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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18   2 / 0 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360


Zewnętrzna przeglądarka dla projektów 3D


1.1 - Opis projektu

  1. Nasz księżycowy kemping jest podzielony na centralny obszar mieszkalny i zewnętrzny obszar sadzenia, obszar badawczy, obszar wydobywczy, obszar transmisji sygnału itp. Obszar mieszkalny obejmuje podstawowe kabiny, takie jak sypialnie, restauracje, główne pokoje kontrolne i siłownie. Wszystkie ściany kabin są zbudowane z tytanu, włókna węglowego, wodnego tlenku wapnia (materiał izolacyjny), materiału kompozytowego (materiał odporny na promieniowanie), tytanu od wewnątrz na zewnątrz. Najbardziej zewnętrzna warstwa ma również warstwę ochronną o grubości 1,6 metra wykonaną ze specjalnego materiału z gleby księżycowej.
  2. Planujemy prowadzić badania naukowe, eksperymenty i badania nad rozwojem Księżyca, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo i zamieszkanie astronautów. Wykorzystamy księżycowe płyty skalne do pochłaniania ciepła i przechowywania go w urządzeniu do gromadzenia ciepła, które będzie dostarczać ciepło do każdego przedziału za pośrednictwem rurociągów. Ponadto posiadamy elektromagnetyczne urządzenia ewakuacyjne i kapsuły ratunkowe w kształcie kapsuły, które mogą uciec z Księżyca w odpowiednim czasie w poważnych niebezpiecznych sytuacjach.

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

Nasz księżycowy kemping służy głównie do badań naukowych, odkrywania tajemnic wszechświata, pochodzenia ludzkości i zasobów na Księżycu. Jakie są zasoby, które mogą lepiej i łatwiej zaspokoić zapotrzebowanie na tlen, wodę i energię na Księżycu. Wykorzystywane do badania uprawy roślin księżycowych, jak je dobrze sadzić i jak sprawić, by ziemskie rośliny były bardziej produktywne. Te badania naukowe wniosły znaczący wkład w plan zamieszkania większej liczby ludzi na Księżycu.

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

Planujemy zbudować nasz obóz księżycowy w antarktycznym basenie Aitken w Mare Smythii. Mare Smythii znajduje się na grzbiecie Księżyca. Jego centrum znajduje się na 87,7 stopnia szerokości geograficznej południowej i 126,9 stopnia długości geograficznej zachodniej. Znajduje się tam 11 średniej wielkości kraterów uderzeniowych Yuhai. Pod nimi mogą znajdować się głębokie zagłębienia lub pęknięcia, dzięki czemu lód wodny może być tam stabilnie przechowywany. Wybrany obszar charakteryzuje się wysokim poziomem FTA, OL i CPX, które mogą być wykorzystywane do produkcji tlenu i wydobywania metali, takich jak żelazo i tytan, w celu zaspokojenia potencjalnych długoterminowych potrzeb życiowych ludzi. Z punktu widzenia utrzymania energii wymaganej do działania stacji naukowo-badawczych, obszar ten ma najsilniejsze natężenie światła na powierzchni Księżyca i jest jednym z najbardziej idealnych obszarów do pozyskiwania energii słonecznej w ciągu dnia na Księżycu.

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.

Budowę bazy planujemy przeprowadzić w trzech etapach:

Krok 1: Planujemy najpierw zasymulować proces montażu na Ziemi, a następnie wysłać moduł mieszkalny na Księżyc, używając robota do złożenia bazy. Użyte materiały pochodzą z Ziemi, takie jak tytan, aluminium, kwas krzemowy itp

Krok 2: Wysłanie astronautów i kolejnych modułów na Księżyc, stopniowe ulepszanie obszaru eksperymentalnego, obszaru sadzenia itp. Obszar sadzenia może być połączony z kraterem, co sprzyja wydobyciu księżycowego lodu.

Krok 3: Planujemy pozyskać materiały z warstwy wietrzeniowej gleby księżycowej i użyć dużego urządzenia do drukowania 3D, aby zbudować warstwę chroniącą przed promieniowaniem o grubości 1,6 metra na zewnątrz niezbędnych modułów.

Ponadto planujemy dostarczać energię z pasa Ziemi (panele słoneczne, generatory itp.), sprężarki tlenu i oczyszczacze powietrza, konstrukcje wsporcze (w tym budynki, filary, łączniki, wsporniki i zawiasy rozprężne itp.), systemy zaopatrzenia w wodę (zaawansowany sprzęt do oczyszczania i odzyskiwania wody), sprzęt komunikacyjny (w tym satelity komunikacyjne, sprzęt komunikacyjny, komputery, połączenia sieciowe itp.) Systemy podtrzymywania życia (w tym systemy podtrzymywania życia, toalety, łóżka, catering itp.), sprzęt naukowo-badawczy (w tym sprzęt astronomiczny, sprzęt laboratoryjny itp.).

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

Bierzemy pod uwagę głównie promieniowanie, mikrometeoryty i kwestie temperatury związane z zagrożeniami na Księżycu.

  1. Kwestie promieniowania: Używamy trzech modułów: podstawowych izolatorów, elastycznych kabli i technologii ekranowania Whipple'a, a także specjalnych materiałów z gleby księżycowej, aby zapobiec zagrożeniom radiacyjnym dla astronautów. Następnie dodamy warstwę wody wewnątrz ściany, która może skutecznie pochłaniać i rozpraszać promieniowanie. Może to zminimalizować szkodliwość promieniowania.
  2. W kwestii mikrometeorytów: Mamy specjalną zewnętrzną warstwę ochronną z materiału, a ściany są zbudowane z tytanu, który może wytrzymać małe meteoryty i wysokie wahania temperatury. Ponadto używamy również radaru do wykrywania (mikro) meteorytów w przypadku podjęcia decyzji z wyprzedzeniem.
  3. W przypadku problemu z temperaturą: używamy wydajnych materiałów termoizolacyjnych, takich jak grafit, włókno szklane i aerożel, aby zmniejszyć wymianę ciepła między powietrzem wewnątrz i na zewnątrz oraz uniknąć wpływu wahań temperatury zewnętrznej na temperaturę wewnętrzną. Wykorzystanie wentylatorów, klimatyzacji i innych urządzeń w celu utrzymania stabilności temperatury bazowej oraz wykorzystanie systemów energetycznych, takich jak panele słoneczne, w celu zapewnienia niezbędnych źródeł chłodu i ciepła wewnątrz budynku.

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

Po założeniu bazy astronauci będą używać łazików księżycowych do przewożenia narzędzi górniczych i robotów do wydobywania pobliskiego lodu księżycowego, a następnie topienia, filtrowania i oczyszczania w celu uzyskania czystej wody. Planujemy robić to dwa do trzech razy w tygodniu, z częścią bezpośrednio transportowaną do części mieszkalnej, a częścią przechowywaną w urządzeniach do przechowywania wody. Ponadto filtrat moczu można również chemicznie przekształcić w klej, przekształcając grupy kwasowe w łańcuchu polimerowym w grupy estrowe, zmieniając jego właściwości.
Jedzenie jest niezbędne dla astronautów, a pierwsi astronauci będą spożywać żywność przywiezioną z Ziemi. Oczywiście przywieziona żywność nie przetrwa długo, więc astronauci zbudują obszar do sadzenia po ustanowieniu podstawowych udogodnień i wykorzystają techniki uprawy hydroponicznej i powietrznej do sadzenia niektórych roślin: bakłażanów, ziemniaków, pomidorów i innych roślin, które mogą uzupełniać różne składniki odżywcze. Biorąc pod uwagę długoterminowy rozwój, przygotowujemy się również do zbadania, jak wykorzystać glebę księżycową do uprawy roślin.
W naszym systemie zasilania panele słoneczne będą wykorzystywane do codziennego generowania podstawowej energii, a także wykorzystamy dużą ilość helu-3 na Księżycu, aby uzupełnić naszą energię elektryczną. Przekształcamy ją w prąd stały i przechowujemy w akumulatorze, wykorzystując energię chemiczną. Gdy potrzebna jest energia elektryczna, należy przekształcić energię chemiczną w prąd stały, a następnie przekształcić ją w prąd zmienny w celu zasilania.
Początkowo wydobywalibyśmy pewną ilość tlenu z księżycowej warstwy wietrzeniowej lub skał (co wymaga zmieszania tlenu i azotu zgodnie ze składem atmosfery powierzchniowej, aby ludzkie ciało mogło bezpośrednio oddychać). W przypadku azotu, sprowadzilibyśmy go z Ziemi. Możemy również użyć stopionej elektrolizy do wydobycia powietrza. Przygotowujemy się również do użycia soczewki do podgrzania gruntu do 2500 stopni w celu wydobycia tlenu.

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

Recykling i ponowne wykorzystanie: Nasz księżycowy kemping stworzy zamknięte środowisko podobne do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, umożliwiając recykling i ponowne wykorzystanie odpadów wytwarzanych przez astronautów. Na przykład kał i mocz mogą być przetwarzane na nawóz lub wodę, które mogą być wykorzystywane w systemach podtrzymywania życia lub do uprawy roślin.
Rozkład oksydacyjny: Odpady mogą być utleniane i rozkładane w reaktorze utleniającym. Reaktor utleniający obejmuje mieszanie odpadów organicznych z utleniaczami, takimi jak nadtlenek wodoru, i umieszczanie ich w pojemniku w celu reakcji w warunkach wysokiej temperatury. W wyniku tej reakcji substancje organiczne reagują z utleniaczami, tworząc bezpieczniejsze substancje, takie jak woda i dwutlenek węgla. Następnie woda i dwutlenek węgla są wykorzystywane do fotosyntezy, produkcji żywności i dostarczania tlenu.
Przechowywanie pod ciśnieniem: Odpady stałe, duże kawałki odpadów itp. można skompresować i przechowywać w specjalnych pojemnikach, czekając na przyszłe zadania związane z recyklingiem lub sprzątaniem śmieci.

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

Nasz obóz księżycowy wykorzysta wieże sygnałowe i radary do nawiązania komunikacji z satelitami, które mogą być używane do odbierania sygnałów z Ziemi i zapewnienia ścieżki powrotnej do przesyłania informacji, takich jak obrazy, dane i głos, utrzymując komunikację między obozem a Ziemią. Następnie można nawiązać kontakt z Ziemią i innymi obozami księżycowymi. Ponadto do komunikacji z Ziemią można również wykorzystać radio. Po zakończeniu konserwacji i uruchomieniu radia należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak propagacja fal elektromagnetycznych, aby zapewnić wysoką jakość komunikacji.
Ponadto nasz księżycowy kemping posiada elektromagnetyczne urządzenie wyrzucające, które wykorzystuje elektromagnetyzm do wyrzucania kapsuł w kształcie kapsuł. Po ustawieniu prędkości i zaplanowaniu trasy można je przesłać do innych obozowisk księżycowych, aby nawiązać bezpośrednią komunikację między astronautami.

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.)

Geologia będzie naszym głównym celem badawczym.

Zbieranie skał i gleby: Aby zrozumieć historię geologiczną i charakterystykę Księżyca, można zebrać próbki do analizy. Próbki te mogą być pobierane za pomocą odwiertów lub robotów i analizowane pod kątem ich właściwości chemicznych i fizycznych.
Monitorowanie sejsmiczne: Sejsmiczność na Księżycu jest mniejsza niż na Ziemi, ale trzęsienia ziemi dostarczają użytecznych informacji na temat wewnętrznej struktury Księżyca. Czujniki do monitorowania trzęsień ziemi mogą być rozmieszczone na powierzchni Księżyca w celu rejestrowania i analizowania zebranych danych.
Pomiar grawitacji: Mierząc pole grawitacyjne na Księżycu za pomocą grawimetru, można zrozumieć wewnętrzną strukturę i skład Księżyca. Pomiary te mogą być wykonywane z niskich wysokości orbiterów lub lądowników.
Pomiar pola magnetycznego: Mierząc pole magnetyczne na powierzchni Księżyca, można uzyskać zrozumienie procesów fizycznych zachodzących w jego wnętrzu. Pomiary te mogą być wykonywane za pomocą orbiterów lub samolotów.
Badanie topograficzne powierzchni: Aby stworzyć mapę geologiczną powierzchni Księżyca, do badań topograficznych powierzchni można użyć wysokościomierza laserowego lub radaru i innych instrumentów. Pomiary te mogą pomóc w określeniu rozmiaru i kształtu różnych obiektów geologicznych na Księżycu.
Pomiar przepływu ciepła: Mierząc gradient temperatury na powierzchni i pod księżycem, można zrozumieć przepływ ciepła i historię geologiczną wewnątrz księżyca. Pomiary te można wykonać za pomocą instrumentów wiertniczych lub robotów.

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

Astronauci muszą przejść trzy rodzaje szkoleń:

Pierwszy rodzaj to profesjonalne szkolenie podstawowe: jako astronauta, pierwszym krokiem jest odbycie szkolenia w zakresie profesjonalnej podstawowej wiedzy teoretycznej, takiej jak atmosfera, astronomia, geofizyka, dynamika kosmiczna, komunikacja, komputery itp. Wszystkie te szkolenia są związane z lotnictwem, medycyną i fizjologią. Poprawiając podstawową wiedzę na tych kierunkach, można położyć solidne fundamenty na przyszłość.
Drugim rodzajem jest szkolenie do misji lotniczych: astronauci muszą mieć solidną sylwetkę i na tej podstawie muszą również przejść rygorystyczny trening fizyczny. Trening wytrzymałościowy z nadwagą: Rakiety zazwyczaj mają ekstremalnie wysokie przyspieszenie podczas startu, a bez treningu ciało astronauty nie jest w stanie tego tolerować. Symulacja takiego treningu może pomóc astronautom zachować jasność umysłu oraz dostosować się do zadań związanych z lotem i je wykonać; Trening w stanie nieważkości: Podczas lotu orbitalnego statek kosmiczny często znajduje się w środowisku mikrograwitacji, w którym astronauci często mają zawroty głowy, co wpływa na jego działanie. Dlatego konieczne jest symulowanie nieważkości Huangjing, aby pomóc astronautom wyeliminować strach przed nieważkością. W warunkach nieważkości astronauci muszą wykonywać ćwiczenia, takie jak zakładanie i zdejmowanie skafandrów kosmicznych, jedzenie i chodzenie. Wszechświat i statek kosmiczny są szczególnymi czynnikami środowiskowymi, a astronauci muszą poprawić swoją tolerancję poprzez trening.
Trzeci typ to szkolenie umiejętności zawodowych: astronauci muszą przebywać na Księżycu przez długi czas, przeprowadzać eksperymenty, badania naukowe, eksplorować zasoby i wykonywać inne zadania. Muszą również opanować wiedzę na temat przeprowadzania eksperymentów naukowych i umiejętność obsługi różnych maszyn.

Szkolenia te mają na celu umożliwienie astronautom prowadzenia normalnego życia na Księżycu, prowadzenia badań naukowych i eksploracji Księżyca.

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 misji księżycowej musi być w stanie pomieścić i unieść wystarczająco duży ładunek, ponieważ podróż z Ziemi na Księżyc wymaga przewiezienia dużej ilości materiałów i zapasów, a statek kosmiczny musi być w stanie to udźwignąć. Statek kosmiczny zadokuje do stacji kosmicznej w przestrzeni kosmicznej, uzupełni energię ze stacji i poleci na Księżyc.

Na Księżycu astronauci montują odłączane moduły łazików księżycowych przywiezione z Księżyca, które mogą zakończyć eksplorację i zbieranie zasobów. (Te odłączane łaziki księżycowe i roboty eksploracyjne to moduły skonfigurowane z Ziemi i zmontowane na Księżycu).
Na Księżycu małe rakiety przywiezione z Ziemi zostaną zmontowane i będą kontrolowane przez członków Ziemi, aby polecieć na Ziemię
Tworzymy robota wykrywającego, który może wykrywać zasoby i teren, analizować przydatność miejsca do budowy bazy i przekazywać astronautom informacje zwrotne.

Inne projekty: