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.

Luminous youth

DET ER IKKE NOE Å SNAKKE OM.  河南省郑州市-金水区    Kina 19, 18   4 / 2 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Vår måneleir har et generelt kontrollområde, et oppholdsområde, et eksperimentelt område, et planteområde osv. Det generelle kontrollområdet kan kontrollere og oppdage situasjonen i hele basen, og vil minne astronautene på å sjekke utstyret når det er skadet. Boligområdet har et soverom, en spisestue, et treningsrom og et medisinrom. Sovekabinettene på soverommet kan gi astronautene et komfortabelt sovemiljø. Astronautene kan trene i treningsstudioet, og i det medisinske rommet kan astronautene undersøkes og behandles. Det eksperimentelle området har to laboratorier der det kan utføres antigravitasjonseksperimenter og biovitenskapelige eksperimenter. Dyrkingsområdet er bygget i basens andre etasje for å få inn dagslys, og det er to dyrkingsrom, et hydroponisk og et med jordkultur, for å gi astronautene rikelig med mat. Det skal også bygges energistasjoner for å samle inn og lagre sol- og kjernefysisk energi, og en månebil skal gjøre det mulig for astronautene å reise rundt og studere månen.

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

Miljøet på månen er svært rent, det er mikrogravitasjon, ingen forurensning, ingen magnetfelt og ingen atmosfære, så det er egnet til å utføre eksperimenter innen fysikk og biovitenskap, eksperimenter med ny teknologi, syntese av nye materialer, forskning og produksjon av spesielle biologiske produkter, spesielt noen spesialprodukter som ikke kan masseproduseres på jorden. Eksperimenter med lav tyngdekraft på månen kan også erstatte mikrogravitasjonseksperimenter på enkelte romstasjoner. I tillegg kan månen etablere en ideell vitenskapelig forskningsbase for observasjon og forskning innen mange grunnleggende disipliner, samt en ideell produksjonsbase for utvikling av spesielle materialer og biologiske produkter.

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

Vi planla å bygge leiren vår i et krater, og vi modellerte leiren vår etter et gammelt nedslagskrater med en sirkulær kant kalt Koblenz-krateret på den sørlige halvkulen på månens bakside. Det lille krateret rundt dette stedet er egnet for ekspansjonskonstruksjon, og det indre volumet i denne gropen er stort, og overflaten på bunnen av gropen er flat og enkel å bygge. Temperaturen i skyggen av kraterbeltet ligger stabilt på rundt 17 grader Celsius, akkurat innenfor det behagelige området.

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 fasen: En bakkebasert rakett skal transportere de oppbygde bygningsdelene (laget av karbonfiberarmert polymer og glassfiber) og robotene som skal settes sammen på månen. Leiren vil bestå av små rom som skal tåle de hyppige jordskjelvene på månen. Først bygges det menneskelige boligområdet, og deretter utvides området knyttet til vitenskapelig forskning.

Fase 2: Livsmiljøet er etablert, og de resterende byggematerialene skal bearbeides ved hjelp av månejord. Metaller og glassfibre kan utvinnes for å utvide leiren ved hjelp av 3D-printing.

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

Rommet kjennetegnes av store temperaturforskjeller, tilnærmet vakuum, sterk stråling og solvind.

Stor temperaturforskjell: Månejord har svært god varmeisolasjon, som kan brukes som overflateisolasjonsmateriale på månebasen. Og en ny termostatisk romdrakt."

Sterk stråling: Månens regolitt (jord) bygger seg opp på lyet for å beskytte mot stråling.

Solvind (genererer en elektrisk ladning på le-siden av kraterkanten): Bygg en base på månens ekvator og driv en månebase med et atomkraftverk.

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

Vann: I den tidlige fasen var det mer praktisk å utvinne oksygen og vann fra jordens flytende hydrogen og månejord. Månejord kan reduseres med hydrogenilmenitt for å produsere vann, eller ganske enkelt behandles med smeltet saltelektrolyse for å få oksygen og deretter reagere med flytende hydrogen for å produsere vann. Eller ta med en viss mengde vann fra jorden og resirkulere det, slik at astronautenes husholdningsvann, inkludert urin, svette, avføring og så videre, kan gjenbrukes gjennom en unik filtrerings- og renseanordning. På et senere stadium kan det utvikles vannis på månens sydpol. Hvis stråling, som for eksempel solenergi, sendes inn i vannisen, vil vannisen fordampe, og vannet som samles opp, kan ekstraheres og spaltes til oksygen og hydrogen.

Mat: Astronautene kan først spise maten de tar med seg, og deretter spise maten som vokser opp etter at de har bygget et økosystem i miniatyr. Mikrobiosfæren vil inneholde potetfrø (som sannsynligvis vil bli en viktig matvare for mennesker på månen på grunn av at de er lette å oppbevare og inneholder mye stivelse), Arabidopsis-frø og jord (som vil forvandle månesand til jord - ved å varme den opp og gjøre den om til en substans med mange små ujevnheter og riller som vil fungere som habitat for mikrober). Deretter tilsettes mikrober og organisk gjødsel for å gjøre materialet om til jord). og holde temperaturen i sirkelen på 1 ~ 30 °C, samt en passende luftfuktighet, og introdusere naturlig lys på måneoverflaten gjennom lyslederrøret for å skape et miljø der planter kan vokse.

Luft:Oksygenproduksjon i månejord: Det finnes mange oksygenholdige stoffer i månejorden, blant annet store mengder kiseldioxid, jernholdig sølvoksid, kalsiumoksid, manganoksid og titandioksid. "Oksygenet i månejorden kan utvinnes ved hjelp av smelteelektrolyse. De viktigste råvarene som brukes i smelteelektrolyse, er ilmenitt og jernholdig oksid i månejorden. For hver 100 kilo månejord kan det produseres mer enn 20 kilo oksygen. Effektiviteten i oksygenproduksjonen kan beskrives som svært høy. I tillegg til å produsere oksygen, produserer elektrolyseprosessen også biprodukter som jern og silisium, som kan brukes i byggingen av månebaser.

Strøm: På nåværende tidspunkt er strømforsyningen hovedsakelig basert på solenergi, og på et senere tidspunkt vil vi ta i bruk kjernekraft. Vi kommer til å bruke tynne solfilmer på månen i stor skala. Solenergien leveres direkte til belysningssystemet, ventilasjonssystemet og vitenskapelige forskningsbehov, mens overskuddsenergien lagres i høyeffektive energilagringsenheter som litium-ion-batterier, slik at vi unngår energiproblemet når jorden blokkerer sollyset fullstendig.

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

(1) Resirkulering av flytende avfall

Måneleiren er utstyrt med relativt avanserte toaletter. Anordningen pumper urinen direkte bort, og etter en komplisert prosess med destillasjon og dyp rensing gjenvinnes vannet i urinen og renses til drikkevannsnivå.

I tillegg kan astronautenes svette og utåndet vanndamp også renses til resirkulert drikkevann. Resultatet er at stasjonen kan resirkulere vann, noe som i stor grad reduserer belastningen ved frakt av last, og at flytende avfall resirkuleres effektivt.

(2) Husholdningsavfall

Husholdningsavfall blir hovedsakelig samlet inn, komprimert, lagret og oppbevart i en rekke trinn, og deretter transportert ut i atmosfæren av Tianzhou-romfartøyet for forbrenning, for å redusere romforurensningen.

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

For det første vil hver astronaut bli utstyrt med en ryggsekk med et bærbart livsstøttesystem med en VHF-radio som overfører lyd- og biosensordata fra drakten til hovedkontrollrommet i måneleiren, samt et akustisk signal fra hovedkontrollrommet til astronauten i drakten. Kommunikasjonssystemet i månebasens hovedkontrollrom sender signaler tilbake til jorden ved hjelp av S-bånd, et ultrahøyt frekvensbånd som kan trenge gjennom jordens ionosfære uten å avbøyes eller reflekteres. Samtidig kan Lunar Camp Master Control Room-kommunikasjonssystemet også bruke S-båndet til å sende signaler til andre måneleirer for å holde kontakten.

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.)

I vår måneleir fokuserer vi på gravitasjonsvitenskap, bioteknologi og livets økologi. Vi vil ha fire laboratoriekabinetter for vitenskapelige eksperimenter. Det vitenskapelige laboratoriet med variabel gravitasjon gir et høypresisjons gravitasjonsmiljø for å studere ulike gravitasjonseffekter og reaksjonsmekanismer for væske- og forbrenningseksperimenter i mikrogravitasjon. Laboratoriekabinettet for bioteknologi er utstyrt med en rekke avanserte cellekultur- og deteksjonsinstrumenter for studier av biologisk vev, celler, biokjemiske molekyler og andre biologiske objekter på ulike nivåer. Livsøkologi gir et økologisk miljø for dyrking av planter og smådyr, studerer månemiljøets innvirkning på biologiske individers vekst, utvikling og metabolisme, og fremmer menneskelig forståelse av livets natur. Det vitenskapelige hanskerommet og det kryogene oppbevaringsskapet kan gi et lukket og rent operasjonsområde for romforskningseksperimenter. Utstyrt med mekaniske armer for subtile operasjoner kan de hjelpe forskere med å utføre fine eller gjentatte operasjoner, for eksempel geninjeksjon og kjernefysisk ekstraksjon, og gi et miljø med lav temperatur for lagring av vitenskapelige prøver.

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

For det første: Fordi de skal til måneoverflaten for å samle inn månejord og andre materialer til eksperimenter, vil de trene astronauter på kompresjon, simulere vektløshetsmiljøet på bakken og drive arbeidstrening.

For det andre skal astronautene utføre regelmessige sikkerhetskontroller av utstyret på basen, og vi skal derfor gi dem opplæring i fagteorier, operasjonelle ferdigheter og simuleringsforbedringer knyttet til utstyret.

For det tredje, siden astronautene har bodd i måneleirer i lang tid, vil vi tilby psykologisk trening for å sikre astronautenes mentale helse, for å unngå for stort psykisk press på astronautene.

For det fjerde: Astronauter må ha en sterk fysikk for å kunne takle ulike nødsituasjoner, så vi vil gi dem trening i fysisk form.

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.

Romfartøyet skal kunne operere raskt og fleksibelt på måneoverflaten og i verdensrommet, tåle ekstreme temperaturer og miljøer og ha tilstrekkelig bærevekt og lagringsplass.

Kjøretøyet i måneleiren er en lunar Buggy - et lite kjøretøy som kan bevege seg på måneoverflaten og tåle tyngdekraften og det ulendte terrenget på måneoverflaten.

For å reise til og fra Jorden trengte man et romfartøy som kunne fly trygt og raskt. Det måtte ha tilstrekkelige drivstoff- og matreserver og kunne motstå det tøffe miljøet med varme, stråling og kulde i verdensrommet.

Når vi utforsker nye destinasjoner på måneoverflaten, kan vi bruke fjernmålingsteknologi, sonder osv. på månefartøyet, som kan hjelpe oss med å utforske ukjente områder på månen, samle inn data og bilder og gi oss mer vitenskapelig informasjon.