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.

Civilization Footprints

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 19   6 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360


Zewnętrzna przeglądarka dla projektów 3D


1.1 - Opis projektu

Planujemy zbudować obóz księżycowy, który może zostać ukończony w ciągu 20 lat. Obóz może zapewnić wodę pitną, żywność i inne podstawowe warunki życia dla personelu księżycowego, a także stworzy solidny system energetyczny i naukowo-badawczy, kładąc solidne podstawy dla personelu księżycowego do przeprowadzenia szeregu badań naukowych. Obóz podzielony jest na dwie główne części: funkcjonalną i mieszkalną. Obszar mieszkalny może pomieścić sześć osób w pierwszej fazie i osiągnie pojemność 12 osób, gdy zostanie w pełni zbudowany. Jest też wyposażony w odpowiednie obszary schronienia. Obszary funkcjonalne obejmują cztery obszary badawcze (biologia, geologia, fizyka i materiały), obszar rekreacyjny oraz obszar utrzymania, wytapiania i uprawy zlokalizowany w sześciu rogach obozu. Posiadamy również statek kosmiczny wyposażony w działający silnik jonowy do dalekich misji lub powrotu na Ziemię. Obozowy radar komunikacji kwantowej pozwala na szyfrowaną komunikację w każdych warunkach pogodowych, bez opóźnień, co ułatwia komunikację z innymi obozami na Ziemi lub Księżycu.

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 obozu księżycowego są badania naukowe. Tak jak sugeruje nazwa naszego zespołu, obóz księżycowy jest wyczynem ludzkiej cywilizacji, która opuszcza swoją macierzystą planetę i osiąga długoterminowy pobyt na Księżycu w prawdziwym tego słowa znaczeniu. Jest to znak ekspansji cywilizacji ludzkiej na zewnątrz. Zakładanie obozów księżycowych jest ważnym przełomem w ludzkiej eksploracji oraz innowacjach naukowych i technologicznych, a także wyrazem najwyższego poziomu ludzkiej odwagi, mądrości i praktyki. Tutaj przeprowadzimy eksperymenty fizyczne, rozwój materiałów, obserwacje biologiczne, badania medyczne w środowisku mikrograwitacji, poszukując doświadczenia dla ludzkiej eksploracji planet pozaziemskich i dostarczając ważnych danych dla ludzkich badań w geologii, astronomii, chemii i innych dziedzinach. Wykorzystanie nieskończonej przestrzeni Księżyca do badań, rozwoju i nawigacji, unikanie powodowania wtórnych zakłóceń na Ziemi i ochrona środowiska ekologicznego Ziemi.

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

Zdecydowaliśmy się założyć nasz obóz księżycowy w małym kraterze uderzeniowym powyżej krateru Shackleton na biegunie południowym Księżyca, ponieważ roczny cykl świetlny 80-90% pozwoliłby nam przekształcić wystarczającą ilość energii słonecznej w energię elektryczną, aby utrzymać bazę; Miejsce to znajduje się w pobliżu stale zacienionego obszaru, a po analizie widma w podczerwieni istnieje duże prawdopodobieństwo, że w zacienionym obszarze krateru znajduje się dużo lodu wodnego, który czeka na nasze przyszłe badania i wykorzystanie. Bogate zasoby mineralne dla naszej bazy konstrukcyjnej, aby zapewnić większą wygodę; Około 120 kilometrów od bazy, góra Malapet, której szczyt jest zawsze widoczny dla Ziemi, może być wykorzystana do budowy naziemnego centrum komunikacyjnego. Po drugiej stronie góry Ziemia nie ma na nią wpływu i może być wykorzystywana do obserwacji astronomicznych w głębokim kosmosie.

 

 

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.

Budowa naszego obozu księżycowego będzie w maksymalnym stopniu wykorzystywać zasoby księżycowe i łączyć utwardzanie betonu z gleby księżycowej z technologią druku 3D i wytwarzania szkła w mikrograwitacji w celu zbudowania głównej struktury bazy księżycowej. Zorganizujemy roboty drukujące kontury, roboty drukujące 3D, inteligentne roboty zbierające lód wodny, piec do przygotowywania ciekłej siarki oparty na reakcji w chmurze, akustyczny piec ciśnieniowy, przewożący niewielką ilość niezbędnych materiałów pomocniczych do lądowania na Księżycu. Po zakończeniu budowy dużej ramy płatka śniegu głównego korpusu obozu księżycowego, astronauci udadzą się na Księżyc, zorganizują i sprawdzą stan systemu podtrzymywania życia. Jeśli wszystko będzie w porządku, pierwsza faza Moon camp zostanie zakończona. W drugim etapie powłoka obozu ze stopu tytanu o strukturze plastra miodu zostanie przygotowana przy pomocy robotów do drukowania konturów, a także bardziej obfitych środków pozyskiwania energii, takich jak budowa matryc termoelektrycznych gleby księżycowej i baterii izotopowych.

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

Zagrożenia na Księżycu wynikają głównie z promieniowania, meteorytów i ekstremalnych temperatur. Wcześniejsze badania wykazały, że gleba księżycowa ma dobrą izolację termiczną i pewną ochronę przed promieniowaniem, więc beton wydrukowany z gleby księżycowej będzie odgrywał najważniejszą rolę ochronną. Ponadto, w oparciu o obfite zasoby tlenku krzemu i tlenku tytanu na Księżycu, zostanie skonstruowana powłoka ze stopu tytanu i odporna na promieniowanie szklana kanapka. Liczne dane eksperymentalne pokazują, że struktura ma doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne. Nasz obóz księżycowy znajduje się w małym kraterze uderzeniowym powyżej krateru Shackleton na biegunie południowym Księżyca. Dzięki temu obóz znajduje się w zagłębionym obszarze otoczonym wzgórzami lub kraterami, co znacznie zmniejsza ryzyko uderzenia meteorytów w obóz. Ponadto nasz obóz księżycowy ma częściowo zagłębioną konstrukcję, a najniższe piętro zostanie zbudowane jako obszar schronienia. Jednocześnie wspólny system ostrzegawczy Ziemi i Księżyca jest wykorzystywany do ostrzegania przed możliwymi zagrożeniami w każdych warunkach pogodowych, aby zapobiec katastrofom na dużą skalę, które mogłyby zaszkodzić personelowi stacjonującemu na Księżycu.

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

Woda:
Zasoby wody są niezbędne do przetrwania, dlatego zbudowaliśmy bazę w pobliżu obszaru lodu wodnego, aby ułatwić do niego dostęp. Zebrany lód wodny będzie najpierw przechowywany w podziemnych jaskiniach lodowych, a następnie topiony co tydzień w celu dostarczenia go do systemu zaopatrzenia w wodę, gdzie zostanie przefiltrowany do użytku przez ludzi.
Jedzenie:
Na wczesnym etapie eksploracji żywność powinna opierać się na ziemskiej żywności kosmicznej, ale nie tylko na żywności przywiezionej z Ziemi. Przygotowując się do długiego pobytu na Księżycu, będziemy żywić się głównie roślinami o krótkim cyklu hodowlanym. Zbudowaliśmy pomieszczenia do aeropulturyzacji w zewnętrznych obszarach bazy, wypełniliśmy pomieszczenia hodowlane ciśnieniową atomizacją roztworu odżywczego, tlenu i dwutlenku węgla wydalanego przez ludzi w celu prowadzenia bezglebowej kultury, uprawy roślin transgenicznych i dostarczania składników odżywczych potrzebnych astronautom.
Powietrze:
Powietrze jest jednym z ważnych czynników środowiskowych dla przetrwania człowieka. Tlen może być uwalniany poprzez elektrolizę wody jako rezerwowy zasób tlenu. Planujemy również wydobywać/rafinować tlen z mas skalnych zawierających tlen. Jednocześnie dodamy system cyrkulacji powietrza, aby zapewnić astronautom dostęp do świeżego powietrza przez cały czas przebywania w bazie.
Energia:

Baterie radioizotopowe, charakteryzujące się prostą strukturą i zdolnością do pracy bez ruchomych części, mogłyby być wykorzystywane jako zapasowe i awaryjne źródła zasilania dla obozów księżycowych.

2. Energia słoneczna może być wykorzystana do budowy bazy księżycowej w przyszłości. Bez wpływu atmosfery Księżyc wykorzystuje energię słoneczną 1,5 razy wydajniej niż Ziemia. Ponadto, materiały krzemowe potrzebne do produkcji paneli słonecznych i materiały wspierające panele mogą być wydobywane na powierzchni Księżyca, co ma ogromne zalety dla stopniowej rozbudowy późniejszej bazy księżycowej.
3. Miesięczna różnica temperatury gleby w generowanej mocy

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

Dwutlenek węgla wydychany przez mieszkańców Księżyca może być wychwytywany przez zróżnicowany stały sprzęt adsorpcyjny (McCas), który przekształca stały dwutlenek węgla w gaz, który rośliny mogą wykorzystać do fotosyntezy. System podtrzymywania życia odprowadza wodę, która spożyła pot i mocz, do zbiornika cyrkulacyjnego, gdzie wykorzystuje podobny do rybiego filtr skrzelowy do usuwania dostępnego tlenu i tworzenia nowej wody do spożycia. Odpady domowe są przechowywane w maszynowni obozu, a niektóre odpady generowane przez astronautów mogą być ponownie wykorzystane, takie jak materiały nadające się do recyklingu, metalowe urządzenia itp. Przedmioty te mogą być ponownie przetwarzane i regenerowane w celu wykorzystania ich jako części pojazdów kosmicznych, zmniejszając zależność od zasobów Ziemi, a także wykorzystywane do konserwacji i budowy obozu. Inne odpady wytwarzane przez astronautów, których nie można ponownie wykorzystać, takie jak jednorazowe rękawiczki, plastikowe torby i ręczniki papierowe, powinny być spalane i zakopywane w wysokich temperaturach na Księżycu, aby uniknąć szkód dla środowiska.

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

Nasz obóz księżycowy wykorzystuje technologię komunikacji kwantowej, z radarem komunikacji kwantowej oraz dwoma urządzeniami odbierającymi i chroniącymi sygnał, a także realizuje szyfrowaną komunikację kwantową w czasie rzeczywistym między dwoma miejscami na dowolną odległość, wykorzystując efekt ultraodległości i niemożliwe do rozszyfrowania cechy splątania kwantowego i transmisji kwantowej. Jednocześnie, ze względu na właściwości splątania kwantowego, bazy z przodu i z tyłu Księżyca nie potrzebują już transmisji sygnału z satelitów przekaźnikowych i mogą komunikować się i odbierać sygnały w dowolnym momencie.

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.)

Pobieranie próbek z powierzchni Księżyca: Załoga księżycowa pobierze próbki z powierzchni Księżyca w celu zbadania jego pochodzenia, składu i ewolucji Układu Słonecznego.
Planetarny eksperyment geologiczny: Astronauci przeprowadzili badania geologiczne na powierzchni Księżyca za pomocą łazików księżycowych, sond i innych narzędzi, zbierając i analizując skały, pył i inne dane oraz próbki w celu zrozumienia struktury skorupy księżycowej, zmian geomorficznych, pola magnetycznego itp.
Weryfikacja techniczna budowy bazy księżycowej: Aby zrealizować wizję założenia bazy na Księżycu, planuje się budowę laboratoriów, elektrowni, urządzeń do produkcji tlenu, systemów podtrzymywania życia i przetwarzania odpadów na Księżycu oraz przeprowadzenie weryfikacji technicznej i praktycznego zastosowania.
Eksperyment monitorowania środowiska księżycowego: Ponieważ Księżyc nie ma atmosfery i pola magnetycznego, które by go chroniły, planeta jest narażona na promieniowanie kosmiczne i małe obiekty. Naukowcy mogą wykorzystywać różne technologie do monitorowania środowiska promieniowania Księżyca, wpływu małych obiektów i zmian temperatury na jego powierzchni. Eksperymenty te mogą dostarczyć ważnych danych środowiskowych dla przyszłych misji załogowych, aby zapewnić zdrowie i bezpieczeństwo astronautów.
Kosmiczne eksperymenty naukowe: Na Księżycu można przeprowadzać kosmiczne eksperymenty naukowe, takie jak obserwacja kosmicznego promieniowania tła, promieniowania słonecznego, pyłu międzygwiezdnego, struktury Drogi Mlecznej itp.
Kosmiczne eksperymenty medyczne: Przeprowadzanie kosmicznych eksperymentów medycznych na Księżycu może pomóc naukowcom zrozumieć fizyczne i psychologiczne reakcje ludzi w ekstremalnych środowiskach, co ma istotne implikacje dla zdrowia i bezpieczeństwa długoterminowych astronautów. Eksperymenty te mogłyby obejmować testowanie efektów nowych skafandrów kosmicznych, wydajności systemów podtrzymywania życia oraz wskaźników produkcji i zużycia ludzkiej żywności, wody i tlenu.

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

Podstawowa wiedza z zakresu fizyki, inżynierii i aeronautyki: Astronauci muszą rozumieć fizyczne i mechaniczne właściwości statków kosmicznych, takie jak kinematyka, dynamika i termodynamika, a także koncepcje różnych systemów inżynieryjnych, w tym systemów napędowych, systemów podtrzymywania życia, systemów łączności i systemów przetwarzania danych.
Zrozumienie środowiska kosmicznego: Astronauci muszą zrozumieć cechy środowiska kosmicznego, takie jak próżnia, promieniowanie, mikrograwitacja, pył kosmiczny itp. Muszą także poznać środowisko księżycowe, w tym charakterystykę powierzchni, skład skał, jakość powietrza, promieniowanie słoneczne i inne.
Specjalne umiejętności i zdolności techniczne: Astronauci muszą szkolić się w zakresie odpowiednich umiejętności i zdolności technicznych, takich jak spacery kosmiczne, obsługa statków kosmicznych, systemy kontroli, pierwsza pomoc medyczna i konserwacja.
Umiejętności pracy zespołowej i komunikacji: Misje księżycowe wymagają od astronautów pracy w stosunkowo ograniczonym środowisku, więc będą musieli nauczyć się efektywnej pracy zespołowej i umiejętności komunikacyjnych, a także umiejętności rozwiązywania problemów.
Przygotowanie do sprawności fizycznej i psychicznej: Astronauci muszą być w dobrej kondycji fizycznej i psychicznej do długich lotów i wysoce stresujących warunków otoczenia. Muszą przejść szkolenie symulacyjne i trening umiejętności przetrwania, aby zachować zdrowie fizyczne i stabilność emocjonalną.
Symulacja lotu: Astronauci szkoleniowi będą musieli przeprowadzać symulacje w symulatorach i skupić się na szkoleniu umiejętności symulacji lotu, aby upewnić się, że będą w stanie poradzić sobie z sytuacjami awaryjnymi, gdy się pojawią.
Akademicki program nauczania: Oprócz praktycznych umiejętności związanych z misją, astronauci uczą się wiedzy teoretycznej na różne sposoby, w tym przedmiotów akademickich, takich jak fizjologia człowieka, projektowanie inżynierii systemów i tak dalej, aby zapewnić koncepcyjne zrozumienie problemów związanych z badaniem i rozwiązywaniem 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.

Nasz księżycowy statek kosmiczny wykorzystuje głównie konwencjonalne rakiety nośne. Na powierzchni Księżyca będziemy używać specjalnego łazika do eksploracji i pracy. Ponadto posiadamy statek kosmiczny wyposażony w beznapędowy silnik jonowy, który pozwoli załodze księżycowej zakończyć eksplorację i transfer w krótkim czasie. Głównym sposobem powrotu na Ziemię jest zadokowanie statku kosmicznego z modułem ponownego wejścia na niską orbitę okołoziemską, a następnie jazda modułem ponownego wejścia z powrotem na Ziemię

Inne projekty: