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.

Galaxy Investigator

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

Måneleirprosjektet er et fremtidsrettet program som har som mål å gi mennesker mulighet til å overleve på en bærekraftig måte i verdensrommet. Vi har utforsket verdensrommet, og etableringen av en måneleir vil være en viktig milepæl i menneskehetens erobring av universet. Dette prosjektet er dedikert til å designe og produsere bærekraftig infrastruktur som gjør det mulig for mennesker å drive vitenskapelig utforskning på månen.

Vi håper å etablere en base på månen for å utføre eksperimentelle oppdrag som er vanskelige å gjennomføre på jorden, for eksempel supraledende eksperimenter ved svært lave temperaturer i den permanente skyggesonen på månen; observere effekten av lav tyngdekraft på plantemikroorganismer; observere det fjernere universet på månen uten atmosfære; og på månen, ved å varme opp månejord, utnytte jordens knappe ressurser av helium-3 og sjeldne jordarter.
Månebasen vår er også en base full av humanistisk omsorg, og vi planlegger å bruke basens rotasjon til å simulere jordens tyngdekraft på den ytterste siden av basen for å unngå faren for mennesker under lave tyngdekraftsforhold, og konstruere en spesiell heis som gjør det mulig for mennesker å komme trygt inn og ut av basen.

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

Hovedformålet med månebasen vår er vitenskapelig forskning.

På den ene siden ønsker vi å løse noen av problemene som menneskeheten og planeten står overfor. Vi vil for eksempel bruke superledende eksperimenter med ultralav temperatur i noen av månens permanente skyggeområder, bygge en måne-rover for å utvinne og utnytte månens tilstrekkelige mineralressurser og helium-3-ressurser, og bygge raketter som kan transportere energi mellom jorden og månen for å løse det nåværende problemet med energimangel på jorden.

På den annen side vil vi utnytte det faktum at månen ikke har noen atmosfære til å gjøre astronomiske observasjoner, og vi håper at måneleiren kan gjennomføre omfattende og systematisk utforskning av månen på stedet og utforskning av verdensrommet, noe som kan øke menneskets forståelse av månen og verdensrommet.

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

Vi vil velge en fornuftig plassering på månen i henhold til behovene for vår vitenskapelige forskning og vårt liv.

Det er et polart dagområde i nærheten, og en del av energikilden til basen vår og månebilen kommer fra strøm fra solcellepaneler.

Det er en permanent skyggesone i nærheten, vannressursene våre kommer hovedsakelig fra isvann i den permanente skyggesonen, og noen av eksperimentene i vår vitenskapelige forskning krever også miljøer med svært lave temperaturer i det permanente skyggeområdet. I tillegg krever enkelte væskelagre for hydrogen, oksygen og helium også miljøer med svært lave temperaturer i den permanente skyggesonen.

Flate og åpne områder, stabil drift av understellet og transport av materialer krever åpne områder på plattformen.

Basert på behovene ovenfor valgte vi stedet nær Shackleton-krateret på Månens sydpol.

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.

Trinn 1: Forberedelser. Vi planlegger først å transportere forhåndsforberedte maskiner som 3D-printingroboter, gravemaskiner og rovere til månen og forberede vann og mat til bruk.

Trinn 2: Deteksjon av stedsvalg. Finn det geografiske miljøet vi trenger på månen, og roveren skanner måneoverflaten med ultralyd for å finne det beste stedet for utvinning av månejord.

Trinn 3: Konstruksjon av basen. Etter å ha funnet et egnet sted, samler gravemaskinen det opp, og mikrobølgeovnen smelter partiklene for 3D-utskrift, hovedsakelig ved å bruke forvitringslaget på overflaten av månejorden til å skrive ut skallet på basen, og samle de smeltede glassperlene på månen for konstruksjon av glassmaterialer i basen.

Trinn 4: Hold deg flytende. Etter at det overordnede rammeverket for basen er bygget, kan du begynne å plante noen økologiske avlinger og teste normal drift av de ulike kontrollsystemene.

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

Vi har designet en humanisert base basert på noen av miljøproblemene vi møter på månen, som lav tyngdekraft, meteoritter, stråling og høye temperaturforskjeller.

Lav tyngdekraft: Basens egen rotasjon kan simulere jordens tyngdekraft, noe som kan beskytte astronautene mot skadene mikrogravitasjon påfører kroppen.

Meteoritt: Det er et bionisk skjelett som ligner på et edderkoppnett utenfor basen for å samle venner med en viss selvreparerende funksjon, og den sentrale søylen har også en bionisk struktur som ligner på forholdet mellom beinets indre diameter og den ytre diameteren på 8:11, samtidig som den forsterker basen, noe som kan gjøre basen motstandsdyktig mot små og mellomstore meteoritter.

Stråling: Under byggeprosessen vil overflaten vår bli dekket med et lag månejord, som effektivt kan motstå stråling ved hjelp av egenskapene til månejord og månestein.

Temperaturforskjell: Kammeret på innsiden vil dekke månejorden, og den ekstremt lave varmeledningsevnen til månejorden gjør at vi kan opprettholde temperaturen i basebrønnen.

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

Vann: Basen vår er hovedsakelig avhengig av å samle opp isvann på månen for å opprettholde normal drift av basen, og det er en enhet for gjenbruk av vann i kabinen, som kan samle opp og behandle avløpsvannet som slippes ut fra menneskekroppen og planter og legge det i vannlagringsenheten i lagringsrommet for å oppnå effekten av gjenbruk.

Mat: Vi skal også bygge et biologisk regenerativt livsopprettholdende system etter modell av Yuegong-1 og noen av anleggene på romstasjonen som har blitt realisert, og det organiske materialet som produseres i den økologiske kapselen kan dekke astronautenes behov for sukker, proteiner, fett, vitaminer og mineraler.

Luft: Oksygenkildene våre omfatter hovedsakelig mikrobielle alger, grønne planter og oksygenkonsentratorer. Mikrobielle alger har en sterk evne til å produsere oksygen og absorbere karbondioksid, grønne planter kan justere balansen mellom oksygen og karbondioksid, og basen vår kan også produsere mye oksygen med en oksygengenerator.

Strøm: Energien som kreves for normal drift av basen, kommer hovedsakelig fra kjernekraftverket, og det daglige strømforbruket kommer hovedsakelig fra elektrisk energi som omdannes av solcellepaneler. Vi vil sette opp store husdyrbatterier i oppbevaringsrom og transportere elektrisk energi til ulike steder på basen gjennom husdyrbatterier.

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

Enhet for resirkulering av flytende avfall: samler opp astronauters svette og utåndet vanndamp, som kan renses til gjenvunnet vann som kan siteres.

Ekskrementene som genereres i dagliglivet kan enkelt behandles og gjenbrukes i den økologiske hytta og brukes som gjødsel.

Noe av det skadelige avfallet som ikke kan gjenbrukes, må dehydreres, komprimeres, lagres og deretter brennes i atmosfæren når det vender tilbake til jorden.

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

Basen er i kontakt med jorden: Vi planlegger å bygge et observatorium i nærheten av månebasen, der jorden alltid befinner seg noen få grader over horisonten. Egnet terreng kan velges, og antenner for observasjon av lavfrekvente radiostråler kan bygges i forsenkninger eller kratere for å skjule jorden. Samtidig bygges høyfrekvente antenner for kommunikasjon spesielt på høye steder for å opprettholde kontakten med jorden.

Kommunikasjon mellom basene: Vi vil etablere kommunikasjonsforbindelser mellom månebaser ved hjelp av månesatellitter, og månesatellittens bane er en bane rundt Lagrange-punktet mellom Jorden og Månen, og stabil kommunikasjon mellom basene kan oppnås ved å operere frontale kommunikasjonssatellitter i denne banen.

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 forskningen på studier av supraledende eksperimenter, astronomiske observasjoner, utnyttelse av mineralressursen helium-3 i geologi og utforskning av miljøer med lav tyngdekraft.

Noen av de permanente skyggeområdene på månen befinner seg i et ideelt miljø for superledende eksperimenter ved temperaturer under minus 100 grader året rundt. Det faktum at månen ikke har noen atmosfære, gjør også månen til et godt astronomisk observasjonssted, som kan fungere som et springbrett for menneskelig utforskning av den dypere delen av universet; Månen inneholder også mange sjeldne jordressurser og helium-3-ressurser som er knappe på jorden, og ved å transportere ressursene på månen til jorden kan det fremme en bedre utvikling av mennesker på jorden; Sentrum av basen vår, inkludert den økologiske modulen, er i månens miljø med lav tyngdekraft, og veksten av noen plantemikroorganismer i miljøet med lav tyngdekraft kan observeres.Seksjon.

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

Opplæringsinnholdet vårt omfatter tre aspekter: generell opplæring, opplæring i flymiljø og flysimuleringstrening.

Generell opplæring: Det grunnleggende treningsinnholdet for astronauter inkluderer: relevant teoretisk kunnskap, som astronomi, geografi, geologi, meteorologi, atmosfærisk fysikk, flymekanikk, datamaskin, radionavigasjon, pilotering, rakett- og romfartøykonstruksjon, etc.; Nødvendig medisinsk kunnskap og redningsteknikker; Sport inkluderer swing, svømming, vannski, surfing, ski, klatring og bandasje.

Luft- og romfartsmiljøtrening inkluderer:(1) Flyvetrening: for å trene tilpasningsevnen og ferdighetene i luftmiljøet. Vestibulær funksjonstrening, ofte brukt spiralstige, himmelsving og svingstol for å forhindre eller redusere forekomsten av bevegelsessyke i rommet.(2) Vektløshetstrening: ofte brukt fly for parabelflyging og bruk av nøytraliserende oppdriftssimuleringsbasseng for vektløs handlingstrening.(3) Overvektstrening: Store sentrifuger brukes ofte for å forbedre personalets toleranse for overvekt.(4) Trening av romfartsmiljø: Isolasjonskapsler brukes ofte for å forbedre personalets tilpasningsevne til det stille miljøet og livsreglene i rommet.(5) Livredningstrening: Livredningstrening i katapultseter eller livredningstårn i henhold til ulike livredningsordninger.

Flysimuleringstreningen er delt inn i fire faser: Først og fremst blir alle astronautene kjent med innholdet i operasjonene i sine respektive posisjoner, etterfulgt av opplæring i flyfagene. De to siste fasene er flyprosedyrer og omfattende opplæring i ulike prosjekter, for eksempel kommunikasjon mellom astronauter og bakkekontrollsentre, omfattende håndtering av nødsituasjoner og feil, og kjennskap til hele prosessen med flyoppdrag. Simuleringstreningen omfatter også omfattende øvelser i landing av romfartøy, dokking av romfartøy, aktiviteter utenfor kabinen, intra- og extravehicular-aktiviteter, gjenoppretting og livreddende aspekter. Bakkeutstyret som brukes til å trene astronauter, omfatter vanligvis vektløse fly, nøytraliserings- og oppdriftssimuleringsceller, menneskesentrifuger, vakuumkamre og ulike flysimulatorer.

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.

Farkostene våre på månen bruker hovedsakelig en forseglet, trykksatt elektrisk månebil. Månebilen er utstyrt med miljøkontroll- og livsstøttesystemer som sørger for oksygen, vann, mat og karbondioksid, samt utstyr for å opprettholde temperatur og luftfuktighet. Den er som en liten beboelseshytte som kan flyttes. Den trykksatte månebilen har også en luftslusemodul som astronautene kan komme inn i, og den beveger seg over lengre avstander og fungerer lenger enn åpne månebiler.

Vi reiser hovedsakelig til og fra månen ved hjelp av bæreraketter, romfartøyer. Før vi lander på månen, skal vi bygge en romstasjon i bane rundt månen, slik at romstasjonen i bane rundt månen kan gjenbrukes av romfartøyene som har landet på månen.