Galeria projektów Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

complementary base pairing

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

1.1 - Opis projektu

Księżyc charakteryzuje się brakiem atmosfery, słabą grawitacją, stabilną platformą i niską temperaturą, które są odpowiednimi warunkami do przechowywania i używania astronomicznych instrumentów obserwacyjnych. Dlatego założenie obserwatorium na Księżycu jest doskonałym wyborem. Opierając się na tych danych, nasz zespół postanowił założyć bazę księżycową, której głównym celem będzie obserwacja astronomiczna, a także stworzyć inne obszary umożliwiające astronautom obserwację i wygodne życie na Księżycu.

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

Na teleskopy na Ziemi wpływa ziemska atmosfera i pole magnetyczne, co uniemożliwia im osiągnięcie maksymalnej dokładności; teleskopy kosmiczne mają lepszą dokładność, ale są droższe i trudniejsze w utrzymaniu, co skutkuje krótką żywotnością. Dlatego bardzo ważne jest znalezienie platformy w przestrzeni kosmicznej, na której można budować teleskopy, a personel może żyć przez długi czas. Księżyc jest idealnym wyborem. Celem obozu księżycowego jest wykorzystanie go jako obserwatorium księżycowego do prowadzenia działań obserwacyjnych, których nie można przeprowadzić na Ziemi, do obserwowania zmian w orbitach gwiazd i planet oraz innych ciał niebieskich, aby wyprowadzić zmiany, które pomogą ludziom lepiej chronić Ziemię i badać kosmos.

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

Nasz obóz będzie zlokalizowany w strefie wiecznego światła dziennego wokół krateru Shackleton w regionie Antarktydy. Wybór miejsca ma następujące dwie główne zalety
1. dystrykt Yongdian jest bogaty w zasoby energii słonecznej. Wytwarzanie energii fotowoltaicznej może być wykorzystywane do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną, zapewniając moc do podstawowego działania bazy.
2. obszar cienia wewnątrz krateru jest bogaty w zasoby wodne. Eksploatacja i oczyszczanie księżycowego lodu wodnego może zaspokoić zapotrzebowanie astronautów na wodę.

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 wykorzystuje metodę spiekania księżycowej ziemi do produkcji cegieł i gniazd, rozciągając się w dół na dwie warstwy. Odsłonięta część gruntu wykorzystuje glebę księżycową do obrócenia pokrywy jako podstawowego zarysu architektonicznego. Zapewnienie wytrzymałości budynku obozu przy założeniu, że dostępny jest wymagany obszar.
 Etap 1: Ziemia na Księżyc w celu przetransportowania paneli słonecznych, księżycowych buldożerów/koparek, maszyn do topienia i odlewania księżycowej gleby, zdalnych robotów i innych narzędzi.
Faza 2: Zbudowanie małego systemu wytwarzania energii fotowoltaicznej. Służy on do dostarczania energii elektrycznej wymaganej do budowy, a także do wykorzystania maszyny do topienia i odlewania gleby księżycowej w celu wypalenia gleby księżycowej do pożądanego kształtu i wykorzystania zdalnych robotów do budowy obozu.
Trzeci etap: transport różnych teleskopów, sprzętu naukowo-badawczego i urządzeń biologicznych na Księżyc oraz wykorzystanie robotów do ich montażu i umieszczenia.
Etap 4: Astronauci wprowadzają się i przeprowadzają wstępne badania naukowe.

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

Obecnie główne zagrożenia na Księżycu obejmują: niedobór tlenu w wodzie, promieniowanie kosmiczne, uderzenia mikrometeorytów, wysoką różnicę temperatur między dniem a nocą oraz utratę kości spowodowaną niską grawitacją. Podjęliśmy następujące działania, aby rozwiązać te problemy:
Nasza baza w pełni wykorzystuje zasoby słoneczne i wodne Księżyca. Dzięki fotowoltaicznym systemom wytwarzania energii i wydobywaniu księżycowego lodu wodnego, problem ten może zostać skutecznie rozwiązany
Zewnętrzna ściana bazy jest spiekana z księżycowej gleby, która ma pewne funkcje odporności na uderzenia meteorytów, izolacji przed promieniowaniem kosmicznym i utrzymywania ciepła. Astronauci mogą również zapewnić skafandry kosmiczne z tymi samymi funkcjami, gdy wychodzą na zewnątrz, maksymalizując bezpieczeństwo astronautów.
 Jednocześnie wyposażyliśmy astronautów w salę fitness i wymagamy co najmniej dwóch godzin ćwiczeń dziennie, aby poprawić ich sylwetkę i skutecznie zapobiegać utracie kości.

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

Woda: Księżycowy lód wodny w kraterze jest wydobywany przez łazik księżycowy i może być oczyszczany przed wprowadzeniem do codziennych czynności. Ponadto baza jest wyposażona w system kontroli środowiska i podtrzymywania życia, który zbiera wilgoć, pot oraz ścieki domowe i robocze wydychane przez astronautów poprzez kondensację i suszenie w celu oczyszczenia i wtórnego wykorzystania.
Żywność: Na wczesnym etapie polegała głównie na Ziemi, sadząc marchew, soję i inne rośliny bogate w witaminy, białko i tłuszcz w ekologicznych szklarniach jako kolejne źródła pożywienia. Mięso nadal musi być dostarczane przez Ziemię.
 Zasilanie: Miejsce to jest bardzo bogate w zasoby energii słonecznej, wykorzystamy fotowoltaiczny system wytwarzania energii do przekształcania energii słonecznej w energię elektryczną, jako źródło energii dla bazy. W tym samym czasie możemy wyodrębnić hel-3 z gleby księżycowej, aby uzyskać węgiel i inne źródła energii, dzięki czemu życie astronautów będzie bezpieczniejsze.
Powietrze: Tlen może być przygotowywany poprzez stopioną elektrolizę (podgrzanie tych substancji zawierających tlen do temperatury pomiędzy 1600 a 2500 stopni Celsjusza, a następnie naelektryzowanie ich, pierwiastki zostaną zjonizowane, a atomy tlenu zostaną połączone tworząc tlen). Ta metoda otrzymywania tlenu jest bardzo wydajna i obfita. Możliwe jest również przygotowanie tlenu poprzez elektrolizę wody.

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

Wewnątrz naszego obozu mamy kontrolowany środowiskowo system bezpieczeństwa biologicznego, który zbiera parę wodną wydychaną przez astronautów poprzez kondensację i suszenie, podczas gdy wytwarzany dwutlenek węgla będzie zbierany i przekazywany do szopy warzywnej w celu zasilania oddychania roślin.
Mocz wytwarzany przez astronautów będzie zbierany razem w celu uzyskania czystej wody za pomocą urządzeń destylacyjnych i urządzeń do separacji gaz-ciecz, a jego część zostanie wykorzystana do testów w celu uzyskania informacji o stanie fizycznym astronautów. Obornik zostanie przetworzony w serii procesów fermentacyjnych w celu uzyskania biologicznego nawozu do dostarczania składników odżywczych w szklarni warzywnej.

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

Nasz obóz będzie działał w taki sam sposób, jak Chang'e-4, z dodatkowym satelitą przekaźnikowym z tyłu Księżyca jako mostem do odbierania wiadomości komunikacyjnych między Ziemią a Księżycem, aby zapewnić komunikację przez cały czas. Na terenie obozu zostanie zbudowany duży radioteleskop do odbioru 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.)

Astronomia będzie przedmiotem badań w naszym obozie księżycowym, tak jak to było, gdy zakładaliśmy obóz, aby stworzyć obserwatorium księżycowe, które zapewni lepsze warunki do obserwacji astronomicznych.
Utworzenie obserwatorium na powierzchni Księżyca zapewni wyjątkowo szczegółowy widok gwiazd i otworzy nowe okna do badania wszechświata. Rozdzielczość obserwacji na Księżycu będzie dziesiątki tysięcy, jeśli nie 100 000 razy większa niż w przypadku instrumentów optycznych na Ziemi. Jednocześnie obserwatoria księżycowe otworzą nowe okno na wykrywalny wszechświat na bardzo niskich częstotliwościach radiowych. Mogą nawet otworzyć nowe gałęzie astronomii poprzez badanie fal grawitacyjnych i nieuchwytnych neutralnych cząstek neutrin.
Przeprowadzimy więc w bazie szereg działań obserwacyjnych, które nie zostały lub nie mogą zostać przeprowadzone na Ziemi, a także wykonamy długotrwałe i bardzo precyzyjne obserwacje gwiazd, planet i innych ciał niebieskich, aby uzyskać ich zmieniające się wzorce ruchu i pomóc ludziom w lepszej ochronie Ziemi i eksploracji kosmosu.

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

Głównymi celami szkolenia prowadzonego przez astronautów są

(1) Poprawa sprawności fizycznej i psychicznej, a także wytrzymałości i zdolności adaptacyjnych do specjalnego środowiska księżycowego;

(2) wyposażenie astronautów w odpowiednie instrumenty oraz wiedzę i umiejętności dotyczące środowiska księżycowego

(3) zapoznanie astronautów z planami i programami lądowania na Księżycu oraz z różnymi procedurami

(4) Umożliwienie astronautom w tym samym zespole posiadania umiejętności i zdolności do dobrej współpracy oraz, w razie potrzeby, wykonywania pracy innych osób.

Aby osiągnąć powyższe cele, astronauci będą szkoleni w czterech fazach:

(1) Etap szkolenia podstawowego. Ta faza szkolenia koncentruje się na podstawowym szkoleniu teoretycznym, którego celem jest umożliwienie astronautom opanowania podstawowej wiedzy wymaganej na Księżycu, aby położyć podwaliny pod późniejsze szkolenie zawodowe i techniczne.

(2) Faza szkolenia zawodowego i technicznego. Szkolenie koncentruje się na szkoleniu umiejętności specjalistycznych w zakresie eksperymentów kosmicznych, a jego celem jest opanowanie przez astronautów umiejętności operacyjnych i wiedzy zawodowej wymaganej na Księżycu. Specjalistyczne szkolenie techniczne obejmuje operacje w normalnych warunkach, ale także awarie i szkolenie w zakresie reagowania w sytuacjach awaryjnych.

(3) Szkolenie w zakresie symulacji misji na powierzchni Księżyca. Szkolenie koncentruje się na symulacji misji. Dzięki tej fazie szkolenia astronauci zrozumieją plan lotu i wymagania dotyczące podziału misji. Biegłość w całym procesie realizacji misji.

(4) Faza intensywnego szkolenia i przygotowania do misji. Nacisk kładziony jest na udział w dużych wspólnych ćwiczeniach przygotowujących do lądowania na Księżycu oraz ukierunkowane intensywne szkolenie zespołu misji w zakresie manewrowania i procedur lotu oraz symulowanych misji.

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.

Rakieta nośna będzie wykorzystywana do podróży w obie strony między Ziemią a Księżycem, o udźwigu około 140 ton i maksymalnym ciągu startowym wynoszącym 5800 ton, która może wysłać na Księżyc jednocześnie dwa załogowe statki kosmiczne nowej generacji. Rakieta nośna będzie miała maksymalny ciąg startowy 800 ton i będzie mogła wysłać na Księżyc jednocześnie dwa załogowe statki kosmiczne nowej generacji,

Pojazd do eksploracji Księżyca będzie używany jako główny pojazd na Księżycu, który jest wyposażony w panele słoneczne i posiada radar pokładowy do pozycjonowania w czasie rzeczywistym, wykrywania i eksploracji, aby zapewnić, że astronauci nie zgubią się podczas misji.

Celem tej misji jest stały obszar światła dziennego poza kraterem Shackleton na południowym biegunie Księżyca, gdzie po zakończeniu eksploracji założymy obserwatorium księżycowe.

Inne projekty:

  Program kosmiczny Bartholdi

  Lycée Bartholdi

    Colmar - Francja

  Lunar Vanguard

  郑州轻工业大学附属中学

    河南省郑州市 - Chiny

  Next Generation

  Oban High School

    Oban - Wielka Brytania