W Moon Camp Pioneers zadaniem każdego zespołu jest zaprojektowanie w 3D kompletnego obozu księżycowego przy użyciu wybranego oprogramowania. Muszą również wyjaśnić, w jaki sposób będą wykorzystywać lokalne zasoby, chronić astronautów przed niebezpieczeństwami w kosmosie i opisać obiekty mieszkalne i robocze w swoim obozie księżycowym.
Shanghai Qingpu Senior High School Shanghai-Qingpu Chiny 15, 16 6 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
W ciągu sześćdziesięciu dwóch lat, odkąd ludzie wyruszyli w kosmos, technologia znacznie się rozwinęła. Chcemy ponownie opuścić Ziemię, aby zrobić coś większego. Aby w pełni zbadać Księżyc oraz w celu późniejszej ekspansji i długoterminowego zamieszkania, chcemy zbudować kilka obozów księżycowych, aby utrzymać astronautów i naukowców.
Nasz obóz księżycowy jest chroniony przez okrągłą kopułę, aby zmniejszyć rozpraszanie ciepła. Obszar w środku jest podzielony na obszar badawczy, obszar przechowywania żywności, obszar medyczny, obszar mieszkalny, obszar przechowywania sprzętu, obszar sadzenia i podziemny schron, który ma kształt kuli połączonej pod kątem, biorąc pod uwagę stabilność i praktyczność. Pozostałe dwa obszary to fuzja jądrowa, elektroliza, obszar oczyszczania ścieków oraz obszar fitness i rekreacji. Są one połączone z centralnym obszarem w kształcie połowy orzeszka ziemnego, pokazując ogólną stabilność i bezpieczeństwo trójkąta, a jednocześnie w pełni funkcjonalne, aby zaspokoić wszystkie potrzeby trzech astronautów.
Jeśli chodzi o materiały budowlane, do budowy fundamentów i dolnego poziomu budynku wykorzystano beton kompozytowy i materiał na bazie azotku boru. W konstrukcji nośnej i kopule zastosowano metal pamięciowy i szkło odporne na promieniowanie, dzięki czemu obóz jest wytrzymały i chroniony przed zakłóceniami radiacyjnymi.
Robimy wystarczająco dużo inżynierii, aby zapewnić naszym księżycowym obozom wodę, żywność, powietrze, paliwo i energię oraz być samowystarczalnymi przez długi czas.
Nasze badania koncentrują się na astronomii, botanice i geologii oraz eksperymentach na Księżycu w celu rozwoju nauki.
Naszym celem jest rozwój nauki, opracowanie nowych materiałów z gleby księżycowej i uczynienie z obozu księżycowego nowego domu.
Księżyc, jako najbardziej zbadana przez ludzi planeta, jest obecnie jednym z naszych głównych celów eksploracyjnych. Aby w pełni zbadać Księżyc, musimy osiągnąć długoterminowe zamieszkanie na Księżycu, więc musimy zbudować obozy księżycowe, aby utrzymać ludzkie przetrwanie, zapewnić tlen, przechowywanie żywności, rozwój energii i inne funkcje.
Uczestnictwo w Moon Camp pozwoli nam zrealizować nasze wyobrażenia o obozach księżycowych poprzez modelowanie, a w procesie modelowania pozwoli nam również dowiedzieć się więcej o Księżycu i dostępnych technologiach eksploracji Księżyca.
Chcemy zbudować obóz księżycowy w kraterze. Kryteria wyboru krateru są następujące: po pierwsze, w pobliżu znajduje się lód i woda, dzięki czemu można uzyskać wodę bezpośrednio odbijając światło słoneczne za pomocą lustra. Po drugie, w obrębie szczytu wiecznego dnia, aby zapewnić stabilną energię słoneczną jako sposób na zagwarantowanie dostaw energii. Po trzecie, w pobliżu warstwy wietrzenia, ponieważ warstwa wietrzenia gleby księżycowej może być wykorzystywana jako surowiec do produkcji tlenu.
Budowa podzielona jest na siedem etapów:
W pierwszej fazie w wyznaczonym miejscu budowany jest obszar postojowy w celu przygotowania do późniejszej budowy bazy i transportu materiałów.
W drugiej fazie lądownik jest wystrzeliwany ze stacji postojowej do miejsca docelowego, a lądownik przenosi sondę, sprzęt naukowo-badawczy, sprzęt komunikacyjny i panele słoneczne, aby podjąć się zadań stacji wstępnej energii i stacji komunikacyjnej, przeprowadzić wstępną eksplorację wybranego miejsca i zapewnić wsparcie infrastrukturalne dla późniejszej budowy.
W trzecim etapie lądownik zostanie wystrzelony ze stacji postojowej, a robot księżycowy i materiały budowlane zostaną wysłane na powierzchnię Księżyca przez lądownik, a beton kompozytowy zostanie przygotowany przy użyciu gleby księżycowej i przywiezionych materiałów, a budowa głównej struktury bazy, infrastruktury i kopuły zewnętrznej zostanie przeprowadzona za pomocą technologii druku 3D w celu ukończenia budowy lądowiska materiałowego oraz dalszego rozmieszczenia i konserwacji wszelkiego rodzaju sprzętu. W tym czasie baza księżycowa może być transportowana i wymieniana przez roboty na powierzchni Księżyca, tworząc system wymiany informacji, energii i materiałów, a także początkową zdolność przepływu informacji, przepływu energii i przepływu materiałów między łazikami bazy księżycowej, a prototyp bazy księżycowej został ukończony.
W czwartej fazie, system startowy na powierzchni Księżyca i lądowisko są rozmieszczone, a lądownik może zostać wystrzelony, aby dotrzeć do obszaru postojowego w celu przewiezienia zapasów i powrotu do bazy, a urządzenia zabezpieczające start z powierzchni Księżyca są rozmieszczone w miejscu lądowania, aby skonfigurować zestaw pojazdów powrotnych do bazy.
W piątej fazie lądownik jest wykorzystywany do powrotu do bazy z wewnętrznym wyposażeniem bazy i początkowym rozmieszczeniem robota na powierzchni Księżyca w celu zaspokojenia potrzeb związanych z działaniami personelu.
W szóstej fazie zostanie przeprowadzone załogowe lądowanie na Księżycu. W tej fazie astronauci zostaną rozmieszczeni, przeprowadzona zostanie instalacja wyposażenia wewnętrznego i badania naukowe bazy, a także wstępnie zbudowana zostanie baza księżycowa. Lądownik będzie przewoził pojazd powrotny podczas załogowego lądowania na Księżycu, tworząc rezerwową relację z pojazdem powrotnym skonfigurowanym na powierzchni Księżyca w celu ochrony życia personelu w razie sytuacji awaryjnej.
W siódmej fazie astronauci kończą instalację i obsługę wnętrza bazy, a oficjalnie rozpoczynają się prace naukowo-badawcze i misje wydobycia zasobów.
Podczas budowy konieczne będzie przetransportowanie z Ziemi sond, robotów księżycowych, różnego rodzaju wyposażenia bazy i materiałów budowlanych, a główna struktura bazy będzie zawierać dużą ilość księżycowej gleby, co zmniejszy potrzebę transportu materiałów i czas budowy.
Pod względem kształtu, ponieważ kopuła i jej nośność oraz odporność na ciśnienie są silniejsze niż w przypadku budynków o tej samej kubaturze, w zależności od lokalizacji bazy księżycowej, zamierzamy zbudować strukturę kopuły nad kraterem, aby zmniejszyć wpływ różnic ciśnień, w przypadku nagłych i nieoczekiwanych sytuacji, ze względu na silną nośność kopuły, może to dać bazie czas na reakcję i podjęcie działań w celu ograniczenia niepotrzebnych strat.
Jeśli chodzi o materiały, ze względu na szczególne środowisko, konieczność radzenia sobie z wysoką próżnią, bardzo wysoką temperaturą, bardzo niską temperaturą itp., kopuła, którą wybraliśmy, wykorzystuje metal pamięciowy jako szkielet, w połączeniu ze specjalnymi materiałami betonowymi, może wytrzymać wysokie temperatury. Jednocześnie zastosowanie szkła odpornego na promieniowanie może filtrować promienie kosmiczne, aby chronić bazę przed zakłóceniami radiacyjnymi, a normalnie zamknięta konstrukcja może zapobiec inwazji pyłu księżycowego do wnętrza, aby wpłynąć na postęp badań naukowych; główny budynek centrum wybraliśmy dwuwarstwową ścianę budynku, wewnętrzną warstwę ze specjalnego betonu, zewnętrzną warstwę z księżycowej gleby, mocną, odporną na różnice ciśnień, może zapewnić bezpieczne środowisko badawcze dla astronautów, jednocześnie kontrolując zakres wymiany ciepła, aby utrzymać temperaturę, aby zapobiec utracie ciepła.
Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, planowane jest ustanowienie dodatkowych środków ochrony w miejscach narażonych na uderzenia meteorytów, aby uniknąć uderzeń meteorytów, wybranie małych meteorytów do zniszczenia i ich fragmentów do badań naukowych, ustanowienie urządzeń do zbierania meteorytów do odpowiednich eksploracji i badań, oraz zainicjowanie środków nadzwyczajnych w przypadku bardzo dużego meteorytu lub innego wypadku, który jest niezwykle destrukcyjny dla obozu księżycowego, przy użyciu wyrzutni księżycowej, aby uciec do punktu Lagrange'a, z satelitami szybko odzwierciedlającymi sytuację i wysyłającymi informacje na Ziemię, a naukowcy czekający w punkcie Lagrange'a na odpowiedź z Ziemi i nowy program naukowy. Satelity szybko odzwierciedlają sytuację i wysyłają informacje na Ziemię, podczas gdy naukowcy czekają w punkcie Lagrange'a na odpowiedź z Ziemi i nowy program badawczy.
Aby zapewnić wodę, początkowo przenosimy część wody z Ziemi na Księżyc, aby poradzić sobie z pustym oknem, zanim będziemy w stanie stale wydobywać wodę lodową. Płyn odpadowy wytwarzany przez astronautów w ich życiu jest następnie frakcjonowany, filtrowany i poddawany innym krokom w celu uzyskania części czystej wody, a reszta jest wysyłana do obszaru sadzenia lub odprowadzana w przestrzeń kosmiczną.
Aby zapewnić żywność, uprawiamy ziemniaki, kapustę, brokuły, pomidory, paprykę i wiele innych warzyw, a także sprowadzamy z Ziemi konserwy mięsne. Aby zaspokoić potrzeby żywieniowe astronautów.
Jeśli chodzi o powietrze, wykorzystujemy pewne aktywne związki w glebie księżycowej jako katalizatory do przekształcania wody i dwutlenku węgla w tlen, wodór, metan i metanol przy użyciu technik sztucznej fotosyntezy z pomocą symulowanego światła słonecznego. Jednak uzyskany w ten sposób tlen nie jest wystarczający. Dostarczanie tlenu opiera się głównie na elektrolizie wody, a jej produkt uboczny wodór jest podawany do reaktora Sabatiera w celu wytworzenia metanu
Aby dostosować się do środowiska księżycowego i zapewnić długoterminową stabilną energię dla obozu księżycowego, w początkowej fazie obozu wykorzystujemy energię słoneczną. Później używamy składników wydobytych z księżycowej gleby jako sztucznych katalizatorów fotosyntezy do przygotowania paliwa do wytwarzania energii, a także czystej i wydajnej technologii syntezy jądrowej jako zapasowego rozwiązania do wytwarzania energii dla całego obozu księżycowego. Jednocześnie magazynujemy nadmiar energii w akumulatorach, aby poradzić sobie z większością możliwych ekstremalnych warunków pogodowych, uzyskując bezpieczne rozwiązanie zasilania.
Odpady generowane przez astronautów to głównie mocz, kał i dwutlenek węgla. Mocz jest oddzielany od wody destylowanej za pomocą destylacji z kompresją pary i wysyłany do modułu uzdatniania wody w celu późniejszej filtracji i katalitycznych reakcji utleniania w celu uzyskania częściowo czystej wody; reszta odpadów i kału może być wykorzystana jako nawóz w module uprawowym lub może być bezpośrednio odprowadzona w przestrzeń kosmiczną. Dwutlenek węgla jest wysyłany do modułu sadzenia w celu przeprowadzenia fotosyntezy, a w przypadku nadmiaru jest wysyłany do reaktora Sabatiera, gdzie reaguje z wodorem w celu uzyskania wody i metanu pod działaniem katalizatora.
Odpady domowe wytwarzane przez astronautów będą ściśle sortowane, mokre odpady będą wysyłane do obszaru sadzenia; ręczniki papierowe, plastikowe torby i inne suche odpady będą przechodzić przez szereg etapów, takich jak kompresja, gromadzenie itp. a następnie wprowadzane do atmosfery ziemskiej w celu spalenia, aby zmniejszyć zanieczyszczenie w kosmosie.
Do komunikacji używamy technologii przekaźników satelitarnych. Trzy satelity są umieszczone nad Księżycem, zapewniając, że każda część Księżyca jest pokryta przez co najmniej jednego satelitę i wykorzystując pasmo UHF S, które może penetrować jonosferę Ziemi bez ugięcia lub odbicia, umożliwiając wydajną komunikację mikrofalową między obozami a Ziemią oraz między obozami na Księżycu.
Do transportu zaopatrzenia, sprzętu naukowego i personelu. Używamy punktu Lagrangian w przestrzeni Ziemia-Księżyc, gdzie siły grawitacyjne dwóch głównych ciał Ziemia-Księżyc znoszą się nawzajem, a obiekty znajdujące się w tym punkcie mogą pozostać względnie zrównoważone. Wystarczy tylko nadać niewielki nacisk w tym punkcie, aby to, co chcemy przetransportować, poruszało się w kierunku nacisku. Teoretycznie istnieje pięć punktów Lagrangiego w układzie Ziemia-Księżyc, a ten, którego używamy, znajduje się w odległości około 323 110 km od Ziemi. Najpierw wystrzeliwujemy statek kosmiczny do stacji postojowej w punkcie Lagrangian, gdzie dodajemy materiał pędny, a jednocześnie wystrzeliwujemy lądownik z Księżyca, aby odebrać statek kosmiczny i przetransportować to, co chcemy dostarczyć ze stacji postojowej na Księżyc. W ten sposób statek kosmiczny nie musiałby już przewozić paliwa do lądowania na Księżycu, startu i powrotu po opuszczeniu Ziemi, ani nie musiałby przewozić modułu księżycowego, koszty transportu zostałyby znacznie zmniejszone, a lądownik księżycowy mógłby być używany wielokrotnie, ponieważ Księżyc nie ma atmosfery.
Badania naszej grupy koncentrują się na astronomii, botanice i geologii.
Będziemy obserwować obiekty w pobliżu Księżyca i na jego grzbiecie za pomocą teleskopów, a NASA już zaproponowała możliwość budowy obserwatorium na grzbiecie Księżyca, aby uniknąć zanieczyszczenia światłem i komunikacji z Ziemi. Dlatego zbudujemy radioteleskopy o bardzo długich falach na tylnej stronie Księżyca. W porównaniu z teleskopami astronomicznymi na Ziemi i na orbicie okołoziemskiej, budowa radioteleskopów o ultradługich falach na tylnej stronie Księżyca ma ogromne zalety, w tym teleskopy astronomiczne o ultradługich falach obserwują wszechświat na falach o długości większej niż 10 metrów (z częstotliwościami poniżej 30 MHZ), które mogą odbijać się od ziemskiej jonosfery, która do tej pory nie była badana przez ludzi; Księżyc działa jak naturalna Księżyc działa jak naturalna fizyczna warstwa barierowa, która pomaga księżycowym teleskopom astronomicznym izolować wpływ źródeł szumu radiowego z Ziemi, jonosfery, satelitów krążących wokół Ziemi i sygnałów zakłóceń radiowych ze Słońca podczas księżycowych nocy. Konieczne jest zatem rozmieszczenie metalowej siatki o średnicy 1 km, aby utworzyć reflektor w kształcie kuli o odpowiednim stosunku głębokości do średnicy.
W botanice będziemy badać glebę księżycową zebraną przez roboty księżycowe oraz nasiona i sadzonki roślin przywiezione z Ziemi, wykorzystując mikroskopię i eksperymenty chemiczne, aby dowiedzieć się, czy pierwiastki śladowe w glebie księżycowej mogą zapewnić roślinom wystarczającą ilość energii i składników odżywczych. W laboratorium naukowym uprawiamy również różne nasiona roślin w glebie księżycowej, aby znaleźć rośliny, które są bardziej odpowiednie do uprawy na Księżycu. Podczas procesu inkubacji umieszczamy nasiona z glebą księżycową w termostacie z niebieskim i czerwonym światłem, aby zapewnić maksymalne tempo wzrostu nasion.
Pod względem geologicznym cechy topograficzne powierzchni Księżyca można z grubsza podzielić na trzy kategorie: wyżyny, kratery uderzeniowe morza księżycowego i topografia wulkaniczna. Wykorzystamy łazik księżycowy do zebrania odpowiednich próbek i zbadania morfologii powierzchni Księżyca oraz charakterystyki rozmieszczenia materiałów powierzchniowych Księżyca poprzez zbadanie trzech rodzajów próbek pobranych z powierzchni Księżyca: krystalicznych skał magmowych, brekcji oraz gleb księżycowych i cząstek szkła, a ostatecznie powyższe próbki zostaną w pełni wykorzystane.
Ponadto łazik księżycowy zostanie zaprojektowany i wyprodukowany w obszarze badawczym, będzie miał funkcję zbierania próbek księżycowych i będzie wyposażony w drukarki 3D, sprzęt medyczny i środki do życia w pojeździe, aby zapewnić astronautom na łaziku księżycowym możliwość wykonywania pracy, a także życia i odpoczynku.
Księżyc ma bardzo małą grawitację, pofałdowany teren, a wiele eksploracji Księżyca musi być wykonywanych przez astronautów poza kapsułą, dlatego będziemy szkolić astronautów w zakresie nieważkości i symulacji środowiska księżycowego, aby mogli z wyprzedzeniem dostosować się do nieważkości, aby zmniejszyć dyskomfort fizjologiczny i pomóc w płynniejszej eksploracji na zewnątrz.
Księżyc jest niezwykle niebezpiecznym i nieznanym środowiskiem dla ludzi, a astronauci eksplorujący go muszą zapewnić sobie bezpieczeństwo, a następnie zapewnić bezpieczeństwo swoim towarzyszom, więc zostaniemy przeszkoleni i zasymulowani do radzenia sobie z niektórymi możliwymi sytuacjami awaryjnymi.
W obliczu tak nieznanego środowiska astronauci muszą znosić ogromną presję psychologiczną, aby udać się na Księżyc, wyjść z kapsuły badawczej itp. Dlatego, aby lądowanie na Księżycu przebiegło sprawniej, zapewnimy astronautom wskazówki psychologiczne w celu zmniejszenia presji psychologicznej i dyskomfortu psychicznego, tak aby astronauci ukończyli misję z pozytywnym nastawieniem.
Na Księżycu znajduje się wiele niezbadanych i niezbadanych materiałów, a astronauci muszą dobrze zrozumieć Księżyc przed udaniem się na Księżyc, a my pozwolimy astronautom nauczyć się korzystać z zaawansowanych maszyn w obozach księżycowych w celu przeprowadzenia badań i zbadania materiałów na Księżycu.
W środowisku nieważkości mięśnie astronautów mogą stopniowo zanikać, dlatego przed wyruszeniem na Księżyc astronauci będą musieli przeprowadzić rygorystyczny trening fizyczny i rozsądną dietę, aby zapewnić, że w długoterminowej misji zachowają dobre zdrowie i siłę fizyczną.
Misje obejmują załogowe statki kosmiczne używane do lotów z Ziemi na Księżyc, pojazdy nośne używane do uzupełniania zapasów i materiałów, sondy używane do badania środowiska i nie tylko. W obozie księżycowym astronauci mogą również zdalnie sterować małymi robotami eksploracyjnymi w pomieszczeniach w celu zaawansowanej eksploracji i zbierania próbek na Księżycu, podczas gdy istnieją również połączenia orbitalne z różnymi budynkami w celu szybkiego transportu na duże odległości.
Księżyc ma niewielką grawitację i nie ma atmosfery, więc obecnie możemy użyć pojazdu do odwrócenia ciągu, aby wysłać statek kosmiczny z powrotem na Ziemię. W przyszłości możemy również użyć elektromagnetycznych urządzeń katapultowych do wystrzeliwania małych statków kosmicznych i statków kosmicznych, co jest szybsze i wygodniejsze niż bezpośrednia manipulacja statkami kosmicznymi, może być ponownie wykorzystane, mniej zanieczyszcza środowisko, jest zarówno wydajne, jak i praktyczne.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 