøre det mulig for astronautene å drive fysisk trening i mikrogravitasjonsmiljøet, simulere livet i måneleiren, bruke ulike instrumenter og andre aktiviteter, slik at astronautene kan venne seg til det fremtidige livet og det vitenskapelige forskningsarbeidet i måneleiren.

Den psykologiske treningen er utformet for å forebygge psykiske problemer, som for eksempel overdreven stress, og for å redusere psykologisk stress ved at astronautene gjør visse oppgaver sammen for å styrke samholdet.

Nødtrening simulerer en nødsituasjon, for eksempel et meteorittangrep, for å skjerpe besetningens håndteringsevner.

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.

Vi trenger et romfartøy basert på dagens bemannede romraketter, med god plass til overs, som skal brukes til å transportere roboter for å bygge måneleirer.

Våre kjøretøy på Camp Moon vil være to rovere som skal transportere materialer til den nye leiren, roboter som skal samle inn månens ressurser, og mannskaper som skal inspisere radioteleskoper og solcellepaneler.

Når det gjelder turen tilbake til jorden, planlegger vi å sette opp en løfteplattform på månen, og når det er behov for å returnere til jorden, vil plattformen heves slik at romfartøyet kan ta av eller lande.

Når vi utforsker månen for å finne en ny destinasjon, vil vi sette opp destinasjonen på forhånd, la roveren frakte med seg roboter og mat, og bruke roboter til å bygge noen forsyningsstasjoner på destinasjonen og underveis for å legge grunnlaget for senere utforskning av den nye destinasjonen.