Galeria projektów Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18, 19   6 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360

1.1 - Opis projektu

Główny korpus Lunar Optimum ma kształt królika, co jest połączeniem zachodniej kultury wielkanocnej i chińskiej kultury zodiakalnej. Kształt królika i jasny kolor jako motyw przewodni, nie tylko dodają trochę zabawy i ciepła astronautom mieszkającym w bazie na Księżycu, ale także przyszłym astronautom, takim jak królik, energiczny, pełen witalności.

Do budowy obozu wykorzystamy technologię druku 3D. Większość kabin znajduje się w głównym korpusie. Względnie nienaruszona i zamknięta struktura obozu pomaga astronautom chronić się przed surowym środowiskiem księżycowym. Kompaktowy układ pozwala nam lepiej kontrolować obóz. Lunar Optimum koncentruje się na badaniach naukowych, z eksploracją i wykorzystaniem zasobów kosmicznych, biomedycyną, hodowlą zwierząt i roślin oraz innym sprzętem do badań naukowych, statkiem kosmicznym, łazikiem księżycowym i akceleratorem masy jako narzędziami transportowymi. Salony, restauracje, siłownie i pokoje medyczne, które są uzupełnione badaniami nad sztuczną inteligencją, zapewniają astronautom wysokiej jakości, zdrowe i wygodne życie. Dostarczają również wodę, powietrze, żywność i energię.

Lunar Optimum nie tylko jako booster do eksploracji Księżyca, ale także jako stacja pośrednia dla ludzkiej eksploracji Marsa i bardziej tajemniczych planet.

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

Głównym celem założonego przez nas projektu obozu księżycowego jest działalność naukowa. Aby to osiągnąć, utworzyliśmy dwa laboratoria badawcze, jedno do obserwacji kosmosu, a drugie do biomedycyny. Aby ułatwić badania nad obserwacją kosmosu, stworzyliśmy obserwatorium astronomiczne i centralny pokój kontrolny do sterowania obserwatorium astronomicznym; W badaniach biomedycznych produkujemy spektrometry masowe z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS), które są wykorzystywane do jakościowej, półilościowej i ilościowej analizy jednego lub więcej pierwiastków w próbkach materiałów, a także medyczne wózki dystrybucyjne ułatwiające komunikację z gabinetami medycznymi.

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

Planujemy zbudować obóz w największym basenie w Układzie Słonecznym, basenie Aitken na południowym biegunie Księżyca. Ze średnicą 2500 kilometrów i głębokością 12 kilometrów, krater ten jest nie tylko idealnym miejscem do badania wewnętrznej struktury i ewolucji Księżyca, ale także zapewnia korzystne warunki do budowy obozów, które wytrzymają niską temperaturę i promieniowanie o wysokiej energii. Jest również bogaty w lód wodny, hel 3, światło słoneczne, metale i inne rzadkie zasoby. Nachylenie i gładkość terenu ułatwiają lądownikowi bezpieczne lądowanie, a temperatura na tym obszarze jest stabilna i odpowiednia. Część wysoko położonego terenu ułatwia komunikację Ziemia-Księżyc i zapewnia lepsze warunki życia astronautom.

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.

Planujemy racjonalnie wykorzystywać zasoby księżycowe, głównie przy użyciu druku 3D i technologii transportu Ziemia-Księżyc, co dzieli się głównie na trzy etapy:

 1. "Etap przygotowawczy": Na początkowym etapie obóz nie może być samowystarczalny. Po pierwsze, transport ziemia-księżyc zostanie wykorzystany do przetransportowania niektórych niezbędnych rzeczy do budowy księżyca, takich jak żywność, drukarki 3D, maszyny i sprzęt do zbierania i przetwarzania, a niektóre podstawowe obiekty księżycowe zostaną zbudowane.

2. "Faza budowy": przesiewanie i spiekanie zwietrzałej warstwy na powierzchni Księżyca, która składa się głównie z krzemianów, tlenków itp. i jest doskonałym surowcem do druku 3D, przy pomocy klejów i katalizatorów możliwe będzie drukowanie części lub urządzeń do szerokiego zakresu zastosowań. Drukowi 3D towarzyszyć będą testy uprawy roślin księżycowych, produkcji tlenu, przetwarzania lodu palnego i pozyskiwania energii słonecznej, aby obóz był samowystarczalny.

3. "Etap końcowy": Drukowane w 3D części lub urządzenia zostaną zmontowane, a technologia księżycowa będzie stopniowo doskonalona i dojrzewała, tak aby osiągnąć samowystarczalność obozu do eksploracji Księżyca. 

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

Ponieważ na Księżycu brakuje pola magnetycznego i atmosfery, nasze obozy księżycowe podejmują dodatkowe środki ostrożności w celu ochrony przed promieniowaniem i utrzymania ciepła. Eksperymenty dowiodły, że gleba księżycowa jest dobrym materiałem antyradiacyjnym i termoizolacyjnym, więc używamy drukarek 3D, aby wykorzystać glebę księżycową do wydrukowania ściany ochronnej o grubości 1,6 metra na powierzchni budynku bazy księżycowej. W przypadku pyłu księżycowego, nasz zamknięty korpus bazy będzie go izolował. Kiedy wychodzimy na zewnątrz, łazik i skafander kosmiczny są naszym parasolem. W przypadku meteorytów pod naszą bazą zostanie zbudowany schron awaryjny (w schronie znajdują się podstawowe zasoby niezbędne do życia), w którym będziemy mogli się ukryć, gdy uderzą meteoryty, oczywiście nasza ściana ochronna o grubości 1,6 metra również ochroni naszą bazę do pewnego stopnia, a gdy kryzys będzie większy, będziemy również kierować księżycowym statkiem kosmicznym w bezpieczne miejsce, aby czekać na ratunek.

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

Metody pozyskiwania wody: sprowadzanie (początkowe), ogrzewanie księżycowej gleby i wydobywanie lodu wodnego. Nasze ciała mają wypukłe soczewki, które odbijają i koncentrują ciepło słoneczne w celu ogrzania księżycowej gleby i lodu wodnego w celu wytworzenia wody. Aby oszczędzać i w pełni wykorzystywać zasoby wodne, system recyklingu wody jest dla nas niezbędny.
Początkowo żywność dla astronautów była przygotowywana na Ziemi i transportowana na Księżyc, w tym gotowe do spożycia posiłki, mrożone owoce i warzywa oraz nawodnione pokarmy i napoje, aby zaspokoić potrzeby zdrowotne astronautów w zakresie cukrów, tłuszczów, witamin i mikroelementów. Gdy obóz będzie stabilny, ekosystem będzie eksperymentował z uprawą podstawowych produktów spożywczych, takich jak ziemniaki i pszenica, warzywa, takie jak sałata i pomidory, a nawet ryby, umożliwiając astronautom uprawę i spożywanie własnej żywności, aby zaoszczędzić na kosztach transportu.
W celu pozyskania tlenu, skały księżycowe są najpierw poddawane elektrolizie. Po podgrzaniu i stopieniu gleby księżycowej i skał, tlen zostanie uwolniony w postaci pęcherzyków. Po drugie, woda elektrolityczna, dzięki późnej eksploatacji zasobów wody i wody lodowej staje się wystarczająca, woda elektrolityczna może wytwarzać wystarczającą ilość tlenu, wodór będący produktem ubocznym może być również wykorzystywany jako paliwo. Powietrze jest poddawane recyklingowi i transportowane do każdej kabiny przez system cyrkulacji powietrza w obozie.
Mamy dwa sposoby pozyskiwania energii elektrycznej: fotowoltaika i wytwarzanie energii cieplnej. Na terenie naszego obozu jest od 80% do 90% światła słonecznego w ciągu roku, więc panele słoneczne mogą być wykorzystane do uzyskania dużej ilości energii. Materiał do wytwarzania energii cieplnej na pojeździe księżycowym ma podwójne zastosowanie: do wytwarzania energii i do produkcji wody.

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

Do usuwania odpadów domowych, takich jak resztki żywności, papier, plastik i inne odpady stałe, obóz będzie wykorzystywał metody recyklingu i spalania.
Do oczyszczania gazów odlotowych, w tym głównie dwutlenku węgla i formaldehydu, zostanie zastosowana obróbka absorpcyjna i obróbka REDOX: nasz obóz posiada oczyszczacze powietrza i urządzenia do transportu cyrkulacyjnego, w celu pochłaniania gazów odlotowych poprzez obróbkę absorpcyjną, taką jak adsorpcja dwutlenku węgla przez sito węglowe, adsorpcja formaldehydu przez węgiel aktywny, tak aby osiągnąć efekt usuwania gazów odlotowych. Gaz odlotowy jest oczyszczany poprzez reakcje REDOX, takie jak redukcja dwutlenku węgla do tlenu i węgla oraz utlenianie formaldehydu do CO2 i H2O.
 Do oczyszczania ścieków posiadamy urządzenie do oczyszczania wody. Oczyszczacz wody przyjmuje zasadę mikrofiltracji (MF), ultrafiltracji (UF), NF, technologii odwróconej osmozy (RO) w celu odfiltrowania zawiesiny i zanieczyszczeń w ściekach oraz ich sterylizacji.

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

Komunikacja satelitarna, umieścimy kilka satelitów na orbicie księżycowej w celu komunikacji z satelitami komunikacyjnymi na Ziemi. Te satelity komunikacyjne mogą przesyłać sygnały do stacji przekaźnikowych na Ziemi, a następnie przekazywać je do innych baz księżycowych. Komunikacja radiowa, która jest mniej skuteczna w przypadku komunikacji na duże odległości, ale jest bardzo skuteczna w przypadku komunikacji na krótkie odległości. Możemy używać systemów komunikacji radiowej do komunikowania się z innymi pobliskimi bazami księżycowymi lub możemy używać radioteleskopów do wysyłania sygnałów na Ziemię.

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.)

Na obozie księżycowym skupiamy się na obserwacji kosmosu i biomedycynie.

Pierwszym z nich jest obserwacja kosmosu, ponieważ Księżyc ma takie cechy, jak prawie brak atmosfery, brak pola magnetycznego, słabe pole grawitacyjne i stabilną strukturę geologiczną, więc znacznie łatwiej jest wystrzelić sondę kosmiczną z Księżyca niż z Ziemi. Ustanowienie sieci obserwacyjnej na powierzchni Księżyca może nie tylko prowadzić wszechstronne, ciągłe obserwacje astronomiczne, ale także monitorować i badać strukturę geologiczną i zmiany środowiskowe Ziemi, zwłaszcza potencjalne zagrożenie stwarzane dla Ziemi przez przestrzeń kosmiczną w pobliżu Ziemi, a nawet małe obiekty w głębokiej przestrzeni kosmicznej, aby chronić ludzi.

Po drugie, biomedycyna, naturalne laboratoria i bazy produkcji specjalnych materiałów Ze względu na specjalną strukturę geograficzną i unikalne środowisko naturalne Księżyca, wiele badań i eksperymentów, których nie można przeprowadzić na Ziemi, można z powodzeniem zakończyć na Księżycu, co odegra nieoczekiwaną rolę w promowaniu badań medycznych i uprawy roślin. Nasz obóz księżycowy ma w pełni funkcjonalną ekosferę, dzięki której cały proces kiełkowania nasion, wzrostu sadzonek i kwitnienia roślin w warunkach niskiej grawitacji i silnego promieniowania lub wylęgania się jaj, wzrostu i rozwoju larw oraz pękania kokonów w motyle, weryfikuje oddychanie nasion i fotosyntezę roślin w środowisku księżycowym. Jeśli zwierzęta i rośliny są w stanie przystosować się do wzrostu w świetle księżycowym, ludzie mogą w przyszłości zbudować bazę na Księżycu i prowadzić długoterminowe badania naukowe, co ma ogromne znaczenie dla przyszłego przetrwania ludzi na planetach pozaziemskich.

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

Astronauci to ludzie zaangażowani w działalność kosmiczną w specjalnym zawodzie, chcą ukończyć monitorowanie lotu, obsługę, kontrolę, komunikację, konserwację i badania naukowe wewnątrz i na zewnątrz kabiny w specjalnych warunkach środowiskowych i mogą prowadzić normalne życie. Wymaga to od nich rygorystycznego szkolenia, aby mieli doskonałą jakość fizyczną i psychiczną, silną zdolność przystosowania się do specjalnych czynników środowiskowych na Księżycu oraz opanowania wszelkiego rodzaju wiedzy i umiejętności niezbędnych do przetrwania w bazie księżycowej.

Szkolenie, które astronauci muszą przeprowadzić przed lądowaniem na Księżycu, obejmuje ćwiczenia fizyczne, kształcenie wiedzy teoretycznej, szkolenie psychologiczne, szkolenie w zakresie wytrzymałości i zdolności adaptacyjnych do specjalnych czynników środowiskowych, szkolenie w zakresie przetrwania i technologii statków kosmicznych, szkolenie w zakresie technologii inżynierii medycznej w lotnictwie i kosmonautyce, szkolenie w zakresie wiedzy i technologii kosmicznej i jej zastosowania, szkolenie w zakresie przetrwania i szkolenie kompleksowe. Konkretne wymagania i treść szkolenia różnią się w zależności od kategorii i zawodu astronautów. Profesjonalni astronauci, tacy jak piloci i eksperci misji, mają więcej treści szkoleniowych, surowe wymagania i długi czas szkolenia, który zwykle trwa około 3 lat. Astronauci nieprofesjonalni, tacy jak specjaliści ds. ładunku lub astronauci-naukowcy, mają mniej i krótsze sesje szkoleniowe. W oparciu o kompleksowe szkolenie, kluczowe szkolenie zostanie przeprowadzone w takich aspektach, jak technologia stacji kosmicznej, działania pozaziemskie, sterowanie ramieniem robota, dostosowanie psychologiczne, praca na orbicie i życie. Każdy astronauta potrzebuje ponad 6000 godzin treningu, aby upewnić się, że jest dobrze przygotowany do 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.

Nasza misja na Księżyc będzie wymagała ładunku i załogowego statku kosmicznego:

Po pierwsze, początkowe niezbędne udogodnienia księżycowe, takie jak żywność, drukarki 3D oraz maszyny do zbierania i przetwarzania, zostaną przetransportowane na Księżyc przez statek kosmiczny cargo, który może służyć jako początkowe tymczasowe miejsce zamieszkania astronauty. Później, gdy obóz zostanie ukończony, można go zdemontować i ponownie zamontować jako pojazd do eksploracji powierzchni Księżyca.

Po drugie, załogowy statek kosmiczny zabrał na Księżyc trzech innych astronautów i mógł być używany jako wahadłowiec między Ziemią a Księżycem.

Po trzecie, umieścimy na Księżycu łazik księżycowy i księżycowy statek kosmiczny, aby przewozić ludzi, zbierać i badać zasoby księżycowe.

Inne projekty:

  Team Olontigi

  IES Olontigi

    Aznalcázar - Hiszpania

  iesEBAspace

  I.E.S. Eduardo Blanco Amor

    Culleredo - Hiszpania

  DANSAM

  IES Andrés de Vandelvira

    Baeza - Hiszpania