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.

Three-person trip

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



1.1 - Prosjektbeskrivelse

    Månen og det ytre rom har alltid hatt mange hemmeligheter for oss, og for å øke forståelsen av det ytre rom har vi bygget en måneleir for å utforske månen ytterligere, utforske fremtiden for å flytte til månen og bygge vårt eget lille hjem på månen.

    Leiren vår er delt i to deler: Den ene delen består av en utendørs månebil, satellitt, oksygengenerator, vannrenseanlegg, overføringsstasjon, solcellepanel og annet utstyr; den andre delen består av innendørs soverom, spiseplasser, treningsrom, medisinske rom og andre områder.

    På grunn av det tøffe månemiljøet og mangelen på ressurser vil vi bruke resirkuleringsteknologi for å utnytte vann, oksygen, mat osv. fullt ut. Når det gjelder kommunikasjon, er den koblet til jorden og rapporterer den fysiske tilstanden til menneskene som bor i måneleiren i sanntid, og registrerer hva slags miljø som er best egnet for menneskelig beboelse.

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

    Formålet med måneleiren vår er først og fremst å utforske hva slags miljø som er best egnet for menneskelig migrasjon.

    Månens tyngdekraft og mange naturlige miljøer er svært forskjellige fra jordens, så noen eksperimentelle undersøkelser som krever spesifikke miljøer, er mer passende på månen. I takt med utviklingen av den menneskelige sivilisasjonen har de fleste mineralressursene på jorden blitt utnyttet, så månen, som er rik på mineralressurser, er det mest egnede utviklingsobjektet for mennesker for tiden. Siden antikken har menneskene fantasert om den enorme stjernehimmelen og det grenseløse universet, og nå er utforskningen av månen bare det første trinnet i menneskets utforskning av universet, og etableringen av transittbaser for raketter og romfartøyer på månen kan hjelpe menneskene til å utforske fjernere planeter.

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

    Vi velger å være omgitt av rikelig med ressurser som kan dekke behovene til måneleiren; terrenget er relativt flatt, noe som er gunstig for start og landing av romfartøyet som leirsted.

    Månen er et ideelt område for å etablere måneleirer ved polene. Månens polare område utsettes for sollys ca. 70% ~ 80% av tiden, og solenergi kan gi tilstrekkelig kraft til måneleiren; Temperaturforskjellen i polarsonen er liten, noe som gjør miljøet i leiren mildere; Polarområdene er fordelt med et stort antall månesjøer, og det er en stor mengde vannismateriale for å fylle på vannressursene.

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.

    Teknologi: Fordi byggingen av måneleirer krever mye materialer, så lokale materialer er et utmerket valg, planlegger vi å bruke månebilen til å utvinne og samle inn byggematerialer på månen, og bruke 3D-utskriftsteknologi til å bygge leirer, og noen spesielle materialer som ikke kan skaffes på månen, vurderes å ta med noen fra jorden.

    Materiale: silisium-aluminiumslegering (lett vekt, god varmeledningsevne og en viss styrke, hardhet og korrosjonsbestandighet); Bornitridmaterialer (med unike mekaniske, termoelektriske, elektriske, optiske og barriereegenskaper); Aluminiumsilikaglass (med høy gjennomsiktighet, egnet for kjemisk herding osv., og bruk av flerlagsglass, mer effektiv beskyttelse mot romstråling).

    Designalternativer: Silisium-aluminiumslegering for utvendig utstyr, tykkere leirvegger, clamshell baffle-design for glassseksjoner for å takle kraftigere støt.

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

    Temperatur: Sanntidsregistrering av den interne temperaturen i leiren, og kontroll av temperaturen ved hjelp av bestemt utstyr.

    Meteoritt: Radarsatellitter er installert ved siden av leiren for å overvåke i sanntid om det er fare på ferde, og sende ut advarsler for å minne leirens medlemmer om å iverksette tiltak eller evakuere i tide.

    Stråling: Mer effektive materialer mot stråling i leirer og utendørsutstyr, og tykkere vegger for å blokkere stråling.

    Individuelle astronauter: formulere fornuftige kostholdsnormer for å forbedre immunforsvaret; trening i treningsområdet for å øke den fysiske formen; sette opp observasjonsdekk, sanntidskommunikasjon med to baller osv. for å løse astronautenes psykologiske problemer.

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

    I den tidlige fasen vil vannressursene som transporteres fra jorden bli brukt, og konstruksjonen av et vannsirkulasjonssystem og utvinning av månens vannis vil bli utført på månen samtidig, og husholdningsvannet og urinen som genereres av leiren vil bli resirkulert. Samtidig fylles vannkilden opp ved å utvinne polare geo-ismaterialer.

    Mat: Den første er litt komprimert mat og hermetikk, samt melorm som kan gi rikholdig animalsk protein, bygge en enkel økosfære, dyrke og dyrke noen grønnsaker med korte vekstsykluser og egnet for overlevelse på månen, og sikre tilstrekkelig mat.

    Strøm: Solenergi brukes til å samle opp lysenergien som genereres av solen i løpet av dagen og lagre den, for å lagre strømmen som trengs om natten mens du løser strømforbruket på dagtid, for å opprettholde den langsiktige stabile driften av leiren.

    Luft: Oksygen er en uunnværlig forutsetning for leirpersonellets overlevelse, og siden det ikke kan fraktes fra jorden i store mengder, bestemte vi oss for å ta lokale materialer, bruke oksygenproduksjonsteknologi fra månejord, månejordelektrolysereaksjonen for å skaffe oksygen, men også samle oksygen produsert av plantefotosyntese.

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

    Fast avfall som menneskelig avføring, døde grener og blader fra planter, dyrekadaver og matrester behandles ved aerob fermentering ved høy temperatur, og de behandlede produktene kan brukes som organisk gjødsel, og karbondioksidet som produseres under fermenteringsprosessen kan også føres inn i plantehytta som råstoff for plantenes fotosyntese.

    Menneskelig urin og avløpsvann som produseres daglig, vil bli renset av vannrensingssystemer og resirkulert eller brukt til vanning av planter.

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

    Leiren vår har to radarer som ikke bare forutser farer, men også holder kontakt med planeten. Jorden og månen er forbundet med satellitter som broer.

    Og leiren vår har mye kommunikasjonsutstyr. Å holde kontakten med jorden er ikke bare for å rapportere om forskningsstatusen til astronautene på månen til enhver tid, men også for å beskytte astronautenes psykologi.

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.)

    Forskningsfokuset på vår måneleir er å utforske månen ytterligere, utforske den fremtidige migrasjonen til månen og bygge et eget lite hjem på månen.

    Miljø med lav tyngdekraft: Fordi tyngdekraften på månen er en sjettedel av tyngdekraften på jorden, vil det utgjøre en stor trussel mot menneskers helse i et miljø med lav tyngdekraft, så det er et nødvendig valg for oss mennesker å tilpasse oss et miljø med lav tyngdekraft. Og når det ikke er noen tyngdekraft, er det ikke bare dråpene som ikke faller, men også det suspenderte stoffet synker ikke, og overflatespenningen spiller en viktig rolle i væsken. Det mest attraktive aspektet ved mikrogravitasjonsmiljøet er effektene i væsker og gasser, for eksempel forsvinningen av varmekonveksjon og eliminering av beholdere for væsker. Dette reduserer forstyrrelser av diffusjonsfenomener og atomtransporteksperimenter, noe som gjør det mulig å teste teorier mer nøyaktig og designe nye eksperimenter. Det gir også nye muligheter for å studere transport, krystallisering, kjernedannelse og underkjøling av materialer.

    Ingen atmosfære: Med Månens masse og volum burde den kunne danne en viss atmosfære, men det er ikke tilfelle. Forskere spekulerer for tiden i tre mulige årsaker: Månens gass beveger seg raskere enn planetens flukthastighet, månen har ikke noe magnetfelt, og månen blir ofte truffet av asteroider.astronautene vil studere dette nærmere.

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

    Fysisk form: For å bli astronaut må du, i tillegg til mer enn 1000 flytimer og god grunnleggende fysisk form, også bestå den "tekniske testen" av de unike fasilitetene i rombyen, inkludert: en svingstol med 24 omdreininger i minuttet for å sjekke toleransen for vibrasjoner og svimmelhet; En elektrisk sving med en amplitude på 15 meter svinges frem og tilbake for å teste bevegelsessyken som kan oppstå i menneskekroppen når romfartøyet går i bane.

     Formålet med grunntreningen er for det første å gjøre astronautkandidatene i stand til å mestre og fullføre de vitenskapelige kunnskapene og ferdighetene som er nødvendige for bemannede romferder, og for det andre å forbedre deres fysiske form og psykiske kvalitet. Den fysiske og mentale treningen som astronauter må gjennomgå, som for eksempel å bli utsatt for sentrifuger med en tyngdekraft som er 10 ganger jordens tyngdekraft, og trening i et stillhetskammer i lange perioder, er ufattelig hard. 

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.

    Fremtidens romfartøy er utstyrt med en lasersender i nesen, som er en penetrator som gjør det mulig for romfartøyet å bryte gjennom atmosfæren. Og glasset i kabinen er anti-laserglass, som ikke bare kan se retningen tydelig i universet, men som også gjør at glasset ikke er lett å knuse. For å forhindre at den enorme varmen som genereres av friksjonen smelter glasset, må det imidlertid monteres en beskyttelsesplate over glasset.

    Etter å ha nådd månens bane, vil det være en kontrollmodul og en servicemodul, og månemodulen vil dokke med dem igjen og vente på at astronautene skal gå inn i servicemodulen, månemodulen vil ikke lenger være nødvendig, bare kommandomodulen og servicemodulen vil gå tilbake til jordens bane under astronautens kontroll og komme inn på jorden.

Andre prosjekter: