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.

conquer the moon

DET ER IKKE NOE Å SNAKKE OM.  河南省郑州市-金水区    Kina 18   2 / 0 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

  1. Vår månecampingplass er delt inn i et sentralt boligområde og et eksternt planteområde, et forskningsområde, et gruveområde, et signaloverføringsområde osv. Leveområdet omfatter grunnleggende hytter som soverom, restauranter, hovedkontrollrom og treningsrom. Alle kabinveggene er konstruert i et mønster av titan, karbonfiber, vann, kalsiumoksid (isolasjonsmateriale), komposittmateriale (strålingsbestandig materiale) og titan fra innsiden og ut. Det ytterste laget har også et 1,6 meter tykt beskyttende lag laget av et spesielt månejordmateriale.
  2. Vi planlegger å gjennomføre vitenskapelige undersøkelser, eksperimenter og forskning på månens utvikling, samtidig som vi sørger for astronautenes sikkerhet og beboelse. Vi kommer til å bruke månebergarter til å absorbere varme og lagre den i en varmeoppsamlingsenhet, som vil levere varme til hvert rom gjennom rørledninger. I tillegg har vi elektromagnetiske utskytningsanordninger og kapselformede fluktkapsler som gjør det mulig for astronautene å rømme fra månen i tide i alvorlige faresituasjoner.

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

Vår månecampingplass brukes hovedsakelig til vitenskapelig forskning, utforskning av universets mysterier, menneskehetens opprinnelse og ressursene på månen. Hvilke ressurser som bedre og enklere kan dekke behovet for oksygen, vann og energi på månen. Brukt til å utforske dyrking av måneplanter, hvordan man kan plante dem på en god måte og hvordan man kan gjøre jordens planter mer produktive. Disse vitenskapelige studiene har gitt viktige bidrag til planen om at flere mennesker skal bo på månen.

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

Vi planlegger å bygge vår måneleir i det antarktiske Aitken-bassenget i Mare Smythii. Mare Smythii ligger på baksiden av månen. Sentrum ligger på 87,7 grader sørlig bredde og 126,9 grader vestlig lengde. Det er 11 mellomstore Yuhai-bunnbruddskratere. Det kan være noen dype fordypninger eller sprekker under dem, slik at vannis kan lagres stabilt der. Det utvalgte området har høye nivåer av FTA, OL og CPX, som kan brukes til å produsere oksygen og utvinne metaller som jern og titan for å dekke menneskenes potensielle langsiktige livsbehov. Dette området har den sterkeste lysintensiteten på måneoverflaten og er et av de mest ideelle områdene for å skaffe solenergi i løpet av dagen på månen, med tanke på å opprettholde energien som kreves for driften av vitenskapelige forskningsstasjoner.

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.

Når det gjelder byggingen av basen, planlegger vi å bygge måneleiren vår i tre trinn:

Trinn 1: Vi planlegger å simulere monteringsprosessen på jorden først, og deretter sende boligmodulen til månen og bruke en robot til å montere basen. Materialene som brukes, kommer fra Jorden, for eksempel titan, aluminium, kiselsyre osv.

Trinn 2: Send astronautene og de påfølgende modulene til månen, og forbedre gradvis forsøksområdet, planteområdet osv. Planteområdet kan kombineres med krateret, noe som er gunstig for utvinning av måneis.

Trinn 3: Vi planlegger å utvinne materialer fra månejordens forvitringslag lokalt og bruke en stor 3D-printer til å konstruere et 1,6 meter tykt strålingsbeskyttelseslag utenfor de nødvendige modulene.

I tillegg planlegger vi å levere energi fra jordbeltet (solcellepaneler, generatorer osv.), oksygenkompressorer og luftrensere, støttestrukturer (inkludert bygninger, søyler, kontakter, braketter og ekspansjonshengsler osv.), vannforsyningssystemer (avansert vannrensing og gjenvinningsutstyr), kommunikasjonsutstyr (inkludert kommunikasjonssatellitter, kommunikasjonsutstyr, datamaskiner, nettverkstilkoblinger osv.), livsstøttesystemer (inkludert livsstøttesystemer, toaletter, senger, catering osv.), vitenskapelig forskningsutstyr (inkludert astronomisk utstyr, laboratorieutstyr osv.).

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

Vi ser hovedsakelig på stråling, mikrometeoritter og temperaturspørsmål i forbindelse med farene på månen.

  1. For strålingsproblemer: Vi bruker tre moduler: grunnleggende isolatorer, elastiske kabler og Whipple-skjermingsteknologi, samt spesialmaterialer fra månejord for å forhindre strålingsfare for astronautene. Deretter vil vi legge et vannlag på innsiden av veggen, som effektivt kan absorbere og spre stråling. Dette kan minimere skadevirkningene av stråling.
  2. For problemet med mikrometeoritter: Vi har et spesielt ytre beskyttelseslag, og veggene er konstruert av titan, som tåler små meteoritter og store temperatursvingninger. I tillegg bruker vi også radar for å oppdage (mikro)meteoritter dersom det tas en beslutning på forhånd.
  3. For temperaturproblemet: Vi bruker effektive varmeisolasjonsmaterialer som grafitt, glassfiber og aerogel for å redusere varmeoverføringen mellom inne- og uteluft og unngå at utetemperatursvingninger påvirker innetemperaturen. Bruk vifter, klimaanlegg og annet utstyr for å opprettholde en stabil grunntemperatur, og bruk energisystemer som solcellepaneler for å skaffe de nødvendige kulde- og varmekildene internt.

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

Etter at basen er etablert, vil astronautene bruke månerovere til å frakte med seg gruveverktøy og roboter for å utvinne måneis i nærheten og smelte, filtrere og rense vannet for å få rent vann. Vi planlegger å gjøre dette to til tre ganger i uken, der noe transporteres direkte til oppholdsrommet og noe lagres i vannlagringsenheter. I tillegg kan urinfiltratet også omdannes kjemisk til et lim ved å omdanne syregruppene i polymerkjeden til estergrupper, noe som endrer egenskapene.
Mat er essensielt for astronauter, og de første astronautene vil spise mat som de får med seg fra Jorden. Den medbrakte maten vil selvfølgelig ikke vare lenge, så astronautene vil bygge et planteområde etter at de grunnleggende fasilitetene er etablert, og bruke hydroponiske og luftbaserte dyrkingsteknikker for å plante noen planter: auberginer, poteter, tomater og andre planter som kan tilføre ulike næringsstoffer. Med tanke på langsiktig utvikling forbereder vi oss også på å studere hvordan vi kan bruke månejord til å dyrke planter.
I kraftsystemet vårt vil vi bruke solcellepaneler til den daglige basisenergiproduksjonen, og vi vil også bruke en stor mengde helium-3 på månen til å fylle på med elektrisk energi. Den omdannes til likestrøm og lagres i et batteri ved hjelp av kjemisk energi. Når det er behov for elektrisitet, konverterer vi den kjemiske energien til likestrøm og deretter til vekselstrøm for strømforsyning.
I første omgang vil vi utvinne litt oksygen fra månens forvitringslag eller bergarter (noe som krever at vi blander oksygen og nitrogengasser i henhold til sammensetningen av overflateatmosfæren for at menneskekroppen skal kunne puste direkte). Nitrogenet må hentes fra Jorden. Vi kan også bruke smeltet elektrolyse til å utvinne luft. Vi forbereder oss også på å bruke en linse til å varme opp bakken til 2500 grader for å utvinne oksygen.

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

Resirkulering og gjenbruk: Leirplassen på månen vil skape et lukket miljø som ligner på den internasjonale romstasjonen, slik at avfallet fra astronautene kan resirkuleres og gjenbrukes. For eksempel kan avføring og urin omdannes til gjødsel eller vann som kan brukes til livsopprettholdende systemer eller dyrking av avlinger.
Oksidativ nedbrytning: Avfall kan oksideres og brytes ned i en oksidasjonsreaktor. En oksidasjonsreaktor innebærer at man blander organisk avfall med oksidasjonsmidler som hydrogenperoksid og plasserer dem i en beholder der de reagerer under høye temperaturer. Gjennom denne reaksjonen reagerer organiske stoffer med oksidanter og produserer tryggere stoffer som vann og karbondioksid. Vannet og karbondioksidet brukes deretter til fotosyntese, som produserer mat og tilfører oksygen.
Komprimert lagring: Fast avfall, store avfallsbiter osv. kan komprimeres og lagres i spesialcontainere i påvente av fremtidig resirkulering eller søppeltømming.

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

Vår måneleir vil bruke signalmaster og radarer til å etablere kommunikasjon med satellitter, som kan brukes til å motta signaler fra Jorden og sende informasjon som bilder, data og tale tilbake, slik at kommunikasjonen mellom leiren og Jorden opprettholdes. Deretter kan man opprette kontakt med Jorden og andre leirsteder på månen. I tillegg kan radio også brukes til å oppnå kommunikasjon med jorden. Etter at vedlikehold og igangkjøring er fullført, må radioen ta hensyn til faktorer som elektromagnetisk bølgeutbredelse for å sikre kommunikasjon av høy kvalitet.
I tillegg har vår månecampingplass en elektromagnetisk utskytningsanordning som bruker elektromagnetisme til å skyte ut kapselformede kapsler. Etter å ha stilt inn hastigheten og planlagt ruten, kan kapslene sendes til andre leirplasser på månen slik at astronautene kan kommunisere ansikt til ansikt.

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.)

Geologi vil være vårt forskningsfokus.

Innsamling av stein og jord: For å forstå månens geologiske historie og egenskaper kan man samle inn prøver for analyse. Disse prøvene kan samles inn ved hjelp av boring eller roboter og analyseres med hensyn til kjemiske og fysiske egenskaper.
Seismisk overvåking: Det er mindre seismikk på månen enn på jorden, men de gir nyttig informasjon om månens indre struktur. Sensorer for overvåking av jordskjelv kan plasseres ut på måneoverflaten for å registrere og analysere innsamlede data.
Måling av tyngdekraften: Ved å måle gravitasjonsfeltet på månen ved hjelp av et gravimeter kan man forstå månens indre struktur og sammensetning. Disse målingene kan gjøres fra månelandingsfartøyer eller landingsfartøyer i lav høyde.
Måling av magnetfelt: Ved å måle magnetfeltet på månens overflate kan man få en forståelse av de fysiske prosessene inne i månen. Disse målingene kan gjøres ved hjelp av satellitter eller fly.
Topografisk kartlegging av overflaten: For å etablere et geologisk kart over måneoverflaten kan man bruke laserhøydemåler eller radar og andre instrumenter til å kartlegge overflatetopografien. Disse målingene kan bidra til å bestemme størrelsen og formen på ulike geologiske elementer på månen.
Måling av varmestrømning: Ved å måle temperaturgradienten på overflaten og under månen kan man forstå varmestrømmen og den geologiske historien inne i månen. Disse målingene kan gjøres ved hjelp av boreinstrumenter eller roboter.

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

Astronauter må gjennomgå tre typer trening:

Den første typen er profesjonell grunnopplæring: Som astronaut må du først og fremst få opplæring i grunnleggende teoretisk kunnskap om atmosfæren, astronomi, geofysikk, romdynamikk, kommunikasjon, datamaskiner osv. All denne opplæringen er relatert til romfart, medisin og fysiologi. Ved å forbedre de grunnleggende kunnskapene i disse fagene kan man legge et solid grunnlag for fremtiden.
Den andre typen er flyoppdragstrening: Astronauter må ha en robust fysikk, og på bakgrunn av dette må de også gjennomgå streng fysisk trening. Utholdenhetstrening for overvektige: Raketter har vanligvis ekstremt høy akselerasjon under avgang, og uten trening tåler ikke astronautens kropp dette. Simulering av slik trening kan hjelpe astronautene til å holde hodet klart og tilpasse seg og fullføre flyoppgavene; vektløshetstrening: Under baneflyvningen befinner romfartøyet seg ofte i et mikrogravitasjonsmiljø, der astronautene ofte er svimle, noe som påvirker driften. Derfor er det nødvendig å simulere vektløsheten i Huangjing for å hjelpe astronautene med å eliminere frykten for vektløshet. Under vektløse forhold må astronautene utføre øvelser som å ta av og på romdrakter, spise og gå. Universet og romfartøyet er spesielle miljøfaktorer, og astronautene må forbedre sin toleranse gjennom trening.
Den tredje typen er yrkesrettet ferdighetstrening: Astronauter må oppholde seg på månen i lang tid, gjennomføre eksperimenter, vitenskapelig forskning, ressursutforskning og annet innhold. De må også beherske kunnskapen om å gjennomføre vitenskapelige eksperimenter og evnen til å betjene ulike maskiner.

Målet med opplæringen er å gjøre astronautene i stand til å leve et normalt liv på månen, utføre vitenskapelig forskning og utforske månen.

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.

Månelandingsfartøyet må kunne romme og bære en stor nok last, for reisen fra jorden til månen krever at man har med seg mye materialer og forsyninger, og romfartøyet må kunne bære dette. Romfartøyet skal koble seg til romstasjonen i verdensrommet, fylle på energi fra stasjonen og fly til månen.

På månen setter astronauter sammen avtakbare månerobotermoduler som er hentet fra månen, og som kan brukes til ressursutforskning og -innsamling. (Disse avtakbare måneroverne og leterobotene er alle moduler som er konfigurert fra jorden og satt sammen på månen).
På månen vil små raketter fra Jorden bli satt sammen og kontrollert av medlemmer fra Jorden for å fly til Jorden.
Vi setter sammen en deteksjonsrobot som kan oppdage ressurser og terreng, analysere om stedet er egnet til å bygge en base og gi tilbakemelding til astronautene.