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.

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 18, 19   6 / 2 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Hoveddelen av Lunar Optimum er formet som en kanin, som er en kombinasjon av vestlig påskekultur og kinesisk dyrekretsen. Kaninformen og den lyse fargen som tema skal ikke bare gi litt moro og varme til astronautene som bor på månebasen, men også til de fremtidige astronautenes aktivitet, som for eksempel kanin, energisk og full av vitalitet.

Vi kommer til å bruke 3D-printingteknologi til å bygge leiren. De fleste hyttene befinner seg i hoveddelen. Leirens relativt intakte og lukkede struktur hjelper astronautene med å beskytte seg mot det tøffe månemiljøet. Lunar Optimum fokuserer på vitenskapelig forskning, med utforskning og utnyttelse av romressurser, biomedisin, dyre- og planteavl og annet vitenskapelig forskningsutstyr, romfartøy, månebil og masseakselerator som transportverktøy. Lounger, restauranter, treningssentre og medisinske rom, som suppleres av AI-forskning, gir astronautene et sunt og komfortabelt liv av høy kvalitet. Det sørger også for vann, luft, mat og energi.

Lunar Optimum er ikke bare en booster for utforskningen av månen, men også en mellomstasjon for menneskelig utforskning av Mars og mer mystiske planeter.

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

I måneleirprosjektet er hovedformålet med måneleiren vi har etablert, vitenskapelig. For å oppnå dette har vi etablert to forskningslaboratorier, ett for romobservasjon og ett for biomedisin. For å lette forskningen innen romobservasjon har vi etablert et astronomisk observatorium og et sentralt kontrollrom for å styre det astronomiske observatoriet. Innen biomedisinsk forskning produserer vi induktivt koblede plasmamassespektrometre (ICP-MS), som brukes til kvalitativ, semikvantitativ og kvantitativ analyse av ett eller flere grunnstoffer i materialprøver, samt medisinske distribusjonsvogner for å lette kommunikasjonen med medisinske rom.

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

Vi planlegger å bygge en leir i det største bassenget i solsystemet, Aitken-bassenget på månens sørpol. Med en diameter på 2500 kilometer og en dybde på 12 kilometer er dette krateret ikke bare et perfekt sted å studere månens indre struktur og utvikling, men det gir også gunstige forhold for bygging av leirer som tåler lave temperaturer og høy energistråling. Det er også rikt på isvann, helium 3, sollys, metaller og andre knappe ressurser. Terrengets helling og jevnhet gjør det lettere for landingsfartøyet å lande trygt, og temperaturen i området er stabil og egnet. Noe av det høye terrenget gjør det lettere å kommunisere med Jorden og Månen og gir bedre levevilkår for astronautene.

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.

Vi planlegger å utnytte månens ressurser på en rasjonell måte, hovedsakelig ved hjelp av 3D-printing og jord-måne-transportteknologi, som hovedsakelig er delt inn i tre faser:

 1."Forberedelsesfasen": I den innledende fasen kan ikke leiren være selvforsynt. Først vil jord-måne-transport bli brukt til å transportere nødvendigheter for månebygging, som mat, 3D-skrivere, innsamlings- og prosesseringsmaskiner og utstyr, og noen grunnleggende månefasiliteter vil bli bygget.

2."Konstruksjonsfasen": sikting og sintring av det forvitrede laget på månens overflate, som hovedsakelig består av silikater, oksider osv., og som er et utmerket råmateriale for 3D-printing. Ved hjelp av lim og katalysatorer vil det være mulig å printe deler eller anlegg for en rekke bruksområder. I tillegg til 3D-printing vil det bli gjennomført tester av dyrking av måneplanter, oksygenproduksjon, prosessering av brennbar is og høsting av solenergi for å gjøre leiren selvforsynt.

3."Avslutningsfasen": De 3D-printede delene eller fasilitetene vil bli satt sammen, og måneteknologien vil gradvis bli perfeksjonert og modnet, slik at leiren kan bli selvforsynt med utstyr til måneutforskning. 

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

Siden månen mangler magnetfelt og atmosfære, må måneleirene våre ta ekstra forholdsregler for å beskytte seg mot stråling og holde varmen. Eksperimenter har vist at månejord er et godt materiale for å beskytte mot stråling og varmeisolasjon, så vi bruker 3D-printere til å skrive ut en 1,6 meter tykk beskyttelsesvegg på overflaten av månebasebygningen. Når det gjelder månestøv, vil den lukkede basekroppen isolere det. Når vi går ut, er roveren og romdrakten vår paraply. For meteoritter vil det bli bygget et nødly under basen vår (det finnes grunnleggende ressurser for liv i lyet) som vi kan gjemme oss i når meteoritter slår ned, selvfølgelig vil vår 1,6 meter tykke beskyttelsesvegg også beskytte basen vår til en viss grad, og når krisen er større, vil vi også kjøre månefartøyet til et trygt sted for å vente på redning.

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

Metoder for å skaffe vann: bringe (innledende), oppvarming av månejord og utvinning av vannis. Kroppene våre har konvekse linser som reflekterer og konsentrerer solvarmen for å varme opp månejord og vannis for å lage vann. For å spare på vannressursene og utnytte dem fullt ut, er et system for resirkulering av vann uunnværlig for oss.
Til å begynne med ble maten til astronautene tilberedt på jorden og fraktet til månen, inkludert ferdigretter, frossen frukt og grønnsaker og rehydrert mat og drikke for å dekke astronautenes behov for sukker, fett, vitaminer og mikronæringsstoffer. Når leiren er stabil, vil økosystemet eksperimentere med dyrking av basismatvarer som poteter og hvete, grønnsaker som salat og tomater og til og med fisk, slik at astronautene kan dyrke og spise sin egen mat og spare transportkostnader.
For å få tak i oksygen elektrolyseres først steinene i månejorden. Etter at månejorden og steinene er oppvarmet og smeltet, vil oksygenet frigjøres i form av bobler. For det andre kan elektrolytisk vann, etter at vann- og isvannsressursene er blitt tilstrekkelig utnyttet, produsere nok oksygen, og biproduktet hydrogen kan også brukes som drivstoff. Luften resirkuleres og transporteres til hver enkelt hytte gjennom leirens luftsirkulasjonssystem.
Vi har to måter å skaffe strøm på: solcelleanlegg og termisk kraftproduksjon. Leiren vår har 80% til 90% sollys i løpet av et år, så solcellepaneler kan brukes til å skaffe mye energi. Det termiske kraftproduksjonsmaterialet på månebilen kan brukes til både kraftproduksjon og smeltevannsprosjekt.

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

Når det gjelder husholdningsavfall, for eksempel matrester, papir, plast og annet fast avfall, vil leiren bruke resirkulerings- og forbrenningsmetoder.
For behandling av avfallsgasser, hovedsakelig karbondioksid og formaldehyd, vil absorpsjonsbehandling og REDOX-behandling bli tatt i bruk: leiren vår har luftrensere og sirkulasjonstransportenheter, for å absorbere avfallsgass gjennom absorberende behandling, for eksempel karbondioksidadsorpsjon gjennom karbonsikt, formaldehydadsorpsjon gjennom aktivt karbon, for å oppnå effekten av å fjerne avfallsgass. Avgassen behandles gjennom REDOX-reaksjoner, for eksempel ved å redusere karbondioksid til oksygen og karbon og oksidere formaldehyd til CO2 og H2O.
 For behandling av avløpsvann har vi et vannrenseanlegg. Vannrenseren bruker prinsippet om mikrofiltrering (MF), ultrafiltrering (UF), NF, omvendt osmose (RO) for å filtrere ut suspenderte stoffer og urenheter i avløpsvannet og sterilisere det.

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

Når det gjelder satellittkommunikasjon, vil vi plassere flere satellitter i bane rundt Månen for å kommunisere med kommunikasjonssatellitter på Jorden. Disse kommunikasjonssatellittene kan sende signaler til kommunikasjonsreléstasjoner på Jorden og deretter videresende dem til andre månebaser. Radiokommunikasjon, som er mindre effektivt for kommunikasjon over lange avstander, men svært effektivt for kommunikasjon over korte avstander. Vi kan bruke radiokommunikasjonssystemer til å kommunisere med andre månebaser i nærheten, eller vi kan bruke radioteleskoper til å sende signaler til jorden.

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 måneleiren står romobservasjon og biomedisin i fokus.

Den første er romobservasjon, fordi månen har egenskaper som nesten ingen atmosfære, intet magnetfelt, svakt gravitasjonsfelt og stabil geologisk struktur, slik at det er mye enklere å skyte opp en romsonde fra månen enn fra jorden. Etableringen av et observasjonsnettverk på måneoverflaten kan ikke bare utføre allsidige, kontinuerlige astronomiske observasjoner, men også overvåke og studere jordens geologiske struktur og miljøforandringer, spesielt den mulige trusselen som jordnære og til og med små objekter i det dype verdensrommet utgjør for jorden, for å beskytte mennesker.

For det andre biomedisin, naturlaboratorier og produksjonsbaser for spesialmaterialer På grunn av månens spesielle geografiske struktur og unike naturmiljø kan mange undersøkelser og eksperimenter som ikke kan utføres på jorden, gjennomføres på månen, noe som vil spille en uventet rolle i å fremme medisinsk forskning og plantedyrking. Vår måneleir har en fullt funksjonell økosfære, der hele prosessen med spiring av frø, vekst av frøplanter og blomstring av planter under lav tyngdekraft og sterke strålingsforhold, eller klekking av egg, vekst og utvikling av larver og bryting av kokonger til sommerfugler, verifiserer respirasjonen av frø og fotosyntese av planter i månemiljøet. Hvis dyr og planter kan tilpasse seg månelyset for å vokse, kan menneskene i fremtiden bygge en base på månen og utføre langsiktig vitenskapelig forskning, noe som er av stor betydning for menneskenes fremtidige overlevelse på utenomjordiske planeter.

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

Astronauter er mennesker som er engasjert i romaktiviteter i et spesielt yrke, de ønsker å fullføre flyovervåking, drift, kontroll, kommunikasjon, vedlikehold og vitenskapelig forskning i og utenfor kabinen under spesielle miljøforhold, og kan leve et normalt liv. Dette krever streng trening, slik at astronautene har gode fysiske og psykiske egenskaper, er i stand til å tilpasse seg de spesielle miljøforholdene på månen og behersker alle slags kunnskaper og ferdigheter som er nødvendige for å overleve på månebasen.

Treningen som astronautene må gjennomføre før månelandingen, omfatter vanligvis fysisk trening, teoretisk kunnskap, psykologisk trening, utholdenhet og tilpasningsevne til spesielle miljøfaktorer, overlevelsestrening og opplæring i romfartøyteknologi, opplæring i romfartsmedisinsk teknologi, opplæring i romfartsvitenskap og anvendelse av kunnskap og teknologi, overlevelsestrening og omfattende opplæring. De spesifikke kravene til og innholdet i opplæringen varierer avhengig av astronautens kategori og yrke. Profesjonelle astronauter, f.eks. piloter og oppdragseksperter, har et mer omfattende treningsinnhold, strenge krav og lang treningstid, som vanligvis tar ca. 3 år. Ikke-profesjonelle astronauter, som for eksempel nyttelastspesialister eller forskerastronauter, har færre og kortere treningsøkter. På grunnlag av omfattende opplæring vil det bli gjennomført nøkkelopplæring i aspekter som romstasjonsteknologi, aktiviteter utenfor romstasjonen, robotarmkontroll, psykologisk tilpasning, arbeid og liv i bane. Hver astronaut trenger mer enn 6000 treningstimer for å være godt forberedt til oppdraget.

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.

Oppdraget vårt til månen vil kreve last og bemannede romfartøyer:

Først vil de første nødvendige månefasilitetene, som mat, 3D-printere og innsamlings- og prosesseringsmaskiner, bli fraktet til månen med et romfartøy, som kan fungere som astronautens første midlertidige oppholdssted. Senere, når leiren er ferdig, kan den demonteres og bygges om til et kjøretøy som kan utforske måneoverflaten.

For det andre fraktet det bemannede romfartøyet tre andre astronauter til månen og kunne brukes som skyttel mellom jorden og månen.

For det tredje vil vi sette opp en månebil og et månelandingsfartøy på månen for å frakte mennesker, samle inn og utforske månens ressurser.