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.

elite

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 17, 18, 19   4 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Basen vår kan gi astronautene et mer komfortabelt sted å bo på månen, samtidig som den også kan gi astronautene beskyttelse, bedre utføre astronomiske observasjoner, prøveinnsamling og andre vitenskapelige aktiviteter, og utvikle romfartsindustrien, utvinning av ulike mineralressurser på månen kan også fungere som den første stasjonen for menneskelig utforskning av verdensrommet.

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

Måneleiren vår brukes hovedsakelig til vitenskapelig forskning. Vi planlegger å studere månens fysiske egenskaper og tilhørende kjemiske sammensetning ved månens sørpol, og prøve å løse noen viktige problemer på jorden ved å utforske disse ekstreme miljøene som ikke finnes på jorden. De unike mineralforekomstene og energiressursene på månen er også viktige supplementer og reserver til jordens ressurser. Det er spesielt verdt å nevne at månejorden inneholder helium-3, som er et rent, effektivt, trygt og billig nytt kjernefysisk fusjonsbrensel som kan brukes i lang tid fremover, og som har store utviklingsmuligheter. I tillegg bidrar studiet av månen, som har forblitt i sin opprinnelige tilstand, til å forstå jordens evolusjonshistorie; måneoverflaten er en vakuumverden, det er ingen atmosfære, og etableringen av et observatorium på måneoverflaten kan i stor grad forbedre astronomiske observasjonsevner; Det høye vakuumet på måneoverflaten, direkte eksponering for solstråling og ingen globale dipolmagnetfelt, er et ideelt sted for romfysiske kjemiske eksperimenter og biovitenskapelige eksperimenter.

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

Vi har til hensikt å etablere en måneleir ved månens sørpol. Ved månens sørpol er det et permanent skyggeområde som kan inneholde store forekomster av vann eller vannis, noe som er en nøkkelressurs for bygging av fremtidige forskningsstasjoner på månen. Sørpol-Aitken-bassenget på månen er ikke bare det største og eldste bassenget på månen. Det spyr ut dypt månemateriale som ikke er tilgjengelig i andre regioner. Studiet av ulike deler av bassenget vil i stor grad øke vår forståelse av Månens indre struktur og utvikling. Tidligere måneferder har vanligvis jobbet mindre enn 14 dager sammenhengende, men ved månens sørpol er det helt annerledes. På grunn av den unike geografiske plasseringen kan detektoren oppnå mer enn 90% av belysningstiden gjennom et lite bevegelsesområde, og den kontinuerlige belysningen i svært lang tid gir svært gunstige forhold for langsiktig vitenskapelig utforskning.

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.

Hovedmaterialet i vår måneleir er strålingsbeskyttende materiale av metallfiber, som vil bli skutt opp og transportert med bæreraketter, og etter at det har nådd månen, vil det bli dekket med et strålingsbeskyttende lag av månejord på overflaten av basen. Vi vil først bygge en testbase på jorden ved hjelp av simulering og mikrobaser for å teste hvordan leirens materialer beskytter mot stråling, og om det er mulig å bygge basen. Deretter sendes leirens temamaterialer til månen med lasteraketter, og deretter sendes astronautene og livs- og forskningsforsyninger til leiren, og astronautene kan bygge leiren under hjelpekommando av fagfolk fra jorden.

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

  1. Etablere et rom-jord integrert medisinsk diagnose- og behandlingssystem for astronauter. Det vil si å formulere det langsiktige sykdomsspekteret, etablere en modell for diagnose- og behandlingskapasitet i bane rundt jorda og konfigurere medisinsk overvåknings-, diagnose- og behandlingsutstyr og medisiner. Før flyvningen utføres medisinske isolasjons- og frigivelsesundersøkelser; Under flyvningen brukes medisinsk tilsynsmodus som kombinerer regelmessig og on-demand, og helseevaluerings- og vedlikeholdsteknologien i bane etableres, og medisinske teknologier som kombinasjonen av medisiner og ikke-medisiner og karakteristisk kinesisk medisin brukes for å sikre astronautens helse.
  2. Observere, forutsi og motstå virkningen av fremmede stjerner
  3. Perfekt personlig nødevakueringsutstyr. I en nødsituasjon kan astronauter trygt skli fra 52,2 meters høyde gjennom rutsjebanen til det underjordiske utstyrsrommet under tårnet i løpet av ett minutt, og deretter løpe til en nærliggende sikkerhetsbunker.

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

På månens overflate er det oksygenrike mineraler, og i månens skygge er det rikelig med faste vannressurser, som kan gi tilstrekkelige ressurser for astronauter. Konstruksjonen av månebasen er å leve i hytta gjennom gjenvinningssystemet og vannrensingssystemet som er utstyrt i hytta for å fullføre vannsyklusen. Ved hjelp av vannrensingsteknologi kan menneskers svette, urin og annet avløpsvann filtreres til et nivå som kan drikkes. I tillegg produseres det meste av maten i hytta ved hjelp av hydroponikk og substratkultur. Tilførsel av ulike næringsstoffer bidrar til sunn plantevekst.

Frysetørket mat

"Lyofilisering" betyr vakuumfrysetørking. Fordelen med frysetørket mat er at den effektivt kan beholde sin egen friskhet og sine næringsstoffer. Frysetørkingsteknologien kjennetegnes av høyt næringsinnhold, god smak, høy rehydrering, svært lang holdbarhet og praktisk bruk.

Funksjonelle matvarer

Den kan gi et fullverdig tilskudd av de ulike næringsstoffene som astronautens kropp trenger. Denne typen mat har et høyere innhold av naturlige antioksidanter, som proantocyanidiner, Ω-3-fettsyrer, plantefiber osv. Strålingsskader kan forebygges eller forbedres.

Kraftsystemet i måneleiren består hovedsakelig av solcellevinger og energilagringsbatterier, som kan konvertere solenergi til elektrisitet. Kraftsystemet har formen "solenergiproduksjon pluss energilagring", som er effektivt og rent. Kjernemodulen er utstyrt med et sett solcellevinger med en kraftproduksjonskapasitet på 18 000 watt. Batteriet bruker keramisk separator, som har god ytelse for å forhindre intern kortslutning, samtidig som det brukes flammehemmende materialer i batteripakken for å forhindre forbrenning forårsaket av høye temperaturer, noe som er svært trygt.

Oksygen er en nødvendighet for menneskelig overlevelse, og månebasen må fullføre produksjonen og sirkulasjonen av oksygen på månen.

Månens regolitt består av mange bergarter og mineraler på måneoverflaten, og kiseldioxid, aluminiumoksid, jernoksid og magnesiumoksid er hovedbestanddelene i månens mineraler. Elektrolyse av mineraler i månens regolitt kan produsere mer oksygen.

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

Husholdningsavfall og avføring vil bli vakuumforseglet, dehydrert og lagret. Når romfartøyene leverer materialer til romstasjonen, lastes husholdningsavfallet inn i det tomme romfartøyet, som deretter skilles fra romstasjonen, bremser ned og går inn i atmosfæren, der det brennes av den høye varmen som genereres ved luftoppvarming. Faste gjødselrester behandles biologisk eller kjemisk for bruk som gjødsel eller direkte til deponi. Astronauters urin, svette og andre ekskrementer er faktisk kilder til vann. Urin alene inneholder 96% vann. Etter flere lag med rensing av dette avløpsvannet fra menneskekroppen kan man få renset vann, og andre stoffer enn vann kan samles opp og pakkes. Når det gjelder astronautavføring, som i utgangspunktet er matrester, er det foreløpig ingen resirkuleringsverdi, og etter at avføringen er samlet inn, blir den dehydrert og tørket, deretter komprimert og pakket i en forseglet pose for å spare lagringsplass.

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

For å fullføre anropet mellom rommet og bakken må romstasjonen, Skylink-relésatellitten og bakkestasjonen delta sammen.

I leirens kjernehytte kan mer enn 10 kablede og trådløse nettverkskameraer, kablede og Bluetooth-headset, mobiltelefoner, PADS og bærbare datamaskiner brukes som nettverksterminaler. Disse terminalene kobler de innsamlede bilde- og taledataene til Ethernet-svitsjen i hytta via kablet eller trådløst Wi-Fi, og overfører dem til bakken via hovedlinken gjennom høyhastighetskommunikasjonsprosessoren. Akkurat som på bakken må vi ringe og sende tekstmeldinger via en mobiltelefonantenne, og det meste av kontakten mellom romstasjonen og bakken skjer via reléantennen på kjernemodulen.

Med en reléantenne er det som å overlevere en "mobiltelefon" til romstasjonen, og den kan komme i kontakt med bakken i sanntid.

Faktisk er det to sett med nettverk i hytta, det ene er kommunikasjonsnettverket og det andre er belastningsnettverket, de to nettverkene er fysisk sammen og logisk atskilt, og dataene samles jevnt inn til reléantenneterminalen på hytta, overføres til bakken via relésatellitten og kan kontaktes i sanntid med andre leirer.

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.)

Vi vil fokusere på naturvitenskapelige emner innen biologi, geologi og astronomi.

Vi studerer endringene i astronautenes fysiske tilstand i rommet og foretar medisinske tilpasninger som er tilpasset astronautenes fysiske endringer. Samtidig skal det også forskes på celler, og på vekst og endringer av lys på planter og celler i rommet. og studere fordelene ved å trene i et plantasjerom for astronauter. Samtidig skal det gjennomføres mer inngående undersøkelser og forskning på månens jordgeografi. Måneoverflaten er en vakuumverden uten atmosfære, og etableringen av et observatorium på måneoverflaten kan i stor grad forbedre de astronomiske observasjonsmulighetene. Det høye vakuumet på måneoverflaten, den direkte eksponeringen for solstråling og fraværet av et globalt dipolmagnetfelt er et ideelt sted for fysikalsk-kjemiske eksperimenter og biovitenskapelige eksperimenter i rommet.

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

Grunnleggende teoretisk opplæring. For eksempel atmosfære, astronomi, geofysikk, romdynamikk, kommunikasjon, datamaskiner osv., og å forbedre de grunnleggende kunnskapene i disse fagene kan legge et solid grunnlag for fremtiden. Det inkluderer selvfølgelig også selvredningstrening for astronauter.
Fysisk trening. Romfartøy og romfartøy er spesielle miljøfaktorer, og astronauter må trene for å forbedre sin toleranse. Treningsinnholdet er vanlig, for eksempel langdistanseløping, klatring og svingstoler.
Utholdenhetstrening med overvekt. Når en rakett tar av, har den vanligvis stor akselerasjon. Simulering av slik trening kan holde astronauten klar i hodet, slik at han kan tilpasse seg og fullføre oppdraget.
Vektløs trening. Under baneflyvninger befinner romfartøyer seg ofte i et mikrogravitasjonsmiljø der astronauter ofte opplever svimmelhet, noe som påvirker operasjonene. Derfor er det nødvendig å simulere vektløshet for at astronautene skal bli kvitt frykten for vektløshet.
Reaksjonstrening i ekstreme miljøer. I noen mulige farer på månen til enhver tid, selv i svært ekstreme situasjoner, må astronauter beholde roen, raskt analysere situasjonen og gjøre riktige vurderinger. Dette krever en utholdende vilje og en sterk tro på livet i hverdagen.

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.

Lunar Orbit Survey Vehicle skal først og fremst avbilde og kartlegge Månen for vitenskapelig forskning og forberede mennesker på turen mellom Månen og Jorden. Måneutforskningsroboten "Polar Exploration Rover" skal gjennomføre vitenskapelige undersøkelser av månens flyktige stoffer på månens sørpol, og dataene som genereres, vil gi informasjon om fremtidige teknologier for in situ-ressursutnyttelse på månen. På måneoverflaten vil vi demonstrere presise landinger, høste erfaringer og kontinuerlig forbedre nøyaktigheten for å forbedre landingsmulighetene for mennesker og roboter i fremtiden. Den vil også bli brukt til å transportere annen stor last, som direkte støtte til bemannede måneferder.

Landingsfartøyet og roveren er en utmerket plattform for å demonstrere teknologier som vil muliggjøre kraftigere måneoppdrag og som kan brukes på oppdrag til Mars utenfor Månen. Eksempler på dette er bakkebaserte robotiserte gruvesystemer og neste generasjons kraftreserver. Flere landingsfartøyer vil gi en global oversikt over månen og dens ressurser. Rovere vil bli brukt til å utforske månens overflate i større skala, med instrumenter for å utføre eksperimenter og innhente detaljert informasjon om tilgjengeligheten og utvinningskapasiteten til tilgjengelige ressurser som oksygen og vann.

Andre prosjekter: