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.

Broccoli

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18, 19   4 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Ze względu na rosnące zapotrzebowanie ludzi na surowce mineralne, zbudowaliśmy bazę księżycową Kale Crest na Księżycu, aby transportować rzadkie zasoby z Księżyca na Ziemię za pomocą windy kosmicznej w celach komercyjnych, naukowych i innych. Jeśli chodzi o materiały budowlane, wykorzystujemy materiały peryferyjne (geopolimery na powierzchni Księżyca), aby zaspokoić potrzeby konstrukcyjne; Jeśli chodzi o styl, przyjęliśmy projekt tarasu w kształcie zanurzonej chmury, który jest piękny i praktyczny; Podczas procesu budowy używamy druku 3D do dodawania różnych substancji do mieszanki, aby zaspokoić różne potrzeby; W obszarach mieszkalnych i rekreacyjnych mamy wiele obiektów rekreacyjnych, aby zapewnić astronautom wysokiej jakości życie.

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

"Cabbage Summit" ma na celu zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania na minerały i energię do celów komercyjnych. Wydobywamy minerały i energię na Księżycu i transportujemy je na orbitę synchroniczną i stację kosmiczną za pomocą wind kosmicznych. Część minerałów jest wykorzystywana do wymiany na materiały niezbędne do życia na Księżycu, a reszta zostanie przelana na konto firmy w postaci wirtualnej waluty. "Cabbage Summit" zobowiązuje się do wydobywania wysokiej jakości minerałów w celu złagodzenia kryzysu mineralnego ludzkości. Transportujemy nabywców w drugim tygodniu każdego parzystego miesiąca ziemskiego. W razie potrzeby prosimy o wybranie numeru xxxxxxx.

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

Baza Kale Crest znajduje się w zagłębieniu w równikowym regionie Jinghai. Region równikowy ma najgrubszą pokrywę gleby księżycowej i obfitą zawartość helu 3, co jest zgodne z pierwotnym zamiarem budowy bazy; prędkość kątowa regionu równikowego jest równa prędkości kątowej księżycowej orbity synchronicznej, a jego wysoka prędkość obrotowa zapewnia możliwość budowy wind kosmicznych. Ze względu na ukształtowanie terenu, temperatura w wykopie w obszarze Jinghai utrzymuje się na poziomie 17-19 stopni Celsjusza przez cały rok, co może zapewnić, że baza jest wolna od większości promieniowania kosmicznego i zakłóceń pyłu, znacznie zmniejszając presję na przetrwanie. Ze względu na niską grawitację Księżyca, ludzie muszą polegać tylko na hydraulicznych urządzeniach podnoszących, aby wstawać i schodzić.

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.

Główny korpus Kale Crest wykorzystuje technologię druku 3D, a materiał fundamentowy wykorzystuje głównie geosyntetyki (beton księżycowy) z powierzchni Księżyca, które mogą chronić przed promieniowaniem kosmicznym i mikrometeorytami. Wzmocnienie z włókien i włókna szklanego podobne do struktury chipsów ziemniaczanych jest osadzone w środku, aby zwiększyć wytrzymałość podłogi na nacisk. Podczas procesu przygotowania geopolimerów, 98% wody może być ponownie wykorzystana. Oprócz aktywatora alkalicznego, który musi być transportowany z ziemi, ponad 90% pozostałej wody można uzyskać z księżyca, zapewniając wysoki stopień wykorzystania zasobów in-situ.

W przypadku części ściennej używamy szkła krzemianowego baru o doskonałych właściwościach ochrony przed promieniowaniem, a jako zewnętrzną warstwę izolacyjną stosujemy mieszankę wietrzenia powierzchni księżycowej i peryklazu, aby wytrzymać ekstremalne dzienne różnice temperatur na Księżycu.

Winda kosmiczna to metoda podobna do transportu windą, która transportuje wydobyte minerały na księżycową orbitę synchroniczną. Jednak odległość od powierzchni Księżyca do orbity synchronicznej jest bardzo odległa, co wymaga, aby materiał miał ogromną wytrzymałość na ściskanie. Dlatego wybraliśmy nanorurki węglowe jako główny materiał liny. Ma on najsilniejszy współczynnik zwężenia wśród znanych materiałów i może wytrzymać ogromne ciśnienie grawitacyjne. Aby zapobiec atakom meteorytów, zrezygnowaliśmy z tradycyjnej cylindrycznej liny i zamiast niej wybraliśmy linę wstęgową. W porównaniu z tradycyjnymi linami, które pękają przy uderzeniu, liny wstęgowe mogą wytrzymać wielokrotne uderzenia meteorytów.

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

Wierzchołek jarmużu jest zbudowany w zagłębieniu, gdzie osiadanie terenu stabilizuje temperaturę przez cały rok i utrzymuje zakres odpowiedni do przetrwania ludzi. Jednocześnie nasze ściany są wykonane ze szkła krzemianowego, które może znacznie zmniejszyć szkodliwość księżycowego promieniowania kosmicznego dla astronautów i skutecznie uniknąć zużycia pyłu księżycowego na zewnętrznej powierzchni bazy, wykorzystując jego właściwości odporne na promieniowanie i dopasowując się do topografii dołu. Siłownia na najwyższym piętrze bazy i mały hamak w szklarni pozwalają astronautom zrelaksować się i odreagować stres w czasie wolnym. Nasi astronauci przeszli szkolenie medyczne przed przybyciem na Księżyc, a leki i urządzenia medyczne w małych pomieszczeniach medycznych mogą leczyć powszechne choroby.

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

Woda
Żywność
Power
Air

Woda jest materialną podstawą przetrwania ludzi. Na Kale Crest głównymi źródłami wody są gleba księżycowa i lód wodny, które można podgrzać i stopić, aby uzyskać dużą ilość wody. Po zebraniu i osadzeniu się w ziemi jest ona transportowana do zbiornika zlewnego w celu fizycznego odkażenia i przechowywania, a następnie dostarczana astronautom w celu zapewnienia normalnego funkcjonowania ich pracy i życia. Jednocześnie będziemy również poddawać recyklingowi mocz, ścieki domowe, ścieki przemysłowe i inne sposoby przechowywania poprzez chemiczne usuwanie zanieczyszczeń, jako zapasowe źródło wody. (95 słów)
Na Kale Crest istnieje szeroki zakres źródeł pożywienia. Pierwsi astronauci byli karmieni i odziewani jedzeniem przywiezionym z Ziemi. Po zakończeniu budowy obozu, komórki bydła i królików są hodowane na żelatynowych rusztowaniach w celu produkcji ludzkiego mięsa. Warzywa i owoce (szpinak, kapusta, papryka, marchew, pomidory, truskawki itp.) w szklarni zostaną uzupełnione, aby zapewnić astronautom niezbędne białko i składniki odżywcze. Po ukończeniu windy kosmicznej będzie ona również regularnie dostarczać do bazy żywność, która zwykle nie jest dostępna na Księżycu, urozmaicając dietę i zapewniając astronautom dodatkowe posiłki. (108 słów)
Ponieważ nasz Kale Crest jest zbudowany w naturalnym zagłębieniu, energia elektryczna jest warunkiem koniecznym do utrzymania normalnej pracy bazy. W tym przypadku około 80% rezerw energii elektrycznej pochodzi z reaktorów jądrowych, które uwalniają dużą ilość energii podczas fuzji helu 3. Hel-3 jest wstrzykiwany do ilmenitu zarówno w trybie pustki, jak i szczeliny, a następnie podgrzewany do temperatury powyżej 1000K. W tym czasie ilość uwalnianego helu-3 jest najbardziej idealna. Ponadto winda kosmiczna jest wyposażona w obrotowe panele słoneczne, które magazynują energię świetlną jako zapasowe źródło energii w wydajnych akumulatorach z kołem zamachowym.(97 słów)
(1) W warstwie pośredniej na szczycie szklarni znajduje się warstwa mikroorganizmów (Chilobacterium ammoniacum, Chlorella itp.), która transportuje wytworzony przez nie tlen w dół do różnych obszarów przez rury w ścianie. Ponadto rośliny w szklarni mogą dostarczać pożywienia i powietrza, zapewniając jednocześnie porcję tlenu dla podłoża.

(2) Tlen uzyskuje się poprzez uderzanie dwutlenkiem węgla w złotą folię. Uderzając CO2 w obojętną powierzchnię złotej folii, złota folia nie może zostać utleniona i nie powinna generować tlenu cząsteczkowego. Dlatego tlen może być stale uwalniany z powierzchni złotej folii, a tą metodą można również uzyskać dużą ilość tlenu.(119 słów)

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

Utylizacja śmieci na Księżycu to złożone zadanie, które uwzględnia wiele aspektów, takich jak ograniczona przestrzeń, ochrona środowiska i wykorzystanie zasobów. Po pierwsze, sortujemy i kompresujemy śmieci, aby zmniejszyć przestrzeń do przechowywania i transportu. W przypadku odpadów palnych można zastosować spalanie odpadów, aby spalić je na popiół i dym oraz odfiltrować szkodliwe substancje. Odpady niepalne mogą być składowane na wysypiskach. Recykling jest również ważnym ogniwem, poprzez klasyfikację recyklingu i recyklingu, w celu zminimalizowania zanieczyszczenia środowiska odpadami. Po drugie, na Księżycu wykorzystujemy mikroby do przetwarzania ludzkich odpadów i przekształcania ich w użyteczne gazy i nawozy. Wykorzystanie określonych mikroorganizmów, takich jak bakterie beztlenowe, może rozkładać materię organiczną w środowiskach o niskiej zawartości tlenu i wytwarzać metan, zapewniając potencjalną wartość dla produkcji paliw i energii.

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

Ziemia-Księżyc: W Kale Crest mamy detektor wyposażony w antenę kierunkową o wysokim zysku, a panel słoneczny dostarcza do niego 20 watów mocy, koncentrując ograniczoną moc w jednym obszarze, aby zapewnić transmisję informacji między Ziemią a Księżycem. Na Ziemi znajdują się również specjalne stacje odbiorcze, które odbierają i przesyłają sygnały za pomocą ogromnych anten kierunkowych. Ponadto używamy własnej zakodowanej transmisji sygnału, dzięki czemu informacje nie są łatwe do kradzieży.

Pomiędzy bazami księżycowymi: Ze względu na próżniowe środowisko Księżyca, do transmisji sygnału między bazami księżycowymi przyjęto falę elektromagnetyczną, która nie jest wygodnym medium. Kiedy zachodzi potrzeba komunikacji, astronauta włącza interkom, mówi do niego, a urządzenie konwertuje "dźwięk - fala elektromagnetyczna - dźwięk", aby przywrócić sygnał dźwiękowy. Używają również fal radiowych do przesyłania słów, danych, obrazów itp.

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.)

W Kale Crest nasi naukowcy badają geologię i biologię.

Jeśli chodzi o geologię, choć od pierwszego lądowania człowieka na Księżycu w 1969 r. minęło sporo czasu, w tym okresie przeprowadzono stosunkowo niewiele badań kraterów księżycowych. Chociaż nasz obóz jest zorientowany głównie na działalność komercyjną, nadal mamy duże możliwości w zakresie badań naukowych. Obecnie nasze eksperymenty nie ograniczają się już do sprowadzania próbek gleby z Księżyca z powrotem na Ziemię w celu ich monitorowania. Po wydobyciu rud i gleby księżycowej za pomocą manipulatora w obszarze operacyjnym, zostaną one przetransportowane do głównej części bazy za pomocą pojazdów transportowych, co jest wygodne dla naukowców do prowadzenia badań. Badania dotyczą głównie następujących aspektów: (1) Unikalny minerał cyrkonu w obszarze Jinghai - kamień Jinghai jest badany za pomocą niezależnie opracowanych środków testowych o ultrawysokiej rozdzielczości. (2) Zbadanie, kiedy aktywność magmowa ustała na Księżycu; (3) Zbadanie podziemnej struktury sieci kraterów w statycznym obszarze morskim w celu dalszego zrozumienia wewnętrznej struktury Księżyca.

Jeśli chodzi o biologię, wykorzystamy specjalne warunki panujące na Księżycu do zmutowania mikroorganizmów produkujących tlen przywiezionych z Ziemi, aby znaleźć mikroorganizm o wyższej wydajności produkcji tlenu i lepszym zaopatrzeniu w pracę i życie astronautów. Jednocześnie, chociaż przestrzegamy zasady ekologicznej ochrony środowiska i staramy się wykorzystywać materiały nadające się do recyklingu, nieuniknione jest wytwarzanie dużej ilości trudnych do utylizacji śmieci, więc badania nad wydajnym rozkładem mikroorganizmów śmieci zostaną dodane do badań.

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

Aby wyszkolić najlepszych astronautów do programu księżycowego "Kale Crest", nasz program szkoleniowy podzielony jest na trzy główne kategorie: wiedza i umiejętności, sprawność fizyczna i sprawność umysłowa.

Wiedza i umiejętności: Aby zapewnić solidne lądowanie na Księżycu i badania, nasi astronauci przejdą intensywne szkolenie w zakresie medycyny, fizyki, astronomii, inżynierii mechanicznej i innych dyscyplin. Ponadto zapewnimy astronautom odpowiednie umiejętności techniczne w zakresie wiedzy o lotach kosmicznych, procedur lotu i symulacji misji.

Sprawność fizyczna: Aby lepiej przystosować się do środowiska nieważkości w przestrzeni kosmicznej, zwłaszcza do aktywności poza kabiną, symulowany trening nieważkości jest najwyższym priorytetem w naszym szkoleniu. Podejmiemy podwodny trening nieważkości, w którym astronauci noszą podwodne kombinezony treningowe do podwodnego symulowanego treningu nieważkości, co gwarantuje, że astronauci przeprowadzą symulowany trening nieważkości w neutralnym zbiorniku wypornościowym, rozwiną nawyki operacyjne astronautów w warunkach nieważkości i ukończą symulowany trening działań ewakuacyjnych, który jest również stosowany do oceny ergonomii operacji ewakuacyjnych statku kosmicznego lub bazy oraz weryfikacji zasadności procedury ewakuacyjnej. Jednocześnie umożliwimy astronautom przeprowadzenie dużej liczby szkoleń z zakresu przetrwania i ratowania życia oraz dużych wspólnych ćwiczeń, aby zapewnić gotowość do wszystkich misji.

Jakość psychologiczna: Trening psychologiczny jest istotną częścią szkolenia astronautów. Ponieważ misja kosmiczna wymaga opuszczenia znanego nam środowiska, a ta zmiana środowiskowa ma ogromny wpływ na psychikę. Astronauci muszą najpierw dostosować się do sytuacji w kosmosie z psychologicznego punktu widzenia. Zwiększenie stabilności psychologicznej. Aby zapewnić niezawodność naszych badań komercyjnych, szkolimy całą załogę razem, aby poprawić ich wydajność i pracę zespołową w kosmosie.

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.

Kiedy astronauci będą musieli podróżować do nowych miejsc docelowych, będą używać pojazdów księżycowych do eksploracji. Pojazdy te zostaną zaprojektowane tak, aby wytrzymać trudny teren i ekstremalne temperatury powierzchni Księżyca, dzięki czemu astronauci będą mogli z łatwością przemierzać jego powierzchnię.

Gdy astronauci będą musieli wrócić na Ziemię, użyją modułu księżycowego, aby powrócić na orbitę Ziemi, a następnie skorzystają z windy kosmicznej, aby powrócić na Ziemię. Pojazdy te zostaną zaprojektowane jako wysoce autonomiczne i wielokrotnego użytku, aby wspierać przyszłe misje eksploracji Księżyca.