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.

Infinite Space

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 17, 18, 19   5 / 1 engelsk
Programvare for 3D-design: Fusion 360



1.1 - Prosjektbeskrivelse

"Infinity Space" er en leir med uendelighetssymboler som designelementer, noe som indikerer at "Infinity Space" har uendelige muligheter, og at bygningene og strukturene vil tåle tidens tann og risiko. Hovedformålet er vitenskapelig forskning for å studere månens geologiske, kjemiske og fysiske egenskaper. Infinite Space omfatter et vitenskapelig forskningsområde, et boligområde og et forsyningsområde. Samtidig utnytter vi egenskapene til uendelige symboler til å gjennomføre automatisk dokking med skytteldokkingsteknologi. Dokkingnøyaktigheten er høy og betjeningen enkel. Den egner seg for astronauter til å koble sammen leirer på månen. Samtidig vil Infinite Space som utpost forberede seg på menneskehetens mer ambisiøse oppdrag i fremtiden.

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

Vi opprettet måneleiren først og fremst for vitenskapelig forskning, som en utpost med laboratorier, samt som et treningsområde for mennesker som gjennom leirlivet skal utforske evnen til å tilpasse seg et fremmed legeme uten atmosfære og med ekstreme temperaturendringer, samt for å studere mineralressursene på månen, helium-3, vannis osv. som en forberedelse til mer ambisiøse menneskelige oppdrag i fremtiden!

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

Vi bestemte oss for å bygge Infinite Space i Rex Scarborough-krateret. For det første ligger leiren på forsiden av månen, nær jorden, og kommunikasjonen til basen kan være mer pålitelig og stabil, noe som er svært viktig for den daglige driften, vitenskapelig forskning og sikkerhetsstyring. For det andre er terrenget i leiren relativt flatt, og det er rikelig med metallressurser som jern, magnesium og aluminium i nærheten, som er egnet til å bygge og vedlikeholde basefasiliteter, og som også kan støtte andre aspekter av månens gruvedrift og konstruksjon. For det tredje ligger leiren nær månens ekvator og er avhengig av månens 80%~90%-lyssyklus for å opprettholde normal drift av basen. Så sett opp en måneleir her.

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 basens utseende, har vi bygget Infinite Space med det uendelige symbolet som designelement. Det unike utseendet gjør at den har gode utvidelsesmuligheter og strukturell stabilitet, og sikrer god plassutnyttelse og miljøvern. 3D-skrivere brukes i konstruksjonen for å produsere strukturen og skallet til basen med det uendelige symbolet, og metallressurser som jern, magnesium og aluminium i nærheten av Rex Scarborough-krateret brukes til å lage legeringer for å lage det ytre metallaget, månekjøretøyene, utstyr og bygningskonstruksjoner osv, mens isolasjonsmaterialer av polystyrenskum (EPS) og polytetrafluoretylen (PTFE) hentes fra jorden for å holde temperaturen inne i leiren stabil, og skjermmaterialer brukes til å isolere stråling, og ved å bearbeide og utvinne månestøv og glassfiber for å lage optisk fiber brukes det til overføring av data og energi i hele basen.

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

Astronauter på månen må forholde seg til miljømessige farer som lav gravitasjon, høye temperaturendringer, solstråling og romskrot.

I møte med miljøet med lav tyngdekraft: Leiren har et romgym. Ved å holde seg i form hver dag kan man effektivt forebygge de fysiske effektene av osteoporose, muskelsvinn og hjerte- og karsykdommer som forårsakes av miljøet med lav tyngdekraft.

Ekstrem temperatur, strålingsbeskyttelse og romvakuum: Infinite Space er en godt forseglet romstasjon i måneskyggeleiren, som beskytter astronauter og utstyr mot virkningen av eksternt vakuum, og som samtidig bruker polystyrenskum (EPS) og polytetrafluoretylen hentet fra jorden. Isolasjonsmaterialer av polyetylenfluorid (PTFE) brukes til å holde temperaturen inne i leiren stabil, og skjermingsmaterialer brukes til å isolere stråling. Samtidig har vi installert intelligente kontrollsystemer, helseovervåking og medisinsk utstyr for å overvåke omgivelsestemperaturen og registrere astronautenes helse i sanntid.

Motstandsdyktig mot romskrot: Ved å velge Rex Scarborough-krateret til å bygge en base reduseres sannsynligheten for meteorittnedslag. Samtidig vil basens radar kontinuerlig registrere situasjonen over basen, slik at astronautene kan iverksette nødtiltak.

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

Vann: Infinite Space har bygget et vannforsyningsrom og en vannressursoppsamler. Vannforsyningsrommet behandler vann- og isressursene til vann ved hjelp av pyrolyse, fordampning og avkjøling, og bruker vannsirkulasjonsutstyr til å koble sammen hver kabin for å samle opp urin, svette osv. for å oppnå vannsirkulasjon.

Mat: Bygg en mikroøkologi på månen i det uendelige verdensrommet: Potetfrø, Arabidopsis-frø, silkeormsegg, jord, luft, vann osv. vil bli plassert i månens mikroøkologi, og riktig temperatur og fuktighet i økosfæren vil bli sikret. Det naturlige lyset på måneoverflaten tilføres gjennom lysguiden for å skape et miljø der plantene kan vokse. Lyset fremmer plantevekst for å gi silkeormene mat og oksygen, silkeormens vekst gir karbondioksid som er nødvendig for plantevekst, og silkeormmøkk er også en god gjødsel, og danner dermed en god økologisk sirkel for å skaffe mat.

Elektrisitet: Infinite Space har et solcelleanlegg og et atomenergisystem. Det solcellebaserte kraftproduksjonsutstyret bruker solcellepaneler til å omdanne solenergi til elektrisk energi og bruker solenergien direkte til oppvarming for å skaffe elektrisitet i løpet av månen og dagen. Kjernekraftforsyningsrommet bruker atomreaktorer og radioaktive isotoper til å generere kjernekraft for å generere en stor mengde energi på liten plass for hele basen. Samtidig har vi sikkerhetsdetektorer for å forhindre strålingslekkasje.

Air (luft): Infinite Space har et oksygengenererende rom. Ved å behandle ilmenitt og jernholdig oksid i månejorden, varmes disse materialene opp til 1600 grader Celsius til 2500 grader Celsius, og deretter elektrifiseres, og forskjellige elementer i månejorden Det vil bli ionisert, inkludert kløeioner, og de ioniserte oksygenionene vil kombinere med hverandre av seg selv for å danne oksygen.

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

Håndtering av avfallet som genereres av astronauter på månen er et sentralt spørsmål, fordi dette avfallet ikke bare påvirker miljøet, men også kan utgjøre en trussel mot astronautenes helse og sikkerhet. Søppel og avfall resirkuleres til plantevekst eller andre industrielle formål, og avfall som ikke kan resirkuleres, kan komprimeres og lagres for å redusere volumet. Infinite Space arbeider for å minimere avfallets innvirkning på miljøet og astronautene, og for å skape et sunnere og tryggere miljø for måneleirene.

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

Infinite Space bruker romkommunikasjon med jorden ved hjelp av teknologier som laser- eller mikrobølgeteknologi for å etablere en romkommunikasjonsforbindelse mellom månen og jorden. Denne kommunikasjonsmetoden har fordelene med høy hastighet, stor båndbredde og lav latenstid, og kan dekke behovene for sanntidskommunikasjon og overføring av store datamengder;

Infinite Space bruker fiberoptisk kommunikasjon med andre måneleirer: en teknologi som bruker optiske fibre til å overføre data. Infinite Space bygger et fiberoptisk kommunikasjonsnettverk gjennom det generelle kontrollrommet for å koble sammen ulike måneleirer. Optisk fiberkommunikasjon har fordelene med høy hastighet, stor båndbredde og lav latenstid, og kan også dekke behovene for sanntidskommunikasjon og overføring av store datamengder.

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.)

Vitenskapstemaet i Infinite Space fokuserer på ingeniørteknologi og biologi, fordi miljøet på månen er helt annerledes enn på jorden, for eksempel lav tyngdekraft, høy temperaturforskjell, sterk stråling osv., er det nødvendig å utvikle ingeniørteknologi som er tilpasset månemiljøet, for eksempel energiteknologi, konstruksjonsteknologi, transporttransportteknologi osv. for å gi mennesker teknisk støtte til å drive vitenskapelig forskning og etablere baser på månen. Samtidig er det viktig at mennesker overlever på månen på lang sikt når de skal etablere baser på månen, utforske verdensrommet og slå seg ned. Biologisk forskning kan gi grunnlag for å løse grunnleggende overlevelsesproblemer som mat, oksygen og vann på månen. løsninger, og gi en referanse for fremtidig etablering av økosystemer på andre planeter.

Biologisk eksperiment:

(1) Planteeksperimenter: plante planter på måneoverflaten, studere planters tilpasningsevne i miljøer som lav tyngdekraft og høy stråling, og utforske muligheten for matproduksjon på månen.

(2) Dyreforsøk: studere tilpasningsdyktigheten til smådyr på månen, undersøke muligheten for å oppdra dyr på månen og gi referanse for etablering av et økosystem i fremtiden.

(3) Mikrobielle eksperimenter: studere overlevelse og reproduksjon av mikroorganismer i miljøer med lav tyngdekraft, høy stråling og andre miljøer, og utforske muligheten for å forske på og bruke mikroorganismer på månen.

Eksperiment med ingeniørteknologi:

(1) Energiteknologieksperiment: studere anvendelsen av solenergi og kjernekraft på månen, og undersøke muligheten for å realisere selvforsynt energi på månen.

(2) Eksperiment med byggeteknologi: studere muligheten for å bruke månens byggematerialer og utforske muligheten for å bygge menneskelige boliger og vitenskapelige forskningsbaser på månens overflate.

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

For å hjelpe astronauter med å forberede seg på oppdrag til månen, ville jeg inkludert følgende i en treningsplan for astronauter:

(1) Romtilpasningstrening: Astronauter må tilpasse seg til å leve i vektløse omgivelser i lang tid, samt tilpasse seg romstråling og andre miljøfaktorer. Derfor må de gjennomgå romtilpasningstrening, inkludert vektløshetstrening i romsimulatorer, strålingsbeskyttelsestrening osv.

(2) Fysisk og fysiologisk trening: Astronauter må ha gode fysiske og psykiske egenskaper for å kunne motstå det høye trykket og den høye risikoen i romfartsmiljøet. Derfor trenger de fysisk trening, mental trening og reaksjonstrening.

(3) Oppdragstrening: Astronauter må beherske ferdighetene til å betjene utstyret i romkapselen, inkludert romdrakter, oksygenforsyningssystemer, lagring og bruk av mat og vann osv. I tillegg må de også gjennomføre oppdragssimuleringstrening, som for eksempel avgang og landing av romfartøy og gange på månens overflate.

(4) Trening i teamarbeid: Astronauter trenger teamarbeid på romferder, så de trenger trening i teamarbeid, inkludert teambuilding, kommunikasjon og konfliktløsning.

(5) Opplæring i romvitenskapelig kunnskap: Astronauter må forstå romfartsmiljøet og kunnskap om planetvitenskap, inkludert månens geologiske, kjemiske og fysiske egenskaper.

(6) Beredskapstrening: Astronauter må reagere raskt og iverksette tiltak i nødsituasjoner, så de må gjennomføre beredskapstrening, for eksempel i forbindelse med feilsøking, brann, plutselig sykdom osv.

Gjennom denne treningen kan astronautene forberedes på å møte de ulike utfordringene og risikoene ved oppdraget til månen og sørge for at oppdraget er sikkert og vellykket.

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.

Fremtidige måneferder krever et sterkt og pålitelig romfartøy som kan brukes til å bo og arbeide på måneoverflaten over lang tid, og som kan evakuere astronautene raskt ved behov. På månebasen er det nødvendig med et kjøretøy som kan navigere i månens ulendte terreng, for eksempel en månerover eller en robotutforsker, for å transportere astronauter til ulike utforskningssteder.

Ved reiser til og fra jorden er det nødvendig med et romfartøy som har tilstrekkelig drivstoff og kraft til å ivareta astronautenes sikkerhet og komfort. Ved utforskning av nye destinasjoner på månens overflate kan en kombinasjon av roboter og astronauter øke effektiviteten og redusere risikoen.

Sikkerheten må ha høyeste prioritet, og nødvendig teknisk støtte og redningstiltak må være på plass for å sikre at oppdraget blir vellykket og trygt.