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.

SL

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



1.1 - Prosjektbeskrivelse

I takt med den raske økningen i jordens befolkning blir det etter hvert knapphet på ulike ressurser. Som jordens naturlige satellitt har månen en unik posisjon i verdensrommet og rikelig med ressurser. Disse fordelene gjør månen til førstevalget for menneskelig utforskning av verdensrommet og utvikling og utnyttelse av ressurser. For å bli det viktigste stedet for fremtidig måneutforskning og utforskningspionerer.

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

I takt med den raske utviklingen av måneutforskningen har mange måneutforskningsprogrammer og utviklingsprogrammer i inn- og utland gjort byggingen av en månebase til et viktig mål. Byggingen av månebasen vil tjene senere ubemannede og bemannede oppdrag til månen. Basen vår er en leir som kombinerer vitenskapelig forskning og liv. Hovedformålet er å bygge en forskningsbase som kan leve i lang tid, gi forskerne grunnleggende livs-, helse- og sikkerhetsgarantier og samtidig skape et gunstig miljø for vitenskapelig forskning.

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

Vi skal undersøke Von Karman-innslagskrateret på baksiden av månen i Aitoken-bassenget. For det første inneholder krateret bergarter fra den opprinnelige måneskorpen, som består av svært representative materialer og komponenter som jernoksid, thorium, titandioksid osv. Innsamling av data om steinene kan hjelpe forskerne til å forstå dannelsen av måneskorpen og aktivitetene til gamle vulkaner bedre, noe som er av stor vitenskapelig verdi. For det andre er bassenget flatt nok til at det ligger på en breddegrad som gir rikelig med sollys, men som ikke er blendet av solen. I tillegg er det et stort antall permanente skyggeområder og rikelig med vannisressurser som gir sikkerhet for astronautenes daglige liv og vannforskning. Til slutt gir det rene elektromagnetiske miljøet på månens bakside også et utmerket sted for vitenskapelige eksperimenter.

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.

Måneleiren må være uforgjengelig, et stort antall permanent skyggelagte områder på månens bakside er bra for å bygge leirer. Det er vakuum på månens overflate og mange støvstormer. For å beskytte astronautene mot støvstormene bør vi bruke lufttette materialer, og det er også viktig med strålingsskjermingsutstyr. Måneleirens ytre skorpe er Whipple, oppkalt etter en astronom ved navn Whipple. Whipple-skjoldet er laget av en tynn ytterplate med små hull i det midterste laget. Bak den indre platen absorberer det ytre materialet ikke mye av nedslagshastigheten, men det bryter nedslagsfaktoren i mange små fragmenter som sprer bevegelsesenergien til den indre platen og reduserer nedslagsfaktoren kraftig.

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

Moon Camp er et sted der astronauter skal bo og forske, og beskytter astronautene våre mot sandstormer, magnetiske stormer og kosmisk stråling. For å forhindre nedslag av meteorittfragmenter eller romsøppel bruker vi et enkelt skjold som reduserer bevegelsesenergien i sammenstøtet, slik at leiren er bedre beskyttet.

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

Vann

Månejorden inneholder mange oksygenholdige jernmineraler som kan brukes som råstoff for å produsere ferskvann og oksygen. Metoden går ut på å samle inn månejord med et romfartøy, velge ut oksygenholdige jernmineraler ved hjelp av intelligente maskiner og deretter reagere og redusere hydrogen med oksygenholdige jernmineraler for å utvinne ferskvann.

Mat

I den tidlige fasen av basen vil vi spise mat fra Jorden, og etter hvert som månefarmen modnes, vil vi gradvis spise mat som er dyrket i verdensrommet.

Energi

Vi skal bygge solkraftverk på månen. Fordi det verken blåser eller regner på månens overflate, det er sol og overskyet, og solen skinner på månens overflate, og det er ingen atmosfære som absorberer den. Solens strålingsintensitet er omtrent 1,5 ganger så høy som på jorden, så vi kan utnytte solenergien fullt ut til belysning, oppvarming og elektrisitetsproduksjon. I tillegg er månejorden rik på helium III, som kan utvinnes til kontrollert kjernefusjon for å drive basen.

Luft

Basen bruker oksygengeneratorer til å produsere oksygen. Først brukes romfartøyer til å samle inn månejord, som er rik på jern- og titanforbindelser. Den kan brukes som katalysator for å omdanne vann og karbondioksid til oksygen, hydrogen, metan og metanol ved hjelp av kunstig lyssyntese.

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

For astronauter lagres søppelet som genereres på månen i en forseglet pose i et lagerrom etter tining av plastkomprimering og pakking med en søppelkompressor. Deretter lagres søppelet i et romfartøy. Etter retur til jorden vil det gå i oppløsning ved friksjonsoppvarming når det passerer gjennom atmosfæren.

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

Månen og jorden har satellittforbindelse. I forlengelsen av månens bakside er det et spesielt punkt som kalles det andre Lagrange-punktet i jord-månesystemet, og hvis en satellitt plasseres i nærheten av dette punktet, vil den drive i nærheten av dette punktet. Vi kan styre driften slik at den kan ses av observatorier på månens bakside og fra jorden samtidig, og så kan vi sende signaler gjennom satellitten. Måneleirene kan kommunisere med hverandre via radio.

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.)

På vår måneleir vil vi fokusere på biologiske og materialvitenskapelige emner. Miljøet på månen er ganske annerledes enn på jorden, og det er et utmerket sted for vitenskapelig forskning. Vi planlegger å forske på plantedyrking, biovitenskap og romfysikk på månen. Månens lave tyngdekraft og oksygenfrie forhold egner seg godt til å studere plantesorter; miljøet på månens overflate har en annen effekt på livet enn på jorden, så livsvitenskapelige eksperimenter kan utføres for å studere tilpasningsevne og livets evne til å overleve i et heterogent miljø; ulike fenomener og effekter av romfysikk, som solstråling, ionisering og kosmisk stråling, kan studeres eksperimentelt på måneoverflaten.

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

De må gjennomgå streng og systematisk trening og læring i romfartsfag, inkludert fysisk trening, teoretisk trening, psykologisk trening, trening i utholdenhet og tilpasningsevne i spesielle omgivelser, trening i overlevelsesevner og romteknologi, opplæring i romfartsmedisin, opplæring i romfartskunnskap og -ferdigheter og ulike omfattende øvelser og trening. I tillegg til den ovennevnte treningen må astronautene også trene med det samme mannskapet. Til slutt gjennomførte mannskapet integrert flysimuleringstrening med kontrollsenteret på bakken. Gjennom treningen kan astronautene forbedre kroppens toleranse og tilpasningsevne til spesielle miljøfaktorer, tilegne seg fagkunnskap og spesialferdigheter om romfart og lære å styre romdrakter.

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.

Antall romfartøyer som skal sendes ut er stort, oppdragene er forskjellige, arbeidet er komplekst og byggeperioden er lang. Vi må bruke bemannede raketter og lasteskip til å sende astronauter og materialer for å bygge en månebase til månen, og bruke månebiler og romfartøyer på månen for å utforske og utvinne månens ressurser til eksperimenter. Ved å bruke miljøet på måneoverflaten til å etablere supraledende forhold for elektromagnetisk oppskyting av fly, kan man ved hjelp av lineær akselerasjon eller syklotronakselerasjon vurdere å sende små fly direkte til måneinngangen. Mye av arbeidet på måneoverflaten må utføres av roboter. Enkel robotdrift og samarbeid med flere roboter for å fullføre anleggsbygging, utvikling av utstyr, vedlikehold, reparasjon og utskifting av utstyr er blitt nøkkelen til langsiktig drift av basen.