moon_camp
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.

Aurora

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18, 19   4 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Aurora Lunar Camp opiera się na założeniu komfortowego i bezpiecznego środowiska życia dla astronautów. Z badaniami naukowymi jako centrum, Aurora Lunar Camp będzie badać i wydobywać zasoby księżycowe w celu zbadania i dostosowania się do środowiska księżycowego. Jednocześnie, jako stacja transferowa do eksploracji głębokiego kosmosu, będzie pełnić funkcję wykrywania przekroczeń i dostarczania energii.

Obóz koncentruje się wokół budynku, podzielonego na dwie części, wykorzystując wydrążoną strukturę rur lawy pod księżycem:

Ziemia jest obszarem badań naukowych, który służy do analizy, przechowywania i rozwoju zasobów księżycowych. W tym samym czasie centralny pokój kontrolny, pomieszczenie dystrybucji energii i moduł sadzenia są ustawione tak, aby sprostać normalnej pracy bazy.

Pod ziemią znajduje się część mieszkalna, wykorzystywana do życia i fitnessu astronautów. Oprócz podstawowych udogodnień znajdują się tam również herbaciarnie, w których można pielęgnować sentyment. W części mieszkalnej dominują ciepłe kolory, aby złagodzić presję pracy astronautów.

Używamy systemu importu energii słonecznej do zbierania światła słonecznego jako energii zapasowej w celu zmniejszenia zużycia energii.

Używamy Ecometer, wielofunkcyjnego przenośnego instrumentu do kontroli urządzeń, monitorowania stanu zdrowia astronautów i innych funkcji.

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 trzy cele.

 W celu zbadania księżycowego środowiska geologicznego, wstępnej eksploracji i adaptacji do środowiska księżycowego. Będziemy kontynuować wydobycie księżycowej gleby i rudy na różnych głębokościach oraz analizować materiał w celu zrozumienia środowiska geologicznego Księżyca.
 Jako stacja transferowa dla innych urządzeń do eksploracji głębokiego kosmosu. Inne sondy mogą lądować w bazie, aby uzupełnić paliwo na dłuższy czas podczas swoich misji.
 Przeprowadzanie wykrywania trajektorii. Odnosi się do laboratorium eksploracji głębokiego kosmosu, które monitoruje inne planety w Układzie Słonecznym i asteroidy bliskie Ziemi zagrażające Ziemi i zbiera odpowiednie informacje z powrotem na Ziemię, aby realizować wczesne ostrzeganie, obronę, usuwanie itp.

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

Postanawiamy zbudować obóz księżycowy w pobliżu krateru Shackleton.

Z jednej strony, okolice góry Malapat w pobliżu krateru Shackleton charakteryzują się długim cyklem świetlnym, a urządzenia fotowoltaiczne mogą być wykorzystywane do pozyskiwania i magazynowania energii świetlnej w celu wytwarzania energii.

Z drugiej strony, złoża lodu (lodu wodnego) zawierające dużą ilość wodoru w centrum krateru mogą zostać wysłane w celu zebrania lodu wodnego na dnie krateru i przetransportowania go do bazy, aby zaspokoić zapotrzebowanie bazy na paliwo i zasoby wody.

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.

W przypadku Moon Camp planujemy przyjąć opływową konstrukcję, aby baza wyglądała tak pięknie jak zorza polarna, a jednocześnie nie pochłaniała łatwo księżycowego pyłu.

Wylądujemy na Księżycu co najmniej dwa razy. Po raz pierwszy wyślemy na Księżyc kilka robotów i modułów montażowych. Roboty te mogą łączyć się z różnymi modułami montażowymi w celu uzyskania takich funkcji, jak drukowanie 3D, topienie materiałów, skanowanie terenu i wydobycie. Korzystając z tych funkcji, robot może wybrać odpowiednie miejsce pod budowę, wykonać niwelację terenu, zebrać księżycową glebę i skały, zbudować skorupy ochronne gleby księżycowej oraz wytopić Fe, Ti i Si w celu zbudowania obozu. budowa paneli słonecznych, radaru i modułów górnictwa termicznego w pobliżu góry Malapate oraz wykopanie rur lawowych w centrum bazy i utworzenie drugiej podziemnej warstwy w rurach.

Drugie lądowanie na Księżycu rozpocznie się po założeniu obozu. Tym razem na Księżyc zostanie wysłanych trzech astronautów wraz z narzędziami niezbędnymi do przetrwania. Będą oni sprawdzać i naprawiać konstrukcję różnych części obozu oraz konstrukcję ekologiczną wewnątrz bazy, tak aby spełniała ona oczekiwane standardy. W przypadku wykrycia jakichkolwiek nieprawidłowości, należy zgłosić je na Ziemię i przeprowadzić dodatkowe lądowania na Księżycu.

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

Główne zagrożenia dla astronautów obejmują meteoryty, promieniowanie, pył księżycowy, niskie temperatury i niski poziom tlenu.

Meteoryt: Planujemy wykorzystać glebę księżycową jako materiał do druku 3D, aby zbudować wokół bazy powłokę z gleby księżycowej, która będzie odporna na małe meteoryty. W przypadku meteorytów, które nie mogą zostać zablokowane przez powłokę, wszyscy astronauci będą szukać schronienia w podziemnych obszarach.

Promieniowanie: Powłoka księżycowej gleby może zapewnić ochronę przed promieniowaniem, a materiały konstrukcyjne obozu mogą również skutecznie zapobiegać promieniowaniu.

Pył księżycowy: Księżycowa powłoka gleby i robot czyszczący będą używane do blokowania pyłu księżycowego i czyszczenia dołączonego pyłu księżycowego na powłoce obozu.

Niska temperatura: Ze względu na niską przewodność cieplną skorupy księżycowej gleby, temperatura wewnętrzna może być utrzymywana na względnie stałym poziomie. W międzyczasie powłoka obozu przyjmie pustą strukturę, aby utrzymać stałą temperaturę wewnętrzną obozu.

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

Woda: Wykorzystamy technologię górnictwa termalnego do zbierania wody w glebie księżycowej i skraplania jej w lód. Jednocześnie użyjemy robotów do zbierania lodu wodnego i skał księżycowych w kraterze, które zostaną przetransportowane do bazy przez łazik księżycowy. Lód i lód wodny zostaną przekształcone w wodę, a skała księżycowa zostanie przekształcona w wodę w reakcji FeTiO2+H2→Fe+TiO2 +H2O.

Ścieki i mocz generowane w codziennym życiu będą przekształcane w wodę, która może być używana i pita poprzez system recyklingu i oczyszczania wewnątrz bazy, aby zrealizować recykling wody. 

Żywność: W początkowym okresie lądowania na Księżycu astronauci będą spożywać żywność księżycową, a po zakończeniu normalnej pracy w obszarze uprawnym obozu jako główne pożywienie będą wykorzystywane różne rośliny. Ponadto każda przybywająca sonda może przynieść dodatkowe zapasy żywności do obozu księżycowego.

Energia elektryczna: Będziemy głównie wytwarzać energię fotowoltaiczną, wytwarzanie energii z paliwa jako dodatkowy sposób pozyskiwania energii. Dostarczanie energii słonecznej do obozu odbywa się za pomocą paneli słonecznych jako wyposażenia. Wytwarzanie energii z paliwa wykorzystuje wodór uzyskany z lodu wodnego jako tryb wytwarzania energii, który jest głównym podstawowym trybem wytwarzania energii w przypadku problemów z wytwarzaniem energii fotowoltaicznej. Będziemy również zarządzać dystrybucją energii w całym obiekcie poprzez pomieszczenie dystrybucji energii.

Powietrze: Witryna będzie wykorzystywać wodę elektrolityczną, stopioną elektrolityczną glebę księżycową i zasilanie roślinne w celu dostarczania tlenu. Woda elektrolityczna i stopiona elektroliza to odpowiednio elektroliza ścieków i stopionej gleby księżycowej w celu uwolnienia i zebrania tlenu.

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

Jeśli chodzi o odpady astronautów, Aurora Lunar Camp jest wyposażony w system recyklingu, który przekształca mocz w wodę użytkową. W jednym z systemów recyklingu w reaktorze o temperaturze 35 stopni Celsjusza znajduje się wiele zawieszonych plastikowych granulek i mieszanin. Gdy odchody krążą wokół granulek, mikroby na ich powierzchni rozkładają je na sól i metan. Poprzez oddzielenie gazu stałego, toksyczne składniki kału zostały oddzielone. W tym samym czasie bakterie utleniające metan zostały wykorzystane do syntezy węglowodanów i białek, aby zakończyć oczyszczanie odchodów.

Obóz księżycowy Aurora jest wyposażony w specjalny nóż, który tnie i kompresuje odpady i przechowuje je w pojemniku na odpady, który zostanie wysłany na Ziemię w celu utylizacji po wymianie zapasów między Ziemią a Księżycem.

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

Komunikacja Ziemia-Księżyc: Aurora Lunar Camp posiada radioteleskop znajdujący się poza obozem na górze Maraport, który blokuje zakłócenia radiowe o szerokim spektrum z Ziemi, umożliwiając głównemu pomieszczeniu kontrolnemu korzystanie ze sprzętu komunikacyjnego do komunikacji Ziemia-Księżyc drogą radiową.

Komunikacja między bazami na Księżycu: Główny pokój kontrolny Aurora Lunar Camp jest wyposażony w sieć łączności komórkowej 4G i powiązany sprzęt, aby umożliwić komunikację między astronautami i sprzętem na Księżycu. Jednocześnie każdy astronauta i główne pomieszczenie kontrolne zostaną wyposażone w Eco Meter, wszechstronne i wygodne urządzenie komunikacyjne, ułatwiające komunikację między bazami księżycowymi.

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.)

Badania będą koncentrować się na eksploracji księżycowych zasobów mineralnych. Eksperymenty z uprawą roślin mogą być przeprowadzane w środowisku niskiej grawitacji Księżyca, a rozmieszczenie niskotemperaturowego sprzętu do wykrywania podczerwieni, test nadprzewodnictwa niskotemperaturowego, wykrywanie nadprzewodnictwa niskotemperaturowego w środowisku cząstek kosmicznych i inne zadania eksperymentalne mogą być przeprowadzane przy użyciu utrzymującej się niskiej temperatury niektórych kraterów w obszarze stałego cienia. Należy przeprowadzić badania nad nauką i technologią stojącą za wykorzystaniem zasobów in situ, w tym nad czterema aspektami:

eksploracja kluczowych zasobów księżycowych;
Kompleksowe wykorzystanie gleby księżycowej;
Efektywne i zrównoważone wykorzystanie energii księżycowej;
Ochrona zagrożeń środowiskowych oraz praw i interesów w zakresie rozwoju i wykorzystania zasobów księżycowych. Możliwe jest również zbudowanie obserwatorium na górze Malaput na biegunie południowym Księżyca, które poszerzyłoby ludzkie zrozumienie Drogi Mlecznej i wszechświata, o większym znaczeniu symbolicznym i naukowym. Zbudowanie elektrowni jądrowej na Księżycu w celu zbadania kontrolowanej fuzji helu 3.

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

Po pierwsze, wybierzemy astronautów spośród kandydatów posiadających tytuł magistra nauk biologicznych, informatyki lub medycyny.

Po drugie, będziemy mieć kursy edukacyjne dla astronautów, symulowane szkolenie lotnicze, symulowane szkolenie mikrograwitacyjne, szkolenie psychologiczne, szkolenie awaryjne.

Kurs nauczy astronautów, jak używać i konserwować sprzęt związany z życiem obozowym i badaniami naukowymi.

Symulowane szkolenie lotnicze obejmuje symulowane szkolenie lotnicze do lądowania na Księżycu i szkolenie lotnicze do powrotu na Ziemię. Symulator lotu umożliwia astronautom opanowanie technologii lotu, takich jak start, regulacja położenia, sterowanie itp. Jednocześnie zapewnia poczucie ruchu, wzroku, słuchu itp., dzięki czemu szkolący się astronauci mogą zapoznać się z obsługą statku kosmicznego.

Symulowany trening w warunkach mikrograwitacji pozwoli astronautom wykonywać ćwiczenia fizyczne w środowisku mikrograwitacji, symulować życie w obozie księżycowym, korzystać z różnych instrumentów i wykonywać inne czynności, aby astronauci mogli przyzwyczaić się do przyszłego życia i pracy naukowej w obozie księżycowym.

Trening psychologiczny ma na celu zapobieganie problemom psychologicznym, takim jak nadmierny stres, a także zmniejszenie stresu psychologicznego poprzez wspólne wykonywanie przez astronautów określonych zadań, aby uczynić ich bardziej zjednoczonymi.

Trening awaryjny symuluje sytuacje awaryjne, takie jak atak meteorytowy, w celu doskonalenia umiejętności załogi.

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.

Potrzebujemy statku kosmicznego opartego na obecnych załogowych rakietach kosmicznych, z dużą ilością wolnego miejsca, który będzie wykorzystywany do transportu robotów do budowy obozów księżycowych.

Naszymi pojazdami w Camp Moon będą dwa łaziki, które będą transportować materiały do nowego obozu, roboty, które będą zbierać zasoby księżycowe oraz załogi, które będą sprawdzać radioteleskopy i panele słoneczne.

Jeśli chodzi o podróż w obie strony na Ziemię, planujemy ustawić platformę podnośnikową na Księżycu, gdy zajdzie potrzeba powrotu na Ziemię, platforma zostanie podniesiona, aby statek kosmiczny mógł wystartować lub wylądować.

Podczas eksploracji Księżyca w celu wskazania nowego miejsca docelowego, z wyprzedzeniem ustalimy miejsce docelowe, pozwolimy łazikowi przewozić roboty i żywność oraz wykorzystamy roboty do zbudowania stacji zaopatrzeniowych w miejscu docelowym i po drodze, aby położyć podwaliny pod późniejszą eksplorację nowego miejsca docelowego.