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.

Luminous youth

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



1.1 - Opis projektu

Nasz obóz księżycowy ma ogólny obszar kontroli, obszar mieszkalny, obszar eksperymentalny, obszar sadzenia itp. Ogólny obszar kontroli może kontrolować i wykrywać sytuację w całej bazie, a także przypominać astronautom o konieczności sprawdzenia sprzętu w przypadku jego uszkodzenia. W części mieszkalnej znajduje się sypialnia, jadalnia, siłownia i pokój medyczny. Poduszki sypialne w sypialni mogą zapewnić astronautom komfortowe warunki do spania. Astronauci mogą ćwiczyć na siłowni, a w pokoju medycznym mogą badać astronautów i podejmować leczenie. W obszarze eksperymentalnym znajdują się dwa laboratoria, w których przeprowadzane są eksperymenty antygrawitacyjne i eksperymenty z zakresu nauk przyrodniczych. Obszar upraw jest zbudowany na drugim piętrze bazy, aby ułatwić dostęp do światła dziennego, i istnieją dwa pomieszczenia do uprawy, hydroponika i kultura gleby, aby zapewnić obfite pożywienie dla astronautów. Będą tam również stacje energetyczne do gromadzenia i przechowywania energii słonecznej i jądrowej oraz łazik księżycowy, który pozwoli astronautom podróżować i badać Księżyc.

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

Środowisko Księżyca jest bardzo czyste, mikrograwitacja, brak zanieczyszczeń, brak pola magnetycznego i atmosfery, więc nadaje się do przeprowadzania eksperymentów w naukach fizycznych i przyrodniczych, eksperymentów z nowymi technologiami, syntezy nowych materiałów, badań i produkcji specjalnych produktów biologicznych, zwłaszcza niektórych specjalnych produktów, których nie można masowo produkować na Ziemi. Eksperymenty w warunkach niskiej grawitacji na Księżycu mogą również zastąpić eksperymenty w warunkach mikrograwitacji na niektórych stacjach kosmicznych. Ponadto może on stanowić idealną bazę naukowo-badawczą do obserwacji i badań wielu podstawowych dyscyplin, a także idealną bazę produkcyjną do opracowywania specjalnych materiałów i produktów biologicznych.

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

Planowaliśmy zbudować nasz obóz w kraterze i wzorowaliśmy się na starożytnym kraterze uderzeniowym z okrągłą krawędzią zwanym kraterem Koblenz na południowej półkuli dalekiej strony Księżyca. Niewielki krater wokół tego miejsca nadaje się do rozbudowy konstrukcji, a wewnętrzna objętość tego dołu jest duża, a powierzchnia dna dołu jest płaska i łatwa do zbudowania. Temperatura w cieniu pasa krateru jest stabilna i wynosi około 17 stopni Celsjusza, co mieści się w komfortowym zakresie.

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.

Pierwszy etap: Rakieta wystrzelona z ziemi przetransportuje zbudowane elementy budynku (wykonane z polimeru wzmocnionego włóknem węglowym i włókna szklanego) oraz zmontowane roboty, które zostaną połączone na Księżycu. Obóz będzie składał się z małych pomieszczeń, aby wytrzymać częste trzęsienia ziemi na Księżycu. Najpierw zostanie zbudowany obszar mieszkalny dla ludzi, a następnie obszar związany z badaniami naukowymi.

Faza 2: Środowisko życia zostało stworzone, a pozostałe materiały budowlane zostaną przetworzone przy użyciu księżycowej gleby. Metale i włókna szklane mogą być wydobywane w celu rozszerzenia zakresu obozu poprzez druk 3D.

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

Środowisko kosmiczne charakteryzuje się dużą różnicą temperatur, środowiskiem bliskim próżni, silnym promieniowaniem i wiatrem słonecznym.

Duża różnica temperatur: Gleba księżycowa ma bardzo dobrą izolację cieplną, którą można wykorzystać jako materiał izolacyjny powierzchni bazy księżycowej. I nowy termostatyczny skafander kosmiczny".

Silne promieniowanie: Księżycowy regolit (gleba) gromadzi się na schronie, chroniąc go przed promieniowaniem.

Wiatr słoneczny (generuje ładunek elektryczny po zawietrznej stronie krawędzi krateru): Zbudowanie bazy na równiku Księżyca i zasilanie jej elektrownią jądrową.

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

Woda: Na wczesnym etapie wygodniej było pozyskiwać tlen i wodę z ziemskiego ciekłego wodoru i księżycowej gleby. Glebę księżycową można zredukować za pomocą ilmenitu wodorowego w celu wytworzenia wody lub po prostu poddać elektrolizie stopionej soli w celu uzyskania tlenu, a następnie reagować z ciekłym wodorem w celu wytworzenia wody. Można też przywieźć pewną ilość wody z Ziemi i poddać ją recyklingowi, aby woda użytkowa astronautów, w tym mocz, pot, stolec i tak dalej, mogła zostać ponownie wykorzystana za pomocą unikalnego urządzenia filtrującego i oczyszczającego. Na późniejszym etapie można opracować lód wodny na biegunie południowym Księżyca. Jeśli promieniowanie, takie jak energia słoneczna, zostanie wyemitowane do lodu wodnego, lód wodny wyparuje, a następnie zebrana woda może zostać wyekstrahowana i rozłożona na tlen i wodór.

Jedzenie: Astronauci mogą najpierw jeść żywność, którą przywiozą ze sobą, a następnie jeść żywność, która rośnie po zbudowaniu miniaturowego ekosystemu. W mikrobiosferze znajdą się nasiona ziemniaków (które prawdopodobnie będą podstawowym pożywieniem dla ludzi na Księżycu ze względu na ich łatwe przechowywanie i skrobiową naturę), nasiona Arabidopsis i gleba (która zamieni księżycowy piasek w glebę - podgrzewając go i zamieniając w substancję z dużą ilością drobnych nierówności i rowków, które zapewnią siedlisko dla drobnoustrojów). Następnie dodawane są mikroby i nawozy organiczne, aby przekształcić materiał w glebę). i utrzymywać temperaturę w okręgu na poziomie 1 ~ 30 ℃, a także odpowiednią wilgotność i wprowadzać naturalne światło na powierzchnię księżyca przez rurkę światłowodową, tworząc środowisko wzrostu roślin.

Powietrze:Produkcja tlenu w glebie księżycowej: W glebie księżycowej znajduje się wiele substancji zawierających tlen, w tym duża ilość krzemionkowego żelazistego tlenku srebra, tlenku wapnia, tlenku manganu i dwutlenku tytanu. "Tlen w glebie księżycowej może być ekstrahowany poprzez elektrolizę. Głównymi surowcami wykorzystywanymi w elektrolizie są ilmenit i tlenek żelaza w glebie księżycowej. Na każde 100 kilogramów księżycowej gleby można wyprodukować ponad 20 kilogramów tlenu. Wydajność produkcji tlenu można określić jako bardzo wysoką. Oprócz produkcji tlenu, proces elektrolizy wytwarza również produkty uboczne, takie jak żelazo i krzem, które mogą być wykorzystane do budowy baz księżycowych.

Zasilanie: Na obecnym etapie zasilanie odbywa się głównie za pomocą energii słonecznej, a na późniejszym etapie będziemy wspomagać się energią jądrową. Zamierzamy zastosować cienkie warstwy słoneczne na Księżycu na dużą skalę. Energia słoneczna jest bezpośrednio dostarczana do systemu oświetlenia, systemu wentylacji i potrzeb badań naukowych, podczas gdy nadmiar energii jest przechowywany w wysokowydajnych urządzeniach magazynujących energię, takich jak baterie litowo-jonowe, unikając problemu energetycznego, gdy Ziemia całkowicie blokuje światło słoneczne.

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

(1) Recykling odpadów płynnych

Obóz księżycowy jest wyposażony w stosunkowo zaawansowane toalety. Urządzenie pompuje mocz bezpośrednio, a po złożonym procesie destylacji i głębokiego oczyszczania, woda zawarta w moczu jest odzyskiwana i oczyszczana do poziomu wody pitnej.

Ponadto pot astronautów i wydychana przez nich para wodna mogą być oczyszczane do postaci wody pitnej pochodzącej z recyklingu. W rezultacie stacja jest w stanie poddawać recyklingowi wodę, znacznie zmniejszając obciążenie związane z dostarczaniem ładunku, a odpady płynne są skutecznie poddawane recyklingowi.

(2) Śmieci z gospodarstw domowych

Śmieci domowe są głównie zbierane, kompresowane, przechowywane i składowane w szeregu etapów, a następnie transportowane do atmosfery przez statek kosmiczny Tianzhou w celu spalenia, aby zmniejszyć zanieczyszczenie przestrzeni kosmicznej.

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

Po pierwsze, każdy astronauta zostanie wyposażony w przenośny plecak systemu podtrzymywania życia z radiem VHF, które przesyła dane dźwiękowe i biosensoryczne ze skafandra do głównego pokoju kontrolnego w obozie księżycowym, a także sygnał akustyczny z głównego pokoju kontrolnego do astronauty w skafandrze. System komunikacyjny głównego pokoju kontrolnego obozu księżycowego wysyła sygnały z powrotem na Ziemię przy użyciu pasma S, pasma ultra-wysokiej częstotliwości, które może przenikać przez jonosferę Ziemi bez odbijania lub odbijania. W tym samym czasie system komunikacji głównego pokoju kontrolnego obozu księżycowego może również wykorzystywać pasmo S do wysyłania sygnałów do innych obozów księżycowych w celu utrzymania kontaktu.

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 naszym obozie księżycowym skupiamy się na nauce o grawitacji, biotechnologii i ekologii życia. Będziemy mieć cztery szafy laboratoryjne do naszych eksperymentów naukowych. Laboratorium nauki o zmiennej grawitacji zapewnia wysoce precyzyjne środowisko grawitacyjne do ukończenia badań różnych efektów grawitacji i mechanizmów reakcji płynów mikrograwitacyjnych i eksperymentów spalania. Laboratorium biotechnologiczne wyposażone jest w szereg zaawansowanych przyrządów do hodowli komórek i wykrywania do badania tkanek biologicznych, komórek, cząsteczek biochemicznych i innych obiektów biologicznych na różnych poziomach; Ekologia życia zapewnia środowisko ekologiczne do uprawy roślin i małych zwierząt, bada wpływ środowiska księżycowego na wzrost, rozwój i metabolizm jednostek biologicznych oraz promuje ludzkie zrozumienie natury zjawisk życiowych; Naukowy schowek na rękawiczki i szafka do przechowywania kriogenicznego mogą zapewnić zamkniętą i czystą przestrzeń operacyjną do eksperymentów kosmicznych. Wyposażone w mechaniczne ramiona do subtelnych operacji, mogą pomóc naukowcom w osiągnięciu precyzyjnych lub powtarzalnych operacji, takich jak wstrzykiwanie genów, ekstrakcja jądrowa i zapewnić środowisko o niskiej temperaturze do przechowywania próbek naukowych.

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

Po pierwsze: ponieważ udadzą się na powierzchnię Księżyca, aby zebrać glebę księżycową i inne materiały do eksperymentów, będą szkolić astronautów w zakresie kompresji, symulacji środowiska nieważkości na ziemi, aktywności pozaziemskiej i treningu pracy.

Po drugie, ponieważ astronauci muszą przeprowadzać regularne kontrole bezpieczeństwa sprzętu w bazie, przeszkolimy ich w zakresie profesjonalnych teorii, umiejętności operacyjnych i ulepszeń symulacji związanych ze sprzętem.

Po trzecie, ponieważ astronauci żyją w obozach księżycowych przez długi czas, aby uniknąć nadmiernej presji psychologicznej na astronautów, zapewnimy im szkolenie psychologiczne w celu zapewnienia ich zdrowia psychicznego.

Po czwarte: Astronauci muszą mieć silną sylwetkę, aby stawić czoła różnym sytuacjom awaryjnym, dlatego zapewnimy im szkolenie w zakresie sprawności fizycznej.

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.

Statek kosmiczny może działać szybko i elastycznie na powierzchni Księżyca i w przestrzeni kosmicznej, może być odporny na ekstremalne temperatury i środowiska, a także powinien mieć wystarczającą masę nośną i przestrzeń do przechowywania.

Pojazdem w obozie księżycowym jest lunar Buggy - mały pojazd, który może poruszać się po powierzchni Księżyca i wytrzymać grawitację oraz trudny teren powierzchni Księżyca.

Aby podróżować na Ziemię i z powrotem, potrzebny był statek kosmiczny, który mógłby latać bezpiecznie i szybko. Posiadał wystarczające zapasy paliwa i żywności oraz był w stanie wytrzymać trudne warunki w przestrzeni kosmicznej, takie jak ciepło, promieniowanie i zimno.

Podczas eksploracji nowych miejsc na powierzchni Księżyca możemy wykorzystać technologię teledetekcji, sondy itp. wyposażone w pojazd księżycowy, które mogą pomóc nam zbadać nieznane regiony na Księżycu, zebrać dane i obrazy oraz dostarczyć nam więcej informacji naukowych.

Inne projekty: