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.

Dazzle Light Sky

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



1.1 - Prosjektbeskrivelse

Leirplassen vår er bygget i et krater på månens sørpol, og består av tre hovedrom som er delt inn i et oppholdsområde, et forskningsområde, et kontrollområde og et planteområde. I oppholdsrommet kan vi slappe av etter et anstrengende arbeid, mens kontrollområdet kan styre hele basen og opprette forbindelse til jorden eller andre campingplasser. Forskningsområdet har flere laboratorier og rikelig med eksperimentelt utstyr som kan brukes til å utføre ulike eksperimenter og utforske ukjente områder på månen. Planteområdet kan forsyne basen med mat. Meteorittforsvarssystemet kan beskytte leiren mot meteorittangrep.

Vår innovasjon ligger i evnen til å bruke temperaturforskjellen mellom måneoverflaten og månejorden til å generere elektrisitet, evnen til å bruke konsentrert solenergi til å drive kraftproduksjon med superkritisk karbondioksid, evnen til å bruke det ballistiske missilforsvarssystemet og Whipple Shield til å motstå meteorittnedslag, evnen til å bruke søppelbehandlingssystemet og delsystemet for urinbehandling til å behandle søppel og avløpsvann, og evnen til å bruke den hydroponiske dyrkingsmetoden og smart landbruk til å fremme plantedyrking.

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

Teamets hovedformål med å opprette en måneleir er å drive vitenskapelig utforskning. Månen er et av de nærmeste himmellegemene på jorden, og har derfor stor betydning for menneskelig romforskning og utforskning. Ved å bygge en måneleir kan vi på forhånd forberede og utvikle nødvendig teknologi og utstyr for fremtidige måneferder og utforske vitenskapelige spørsmål som geologi, kjemi og månens fysiske egenskaper, noe som legger grunnlaget for menneskelig utforskning av verdensrommet og utvikling av vitenskap og teknologi. I tillegg kan byggingen av leirplasser på månen også gi romfartsforskere en bo- og arbeidsbase, noe som gjør det lettere for dem å gjennomføre langsiktige romferder og bedre gjennomføre vitenskapelig utforskning og teknologisk innovasjon.

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

Vi planlegger å bygge månebasen vår i nærheten av Kriprocks evige dagslyssone på månen, nær vannisen i den evige nattsonen. Her er det sollys mellom 70% og 80% av året, og solenergi kan brukes til å skaffe nok strøm til månebasen. Og det finnes vannis som kan gi vannressurser og rakettdrivstoff til basen. Og temperaturforskjellen i polarområdet er relativt liten, noe som er gunstig for astronautenes overlevelse.

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.

Basen vår består hovedsakelig av tre sirkulære strukturer, samt konsentrert solenergi, raketter, radarer, satellitter, måneroboter osv. Vi vil transportere roboter og annet utstyr til basen på forhånd, samle metallelementer fra månejorden, bruke 3D-printingteknologi til å bygge måneleirens rammeverk, og deretter vil astronautene bosette seg i måneleiren for å fullføre byggingen av leirens indre. Vi samler inn vann til oksygenproduksjon og månejord til bygging av basen. Vi må frakte med oss karbon, nitrogen og andre grunnstoffer som ikke finnes i månejorden fra Jorden for å bygge leiren og dyrke planter. Når byggingen er ferdig, flytter astronautene inn i månebasen og fortsetter med de neste trinnene i planleggingen.

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

Når det gjelder grunnleggende overlevelsesbehov, kan basen forsyne astronautene med vann, mat, elektrisitet, luft osv. Vår måneleir har et komplett livsstøttesystem som sikrer at astronautene kan puste, fordøye mat og skille ut avfall, inkludert ventilasjonssystemer, søppeltømmingssystemer og toaletter.

Når vi står overfor tøffe lavtemperaturmiljøer, vil vi bruke elektrisiteten som genereres av termoelektriske og konsentrerte solcellepaneler til å varme opp campingplassen.

Når et meteorittangrep inntreffer, er basen utstyrt med et Whipple-skjold og et ballistisk missilforsvarssystem. Whipple-skjoldet består av to aluminiumsplater og selvhelbredende væsker. Det ballistiske missilforsvarssystemet består av en kommandosentral, avskjæringsraketter, varslingssatellitter, styringsradar og fjerndeteksjonsradar, som kan motstå små og mellomstore meteorittnedslag.

Når det er vanskelig å reagere på nødsituasjoner, for eksempel feil på basen, finnes det beredskapsplaner, varslingssystemer og bemannede romfartøyer for å ivareta personellets sikkerhet.

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

Vann

I den tidlige fasen brukte vi det gjenværende hydrogen- og oksygenbrenselet fra månelandingsutstyret til å produsere vann, og supplerte tapene i syklusen ved å resirkulere vann fra andre forbrenningsprodukter. På et senere stadium, basert på valg av sted for basen, vil vannisressurser i nærheten av Kripp Rock i Antarktis automatisk bli samlet inn av månebiler og transportert til basen for lagring og bruk. Basen tar i bruk ulike vannbesparende innretninger, som urinbehandling og flergangsbruk av ett vann, for å spare vannressurser.

Mat

Mat er en viktig måte for astronauter å få i seg næringsstoffer på. Vi har satt opp en plantedyrkingsenhet på månebasen for å bli selvforsynt med basisgrønnsaker og sikre at maten er fersk. Vi planlegger å plante poteter, Arabidopsis, raps osv. Og dyrke gule melormer i forsøksområdet for å skaffe proteiner til astronautene.

Energi

Våre kraftkilder inkluderer termoelektrisk kraftproduksjon, som utnytter temperaturforskjellen mellom måneoverflaten og månejorden dag og natt til kraftproduksjon, og konsentrert solenergidrevet superkritisk CO2-sykluskraftproduksjon, som er mer effektiv enn tradisjonell solenergiproduksjon. Samtidig vil strømmen lagres for å forhindre uventede situasjoner.

Luft

Tidlig bruk av komprimert oksygen hentet fra jorden. På et senere stadium kan du bruke plantenes fotosyntese i planteområdet og den elektrolytiske vannanordningen i forsøksområdet til å tilføre oksygen.

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

Vår måneleir er utstyrt med en søppelkvern og et urinbehandlingssystem.

Søppelhåndteringsenheten bruker design som irismekanisme, skyvekonstruksjon og rullemekanisme. Ved å samarbeide med hverandre og ta i bruk en svanehalsemballasjemetode reduseres manuell kontakt, forseglingen blir sterkere, muligheten for søppellekkasje reduseres, emballasjesystemets volum og emballasjetid reduseres, og søppeloppsamlingseffektiviteten forbedres.

Urinbehandlingssystemet bruker en roterende dampenhet som kan generere vanndamp ved ca. 50 grader Celsius, noe som gjør det mer energieffektivt. Den peristaltiske pumpen kan levere forskjellige rørledninger i henhold til ulike restvæskekanaler i urinveiene. Og de ulike komponentene er avtakbare, praktiske og raske.

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

Kommunisere gjennom månens kommunikasjonssatellitter. Kommunikasjonssatellitter er kunstige satellitter som brukes spesielt til satellittkommunikasjon. De brukes til å overføre informasjon og kan bidra til å kommunisere mellom fremtidige leirsteder på månen og jorden, samt mellom ulike leirsteder på månen. Denne kommunikasjonsmetoden har vært mye brukt på jorden og er også et pålitelig valg for bruk på månen. Kommunikasjonssatellitten heves til en bane som er synkronisert med månen, og kommuniserer med måneleiren via bakkestasjoner og reléstasjoner for å oppnå informasjonsoverføring på månen. For å unngå vær og andre forstyrrelser har kommunikasjonssatellitter vanligvis en viss selvbeskyttelsesmekanisme. For å sikre tilstrekkelig dekning av kommunikasjonstjenester kan det i tillegg være nødvendig å bygge flere kommunikasjonssatellitter for å oppnå global tilkobling på månen.

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.)

Biologi: Vår månecampingplass har etablert et biologisk kulturanlegg som ikke bare kan supplere astronautenes daglige behov, men også studere overlevelsesegenskapene til organismer i månemiljøet; og kolonnen hydroponisk dyrkningsmetode brukes i plantedyrking, der planting ikke krever jord og vann, og den sprayede næringsløsningen brukes til å fremme plantevekst.
Geologi: Månebilen vår i måneleiren har automatisk gruvedrift, og den utvunnede månejorden transporteres tilbake til basen for geologisk forskning.
Robotikk: Basen er utstyrt med roboter som kan brukes til robotforskning og mer avansert robotkonstruksjon i neste trinn.

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

Den fysiske treningen går i hovedsak ut på å trene astronautens fysiske form for å motstå sykdomsangrep.
Tilpasningstrening i det ytre rom handler først og fremst om å utvikle astronautens evne til å tilpasse seg overlevelse i det ytre rom.
Psykologisk helsetrening for å hjelpe astronauter med å utvikle sterke psykologiske egenskaper og takle livet i rommet.
Opplæring i instrumentbruk gjør astronautene i stand til å bruke instrumentene raskt og effektivt i vitenskapelig forskningsarbeid.
Opplæring i håndtering av nødsituasjoner, slik at astronautene raskt og korrekt kan håndtere nødsituasjoner og minimere tap.
Individuell trening og teamtrening, slik at alle kan integreres i helheten og frigjøre teamets styrke.

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 romfartøyer med høy skyvekraft og resirkulerbar utførelse.
Leirplassen på månen har transportmidler som små månebiler, store månebiler og bemannede romfartøyer. De små månebilene kan kartlegge måneoverflaten og utforske veien for de store månebilene. Store månefartøyer kan frakte materialer, utstyr og forskere for å utføre inngående forskning på den ukjente måneoverflaten.
Transport til og fra månen utføres hovedsakelig av bemannede romfartøyer, og utforskningen av måneoverflaten utføres hovedsakelig av store månebiler.