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.

Whirlwind

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



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Basen har som mål å gi astronauter et tilfluktssted for å maksimere deres daglige liv og vitenskapelige forskning. Vi har bygget en bygning i tre etasjer med skjulte hjul under, og interiøret etterligner en edderkoppnettstruktur, noe som gjør den totale vekten av bygningen lettere og enklere å flytte.

Bygningens første etasje er et arbeidsområde, som hovedsakelig består av laboratorier, konferanserom, medisinske rom, vannproduksjonsstasjoner og oksygenstasjoner. Andre etasje er et oppholdsrom som kan dekke astronautenes daglige behov, hovedsakelig med restaurantkjøkken, plante- og avlshytte, toalett og fritidsrom (treningsstudio). Tredje etasje er hovedkontrollrommet, som hovedsakelig er ansvarlig for basebyggets bevegelser, kommunikasjon fra bakken til månen og varsling av farer. Hovedkontrollrommet er også utstyrt med et navigasjonssystem, et termostatsystem og et sirkulasjonssystem.

Vi har etablert et svært lukket biologisk regenereringssystem for livsopprettholdelse på basen, som sikrer at astronautene får nok mat, og at avfall og vannsirkulasjon maksimeres. Intelligente roboter er bygget for å redusere unødvendig arbeid for astronautene, for eksempel plukking, matlaging og rengjøring.

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

Hovedformålet vårt er vitenskapelig forskning. Det spesielle miljøet på månen gjør den til et naturlig laboratorium for vitenskapelig forskning. Måneoverflaten er et naturlig, ultrastabilt, ultravakuum, ultrastille, ultrarent og lavgravitasjonslaboratorium som ikke kan oppfylle disse kravene på jorden. Månemiljøet er svært rent, mikrogravitasjonsfritt, forurensningsfritt og fritt for magnetfelt og atmosfære, noe som gjør det egnet til å utføre fysiske og biovitenskapelige eksperimenter. Miljøeksperimenter med lav tyngdekraft på månen kan også erstatte mikrogravitasjonseksperimenter på enkelte romstasjoner. Derfor planlegger vi å gjennomføre noen vitenskapelige eksperimenter på månen.

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

Månebasen vil i første omgang bli plassert rundt Aikent-bassenget på månens sørpol, som er en utmerket beliggenhet. Det sørlige høylandet på månen kan nemlig motta mer solstråling. Samtidig kan meteorittkrateret på månens sørpol bidra til å danne vann, som ikke kan fordampe på lang tid. Vannis kan samles opp for å dekke basens vannbehov. Hvis stedet ikke er egnet for astronautenes overlevelse og vitenskapelig forskning, kan satellittnavigasjon brukes til å flytte basen til et mer egnet sted for overlevelse.

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.

Den første er valget av byggematerialer. Vi bruker titan og strålingsbestandig kvartsglass for å blokkere effekten av stråling, meteoritter og temperaturforskjeller. I tillegg vil vi forsegle bygningen og dekke bygningens overflate med et lag solcellemaling for å absorbere varme, isolere varme og reflektere stråling, noe som gjør bygningen mer beskyttende. Vi har satt opp et varslingssystem som kan oppdage og analysere virkningen av meteoritter, kosmisk stråling, solvind og andre faktorer på basen og tilby relevante løsninger i tide. Systemet kan automatisk registrere temperatur, luftfuktighet, luftkvalitet og andre faktorer i basen og foreta justeringer eller utløse en alarm i tide.

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

Den første er valget av byggematerialer. Vi bruker titan og strålingsbestandig kvartsglass for å blokkere effekten av stråling, meteoritter og temperaturforskjeller. I tillegg vil vi forsegle bygningen og dekke bygningens overflate med et lag solcellemaling for å absorbere varme, isolere varme og reflektere stråling, noe som gjør bygningen mer beskyttende. Vi har satt opp et varslingssystem som kan oppdage og analysere virkningen av meteoritter, kosmisk stråling, solvind og andre faktorer på basen og tilby relevante løsninger i tide. Systemet kan automatisk registrere temperatur, luftfuktighet, luftkvalitet og andre faktorer i basen og foreta justeringer eller utløse en alarm i tide.

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

Vann: Vann
Vannet kommer hovedsakelig fra månens vannis, som sender konsentrert stråling som solenergi inn i månens vannis, slik at disse vannisstoffene fordamper og deretter samles opp. I tillegg har vi satt opp et vannsirkulasjonssystem der alt brukt vann samles opp for planteplanting og rensing. Andre stoffer, som for eksempel urin etter rensing, vil bli behandlet videre og brukt som næringsstoffer til planteplanting.
Mat: Mat
Den første maten vil bli transportert fra Jorden helt til maten i plante- og avlskabinen er spiselig. Vi vil bruke hydroponics til å dyrke mat, grønnsaker og frukt i dyrkingsmodulen, og dyrke Tenebrio molitor som en kilde til animalsk protein for å dekke astronautenes ernæringsbehov.
Kraft: Kraft
Vår viktigste strømkilde er solenergi. Vi bruker sammenleggbare solcellepaneler til å rengjøre solcellepanelene for å forhindre at støv fester seg og reduserer solcellepanelenes effektivitet. Vi monterer en bevegelig hjulbase under solcellepanelene og installerer et automatisk lyssøkingssystem på solcellepanelene for å øke effektiviteten til solcellepanelene. Vi har installert strømlagringsutstyr slik at utilstrekkelig lys ikke påvirker bruken av basefasilitetene.
Luft: Luft
Vi bruker smeltet elektrolyse til å produsere oksygen, som syntetiseres ved først å varme opp og deretter elektrolysere ilmenitt og jernoksid i månejorden. I tillegg vil vi sette opp et luftsirkulasjonssystem for å rense den karbondioksidrike luften som genereres ved behandling av dyr og avfall, og sende den til plantekabinen for fotosyntese. Deretter renses den oksygenberikede luften som genereres i plantekabinen, og sendes til den omfattende kabinen for respirasjon av mennesker og dyr og for å gi oksygenet som kreves for avfallsbehandling, og dermed fullføre luftresirkuleringen.

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

Den uspiselige biomassen, som halm, avføring og matrester, behandles sammen med utviklet bioteknologi for å forberede jordmatrisen for resirkulering i plantedyrking. Den karbondioksidrike luften som genereres av dyre- og avfallsbehandlingen, renses og leveres til planterommet for plantenes fotosyntese. Den oksygenrike luften som genereres i plantekabinen, renses og sendes til den omfattende kabinen for respirasjon av mennesker og dyr, i tillegg til å gi oksygen til avfallsbehandling. Det kondenserte vannet som genereres av plantenes transpirasjon i plantehytta, blir etter rensing delvis forsynt med sporstoffer av systemet og sendt til den omfattende hytta for å dekke behovet for husholdningsvann. Resten av det rensede husholdningsavløpsvannet og urinen brukes sammen til plantedyrking.

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

Leiren vår planlegger å bruke et laserkommunikasjonssystem for å holde kontakten med Jorden og andre månebaser. Laserkommunikasjonssystemet består av to deler: sending og mottak. Sendedelen består hovedsakelig av en laser, en optisk modulator og en optisk senderantenne. Mottaksdelen består hovedsakelig av en optisk mottakerantenne, et optisk filter og en fotodetektor. Laserkommunikasjon har et bredt frekvensbånd, kort bølgelengde, stor optisk forsterkning, høy koherens og romlig orientering. Denne metoden har egenskaper som stor kapasitet, lett struktur, økonomisk utstyr, liten størrelse, lavt strømforbruk og sterk konfidensialitet.

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 planlegger å utføre eksperimenter i miljøer med lav tyngdekraft på månen, noe som gjør den til et naturlig laboratorium for vitenskapelig forskning og en ideell base for produksjon av spesialprodukter på grunn av det unike miljøet. Vi har etablert spesialiserte laboratorier for å utføre eksperimenter innen fysikk og biovitenskap, samt forskning på spesielle biologiske produkter. Vi forsker for eksempel på hvordan miljøer med lav tyngdekraft påvirker mikroorganismers evne til å utvinne mineraler fra bergarter, og på design og forskning på eksoskjelettsystemer med lav tyngdekraft. Biogruvedrift er en prosess der mikroorganismer brukes til å utvinne verdifulle grunnstoffer fra bergarter og jordsmonn. I tillegg kan mikroorganismer utvinne andre grunnstoffer som sink, nikkel, kobolt og uran direkte fra malm. Ved å bruke mikroorganismer til å utvinne de nødvendige grunnstoffene fra bergarter og jordsmonn i verdensrommet kan man derfor redusere behovet for å importere materialer fra jorden. For ytterligere å forbedre astronauters mobilitet og operasjonelle evner på planetoverflater med lav gravitasjon, planlegger vi å forske på eksoskjelett på månen for å redusere risikoen for skader på astronauter.

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

Vi planlegger å tilby fysisk trening, simuleringstrening, simulatortrening, trening i teamsamarbeid, flerspråklig trening og psykologisk trening for astronauter. Fysisk trening: Langvarig aerob trening under jordens tyngdekraft, inkludert løping, svømming og sykling; styrketrening i treningsstudio for å tilpasse seg arbeid og aktiviteter under lav tyngdekraft; lære å bruke sportsutstyr, for eksempel en tredemølle i rommet og treningsutstyr. Simuleringstrening: simulere drift og vedlikehold av oppgaver i et romfartøy; simulere drift og vedlikehold av romvandring; planlegge å gjennomføre vitenskapelige eksperimenter. Simulatortrening: Simulere ulike nødoperasjoner og -responser i simulatoren, for eksempel branner, oksygenlekkasjer og strømbrudd; simulere romfartøyets start-, fly- og landingsoperasjoner. Trening i teamsamarbeid: Gjennomføre oppgavesimulering og simulatortrening med andre astronauter for å sikre effektivt samarbeid under oppdraget. Trening på flere språk: Lære og bruke flere språk, for eksempel engelsk, russisk og kinesisk, for å sikre effektiv kommunikasjon med andre internasjonale astronauter og bakkekontrollsentre. Psykologisk trening: Psykologisk trening for å takle ensomhet, stress og andre mulige psykologiske problemer; lære å håndtere stress og vanskeligheter i nødsituasjoner.

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 planlegger å bruke kraftige bæreraketter til måneoppdragene. Først skal vi skyte opp konstruksjonsroboter og de materialene og verktøyene som trengs for å bygge basen på månen. Vi skal bruke fjernstyrte roboter til å bygge basen, og deretter sende astronauter og forsyninger til månen. Vi planlegger å bruke bemannede raketter for å reise tur-retur mellom jorden og månen. Vi har bygget måneroboter som kan foreta mindre undersøkelser, og basen vår er en flyttbar bygning som kan forflytte seg på månens overflate for å utforske nye destinasjoner.