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, 18, 16 6 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
Nasz "Bardzo Słaby" zespół planuje założyć na Księżycu bazę o nazwie Pioneer Eye. Jak wszyscy wiemy, środowisko na Księżycu jest bardzo surowe i niebezpieczne dla astronautów. Nasza baza na Księżycu jest wyposażona w urządzenia do ochrony przed promieniowaniem, meteorytami, ekstremalnymi temperaturami i próżnią kosmiczną. Jednocześnie baza może również zapewnić zrównoważone podstawowe potrzeby, takie jak woda, żywność, powietrze i energia elektryczna, aby utrzymać komfort i stabilność księżycowego życia astronautów.
Pioneer Eye to nazwa naszego obozu księżycowego. Mamy znak stacji z dwoma liśćmi ustawionymi na Księżycu, pokazujący jej naukowy kierunek. Jako pionier, będzie to podstawa i linia frontu dla masowego osiedlania się ludzi na Księżycu, będąc bazą dla eksperymentów biologicznych, aby dowiedzieć się, jak wspierać długoterminowe przetrwanie ludzi za pomocą biologii, a oko będzie oknem dla ludzi, aby zobaczyć i zrozumieć. Będzie wykorzystywany jako baza naukowa dla ludzi, budując radioteleskop, aby wykorzystać unikalne warunki obserwacji kosmosu do obserwacji Księżyca. Mając na uwadze te cele badawcze, modularyzujemy naszą bazę, aby reagować na różne podejścia badawcze. Astronauci są również ważną częścią programu, dlatego zapewniamy ochronę i opiekę zdrowotną dla dwóch astronautów, którzy pozostaną tam przez dłuższy czas.
Nasz obóz księżycowy został zbudowany na południowo-środkowej stronie góry Malapert. Oto jego liczne zalety:
Woda: Badanie wykazało obecność lodu w stale zacienionym północnym regionie Malapert. Możemy użyć łazika księżycowego, aby zebrać lód wodny i zmniejszyć ciśnienie wody w obozie.
Budowa: Zgodnie z wynikami wykrywania satelitarnego, średnie nachylenie dolnego obszaru po południowej stronie Malaper wynosi 4,7 °, znacznie lepiej niż 5,5 ° Amundsena, innego wyboru lokalizacji. Ogólnie rzecz biorąc, teren tego obszaru jest płaski, co bardzo sprzyja trybowi budowy druku 3D oraz startowi i lądowaniu transportowego statku kosmicznego.
Światło: Południowa strona Malapert znajduje się w zakresie od 0,1 do 0,2 światła, niedaleko od średniego 0,18 światła krateru Amundsena, a Malapert na biegunie południowym jest dobrze przystosowany do zaspokojenia potrzeb obozu w zakresie energii elektrycznej.
Jeśli chodzi o projekt, biorąc pod uwagę trudne warunki panujące na Księżycu, zaprojektowaliśmy specjalną kopułę chroniącą główny korpus bazy. We wnętrzu wykorzystaliśmy architektoniczny pomysł pięciokątnego kształtu i kwadratowego przekroju, aby zwrócić uwagę na estetykę i prostotę. Co więcej, zaaranżowaliśmy część mieszkalną pośrodku, aby układ przestrzeni był zwarty i wygodny, a także ułatwił późniejszą serię rozbudowy skoncentrowanej na części mieszkalnej. Co więcej, łazik i drukarka 3D zostaną wykorzystane jedynie do wstępnej budowy obozu księżycowego, a z ostateczną realizacją prac poczekamy na warunki umożliwiające dostarczenie astronautów i sprzętu naziemnego, co pozwoli uniknąć problemów wynikających z naturalnych warunków panujących na Księżycu i kosztów.
Jeśli chodzi o technologię i materiały, wykorzystamy materiały lokalne. Do zbierania regolitu księżycowego zostanie wykorzystany łazik księżycowy. Eksperymenty dowiodły, że różne składniki żelujące regolitu księżycowego mają pewne podobieństwa do surowców cementowych, które mogą osiągnąć znaczną odporność na uderzenia i ściskanie. Następnie używamy drukarki 3D do wydrukowania kopuły z regolitem i podstawy wewnątrz kopuły z aluminium i czystej żywicy epoksydowej. Na koniec astronauci będą kopać pod ziemią, a następnie budować wnętrze.
Do ochrony przed meteorytami mamy własną kopułę wykonaną z regolitu księżycowego. Używamy również trójwarstwowej struktury ochronnej składającej się z najbardziej zewnętrznego ekranu buforowego, warstwy wypełniającej oddalonej o około 100 mm od ekranu buforowego i przegrody oddalonej o około 17,5 mm od warstwy wypełniającej. Jako materiały ochronne zastosowano trzy warstwy tkaniny z włókna bazaltowego i warstwy wypełniającej z tkaniny z włókna arylonowego o lepszej wszechstronnej granicy udarności oraz ekran buforowy ze stopu aluminium 3A21.
W celu ochrony przed promieniowaniem używamy czystej żywicy epoksydowej do osłony przed promieniami kosmicznymi i szkła kwarcowego owiniętego szkłem k9 jako materiału szklanego, co może zminimalizować uszkodzenia bazy i sprzętu przez wysokoenergetyczne naładowane cząstki i promieniowanie bremsstrahla w tym samym czasie.
W przypadku ciepła i elektryczności statycznej, antystatyczna powłoka elektrotermiczna F46 (polifluoroetylen-propylen) może być dobrze izolowana, radzić sobie z różnicami temperatur i chronić przed elektrycznością statyczną.
Woda: Przekazujemy mocz i inne ścieki domowe do procesora, który może je filtrować, destylować, oczyszczać, chłodzić i oddzielać w systemie odzyskiwania moczu w celu wytworzenia solanki. Solanka jest odbierana przez system odzyskiwania solanki, a woda jest ekstrahowana. Sól i część materii organicznej są usuwane przez trzy warstwy specjalnych filtrów, a pozostała materia organiczna w wodzie jest utleniana i ostatecznie wprowadzana do zbiornika po sprawdzeniu jakości. W tym samym czasie na biegunie południowym Księżyca zostanie zbudowany obóz, w którym stała woda będzie zbierana przez łazik księżycowy i przetapiana do stacji oczyszczania wody w celu uzyskania wody użytkowej.
Jedzenie: Opierając się głównie na warzywach uprawianych w obozie i żywności przyniesionej z Ziemi, decydujemy się na sadzenie jęczmienia górskiego i bok choy. Jęczmień górski o wysokiej zawartości węglowodanów ma wysoką zdolność adaptacji do środowiska, dzięki czemu nadaje się do uprawy jako podstawowe pożywienie w kosmosie. Kapusta pekińska, o krótkim cyklu wzrostu, wysokiej wartości odżywczej i płytkim rozmieszczeniu korzeni, również nadaje się do uprawy jako żywność.
Powietrze: Pochłaniamy parę wodną z powietrza w obozie i poddajemy elektrolizie ciecz pochodzącą od astronautów w celu wytworzenia gazów. Metoda ta może w pewnym stopniu zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza. Wydzielany wodór może być również wykorzystywany jako gaz pomocniczy do wytwarzania energii słonecznej. Zebraliśmy również związki zawierające tlen i azot z Księżyca za pomocą łazika księżycowego, stopiliśmy je w wysokich temperaturach, a następnie wykorzystaliśmy energię elektryczną do jonizacji cząsteczek gazu.
Energia: Wykorzystujemy ciepło do wytwarzania pary pod wysokim ciśnieniem, która obraca turbinę i generuje energię elektryczną. Kontrolowane rozszczepienie tlenku uranu i spalanie odpadów wytwarzają stałą ilość ciepła, dzięki czemu rozszczepienie jądrowe jest naszym głównym źródłem energii. Wraz z panelami słonecznymi może zaspokoić normalne zapotrzebowanie na energię.
Niewielka część odpadów, których nie można poddać recyklingowi, jest następnie rozkładana przez eksperymentalne mikroby, badające produkty i szybkość rozkładu różnych mikrobów w celu znalezienia najlepszych do utylizacji odpadów: reszta jest spalana w celu wytworzenia energii. Druga część jest poddawana recyklingowi. System cyrkulacji wody generuje słoną wodę poprzez filtrację, destylację, oczyszczanie, chłodzenie i separację w systemie moczu. Sól i materia organiczna są usuwane przez filtr, a jakość wody jest sprawdzana przed wejściem do zbiornika i ostatecznie dotarciem do maszyny do picia pod naciskiem pompy tłoczącej. Główną formą cyrkulacji powietrza są reakcje chemiczne. Nowy gaz powstaje w wyniku elektrolizy pary wodnej z cieczą odpadową. Tlen może być wykorzystywany do oddychania, a wodór może być używany jako gaz pomocniczy do wytwarzania energii słonecznej.
Do komunikacji z ziemią używamy urządzeń wykrywających fale radiowe. Radar transmituje fale elektromagnetyczne, aby napromieniować cel i odebrać jego echo w celu komunikacji, co jest obecnie również skuteczną i prostą metodą komunikacji.
Porównujemy zalety i wady komunikacji radiowej i laserowej i dokonujemy wyboru. Wadą technologii komunikacji laserowej jest to, że kosztuje więcej niż radiowa i wymaga odbiornika zorientowanego na Ziemię, co jest trudne do ustawienia na obracającym się Księżycu i Ziemi. Ponadto na laser łatwo wpływają warunki pogodowe na ziemi, a efekt jest słaby w deszczową pogodę, a natychmiastowa komunikacja na Księżycu jest niezwykle ważna, związana z bezpieczeństwem astronautów i pracą, którą można wdrożyć. Wybraliśmy więc komunikację radiową, która była bardziej odpowiednia dla obozu księżycowego
Nasze badania koncentrują się na obserwacjach astronomicznych i eksperymentach biologicznych.
Dzięki niemal całkowitemu brakowi zakłóceń elektromagnetycznych na powierzchni Księżyca, możemy użyć radioteleskopów, aby uzyskać wyraźniejszy obraz przestrzeni kosmicznej. Po odfiltrowaniu szumów z Ziemi, baza skupi się na obserwacji aktywnych galaktyk i ich współewolucji z supermasywnymi czarnymi dziurami, badając i weryfikując sposób ewolucji supermasywnych czarnych dziur i ich wpływ na galaktyki. Istnieje również duże prawdopodobieństwo, że supermasywna czarna dziura znajduje się w centrum Drogi Mlecznej, a jej badanie pomoże wyjaśnić tajemnice galaktycznych obiektów centralnych i dokonać naukowych prognoz dotyczących przyszłości galaktyki. Baza będzie również wystawiona na działanie kosmicznego promieniowania tła, które prawdopodobnie ujawni jego niejasną sygnaturę falową na Ziemi.
Jeśli chodzi o badania biologiczne, oprócz powyższego eksperymentu rozkładu drobnoustrojów, naszym głównym kierunkiem badawczym jest wpływ podstawowych praw organizmów na środowisko kosmiczne. Jako obiekty badawcze wybraliśmy replikację DNA bakterii, proces transkrypcji i ekspresji, fotosyntezę i oddychanie komórek roślinnych, a jako zmienne przyjęliśmy ilość promieniowania, natężenie światła, temperaturę, skład lokalnej wody lodowej i skład powietrza, aby zbadać wpływ środowiska księżycowego na prawa biologicznej warstwy spodniej, tak aby przygotować się do imigracji księżycowej na dużą skalę w przyszłości.
Oprócz treningu fizycznego, szkolenia w zakresie adaptacji do środowiska kosmicznego, szkolenia psychologicznego, podstawowego szkolenia teoretycznego, odbywają się również profesjonalne szkolenia w zakresie technologii kosmicznych, procedur lotu i symulacji misji, szkolenia w zakresie przetrwania i ratowania życia oraz wspólne ćwiczenia na dużą skalę przygotowujące do lotów kosmicznych. Ze względu na specjalny cel badań naukowych naszej bazy, nasi astronauci muszą zdobyć teoretyczną wiedzę o wszechświecie, aby mogli dokładnie i fachowo wykonywać wymagania naukowców dotyczące korzystania z teleskopu. Aby być doskonałym operatorem teleskopu, astronauci muszą udać się do naziemnej bazy radioteleskopu, aby nauczyć się obsługi, konserwacji i postępowania w sytuacjach awaryjnych, aby zapewnić pełne wykorzystanie teleskopu, jego żywotność i bezpieczeństwo. Aby bezpiecznie i skutecznie zarządzać owadami i mikroorganizmami oraz je wykorzystywać, konieczne jest profesjonalne szkolenie z biologii, a także staż w eksperymentach biologicznych. Uważa się, że te ukierunkowane szkolenia przyniosą większą wydajność i lepszą jakość pracy astronautom, naukowcom bazowym i naziemnym oraz zmaksymalizują rolę Pioneer Eye jako placówki.
Potrzebujemy promu kosmicznego do przewożenia ludzi między Ziemią a Księżycem. Nasz prom kosmiczny nawiązuje do obecnego promu kosmicznego, ale rezygnuje z rakiety jednorazowego użytku, która musi być dołączona do obecnego promu kosmicznego. Zamiast tego wykorzystuje energię jądrową do napędzania samolotu, aby osiągnąć efekt wielokrotnego użytku, a także zaspokoić potrzeby długich lotów w obie strony. Aby dotrzeć do innych miejsc na Księżycu, przyjęliśmy łazik załogowy. W przeciwieństwie do łazików bezzałogowych i naukowych, nasz łazik jest bardziej pojazdem towarowym i załogowym, odpowiedzialnym głównie za przyszłą rozbudowę bazy, zbieranie zasobów i eksplorację innych miejsc.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 