odkrycie interaktywny obraz

Galeria projektów Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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.

Epovator

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Chiny 16   6 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Ustaliliśmy nazwę zespołu jako Epovator, co jest połączeniem dwóch słów epoka i innowator, co oznacza erę innowatora. Nazwaliśmy nasz obóz księżycowy "SECOND FOUNDATION". Pochodzi ona od słynnej powieści science fiction Asimova "Fundacja". To nie tylko upamiętnienie wielkiego pisarza, który wniósł wkład w ludzką literaturę i naukę, ale także wyrażenie naszej determinacji w eksploracji Księżyca: Zbudować na Księżycu drugą ojczyznę, w której ludzie będą mogli osiedlić się i wykorzystać ją jako stację tranzytową do eksploracji wszechświata. Ze względów bezpieczeństwa główny korpus obozu został zbudowany w jaskini lawowej, a na powierzchni księżyca umieszczono jedynie niezbędny sprzęt do wykrywania i komunikacji. Używamy minimalistycznego stylu dekoracji, który pasuje do przyszłych trendów mody. Powłoka podstawy to wizerunek motyla, który wyraża naszą miłość do naturalnego środowiska Ziemi. Ponadto motyl jest symbolem piękna i wolności w tradycyjnej kulturze chińskiej, znanym jako "latające kwiaty". Schemat kolorów przyjmuje niebieski i jesienny żółty Heung. Jest to zgodne z chińską estetyką klasyczną.

1.2 - Dlaczego chcesz zbudować obóz księżycowy? Wyjaśnij główny cel swojego obozu księżycowego (na przykład cele naukowe, komercyjne i/lub turystyczne).

Nasz obóz księżycowy ma na celu umożliwienie naukowcom prowadzenia badań naukowych, badań plenerowych i dalszej eksploracji wszechświata na Księżycu przez długi czas. W obozie znajdują się kosmiczne laboratoria hodowlane i kosmiczne laboratoria do badania problemów genetycznych roślin i wpływu różnych promieni kosmicznych na rośliny, analizy materiałów gleby księżycowej, eksperymentów fizycznych i chemicznych w środowiskach o niskiej grawitacji oraz dalszej eksploracji kosmosu. Ponadto obóz ma również objąć przewodnictwo w rozwiązywaniu problemu długoterminowego życia ludzi na Księżycu. Dlatego. Stworzyliśmy strefę cyrkulacji, strefę rozrywki, strefę mieszkalną, strefę sadzenia i strefę hodowlaną, aby zaspokoić materialne i duchowe potrzeby ludzi w odległym środowisku.

2.1 - Gdzie chcesz zbudować swój Księżycowy Obóz? Wyjaśnij swój wybór.

W rurze lawowej w pobliżu starożytnego obszaru wulkanicznego Mount Marius. Jest to struktura geologiczna, która tworzy się naturalnie wewnątrz strumienia lawy, podobna do rury. Jej obudowa może nie tylko odgrywać rolę zachowania ciepła, ale także stać się naturalnym urządzeniem ochronnym, ponieważ jest bardzo twarda. Wewnętrzna część może zapewnić przetrwanie życia. Średnica wejścia wynosi około 65 metrów, a 50 metrów poniżej wejścia znajduje się prawie pionowa pozioma jaskinia, która zakrzywia się w dół i rozciąga się na obie strony. Według danych przestrzeń wewnętrzna jest bardzo duża. Rozciąga się na długość 50 kilometrów, a odpowiednia analiza sugeruje, że w środku może znajdować się stosunkowo rzadkie powietrze. Pomoże to nie tylko w projekcie budowy fundamentów, ale także pomoże rozwiązać problemy z oddychaniem astronautów w bazie.

2.2 - Jak zamierzasz zbudować swój księżycowy obóz? Zastanów się, jak możesz wykorzystać naturalne zasoby Księżyca i jakie materiały musiałbyś przywieźć z Ziemi. Opisz techniki, materiały i swoje wybory projektowe.

Obóz księżycowy naszego zespołu został zbudowany w tubie lawowej w pobliżu starożytnego regionu wulkanicznego "Mount Marius", podzielonej głównie na budynki wewnętrzne tuby lawowej i budynki zewnętrzne wokół otworu tuby lawowej. Głównym materiałem konstrukcyjnym tych pierwszych jest "beton księżycowy" zmieszany z lokalnie pozyskiwaną ziemią księżycową i moczem, podczas gdy te drugie bazują na "betonie księżycowym" ze stopem krzemowo-magnezowo-aluminiowym jako warstwą ochronną budynku. Warto wspomnieć, że wszystkie te materiały można uzyskać na Księżycu, oszczędzając koszty transportu materiałów między Ziemią a Księżycem.

Betonowy proces budowy podzielony jest na trzy etapy: po pierwsze, partia precyzyjnych instrumentów o wysokim zapotrzebowaniu zostanie wyprodukowana na Ziemi, a następnie bezpośrednio wystrzelona na Księżyc; druga część wykorzystuje technologię druku 3D do budowy głównej struktury obozu z "księżycowego betonu" jako surowca. Trzecim krokiem jest wykorzystanie istniejących na Księżycu minerałów (Si, Al, Mg, Ti, Fe itp.) do uzupełnienia warstwy ochronnej budynku powierzchniowego i budowy innych obiektów wewnątrz budynku.

2.3 - W jaki sposób obóz księżycowy chroni i zapewnia schronienie astronautom przed surowym środowiskiem Księżyca?

W odpowiedzi na problem uderzenia meteorytu, urządzenie zabezpieczające powierzchnię Księżyca jest wyposażone w broń laserową, która może skutecznie rozbijać duże meteoryty i eliminować ich zagrożenie dla obozów księżycowych. Ponieważ obóz znajduje się prawie w całości w rurach lawowych, a niezbędne udogodnienia i sprzęt dla astronautów znajdują się pod powierzchnią księżyca, uderzenie meteorytu na małą skalę nie będzie stanowić dużego zagrożenia dla obozu.
Jeśli chodzi o problem promieni kosmicznych i innego promieniowania, sama rura lawowa ma silną zdolność ochrony przed promieniowaniem. Jednakże, jak wspomniano w poprzednim pytaniu, ze względów bezpieczeństwa, cienka ścianka ze stopu krzemowo-magnezowo-aluminiowego jest dodawana do ściany rury lawowej, aby jeszcze bardziej poprawić efekt ochrony przed promieniowaniem i wzmocnić odporność obozu księżycowego.
W związku z tym, że Księżyc jest nierównomiernie ogrzewany i prawie nie ma atmosfery, przy wejściu do obozu księżycowego będą znajdować się dwuwarstwowe bramy, aby zapewnić stabilne ciśnienie powietrza i ucieczkę ciepła. Wewnątrz znajduje się system cyrkulacyjny utrzymujący atmosferę, ciśnienie i temperaturę na względnie stałym poziomie. W bazie znajduje się urządzenie monitorujące składnik powietrza, jeśli jest nieprawidłowy, może być skutecznym filtrem węgla aktywnego i zeolitu oraz innych materiałów, oczyszczając powietrze.

Baza posiada strefę medyczną dla astronautów, którzy mogą doznać obrażeń podczas pracy. Znajdują się tam aparaty rentgenowskie, rezonans magnetyczny i inne urządzenia testujące, ale także środki przeciwbólowe, igły i inny prosty sprzęt medyczny, aby poradzić sobie z nieoczekiwanymi sytuacjami. W tym samym czasie system łączności z ziemią w bazie może zapewnić natychmiastową komunikację i kontakt z ekspertami naziemnymi w przypadku problemów medycznych, z którymi astronauci nie mogą sobie poradzić.

3.1 - W jaki sposób obóz księżycowy zapewni astronautom zrównoważony dostęp do podstawowych potrzeb, takich jak woda, żywność, powietrze i energia?

Woda: Na powierzchni Księżyca znajdują się znaczne zasoby słodkiej wody. Obóz jest wyposażony w bioniczny łazik księżycowy, który może chwytać księżycowy lód i transportować go z powrotem do bazy. Tymczasem destylacja kompresyjna pary w obozie może być wykorzystywana do oczyszczania moczu, a procesor membranowy odwróconej osmozy może być wykorzystywany do oczyszczania wody wytwarzanej przez transpirację roślin na obszarach uprawnych, ścieków sanitarnych i księżycowego lodu wodnego dla przetrwania ludzi.

Żywność: Na wczesnych etapach swojej egzystencji astronauci jedli próżniowo zamkniętą żywność transportowaną z Ziemi. Po osiągnięciu dojrzałości upraw w parku sadzenia mogą gotować potrawy według zdrowych przepisów, takich jak owoce zawierające błonnik pokarmowy, zielone warzywa liściaste bogate w witaminy, rośliny strączkowe bogate w białko. Ponadto w obozie hoduje się Tenebrio molitor, który żeruje na roślinach w obszarze upraw. Mogą one dostarczać bogatego białka, co może rozwiązać problem mięsa w późniejszym okresie po odpowiedniej obróbce.

Powietrze: Istnieje dokładny system cyrkulacji i filtracji powietrza. Tlen jest produkowany na dwa główne sposoby. Początkowo astronauci spalali proszek chloranu sodu transportowany z Ziemi w celu wytworzenia dużych ilości tlenu. Po uzyskaniu dużej ilości ciekłej wody poprzez system recyklingu wody, tlen może być dostarczany za pomocą elektrolizy wody.

Energia elektryczna: Dwa główne tryby wytwarzania energii to wytwarzanie energii fotowoltaicznej i wytwarzanie energii cieplnej. Panele słoneczne są umieszczone wokół obozu, aby absorbować promieniowanie słoneczne; Głównym paliwem do wytwarzania energii cieplnej są odpady domowe i wodór wytwarzany w reakcji elektrolitycznej wody. Jednocześnie bieżnia i rower w strefie sportowej są wyposażone w niewielki sprzęt do wytwarzania energii. Cała energia zostanie skoncentrowana na tablicy magazynowej w centralnym pomieszczeniu kontroli zasobów w celu racjonalnego planowania zasobów.

3.2 - Jak twój obóz księżycowy poradzi sobie z odpadami wytwarzanymi przez astronautów na Księżycu?

Odchody: Będziemy zbierać metan wytwarzany przez fermentację odchodów astronautów, mocznik wytwarzany przez mocz w procesie destylacji z kompresją pary do wytwarzania energii z biogazu lub regeneracji zasobów wodnych

Odpady z układu oddechowego: W przypadku wydychanego dwutlenku węgla jest on najpierw pochłaniany i zagęszczany przy użyciu obecnie dojrzałej technologii stałych amin, a następnie częściowo wprowadzany do obszaru sadzenia w celu fotosyntezy. Pozostała część bierze udział w reakcji redukcji metanu w celu wytworzenia metanu i wody, które są następnie ponownie poddawane elektrolizie w celu regeneracji tlenu.

Odpady papierowe: Użyj procesora makulatury w obozie, aby przetworzyć papier z recyklingu.

Inne odpady: Aby chronić środowisko kosmiczne, śmieci takie jak produkty z tworzyw sztucznych nie będą wyrzucane w przestrzeń kosmiczną w obozie, ale będą przechowywane w sposób scentralizowany, sprężane w próżni i spalane po powrocie statku kosmicznego do atmosfery.

3.3 - W jaki sposób obóz księżycowy będzie utrzymywał łączność z Ziemią i innymi bazami księżycowymi?

Zdecydowaliśmy się wykorzystać satelitę przekaźnikowego "Queqiao" działającego na orbicie punktu translacji Ziemia-Księżyc L2 do przekazywania sygnału w celu zapewnienia pełnej komunikacji Ziemia-Księżyc, co pozwoliło uzyskać wysoki zasięg sygnałów. Komunikacja między bazami księżycowymi będzie odbywać się za pomocą łączności radiowej UHF, ponieważ duża ilość pyłu księżycowego będzie zakłócać transmisję sygnału, podczas gdy sygnały emitowane z pasma częstotliwości UHF mają silną penetrację i są mniej podatne na zmiany klimatyczne. Technologia terminali jest dojrzała, co może ułatwić komunikację na powierzchni Księżyca. Jednocześnie możemy również wykorzystać Micius, pierwszego chińskiego satelitę do eksperymentów kwantowych. Może on przełamać granicę odległości i zrealizować komunikację między Księżycem a Ziemią za pomocą technologii komunikacji kwantowej. Ze względu na splątany stan komunikacji kwantowej, może ona nie tylko zagwarantować natychmiastowość komunikacji, ale także zapewnić bezpieczeństwo informacji.

4.1 - Na jakim temacie naukowym (tematach naukowych) skupią się badania w twoim obozie na Księżycu? Wyjaśnij, jakie eksperymenty planujesz przeprowadzić na Księżycu (na przykład w zakresie geologii, środowiska o niskiej grawitacji, biologii, technologii, robotyki, astronomii itp.)

Głównym tematem i przedmiotem badań naszego obozu jest to, jak rozwiązać długoterminowe przetrwanie istot ludzkich w środowisku o niskiej grawitacji. Aby to osiągnąć, nasz kemping jest wyposażony w różne zaawansowane i wyrafinowane urządzenia do prowadzenia badań naukowych w różnych aspektach i dziedzinach. Jeśli chodzi o geologię, nasza baza jest wyposażona w detektor składu gleby księżycowej i urządzenie do mikroskopii elektronowej, aby przeprowadzić dogłębne badania materiałów dostępnych na Księżycu. Próbujemy również wykorzystać glebę księżycową jako materiał do druku 3D, aby zaoszczędzić na kosztownym transporcie materiałów budowlanych. Jeśli chodzi o energię chemiczną, baza posiada małą wirówkę próżniową do badania wpływu ruchu odśrodkowego na wydajność reakcji elektrolitycznych w księżycowym środowisku niskiej grawitacji. Pomaga to poprawić wydajność energetyczną i kładzie podwaliny pod długoterminowe zamieszkiwanie przez ludzi w przyszłości. Jeśli chodzi o biologię, istnieją nie tylko obszary sadzenia do badania wzrostu ziemskich upraw w glebie księżycowej, ale także profesjonalne eksperymentalne boksy do uprawy biologicznej w celu modyfikacji genetycznej i szczepienia w unikalnym środowisku niskiej grawitacji Księżyca, aby dostosować się do środowiska sadzenia gleby księżycowej. Badania te mają znaczący wpływ na eksplorację przestrzeni kosmicznej w przyszłości. Jeśli chodzi o astronomię, teleskop astronomiczny w naszym obozie wykorzystuje sprzyjające warunki na Księżycu, z mniejszymi zakłóceniami, bardziej stabilnym środowiskiem, wygodniejszą transmisją danych i dłuższym czasem ciągłego wykrywania. Uważa się, że korzystanie z teleskopu w naszym obozie pomoże nam odkrywać rozległy wszechświat.

5.1 - Co uwzględniłbyś w programie szkolenia astronautów, aby pomóc im przygotować się do misji na Księżycu?

Trening wytrzymałościowy i adaptacyjny z nadwagą. Jego celem jest umożliwienie astronautom znoszenia ogromnych przeciążeń i zachowania przytomności podczas procesu wznoszenia i opadania statku kosmicznego;

Trening funkcji przedsionkowych. Służy głównie do trenowania funkcji przedsionkowych astronautów, poprawy stabilności funkcji przedsionkowych i zapobiegania chorobie lokomocyjnej;
Trening uderzenia przy lądowaniu. Symulacja środowiska uderzeniowego statku kosmicznego powracającego na Ziemię w celu wzmocnienia odporności astronautów na uderzenia i zbadania różnych środków ochronnych.
Trening w zbiorniku o neutralnej pływalności. Zapewnienie astronautom symulowanego środowiska treningowego w stanie nieważkości, które sprzyja treningowi czynności pozazawodowych astronautów, w szczególności czynności pozazawodowych, takich jak chodzenie pozazawodowe, montaż pozazawodowy i konserwacja;
Szkolenie w zakresie działań wychodzących. Nauka teoretyczna jest połączona z praktycznym szkoleniem operacyjnym, które obejmuje zarówno szkolenie w zakresie pojedynczej operacji, jak i szkolenie programowe, takie jak symulacja szkoleniowa programu wyjścia z kabiny, szkolenie w zakresie rzeczywistości wirtualnej oraz szkolenie w zakresie identyfikacji błędów, oceny i przetwarzania.
Trening psychologiczny podzielony jest na cztery części. Pierwsza część to kompleksowe szkolenie, które głównie trenuje stabilność psychiczną astronautów w złym środowisku; Druga część to profesjonalny trening psychologiczny mający na celu złagodzenie negatywnych emocji, takich jak nerwowość, drażliwość i niepokój; Trzecia część to trening zgodności psychologicznej w celu poprawy milczącego zrozumienia między astronautami, aby lepiej wykonywać pracę; Czwarta część to trening wyobrażeniowy, który pozwala astronautom symulować wszystkie operacje procesu lądowania na Księżycu w zrelaksowanym stanie, aby zmniejszyć liczbę błędów w rzeczywistym procesie operacyjnym i zwiększyć bezpieczeństwo.

5.2 - Jakich pojazdów kosmicznych będzie potrzebować twoja przyszła misja na Księżyc? Opisz pojazdy znajdujące się w twoim Moon camp i zastanów się, w jaki sposób będziesz podróżować na i z Ziemi oraz odkrywać nowe miejsca na powierzchni Księżyca.

Obecnie w Chińskiej Republice Ludowej trwają prace nad ciężką rakietą nośną Long March-9 nowej generacji, która może w pełni zaspokoić potrzeby załogowej eksploracji Księżyca w najbliższej przyszłości.

Pojazdem w obozie księżycowym był łazik zaprojektowany przez mój zespół. Łazik wykorzystuje energię słoneczną jako główne źródło energii, a biogaz generowany przez odpady z gospodarstw domowych w obozie jako pomocnicze źródło energii. Ma gwarantowany zasięg jazdy i znaczną zdolność transportową.

Nowe cele eksploracji powierzchni Księżyca mają na celu zbadanie większej liczby księżycowych tub lawowych i odległej strony Księżyca. Księżycowa tuba lawowa jest idealnym miejscem do budowy bazy księżycowej w przyszłości i ma wielką wartość dla ludzkiej eksploracji. Daleka strona Księżyca, która została mniej zbadana, jest również godnym nowym celem.