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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Chiny 18, 19   6 / 1 Angielski
Oprogramowanie do projektowania 3D: Fusion 360


Zewnętrzna przeglądarka dla projektów 3D


1.1 - Opis projektu

Nasza baza ma być bazą do życia i wstępnej eksploracji Księżyca. Chcemy założyć obozy na Księżycu i dowiedzieć się, jak zdobyć wodę, tlen, energię i zasoby żywności na innych planetach. W ogólnym układzie bazy nawiązujemy do kształtu lotosu i dzielimy bazę na cztery obszary: mieszkalny, rozrywkowy, biurowy, roślinny i badawczy. Naszym celem jest założenie bazy na Księżycu bez zanieczyszczeń oraz zbudowanie urządzenia do produkcji wody i tlenu. Składniki wodoru i tlenu w regolicie księżycowym są wykorzystywane do pozyskiwania tlenu i wody, a woda może być poddawana recyklingowi w cyklu oczyszczania. Zbudowaliśmy również składany panel słoneczny, wykorzystujący energię słoneczną do uzyskania energii potrzebnej do codziennego użytku, a także urządzenia radarowe i systemy rakietowe, które mogą zostać zmiażdżone po wykryciu uderzenia meteorytu, aby zapobiec uszkodzeniu obozu przez meteoryt.

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

Celem obozu księżycowego jest zapewnienie astronautom długoterminowej bazy do życia i pracy na powierzchni Księżyca, aby mogli prowadzić eksplorację naukową i badania technologiczne oraz rozwiązywać różne wyzwania techniczne i związane z przetrwaniem, które pojawiają się w środowisku księżycowym. Żyjąc i pracując na Księżycu, astronauci mogą zdobyć bogate doświadczenie i umiejętności kosmiczne. Jednocześnie mogą zrozumieć fizyczne i chemiczne właściwości Księżyca, zbadać strukturę geologiczną Księżyca, zbadać pochodzenie i ewolucję Księżyca oraz poszukiwać zasobów wody na Księżycu. Ponadto utworzenie obozów księżycowych daje również ludziom możliwość życia w przyszłości, zapewniając nowe warunki i możliwości przetrwania i rozwoju ludzi w kosmosie w przyszłości.

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

  • Lokalizacja: Góra Maraport w pobliżu krateru Shackleton na biegunie południowym Księżyca
  • Góra Maraport jest wystawiona na działanie promieni słonecznych przez większość czasu, a dwa ściśle dopasowane składane panele słoneczne generują ciągłą moc. Góra Maraport, 116 kilometrów od krateru Shackleton, zapewnia zasilanie i łączność z kraterem. Inne kratery w pobliżu góry Malaport znajdowały się w głębokim cieniu i mogą zawierać cenny wodór i inne substancje lotne. Znajdująca się na wysokości około 5000 metrów Góra Maraport zapewniałaby łączność w zasięgu wzroku na dużych obszarach Księżyca, a także z Ziemią.

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.

  • Cała struktura naszego obozu księżycowego opiera się na strukturze Eco City napisanej przez belgijskiego pisarza Callebeau, która przekazuje naszą odkrywczą filozofię integracji biomorfii, bioniki oraz technologii informacyjnej i komunikacyjnej. Baza składa się zasadniczo z głównego budynku kontrolnego, obszaru wsparcia życia, ekologicznego obszaru sadzenia, obszaru roboczego na zewnątrz i systemu obrony bezpieczeństwa. Główny budynek kontrolny to główny obszar roboczy i mieszkalny dla astronautów. Obszar roboczy jest wyposażony w stacje robocze i inną infrastrukturę, która pomaga astronautom w efektywnym wykonywaniu codziennych zadań. Aby astronauci czuli się na Księżycu jak w domu, zaprojektowaliśmy dla nich indywidualne przestrzenie, takie jak łazienki, kuchnie i sypialnie. W tych przestrzeniach zbudowaliśmy łóżka, biurka, regały i inne udogodnienia, aby pomóc astronautom przystosować się do życia w bazie. Oczywiście nie tylko to, zaprojektowaliśmy również sale gier, siłownie i inne miejsca rozrywki dla naszych astronautów, aby pomóc im cieszyć się ciałem i umysłem, pracą i odpoczynkiem. Wreszcie, zaprojektowaliśmy zestaw stosunkowo kompletnego systemu obrony bezpieczeństwa, który jest monitorowany przez obserwację satelitarną i sieć radarów fazowych w czasie rzeczywistym, aby zapewnić bezpieczeństwo bazy.
    Technologia: technologia odzyskiwania wodoru, technologia wiązania CO2, technologia półprzewodnikowa, technologia adsorpcji zmiennociśnieniowej, technologia kompresji impulsowej, technologia czujników itp.
    Materiały: włókno węglowe, szkło, stal nierdzewna, drewno, plastik, żelazo, krzem monokrystaliczny, polikrzem, włókno itp.

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

  1. Ochrona przed meteorytami: Budowa systemów obrony przed meteorytami. Używamy sieci satelitów i sieci radarów fazowych i badamy wszystkie ziarniste meteoryty pod wieloma kątami, na wielu poziomach, a kiedy je znajdziemy, wysyłamy sygnał do centrum dowodzenia, które wysyła sygnał do silosu, który wysyła rakietę przechwytującą, aby zniszczyć meteoryt i chronić nasz obóz.
    Problem promieniowania: Płytki księżycowe o strukturze wpuszczanej i czopowej spiekane z gruntu księżycowego, a następnie montowane i budowane nad naszą bazą w celu zmniejszenia promieniowania.
    Problem z temperaturą: Gleba księżycowa ma bardzo dobrą izolację cieplną i może być wykorzystana jako materiał izolacyjny powierzchni bazy księżycowej. Powierzchnię bazy można pokryć warstwą księżycowej gleby, aby uniknąć zbyt wysokich temperatur w ciągu dnia i nadmiernego ochłodzenia w nocy.
    Głównymi źródłami wody dla obozu księżycowego są inteligentna produkcja wody, polarna woda roztopowa, wydobycie skał i transport ziemski. Aby lepiej wykorzystać zasoby wodne, zbudowaliśmy zbiorniki na wodę, urządzenia do odzyskiwania jonów wodoru i tlenu, zbiorniki magazynowe, łaziki księżycowe i inną infrastrukturę. Woda z urządzenia do odzyskiwania jonów wodoru i tlenu będzie przesyłana rurami do zbiornika, a następnie do zbiornika, gdzie łazik będzie transportował wodę wydobytą z polarnej wody roztopowej i rudy do zbiornika, gdzie zostanie oczyszczona przez wytrącanie i przetransportowana do zbiornika magazynowego. Zbiornik magazynujący wodę jest połączony z prawie każdą jednostką, aby dostarczać wodę do całej bazy.

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

Woda:

Woda jest źródłem życia. Aby nasz obóz księżycowy miał odpowiednie zaopatrzenie w wodę, zaprojektowaliśmy kompletny system zaopatrzenia w wodę. Głównymi źródłami wody dla obozu księżycowego są inteligentna produkcja wody, polarna woda roztopowa, wydobycie skał i transport ziemski. Aby lepiej wykorzystać zasoby wodne, zbudowaliśmy zbiorniki na wodę, zbiorniki do przechowywania wody, urządzenia do odzyskiwania jonów wodoru i tlenu, zbiorniki magazynowe, łaziki księżycowe i inną infrastrukturę. Woda z urządzenia do odzyskiwania jonów wodoru i tlenu będzie przesyłana rurami do zbiornika, a następnie do zbiornika, gdzie łazik będzie transportował wodę wydobytą z polarnej wody roztopowej i rudy do zbiornika, gdzie zostanie oczyszczona przez wytrącanie i przetransportowana do zbiornika magazynowego. Zbiornik magazynujący wodę jest połączony z prawie każdą jednostką, aby dostarczać wodę do całej bazy.

Jedzenie:

W centrum obozu ustawiliśmy okrągły obszar sadzenia, tworząc w nim środowisko o stałej temperaturze, a także ustawiliśmy półki na rośliny i przyrząd do wykrywania owadów. W półkach na rośliny używamy świateł LED, aby promować wzrost roślin i skrócić cykl ich wzrostu. Światła LED są wydajne i mają długą żywotność, a moc cieplna jest niska. Astronauci będą najpierw jeść żywność przywiezioną z Ziemi, a po przygotowaniu obszarów uprawnych będziemy uprawiać szybko rosnącą żywność i warzywa, które są łatwe do gotowania, takie jak pszenica, pomidory, truskawki, marchew, soczewica, słodkie ziemniaki.

Moc:

Po pierwsze, wykorzystując energię słoneczną (Księżyc nie ma atmosfery i jest 1,5 razy bardziej wydajny niż Ziemia), używamy składanych urządzeń do zbierania energii słonecznej, aby przechwytywać dostępne światło słoneczne i wysyłać je do różnych części obozu w celu ciągłego generowania energii elektrycznej i wody.
Drugim jest hel-3, który jest naturalnie preferowany jako paliwo jądrowe, ale niestety zasób ten jest zbyt rzadki na Ziemi, aby można go było wykorzystać do wytwarzania energii jądrowej na dużą skalę. Z drugiej strony na Księżycu helu-3 jest pod dostatkiem, a jego szacunkowa pojemność wynosi ponad milion ton, zgodnie z badaniami księżycowymi. Jest to zasób przyjazny dla środowiska. Z biegiem lat, jak sądzę, wszyscy odczuliście problemy spowodowane ociepleniem klimatu. Głównym powodem jest wykorzystywanie różnych zasobów węgla, co skutkuje uwalnianiem coraz większej ilości gazów cieplarnianych do atmosfery, przez co efekt cieplarniany na Ziemi staje się coraz silniejszy. Hel-3, czyste źródło energii, nie stanowi takiego problemu, ponieważ nie emituje gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla. Ma to sens w obliczu pilnej potrzeby poprawy stanu środowiska naturalnego.

Powietrze:

Aby produkować tlen na Księżycu, urządzenie może być wykorzystywane do elektrolizy topnienia. Technologia ta może podgrzewać i topić księżycową glebę lub skały w celu przeprowadzenia elektrolizy. Tlen będzie uwalniany w postaci pęcherzyków ze stopionego materiału.
Technika ta jest prosta, nie wymaga dodatkowych odczynników i nie uwzględnia odzysku i recyklingu materiałów. Oprócz tlenu, umożliwia ona również przygotowanie wysokiej czystości krzemu, żelaza i innych materiałów metalowych.
Według Guo Linli, badacza z 508 Institute of China Fifth Academy of Astronautics, 511 Institute of China Fifth Academy of Astronautics przeprowadził eksperymenty mające na celu produkcję tlenu na powierzchni Księżyca przy użyciu platformy sondy Chang 'e i małego reaktora, osiągając pewien sukces.

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

Po pierwsze, odpady organiczne i ludzkie wytwarzane przez astronautów na Księżycu mogłyby być rozkładane w bioreaktorach na nawóz, który następnie mógłby być wykorzystywany do uprawy roślin. Ponadto ścieki można przekształcić w wodę, która może być ponownie wykorzystana przez astronautów w procesach oczyszczania, takich jak odwrócona osmoza i destylacja.
Po drugie, odpady nieorganiczne i porzucony sprzęt wyprodukowany przez astronautów na Księżycu można odzyskać i ponownie wykorzystać. Na przykład, wyrzucony sprzęt i części metalowe mogą zostać przetworzone na nowe części, a zużyte baterie i odpady elektroniczne mogą zostać poddane recyklingowi. Nie tylko zmniejsza to wytwarzanie odpadów, ale także maksymalizuje wykorzystanie zasobów. Wreszcie, odpady, których nie można poddać recyklingowi lub przetworzeniu, należy odpowiednio zutylizować. Na przykład, budując składowiska na Księżycu, zakopując odpady pod ziemią lub utylizując je za pomocą technologii takich jak wytapianie w wysokiej temperaturze.

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

Możemy przekazywać informacje między Księżycem a Ziemią i obozem księżycowym za pośrednictwem sztucznych satelitów, a przenośne plecaki systemu podtrzymywania życia noszone przez astronautów są wyposażone w radia VHF, które mogą przesyłać dane dźwiękowe i biosensoryczne ze skafandrów kosmicznych do centrum kontroli, a następnie przesyłać informacje za pośrednictwem sztucznych satelitów. Możemy nie tylko komunikować się, ale także monitorować wskaźniki zdrowia fizycznego każdego człowieka w obozie księżycowym za pomocą odzieży z czujnikami noszonej przez ludzi oraz chronić życie i zdrowie każdego personelu obozu księżycowego.

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 obozie księżycowym z koncepcją "ekologicznego miasta" przekazujemy światu odkrywczą koncepcję integracji biomorfizmu, bioniki oraz technologii informacyjnej i komunikacyjnej. Wokół tego tematu, orbita satelitarna, park ekologiczny itp. będą dla nas najbardziej interesującymi eksperymentami.

Eksperyment na orbicie satelitarnej (test orbity, test komunikacji, test obserwacji, test systemu, test kolizji, test żywotności):

Poprawa zdolności komunikacyjnych: Budowa satelitów komunikacyjnych na orbicie księżycowej może poprawić zdolność komunikacyjną między Ziemią a Księżycem i zapewnić lepsze wsparcie komunikacyjne dla przyszłej eksploracji Księżyca i lądowania ludzi na Księżycu.
Księżycowy system nawigacji i pozycjonowania: Budowa satelitów nawigacyjnych na orbicie księżycowej może zapewnić dokładne usługi pozycjonowania i nawigacji dla sond i astronautów na powierzchni Księżyca, podobne do systemu GPS na Ziemi.
Obserwacja i eksploracja Księżyca: Budowa satelitów obserwacyjnych na orbicie księżycowej może zapewnić kompleksową i ciągłą obserwację i eksplorację powierzchni Księżyca, dostarczając ważnych danych dla rozwoju zasobów księżycowych i badań środowiskowych.
Kosmiczne badania naukowe: Budowa satelitów naukowo-badawczych na orbicie księżycowej może prowadzić kosmiczne eksperymenty naukowe i badania, takie jak badanie wiatru słonecznego, promieni kosmicznych, środowiska mikrograwitacyjnego itp.
Baza do eksploracji głębokiego kosmosu: Księżycowe satelity orbitujące mogą służyć jako odskocznia do eksploracji głębokiego kosmosu, zapewniając ważne wsparcie dla przyszłej eksploracji Marsa i dalszej eksploracji kosmosu.

Obecnie ludzie dysponują technologią umożliwiającą wysyłanie satelitów na orbitę księżycową. Na przykład program Apollo w Stanach Zjednoczonych i chińska sonda Chang'e z powodzeniem umieściły sondę na orbicie księżycowej. Choć koszt wysłania satelity na orbitę księżycową jest stosunkowo wysoki, oczekuje się, że będzie on stopniowo spadał wraz z rozwojem technologii kosmicznej. Ponadto satelity na orbicie księżycowej mogą stanowić ważne wsparcie dla przyszłej eksploracji i rozwoju Księżyca, a inwestycja ta jest opłacalna w dłuższej perspektywie. Z praktycznego punktu widzenia, budowa satelitów na orbicie księżycowej ma sens. Krótko mówiąc, budowa orbity satelitarnej na Księżycu ma ogromne znaczenie i jest wykonalna pod względem technologicznym, ekonomicznym i praktycznym. Wraz z dalszym rozwojem technologii kosmicznej, budowa satelitów na orbicie księżycowej stanie się w przyszłości rzeczywistością.

Park ekologiczny jest eksperymentem:

Księżycowy park ekologiczny musi zbudować zamknięty ekosystem kołowy, aby wspierać przetrwanie ludzi i innych organizmów. Obejmuje to uprawę żywności, dostarczanie tlenu i utylizację odpadów itp. Budowa księżycowego ekosystemu wymaga sprostania wielu wyzwaniom, takim jak uprawa roślin w środowisku o niskiej grawitacji księżycowej oraz utrzymanie stabilności ekosystemu. Księżycowy park ekologiczny może służyć jako baza naukowo-badawcza do badań nad księżycową geologią, biologią i środowiskiem. Jednocześnie księżycowy park ekologiczny może również stać się bazą dla rozwoju zasobów księżycowych i turystyki kosmicznej.

Utworzenie księżycowego parku ekologicznego to ambitny i obiecujący projekt, w którym z niecierpliwością czekamy na udział aspirujących młodych ludzi!

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

Astronauci są rodzajem specjalnego zawodu, który zajmuje się działalnością kosmiczną w kosmosie. Muszą wykonywać specjalne zadania, takie jak monitorowanie lotu, obsługa, kontrola, komunikacja, konserwacja i badania naukowe w specjalnych warunkach środowiskowych i mogą normalnie żyć. Wymaga to od nich przeprowadzenia rygorystycznego szkolenia, aby posiadali doskonałe cechy fizyczne i psychiczne, mieli silną zdolność przystosowania się do specjalnych czynników środowiskowych w przestrzeni kosmicznej, a także opanowali statek kosmiczny i ukończyli misję, powinni posiadać różnorodną wiedzę i umiejętności. Treści szkolenia astronautów obejmują: ćwiczenia fizyczne, kształcenie wiedzy teoretycznej, szkolenie psychologiczne, szkolenie w zakresie wytrzymałości i zdolności adaptacyjnych do specjalnych czynników środowiskowych, szkolenie w zakresie przetrwania i technologii statków kosmicznych, szkolenie w zakresie technologii inżynierii medycznej w lotnictwie i kosmonautyce, szkolenie w zakresie wiedzy i technologii kosmicznej i zastosowań, szkolenie w zakresie przetrwania i kompleksowe szkolenie. Istnieje również potrzeba wyczucia środowiska o niskiej grawitacji w stanie mikrograwitacji pływającego silosu o zerowej grawitacji i wcześniejszego przystosowania się do środowiska księżycowego. Aby upewnić się, że fizyczna i psychiczna jakość astronautów jest wystarczająco dobra, aby szybko przystosować się do specjalnego środowiska, konieczne jest wyczucie środowiska niskiej grawitacji w stanie mikrograwitacji w pływającej kabinie o zerowej grawitacji i wcześniejsze przystosowanie się do środowiska księżycowego. Przeprowadzić szkolenie techniczne, takie jak statek kosmiczny, aby astronauci mogli rozpocząć badania i loty na Księżycu.

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.

Przewozimy statek kosmiczny Tianwen-11 opracowany niezależnie przez Chiny, który jest podzielony na następujące trzy części:

Kapsuła załogowa: przewozi głównie kilku naukowców i niewielką liczbę doświadczeń z obozu księżycowego.
Moduł dowodzenia: kierunek ruchu statku kosmicznego jest kontrolowany przez sztuczną inteligencję, a po dotarciu głównej części do Księżyca pozostanie on na orbicie księżycowej, pełniąc funkcję nadzorczą.
Przedział ładunkowy: odpowiedzialny głównie za transport przedmiotów potrzebnych do obozu na księżycu, a także żywności.

Na Księżycu zbudujemy własny łazik i przetransportujemy go.

Normalnie wrócilibyśmy na Ziemię w kapsule załogowej. Mamy system przerwania startu, który służy do ucieczki z Księżyca w sytuacjach awaryjnych.
Mamy moduł dowodzenia (czyli satelitę wykrywającego) na orbicie księżycowej, który zmienia ruch księżyca i może monitorować sytuację na jego powierzchni w czasie rzeczywistym. My, astronauci, możemy kierować pojazdami księżycowymi lub sondami do eksploracji Księżyca w zależności od warunków panujących na jego powierzchni.

Inne projekty: