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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Chiny 19 5 / 2 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360
Naukowy projekt Lunar Base koncentruje się na wykorzystaniu rur z lawy księżycowej jako struktur mieszkalnych dla przyszłych misji księżycowych. Projekt obejmuje budowę modułowej bazy na Księżycu, która może być montowana i demontowana zgodnie z wymaganiami misji. Projekt Lunar Base koncentruje się na wykorzystaniu rur z lawy księżycowej jako struktur mieszkalnych dla przyszłych misji księżycowych.
Głównym celem projektu jest zbadanie możliwości wykorzystania naturalnego środowiska Księżyca do stworzenia bezpiecznego i nadającego się do zamieszkania środowiska. Rury lawowe Księżyca są idealnymi siedliskami, ponieważ oferują naturalną ochronę przed promieniowaniem, mikrometeorami i ekstremalnymi wahaniami temperatury. Wykorzystamy zaawansowaną robotykę i technologię druku 3D, aby zbudować modułową bazę, która będzie zasilana energią termoelektryczną i będzie miała awaryjny system zasilania awaryjnego. Baza posłuży również jako platforma do testowania nowych technologii, które ostatecznie zostaną wykorzystane w ludzkich wyprawach na Marsa i nie tylko. Ogólnie rzecz biorąc, projekt ma na celu zbudowanie zrównoważonej i zaawansowanej technologicznie bazy księżycowej, aby ułatwić długoterminowe badania i eksplorację Księżyca, jednocześnie zmniejszając ryzyko związane z długoterminowymi misjami kosmicznymi.
Głównym celem założenia księżycowej bazy badawczej w tubach lawowych Księżyca jest przeprowadzenie różnych eksperymentów naukowych i obserwacji. Warunki panujące w tubach lawowych oferują unikalne możliwości badania geologii Księżyca, uzyskiwania wglądu we wczesną historię Księżyca oraz badania potencjału wydobycia wody i innych ważnych zasobów. Kontrolowane środowisko rur lawowych może być również wykorzystywane do uprawy roślin oraz testowania i rozwoju nowych technologii i oprzyrządowania naukowego. Ustanawiając bazę księżycową opartą na badaniach, naukowcy mogliby poszerzyć naszą wiedzę na temat Księżyca, poszerzyć naszą wiedzę na temat Układu Słonecznego i położyć podwaliny pod dalszą eksplorację i potencjalne zasiedlenie innych planet lub księżyców w przyszłości.
Po pierwsze, przebywanie pod ziemią chroni bazę przed surowym środowiskiem księżycowym, w tym promieniowaniem słonecznym i ekstremalnymi wahaniami temperatury. Zmniejszyłoby to zapotrzebowanie na ciężki sprzęt osłonowy, czyniąc proces budowy łatwiejszym i tańszym.
Po drugie, rury lawowe zapewniają łatwo dostępne źródło zasobów, takich jak woda, którą można wydobywać z lodowego regolitu. Ponieważ woda jest niezbędna do zamieszkania przez ludzi i produkcji paliwa rakietowego, posiadanie pobliskiego źródła znacznie obniżyłoby koszty misji zaopatrzeniowych.
Dodatkowo, naturalna ochrona zapewniana przez rury lawowe mogłaby zostać wykorzystana do uprawy roślin w kontrolowanym środowisku, zapewniając zrównoważone źródło świeżej żywności.
Wreszcie, lokalizacja krateru Philolaus jest strategicznie korzystna, ponieważ znajduje się w pobliżu północnego bieguna Księżyca. Lokalizacja ta zapewnia dostęp do niemal stałego światła słonecznego, które można wykorzystać do zasilania energią słoneczną, potencjalnie czyniąc bazę samowystarczalną energetycznie.
Cała baza ULS przyjmuje bioniczną strukturę gniazda mrówek, która jest zbudowana zgodnie z trendem księżycowej rury lawowej, dzięki czemu struktura budynku ma najwyższą gęstość, wymagane materiały są najprostsze, przestrzeń użytkowa jest największa, a struktura jest stabilna i mocna. Sprzyja budowie bazy i późniejszej rozbudowie.
Faza I: Wysłanie robotów eksplorujących jaskinie w celu ukończenia ogólnego projektu bazy zgodnie z danymi dotyczącymi eksploracji terenu, dostarczenie niezbędnych materiałów eksploatacyjnych i gigantycznych robotów drukujących 3D, umieszczenie termoelektrycznej kolumny zasilającej na powierzchni Księżyca przez bezwładność podczas lądowania oraz wykorzystanie ogniw paliwowych i termoelektrycznego wytwarzania energii do wczesnej budowy; Technologia balonu laserowego jest wykorzystywana do rozsądnego przekształcenia rury lawowej, a następnie ogólna struktura bazy jest drukowana za pomocą gleby księżycowej. Budynki powierzchniowe są pokryte membranami do odwróconej dializy wydrukowanymi przez roboty drukujące 3D i samodopasowującymi się zgodnie z programowalnym tworzywem sztucznym i strukturą origami w celu pochłaniania wiatru słonecznego na wczesnym etapie budowy.
Faza 2: Przetransportowanie różnego sprzętu na Księżyc, ukończenie budowy podstawowej strefy życia B1, aby niewielka liczba astronautów mogła wejść i pomagać w przyszłych eksperymentach w bazie oraz B2 (obszar badań księżycowych) i dolna warstwa B3 (obszar mieszkalny i rozrywkowy).
Faza trzecia: Czterech lub pięciu astronautów wejdzie na pokład bazy księżycowej, a gdy baza zostanie ustabilizowana, pomieszczenia mieszkalne będą mogły być dalej rozbudowywane, aby pomieścić więcej astronautów i badaczy.
Unikalna lokalizacja architektoniczna ULS rozwiązała większość problemów związanych z przetrwaniem astronautów na Księżycu. Unikalne wejście do ULS jest dwupoziomową strukturą, która wykorzystuje koncepcję projektową Whipple Shield, aby skutecznie wytrzymać uderzenia meteorytów. Podziemne struktury zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać trudne warunki panujące na Księżycu, w tym promieniowanie słoneczne, ekstremalne wahania temperatury i uderzenia mikrometeorytów. (Według badań NASA, możliwe jest utrzymanie stałej temperatury od 17 do 19 stopni Celsjusza poniżej 6 metrów na powierzchni Księżyca).
W nagłych wypadkach baza będzie miała centralny węzeł jako bezpieczny obszar. Centrum będzie wyposażone w śluzy powietrzne i zapasy awaryjne, takie jak dodatkowy tlen, woda i żywność. Ponadto baza księżycowa będzie wyposażona w zapasowe systemy zasilania i sprzęt komunikacyjny, aby zapewnić astronautom możliwość komunikowania się z Ziemią w nagłych wypadkach.
Ponadto w bazie znajdować się będzie zaplecze medyczne zapewniające astronautom opiekę medyczną. Placówka będzie wyposażona w zaawansowany sprzęt medyczny i wyszkolony personel medyczny, aby poradzić sobie z każdym urazem lub chorobą.
Krótko mówiąc, księżycowa baza naukowa zostanie zaprojektowana tak, aby zapewnić astronautom odpowiednią ochronę i schronienie. Modułowa konstrukcja i osłona przed promieniowaniem pomogą chronić astronautów przed surowym środowiskiem księżycowym, a zaawansowane systemy podtrzymywania życia i zapasy awaryjne zapewnią im przetrwanie w przypadku zagrożenia.
Aby zapewnić astronautom zrównoważone podstawowe potrzeby, Lunar Camp wdraża szereg kluczowych funkcji, aby zaspokoić ich potrzeby przetrwania:
Woda: Aby zapewnić normalne dostawy zasobów wodnych, korzystamy z dwóch linii zaopatrzenia w wodę. Z jednej strony, pozyskujemy wodę przez rury lawowe i lód w stale zacienionych obszarach w pobliżu bieguna północnego; z drugiej strony, membrany do odwróconej dializy na powierzchni budynków naziemnych mogą wytwarzać wodę i tlen poprzez wychwytywanie jonów wodoru w wietrze słonecznym, podczas gdy system recyklingu wody służy do zbierania moczu i potu astronautów w celu recyklingu.
Żywność: W okresie poprzedzającym lot na Księżyc astronauci będą spożywać żywność kosmiczną (głównie białkową) przywiezioną z Ziemi; Po ukończeniu laboratorium hodowli wodnej astronauci będą uprawiać różne jadalne rośliny. Będziemy również drukować żywność w 3D, aby stworzyć wegetariańskie mięso z włókna sojowego;
Powietrze/tlen: Tlen produkujemy na trzy główne sposoby. Po podgrzaniu i stopieniu księżycowej gleby lub skał przeprowadzamy elektrolizę. Tlen jest uwalniany w postaci pęcherzyków ze stopionego materiału. Po podgrzaniu do 1600-2500 ℃, skała zawierająca tlen może ulec rozkładowi i wytworzyć czysty tlen. Rośliny w komorze hydroponicznej pochłaniają również dwutlenek węgla uwalniany przez astronautów, aby uzyskać stały dopływ tlenu; Ponadto więcej tlenu można uzyskać poprzez hydrolizę.
Zapotrzebowanie na moc: Stosujemy system generowania energii oparty na różnicy temperatur. W kolumnie generującej różnicę temperatur zastosowaliśmy samobieżny termosyfon o wysokim transferze ciepła do ogrzewania księżycowej gleby. Grawitacja jest wykorzystywana jako siła napędowa do refluksu cieczy. Jednak na wczesnych etapach ogniwa paliwowe służą również jako zapasowe źródła energii, dostarczając ciepło i energię elektryczną do bazy.
Oto pięć sposobów radzenia sobie z różnymi rodzajami śmieci wytwarzanych przez naszych astronautów na Księżycu:
Recykling: Niektóre odpady można poddać recyklingowi, np. wodę, która jest niezbędna do przetrwania. Woda może być odzyskiwana poprzez recykling potu astronautów, moczu i wdychanej pary wodnej.
Kompresja i przechowywanie: Odpady można skompresować i przechowywać tak, aby zajmowały mniej miejsca. Odpady stałe można skompresować na mniejsze kawałki za pomocą kompresora i przechowywać w koszu lub podobnym pojemniku.
Spalanie: Niektóre odpady organiczne mogą być utylizowane poprzez spalanie. Proces ten przekształca odpady w popiół i dwutlenek węgla, wymagając do tego odpowiednich warunków tlenowych i temperaturowych.
Ponowne wykorzystanie: Odpady mogą być ponownie wykorzystane, odpady kuchenne mogą być kompostowane i ponownie wykorzystane jako gleba do uprawy warzyw na miejscu.
W połączeniu, zabiegi te mogłyby pomóc utrzymać bazę księżycową czystą i zrównoważoną, zapewniając jednocześnie pełne wykorzystanie zasobów niezbędnych do przetrwania.
Baza księżycowa będzie wymagała wydajnych i niezawodnych systemów komunikacji, aby utrzymać kontakt z Ziemią i innymi bazami księżycowymi. Podstawową metodą komunikacji będą transmisje radiowe o wysokiej częstotliwości. Baza księżycowa będzie również posiadać szereg orbitujących satelitów komunikacyjnych, które będą działać jako przekaźniki między bazą a Ziemią.
Ponadto baza księżycowa będzie wyposażona w anteny i anteny komunikacyjne do bezpośredniej i nieprzerwanej komunikacji z Ziemią, a także redundantne systemy komunikacyjne, aby zapewnić nieprzerwaną komunikację, nawet w przypadku awarii systemu.
Baza księżycowa będzie również wyposażona w zintegrowany system komunikacji sieciowej, który umożliwi komunikację między różnymi sekcjami bazy, a także z innymi bazami księżycowymi. System ten będzie obejmował kable światłowodowe i sieci Wi-Fi do przesyłania danych, umożliwiając wydajną komunikację i udostępnianie informacji między różnymi bazami księżycowymi.
W opartej na badaniach bazie księżycowej znajdującej się w rurze z lawą księżycową istnieje kilka tematów naukowych, na których skupiałyby się badania. Niektóre z głównych obszarów badań to geologia księżycowa, wykorzystanie zasobów księżycowych i obserwacje astronomiczne z Księżyca.
Baza księżycowa będzie przeprowadzać eksperymenty z zakresu geologii księżycowej, w tym badać skład mineralny powierzchni Księżyca, analizować zachowanie trzęsień księżycowych oraz badać rozmieszczenie i ruch substancji lotnych, takich jak woda, na Księżycu. Badania te dostarczą cennych informacji na temat powstawania i ewolucji Księżyca oraz pomogą nam lepiej zrozumieć wszechświat.
Innym obszarem zainteresowania jest wykorzystanie zasobów księżycowych, takich jak ekstrakcja wody z gleby księżycowej i wykorzystanie regolitu księżycowego jako materiału budowlanego. Zasoby te byłyby niezbędne do zrównoważonego osiedlania się ludzi na Księżycu, a baza księżycowa będzie badać sposoby ich efektywnego wykorzystania.
Ponadto baza księżycowa będzie prowadzić obserwacje astronomiczne z Księżyca, wykorzystując jego unikalne położenie do obserwacji ciał niebieskich, które nie są widoczne z Ziemi. Baza księżycowa będzie również idealnym miejscem do monitorowania środowiska Ziemi i zagrożeń naturalnych, takich jak monitorowanie zjawisk pogody kosmicznej i wykrywanie uderzeń meteoroidów.
Ogólnie rzecz biorąc, baza księżycowa będzie koncentrować się na badaniach naukowych, które przyczynią się do lepszego zrozumienia Księżyca, wszechświata i potencjału zrównoważonego osadnictwa ludzi na Księżycu. Poprzez badania nad geologią księżycową, wykorzystaniem zasobów księżycowych i obserwacjami astronomicznymi z Księżyca, baza księżycowa przyczyni się do rozwoju różnych dziedzin nauki i dostarczy krytycznej wiedzy dla przyszłej eksploracji kosmosu.
Aby przygotować astronautów do lotu na Księżyc, solidny program szkoleniowy mógłby obejmować następujące elementy:
Trening fizyczny i fizjologiczny: Astronauci muszą przejść trening grawitacyjny, trening wytrzymałościowy, trening wydolności sercowo-naczyniowej i trening wzmacniający mięśnie podczas długich podróży kosmicznych i misji na powierzchni Księżyca.
Szkolenie w zakresie adaptacji w przestrzeni kosmicznej: szkolenie związane ze środowiskiem kosmicznym, w tym umiejętności operacyjne w środowisku nieważkości, orientacja w przestrzeni kosmicznej i umiejętności pozycjonowania w przestrzeni kosmicznej, psychologia przestrzeni kosmicznej i umiejętność radzenia sobie w środowisku kosmicznym itp.
Szkolenie w zakresie obsługi statków kosmicznych i sprzętu: obsługa i konserwacja kapsuł kosmicznych, kombajnów lodowych, łazików księżycowych i innego sprzętu.
Szkolenie w zakresie geologii i nauk księżycowych: poznanie struktury geologicznej, topografii i geomorfologii Księżyca na potrzeby badań naukowych i zbierania próbek.
Szkolenie w zakresie nagłych wypadków: podstawowa wiedza medyczna i szkolenie w zakresie reagowania w nagłych wypadkach.
Szkolenie w zakresie symulacji misji: Astronauci muszą zostać przeszkoleni w zakresie symulacji misji w rzeczywistych środowiskach, w tym misji na powierzchni Księżyca, operacji w kapsule, reagowania w sytuacjach awaryjnych itp.
Szkolenie w zakresie komunikacji: Naucz się języka, protokołów i procedur komunikacji, dowiedz się, jak skutecznie komunikować się z kontrolą misji i ściśle współpracować z innym odpowiednim personelem
Trening psychologiczny: trening psychologiczny astronautów w celu dostosowania astronautów do tego zawodu wysokiego ryzyka i specyfiki środowiska kosmicznego, konieczne jest przeprowadzenie ścisłego treningu psychologicznego astronautów, tak aby mieli doskonałą jakość psychologiczną w zakresie zdolności racjonalnego myślenia, odwagi do seksu, zgodności psychologicznej i nie chaosu w obliczu kryzysu, zdolności radzenia sobie z nagłym kryzysem.
Krótko mówiąc, astronauci muszą przejść kompleksowe szkolenie, aby upewnić się, że są kompetentni do misji lądowania na Księżycu.
Statki kosmiczne zdolne do transportu ludzi i sprzętu między Ziemią a Księżycem, a także rakiety załogowe, są potrzebne do przyszłych misji na Księżyc. A do transportu ładunków wolimy używać dużych rakiet nośnych, takich jak SLS lub Saturn V.
Oprócz tych statków kosmicznych, baza księżycowa potrzebowałaby różnych pojazdów do poruszania się po powierzchni Księżyca. Zaprojektowaliśmy pojazd księżycowy RV, którego unikalna konstrukcja podwozia może lepiej dostosować się do powierzchni Księżyca, a przestronna skrzynia ładunkowa zapewnia również możliwość podróżowania na duże odległości i przez długi czas. Modułowa konstrukcja umożliwia również załadowanie określonych instrumentów w celu wykonania różnych zadań specjalnych.
Księżycowy kombajn lodowy został zaprojektowany przez nas do zbierania i transportu ładunków. Zastosowanie inteligentnej, odłączanej skrzyni ładunkowej i sztucznej inteligencji umożliwia kombajnowi samodzielne wykonywanie zadań związanych z wydobywaniem lodu.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 