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.

Galaxy Investigator

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18, 19   5 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Projekt obozu księżycowego to przyszłościowy program, którego celem jest zapewnienie ludziom sposobu na przetrwanie w kosmosie. Badamy kosmos, a założenie obozu księżycowego będzie ważnym kamieniem milowym w podboju wszechświata przez ludzkość. Projekt ten poświęcony jest projektowaniu i produkcji zrównoważonej infrastruktury, która umożliwi ludzką eksplorację naukową na Księżycu.

Mamy nadzieję założyć bazę na Księżycu, aby badać misje eksperymentalne, które są trudne do osiągnięcia na Ziemi, takie jak eksperymenty nadprzewodzące w ultra niskich temperaturach w stałej strefie cienia na Księżycu; Obserwować wpływ niskiej grawitacji na mikroorganizmy roślinne; Obserwować bardziej odległy wszechświat na Księżycu bez atmosfery; A na Księżycu, poprzez ogrzewanie gleby księżycowej, można wykorzystać rzadkie zasoby helu-3 i rzadkich ziem na Ziemi.
Nasza baza księżycowa jest również bazą pełną humanistycznej troski, planujemy wykorzystać obrót bazy do symulacji grawitacji Ziemi po najbardziej zewnętrznej stronie bazy, aby uniknąć zagrożenia dla ludzi w warunkach niskiej grawitacji, i zaprojektować specjalną windę, aby umożliwić ludziom bezpieczne wejście i wyjście z bazy.

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

Głównym celem naszej bazy księżycowej są badania naukowe.

Z jednej strony chcemy rozwiązać niektóre z problemów, z jakimi boryka się ludzkość i nasza planeta. Na przykład, wykorzystamy eksperymenty nadprzewodzące w ultra niskiej temperaturze w niektórych stale zacienionych obszarach Księżyca, zbudujemy łazik księżycowy, aby wydobywać i wykorzystywać wystarczającą ilość materiałów mineralnych i zasobów helu-3 na Księżycu, a także zbudujemy rakiety, które mogą realizować transport energii z Ziemi i Księżyca, aby rozwiązać obecny problem niewystarczającej ilości energii na Ziemi.

Z drugiej strony, wykorzystamy fakt, że Księżyc nie ma atmosfery do prowadzenia obserwacji astronomicznych i mamy nadzieję, że obóz księżycowy będzie w stanie kompleksowo i systematycznie przeprowadzać eksplorację Księżyca i przestrzeni kosmicznej, co może pogłębić ludzkie zrozumienie Księżyca i przestrzeni kosmicznej.

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

Wybierzemy rozsądną lokalizację na Księżycu zgodnie z potrzebami naszych badań naukowych i życia.

W pobliżu znajduje się obszar dnia polarnego, a część źródła energii dla naszej bazy i łazika księżycowego pochodzi z energii elektrycznej dostarczanej przez panele słoneczne.

W pobliżu znajduje się stały cień, nasze zasoby wody pochodzą głównie z wody lodowej w strefie stałego cienia, a niektóre eksperymenty w naszych badaniach naukowych również wymagają środowisk o bardzo niskiej temperaturze w strefie stałego cienia. Ponadto, niektóre ciekłe magazyny wodoru, tlenu i helu również wymagają środowisk o ultra niskiej temperaturze w stałych strefach cienia

Płaskie i otwarte powierzchnie, stabilna praca podstawy i transport materiałów wymagają otwartych przestrzeni na platformie.

W oparciu o powyższe potrzeby wybraliśmy miejsce w pobliżu krateru Shackleton na południowym biegunie Księżyca.

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.

Krok 1: Przygotowanie. Planujemy najpierw przetransportować na Księżyc wstępnie przygotowane maszyny, takie jak roboty drukujące 3D, koparki i łaziki, a także przygotować wodę i żywność do wstępnego użycia.

Krok 2: Wykrywanie wyboru lokalizacji. Znajdź środowisko geograficzne, którego potrzebujemy na Księżycu, a łazik przeskanuje powierzchnię Księżyca za pomocą ultradźwięków, aby znaleźć najlepszą lokalizację do wydobycia księżycowej gleby.

Krok 3: Budowa bazy. Po znalezieniu odpowiedniego miejsca koparka zbiera je, a mikrofalówka topi cząsteczki do drukowania 3D, głównie wykorzystując warstwę wietrzenia na powierzchni księżycowej gleby do wydrukowania skorupy bazy i zbierając stopione szklane koraliki na Księżycu do budowy materiałów szklanych w bazie.

Krok 4: Utrzymanie się na powierzchni. Po zbudowaniu ogólnego szkieletu bazy można rozpocząć sadzenie niektórych ekologicznych upraw i testowanie normalnego działania różnych systemów wykrywania systemów sterowania.

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

Zaprojektowaliśmy zhumanizowaną bazę w oparciu o niektóre problemy środowiskowe napotkane na Księżycu, takie jak niska grawitacja, meteoryty, promieniowanie i wysoka różnica temperatur

Niska grawitacja: Własna rotacja naszej bazy może osiągnąć efekt symulacji grawitacji ziemskiej, co może chronić astronautów przed szkodliwym wpływem mikrograwitacji na ludzkie ciało.

Meteoryt: Na zewnątrz podstawy znajduje się bioniczny szkielet podobny do pajęczej sieci, aby zebrać przyjaciół z pewną funkcją samonaprawy, a centralna kolumna również przyjmuje bioniczną strukturę podobną do stosunku wewnętrznej średnicy kości do zewnętrznej średnicy 8:11, jednocześnie wzmacniając podstawę, co może sprawić, że podstawa będzie odporna na małe i średnie meteoryty

Promieniowanie: Podczas procesu budowy nasza powierzchnia zostanie pokryta warstwą księżycowej gleby, która może skutecznie oprzeć się promieniowaniu dzięki wykorzystaniu właściwości księżycowej gleby i skały księżycowej.

Różnica temperatur: Komora wewnątrz będzie pokryta gruntem księżycowym, a wyjątkowo niska przewodność cieplna gruntu księżycowego pozwoli nam utrzymać temperaturę w studni bazowej.

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

Woda: Nasza baza opiera się głównie na zbieraniu wody lodowej na Księżycu w celu utrzymania normalnego funkcjonowania bazy, a w kabinie znajduje się urządzenie do ponownego wykorzystania wody, które może zbierać i oczyszczać ścieki odprowadzane z ludzkiego ciała i roślin i umieszczać je w urządzeniu do przechowywania wody w przedziale magazynowym, aby osiągnąć efekt ponownego wykorzystania.

Żywność: Zbudujemy również biologiczny regeneracyjny system podtrzymywania życia wzorowany na Yuegong-1 i niektórych obiektach stacji kosmicznej, które zostały zrealizowane, a materia organiczna produkowana w ekologicznej kapsule może zaspokoić zapotrzebowanie astronautów na cukry, białka, tłuszcze, witaminy i składniki mineralne.

Powietrze: Nasze źródła tlenu obejmują głównie algi mikrobiologiczne, rośliny zielone i koncentratory tlenu. Glony mikrobiologiczne mają silną zdolność do produkcji tlenu i pochłaniania dwutlenku węgla, zielone rośliny mogą regulować równowagę tlenu i dwutlenku węgla, a nasza baza może również wytwarzać dużo tlenu za pomocą generatora tlenu.

Zasilanie: Energia wymagana do normalnego funkcjonowania bazy pochodzi głównie z elektrowni jądrowej, a dzienne zużycie energii elektrycznej pochodzi głównie z energii elektrycznej przetwarzanej przez panele słoneczne. Ustawimy duże baterie dla zwierząt w przedziałach magazynowych i będziemy transportować energię elektryczną do różnych miejsc w bazie za pomocą baterii dla zwierząt.

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

Urządzenie do recyklingu odpadów płynnych: zbiera pot astronautów i wydychaną parę wodną, którą można oczyścić do odzyskanej wody, którą można cytować.

Odchody generowane przez codzienne życie mogą być po prostu przetwarzane i ponownie wykorzystywane w ekologicznej kabinie i używane jako nawóz.

Niektóre szkodliwe odpady, których nie można ponownie wykorzystać, muszą zostać odwodnione, skompresowane, zmagazynowane, a następnie spalone w atmosferze po powrocie na Ziemię.

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

Baza jest w kontakcie z Ziemią: Planujemy zbudować obserwatorium w pobliżu bazy księżycowej, gdzie Ziemia jest zawsze zawieszona kilka stopni nad horyzontem. Można wybrać odpowiedni teren, a anteny do obserwacji naładowanych fal radiowych o niskiej częstotliwości można zbudować w zagłębieniach lub kraterach, aby zasłonić Ziemię. Jednocześnie anteny wysokiej częstotliwości do komunikacji są specjalnie budowane w wysokich miejscach, aby utrzymać kontakt z Ziemią.

Komunikacja między bazami: Ustanowimy łącza komunikacyjne między bazami księżycowymi za pośrednictwem księżycowych satelitów komunikacyjnych, a orbita księżycowego satelity komunikacyjnego jest orbitą wokół punktu Lagrange'a Ziemia-Księżyc, a stabilną komunikację między bazami można osiągnąć poprzez obsługę księżycowych frontowych satelitów komunikacyjnych na tej orbicie.

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 badania koncentrują się na eksperymentach nadprzewodzących, obserwacjach astronomicznych, wykorzystaniu zasobów mineralnych helu-3 w geologii oraz eksploracji środowisk o niskiej grawitacji.

Niektóre stałe obszary cienia na Księżycu znajdują się w idealnym środowisku do eksperymentów nadprzewodzących poniżej minus 100 stopni przez cały rok; Fakt, że Księżyc nie ma atmosfery, czyni go również dobrym miejscem do obserwacji astronomicznych, które może służyć jako odskocznia do ludzkiej eksploracji głębszej części wszechświata; Księżyc zawiera również wiele rzadkich zasobów ziemi i helu-3 - zasobów, których brakuje na Ziemi, a transportując zasoby z Księżyca na Ziemię, może promować lepszy rozwój ludzi na Ziemi; Centrum naszej bazy, w tym moduł ekologiczny, znajduje się w środowisku niskiej grawitacji Księżyca i można obserwować wzrost niektórych mikroorganizmów roślinnych w środowisku niskiej grawitacji.Sekcja.

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

Nasze treści szkoleniowe obejmują trzy aspekty: szkolenie ogólne, szkolenie w środowisku lotniczym i szkolenie w zakresie symulacji lotu.

Szkolenie ogólne: Podstawowa treść szkolenia astronautów obejmuje: odpowiednią wiedzę teoretyczną, taką jak astronomia, geografia, geologia, meteorologia, fizyka atmosfery, mechanika lotu, komputer, radionawigacja, pilotaż, budowa rakiet i statków kosmicznych itp; Niezbędną wiedzę medyczną i techniki ratownicze; Sporty obejmują huśtanie się, pływanie, narty wodne, surfing, narciarstwo, wspinaczkę i bandażowanie.

Szkolenie w środowisku lotniczym obejmuje: (1) Szkolenie w locie samolotem: ćwiczenie zdolności adaptacyjnych i biegłości w środowisku lotniczym. Trening funkcji przedsionkowych, powszechnie używana drabinka spiralna, huśtawka z czterema pufami i krzesło obrotowe, aby zapobiec lub zmniejszyć występowanie choroby lokomocyjnej.(2) Trening w stanie nieważkości: powszechnie używany samolot do lotów parabolicznych i korzystanie z neutralizującego basenu symulującego pływalność do ćwiczeń w stanie nieważkości.(3) Trening nadwagi: Duże wirówki są powszechnie stosowane w celu zwiększenia tolerancji personelu na nadwagę.(4) Trening środowiska życia w przestrzeni kosmicznej: kapsuły izolacyjne są powszechnie stosowane w celu poprawy zdolności adaptacji personelu do cichego środowiska i zasad życia w kosmosie.(5) Trening życia w nagłych wypadkach: trening ratowania życia w fotelach wyrzucanych lub wieżach ratunkowych zgodnie z różnymi schematami ratowania życia.

Szkolenie w zakresie symulacji lotu jest podzielone na 4 etapy: po pierwsze, wszyscy astronauci zapoznają się z odpowiednimi treściami operacyjnymi na swoich stanowiskach; następnie odbywa się szkolenie w zakresie tematyki lotu; dwa ostatnie etapy to procedury lotu i kompleksowe szkolenie w zakresie różnych projektów, takich jak komunikacja między astronautami a naziemnymi centrami kontroli, kompleksowa obsługa sytuacji awaryjnych i usterek w locie oraz znajomość całego procesu misji lotniczych. Szkolenie symulacyjne obejmuje również kompleksowe ćwiczenia w zakresie szkolenia lądowania statku kosmicznego, szkolenia dokowania statku kosmicznego, poza kabiną, czynności wewnątrzpojazdowych i pozapojazdowych, aspektów odzyskiwania i ratowania życia. Naziemny sprzęt symulacyjny wykorzystywany do szkolenia astronautów zazwyczaj obejmuje samoloty w stanie nieważkości, komórki do neutralizacji i symulacji pływalności, ludzkie wirówki, komory próżniowe i różne symulatory lotu.

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.

Nasze pojazdy na Księżycu wykorzystują głównie szczelny, elektryczny łazik księżycowy z kabiną ciśnieniową. Łazik księżycowy jest wyposażony w systemy kontroli środowiska i podtrzymywania życia, które zapewniają przetwarzanie tlenu, wody, żywności i dwutlenku węgla oraz sprzęt do utrzymywania temperatury i wilgotności. Jest jak mała kabina mieszkalna, którą można przenosić. Ciśnieniowy łazik księżycowy ma również moduł śluzy powietrznej, do którego astronauci mają dostęp, pokonuje większe odległości i działa dłużej niż otwarte łaziki księżycowe.

Na Księżyc i z powrotem podróżujemy głównie rakietami nośnymi, statkami kosmicznymi. Zanim wylądujemy na Księżycu, zbudujemy księżycową orbitalną stację kosmiczną, dzięki której księżycowa orbitalna stacja kosmiczna może być ponownie wykorzystana przez statek kosmiczny, który wylądował na Księżycu.