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.

Aurora

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

Celem tego obozu księżycowego jest przeprowadzenie badań naukowych, eksploracja i zdobycie doświadczenia w tworzeniu dużej bazy księżycowej. Badania naukowe obejmą głównie badanie gleby księżycowej i minerałów księżycowych oraz mapowanie całej powierzchni Księżyca w celu ułatwienia przyszłej budowy. Pozwoli to również na obserwację obiektów pozaziemskich.

Na wczesnych etapach zadbamy o to, by baza została założona i działała prawidłowo. W perspektywie średnioterminowej przekształcimy bazę w stację uzupełniania zasobów, umożliwiając ludziom rozszerzenie bazy na inne części powierzchni Księżyca z tego centrum. Na późniejszych etapach będziemy zaopatrywać misje eksploracji głębokiego kosmosu i rozszerzać zakres ludzkiej eksploracji.

Dlatego baza posiada doskonałe zaplecze mieszkalne i wystarczającą nadmiarowość, aby przetestować wiele nowych technologii i zapewnić utrzymanie pierwszym badaczom księżycowym. Ponadto, z myślą o dobrym samopoczuciu psychicznym personelu, istnieje wiele obiektów sportowych i rekreacyjnych, a także komora panoramiczna zapewniająca bezpośrednią ulgę psychologiczną, pozwalająca badaczom zobaczyć krajobraz Ziemi oraz ich rodziny i przyjaciół w immersyjny sposób.

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

Na wczesnym etapie chcemy zbudować bazę jako bazę naukowo-badawczą, najważniejszym punktem jest przetestowanie technologii budowy bazy księżycowej na dużą skalę. Na późniejszym etapie zostanie ona przekształcona w stację zaopatrzenia w zasoby in situ na powierzchni Księżyca, wykorzystującą głównie bogatą glebę księżycową i zasoby mineralne do realizacji zaopatrzenia w zasoby, i stopniowo rozszerzy stację zasobów jako centrum zapewniające zaopatrzenie w zasoby dla baz i załogowych księżycowych stacji kosmicznych w innych regionach, co pozwoli im uwolnić się od problemu przetrwania zasobów i w pełni realizować zbieranie minerałów, badania naukowe i inne prace; Ponadto, stacja zaopatrzenia w zasoby może być również wykorzystywana do misji eksploracji głębokiego kosmosu do Ponadto, stacja zaopatrzenia w zasoby może być również wykorzystywana do misji eksploracji głębokiego kosmosu, znacznie rozszerzając zakres ludzkich działań eksploracyjnych w głębokim kosmosie.

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

Krater uderzeniowy Cabeus w regionie polarnym (29. 42° 83. 88° S) jest stale oświetlonym obszarem biegunów księżycowych, który jest wystawiony na działanie światła słonecznego przez większość czasu i ma niskie różnice temperatur oraz niskie wymagania dotyczące projektowania izolacji. Nadaje się jako miejsce testowe do budowy bazy księżycowej. W pobliżu znajdują się również stale zacienione obszary, w których można zbierać zasoby lodu wodnego i wykorzystywać je do budowy bazy oraz do użytku personelu i badań.

Trudność budowy bazy w tym miejscu nie jest bardzo wysoka i nadaje się do zdobywania doświadczenia w celu zagwarantowania osiągnięcia celów eksploracyjnych. Co więcej, krater uderzeniowy Cabeus ma wyraźną przewagę pod względem zapotrzebowania na wodę i zasoby energetyczne, biorąc pod uwagę, że głównym celem jest zrównoważone zamieszkiwanie przez ludzi.

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.

Wykorzystamy następujące dwa materiały:

Beton geopolimerowy: zalety betonu geopolimerowego w porównaniu z betonem cementowym polegają na tym, że można go aktywować za pomocą niewielkiej ilości wzbudnika w celu stymulacji gleby księżycowej i wymaga mniej materiału cementowego, ale jego wady polegają na tym, że brakuje wody do mieszania, nie można go naturalnie utwardzać i formować w warunkach ultrawysokiej próżni na powierzchni księżyca, wszystkie procesy przygotowawcze muszą być przeprowadzane w szczelnych i ciśnieniowych warunkach, nie można go wystawiać na działanie środowiska księżycowego, dopóki nie osiągnie wystarczającej wytrzymałości, a konserwacja Warunki są bardziej wymagające.

Suchy autoklawizowany beton księżycowy: Głównymi zaletami suchego autoklawizowanego betonu księżycowego są stosunkowo krótki czas utwardzania w porównaniu z betonem cementowym, zamknięte środowisko utwardzania autoklawu, na które nie mają wpływu wpływy zewnętrzne, oraz względna stabilność związanej wody w powstałym produkcie. Jednak materiał wapniowy wymagany do tego procesu musi być transportowany z Ziemi na wczesnych etapach, przy czym ilość materiału wapniowego stanowi 10%-15% całkowitej masy proszku, a minimalna ilość wody wymagana do autoklawowanej reakcji hydrotermalnej w celu związania wody wynosi około 10% całkowitej masy proszku. Proces przygotowania tego materiału musi stymulować aktywność reakcji gleby księżycowej pod ciśnieniem pary nasyconej, aby spowodować, że mieszanina ulegnie reakcji syntezy hydrotermalnej w celu uzyskania wytrzymałości.

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

        Po pierwsze, nasza baza ma strukturę górną i dolną. W przypadku przepływów wysokoenergetycznych cząstek możemy udać się na drugi poziom schronienia chroniony ołowianymi płytami; w przypadku przepływów mikrometeorytów możemy udać się na dolny poziom.

       Po drugie, istnieje pełen zakres sprzętu obserwacyjnego przenoszonego przez księżycową konstelację satelitów powierzchniowych i przekaźnikowych, który zapewnia wczesne ostrzeganie o niebezpieczeństwie.

       Po trzecie, w przypadku, gdy przyrządy odnotują nieznośne zagrożenie dla bazy, pojazd może opuścić powierzchnię Księżyca i zadokować do stacji kosmicznej na orbicie księżycowej.

       Nasza baza będzie również wykorzystywać system obrony meteorytowej do aktywnej obrony, wykorzystując pociski rakietowe lub działa przeciwlotnicze do odchylania dużych meteorytów z ich orbit, przy pomocy sieci obserwacji satelitarnych i radarów fazowych. Małe, mikro-meteoryty są następnie odparowywane za pomocą wiązek laserowych.

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

Woda: Obóz jest zaopatrywany w wodę poprzez dostawy towarzyszące na wczesnych etapach oraz poprzez eksploatację bogatych zasobów polarnego lodu wodnego jako głównego źródła wody na późniejszych etapach. Zbudowaliśmy również system recyklingu wody w celu recyklingu ścieków.

Żywność: Astronauci będą spożywać żywność dostarczaną wraz z zaopatrzeniem. Oprócz tego będziemy syntetyzować skrobię z dwutlenku węgla pochodzącego z polarnego suchego lodu za pomocą pilotażowego systemu syntezy skrobi.

Zasilanie: Po pierwsze, energia słoneczna będzie wykorzystywana przez składane panele słoneczne. Po drugie, wytwarzanie energii i ciepła za pomocą radioizotopowych maszyn termoelektrycznych.

Powietrze: Na powierzchni Księżyca znajduje się ilmenit (wzór chemiczny FeTiO3) i tlenek żelaza (FeO), które mogą być wykorzystane jako surowiec do reakcji. Podgrzewając te rudy do temperatury 1600-2500°C, można wydajniej wytwarzać tlen.

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

Wykorzystując bakterie beztlenowe, mikroorganizmy Shewanella, mogą zarówno utylizować śmieci, jak i generować energię elektryczną. Na przykład astronauci mogą wrzucać śmieci domowe do urządzenia zawierającego mikroorganizmy, a te odpady domowe staną się pożywieniem dla mikroorganizmów. Ten prototypowy procesor mikrobiologiczny to małe pudełko o wadze około 2 kilogramów, dwa końce są połączone z anodą i katodą, samo pudełko jest podzielone na dwie części folią, mikroorganizmy działają jako katalizatory reakcji elektrochemicznych, kosmiczne śmieci wytwarzają wolne elektrony po przetworzeniu, przemieszczają się do katody w pętli, gdzie wchodzą w interakcję z utleniaczem, po wystąpieniu reakcji redoks wytwarzana jest energia elektryczna. Astronauci mogą przechowywać energię elektryczną wytworzoną podczas procesu utleniania mikrobiologicznego do wykorzystania przez stację kosmiczną. Paliwem dla procesora mogą być serwetki lub inne biodegradowalne odpady stałe i płynne.

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

Dzięki satelicie przekaźnikowemu do komunikacji nasz satelita przekaźnikowy znajduje się w punkcie Lagrange'a, w porównaniu z satelitą przekaźnikowym Ziemi, satelita przekaźnikowy jest wyższy, a satelita przekaźnikowy działający na tej orbicie może utrzymać względnie stabilny i stacjonarny stan z Ziemią i Księżycem, dzięki czemu może zaoszczędzić paliwo satelitarne i wydłużyć żywotność. Przyjęto projekt zdalnego sterowania telemetrycznego z wieloma zabezpieczeniami, co oznacza, że w tym celu przygotowano szereg "telefonów komórkowych". Pracownicy naziemni mogą dzwonić na te "telefony komórkowe" w tym samym czasie i wydawać te same instrukcje telemetryczne, co pozwala skutecznie uniknąć problemów, takich jak przerwy w sygnale i niedokładna transmisja informacji spowodowana "dużą odległością lub innymi nieznanymi czynnikami". Wykorzystuje również cyfrowy transponder głębokiej przestrzeni kosmicznej w paśmie S. Jest również wyposażony w dużą antenę parasolową o różnych szybkościach transmisji.

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 geologii: badania geologiczne na Księżycu mogłyby zapewnić głębsze zrozumienie jego pochodzenia, historii ewolucji i cech tektonicznych. Na przykład, próbki skał mogłyby zostać pobrane i przeanalizowane lub wewnętrzna struktura Księżyca mogłaby zostać zbadana za pomocą sondy.

Aspekty środowisk o niskiej grawitacji: Eksperymenty w środowiskach o niskiej grawitacji na Księżycu mogą pomóc nam lepiej zrozumieć wyzwania i możliwości związane z przetrwaniem w przestrzeni kosmicznej przez dłuższy czas. Na przykład, w warunkach niskiej grawitacji można badać zjawiska fizyczne i chemiczne, a także oceniać zdolności adaptacyjne budynków i sprzętu.

W biologii: Eksperymenty biologiczne na Księżycu mogłyby pomóc nam zrozumieć zdolności adaptacyjne życia w przestrzeni kosmicznej. Na przykład, można by zbadać zdolność mikroorganizmów do przetrwania na powierzchni Księżyca i zbadać istnienie innych form życia.

Technologia: Eksperymenty technologiczne na Księżycu mogłyby testować i weryfikować wykonalność i skuteczność nowych technologii. Na przykład można by przeprowadzić badania nad tym, jak zbudować instalacje do produkcji tlenu i wody na Księżycu oraz zbadać wykorzystanie nowych technologii, takich jak panele słoneczne, w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych infrastruktury.

W robotyce: Eksperymenty z robotami na Księżycu mogłyby pomóc nam opanować techniki manipulacji i poruszania się robotów w środowiskach o niskiej grawitacji. Na przykład, można by badać ruch i działanie robotów na powierzchni Księżyca, a także synergię między robotami i ludźmi.

W astronomii: Obserwacje astronomiczne wykorzystujące środowisko powierzchni Księżyca i brak atmosfery mogą zapewnić lepsze zrozumienie formowania się i ewolucji Układu Słonecznego. Na przykład na Księżycu można zbudować urządzenia do obserwacji astronomicznych, takie jak intensywność promieniowania i temperatura, w celu prowadzenia prac eksploracyjnych na powierzchni Księżyca i badań obserwacyjnych innych ciał niebieskich we Wszechświecie.

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

Trening fizyczny:

       Aby astronauci mogli wytrzymać ogromne próby przyspieszenia podczas startu i lądowania, a także aby przygotować ich do złożoności pracy w warunkach niskiej grawitacji, a co ważniejsze, aby utrzymać ich w dobrej kondycji, w nasz program treningowy wbudowany jest dość rygorystyczny element treningu fizycznego.

       Intensywne ćwiczenia mięśniowe (głównie na sprzęcie), codzienna praca pod wodą w symulowanych kombinezonach o niskiej grawitacji oraz okazjonalne treningi w wirówkach i loty samolotem są organizowane w celu zapewnienia, że ich ciała są utrzymywane na poziomie spełniającym wymagania misji.

Trening mózgu:

       Aby wyposażyć astronautów w wiedzę wymaganą podczas misji, organizowane są różne kursy wiedzy. Oprócz podstawowych kursów wiedzy ogólnej, astronauci przechodzą różne kursy specjalistyczne w celu osiągnięcia efektywnego podziału pracy.

       podczas misji.

III. Trening mentalny:

       Dla astronautów, którzy pracują z dala od swojej planety i w zamkniętym środowisku przez długi czas, kwestie psychologiczne są traktowane poważnie. Oprócz kursów psychologicznych, astronauci będą mieli regularny dostęp do doradców, którzy sprawdzą ich umiejętności radzenia sobie z problemami psychologicznymi.

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 przyszłe misje na Księżyc będą wymagały dwóch rodzajów załogowych statków kosmicznych i statków towarowych. Nasze plany dotyczące podróży na i z Ziemi są następujące:

       Po pierwsze, zbudowanie stacji kosmicznej na orbicie księżycowej. Po drugie, wystrzelenie na powierzchnię Księżyca statku kosmicznego, który zadokuje do księżycowej stacji kosmicznej. Po trzecie, wystrzelenie załogowego statku kosmicznego Ziemia-Księżyc, aby umożliwić astronautom przeniesienie się do statku kosmicznego przez stację. Po czwarte, statek kosmiczny typu round-trip jest wykorzystywany do dotarcia na powierzchnię Księżyca. Proces powrotu na Ziemię jest odwrotnością dwóch ostatnich kroków. 

       Statki towarowe przejmują następnie konieczność przewożenia materiałów między Ziemią a Księżycem.

       Długodystansowa eksploracja Księżyca jest realizowana przez astronautów za pomocą statku kosmicznego. Eksploracja wokół obozu jest wspomagana przez pojazdy takie jak drony i zastępcze pojazdy księżycowe.

Inne projekty: