Team: DreamCamper

Kategoria: 1. miejsce - Państwo spoza ESA | 1. miejsce - Państwo spoza ESA | Suzhou, Jiangsu - Chiny |  Doświadczalna Szkoła Podstawowa SIP nr 2

Opis projektu

2.1.a. Zamierzasz wylądować na Księżycu. Musicie podjąć kilka decyzji dotyczących lokalizacji waszej osady. Gdzie ulokowałbyś swój schron na powierzchni Księżyca?
Blisko biegunów księżycowych

2.1.b. Uzasadnij swój wybór z pytania 2.1.
W odległości około 550 kilometrów od północnego bieguna Księżyca znajdują się świetliki rur lawowych. Postanawiamy rozbić obóz w jednej z rur lawowych. Po pierwsze, rura lawowa jest pokryta bardzo grubą skorupą księżycową, która stanowi naturalną ochronę przed uderzeniami i promieniowaniem kosmicznym. Może więc chronić nasz personel. Po drugie, specjalna struktura tuby lawowej pozwala na stosunkowo niewielkie wahania temperatury. W rezultacie, warunki temperaturowe wewnątrz są bardziej kontrolowane niż na powierzchni, co oznacza, że bardziej odpowiednie jest założenie bazy księżycowej w rurze lawowej. Ponadto, zgodnie z nowo przeprowadzonym badaniem przez Purdue University, rura lawowa o średnicy 0,6 mili (około 1 km) lub większej jest bardzo stabilna i może być używana jako stała baza dla ludzi. Dlatego też, biorąc pod uwagę rozmiar, kształt, warunki oświetlenia i warunki geologiczne zintegrowanej bazy, jaskinie lawowe na wysokości kilku metrów pod wzgórzami Malius powinny być najlepszym miejscem na bazę.

2.2.a. Gdzie zbudowałbyś schron: na powierzchni czy pod ziemią?
Pod ziemią

2.2.b. Uzasadnij swój wybór na pytanie 2.2.
First, there are many dusts on the moon surface, which may cause bad effects on human body and the equipment. Ponadto nie ma atmosfery i pola geomagnetycznego na powierzchni Księżyca, co prowadzi do dużego zakresu wahań temperatury i braku ochrony przed promieniami kosmicznymi. Second,the surface of the lava tube is covered by very thick moon shell, which is a natural radiation and impact-proof shield. A specjalna struktura tuby lawowej pozwala na stosunkowo niewielkie wahania temperatury. W ten sposób personel może mieć lepszą ochronę, a projekt pomieszczeń mieszkalnych może być uproszczony. Wreszcie, skała jaskini zawiera osady wody lodowej, które w przyszłości mogą być wykorzystane do produkcji wody użytkowej i paliwa. Wydobycie wody na Księżycu pozwoli również na zaoszczędzenie wagi i miejsca statku kosmicznego.

3.1. Jaka będzie wielkość waszego Moon Camp?
Wybraliśmy naturalną rurę lawową jako bazę, ponieważ jest tam dużo miejsca i możemy w przyszłości stopniowo rozbudowywać naszą bazę. Obecny obóz składa się głównie z czterech mniej więcej cylindrycznych budynków o średnicy około dziesięciu metrów i wysokości trzech metrów każdy. Budynki połączone są szczelnym przejściem o szerokości dwóch metrów i wysokości 2,5 metra. Całkowita powierzchnia obozu wynosi około 3 126 metrów sześciennych.

3.2.a. Ile osób pomieści Wasz Moon Camp?
3 - 4 astronautów

3.2.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.2.
W naszym obozie są cztery główne kabiny, które służą do badania roślin, produkcji energii, badań i życia. Każdy astronauta jest odpowiedzialny za jedno z badań, więc z perspektywy badań i życia potrzeba od 3 do 4 astronautów. Jednocześnie, z psychologicznego punktu widzenia, astronauci żyją w kosmosie, bez towarzystwa rodziny i przyjaciół, bez miejsca na rozrywkę i dekompresję. I wymaga się od nich, aby poważnie traktowali swoją pracę i życie. Jeśli jest tylko jedna osoba, może łatwo czuć się samotna i mieć tendencję do jednostronności i subiektywizmu przy podejmowaniu decyzji. Chociaż jeśli są dwie osoby, mogą dyskutować i podejmować decyzje razem, ich pozytywne i negatywne emocje będą wpływać na siebie nawzajem. Wszelkie nieporozumienia między nimi mogą prowadzić badania do impasu. Dlatego 3~4 astronautów jest bardziej rozsądne, choć może kosztować więcej pieniędzy.

3.3.a. Z jakich lokalnych zasobów Moona byś skorzystał?
-Lód wodny
-Regolit (gleba księżycowa)
-Światło słoneczne
-Inne

3.3.b. Wyjaśnij swój wybór na pytanie 3.3.
Wybraliśmy cztery lokalne zasoby: lód, regolit, światło słoneczne i skały. Możemy wyodrębnić tlen z gleby księżycowej, którego zawartość tlenu może osiągnąć 40%, do wykorzystania jako napęd rakietowy. A woda może być syntetyzowana na użytek człowieka. Gleba księżycowa zawiera krzem o zawartości 20% i może być wykorzystana w ogniwach słonecznych. Gleba księżycowa zawiera również Hel-3, jest to rzadkie paliwo jądrowe na Ziemi. Jeśli zostanie w pełni wykorzystany, może zaspokoić potrzeby energetyczne na setki lat na całym świecie. Oczywiście może również zaspokoić zapotrzebowanie na paliwo w bazie księżycowej. Księżycowe szkło naturalne po obróbce fizycznej może być wykonane w wysokowytrzymały strukturalny materiał kompozytowy. Woda jest źródłem ludzkiego życia. Postanowiliśmy więc wykorzystać wodę na Księżycu bezpośrednio, aby zmniejszyć niepotrzebne zajmowanie cennej przestrzeni statku zaopatrzeniowego. Podczas procesu wydobywczego oddaliśmy również do użytku księżycowe skały. Ponieważ analizując skład kamienia księżycowego, możemy poznać historię ewolucji układu słonecznego i Ziemi. Co więcej, kamienie księżycowe zawierają również cząsteczki wody. Na powierzchni Księżyca nie ma atmosfery. Promieniowanie słoneczne może docierać bezpośrednio do powierzchni. Roczna energia promieniowania słonecznego na Księżycu wynosi około 12 trylionów kilowatów. Możemy w pełni wykorzystać energię słoneczną, aby zbudować elektrownię słoneczną i przekazać ciepło wytwarzane przez światło słoneczne do obszaru mieszkalnego, które może być wykorzystane do ogrzewania żywności.

3.4. Wyjaśnij, jak planujesz zbudować swój projekt na Księżycu. Powinieneś zawrzeć informacje o materiałach i technikach budowlanych, których planujesz użyć. Podkreśl unikalne cechy swojego projektu.
Budowa komory mieszkalnej w rurze lawowej może skutecznie ochronić nas przed niebezpieczeństwem promieniowania kosmicznego. Księżycowy bazalt jest przetwarzany na beton, tak aby wykonać dach i ściany budynku. W przypadku, gdy rura lawy zawali się, zamierzamy wydobyć aluminium i żelazo z rudy księżycowej i zrobić z nich ramy nośne o kształcie pierścienia, cylindra itp. Tak aby podstawa była twardsza. Wewnątrz warstwy betonu zastosowano materiał aerożelowy, który jest trwały i wytrzymuje temperaturę do 1400 stopni Celsjusza. Może być stosowany jako materiał termoizolacyjny w obozach oraz jako materiał rdzeniowy w skafandrach kosmicznych. Nadmuchiwana konstrukcja z aerożeli sprawia, że cały obóz jest zamkniętą przestrzenią, co zapewnia, że powietrze nie ucieka. Aerożele będziemy transportować z Ziemi, gdyż jest to materiał lekki i nie będzie stanowił dodatkowego obciążenia dla ładunku statku kosmicznego. Do budowy naszego obozu posłuży również księżycowe szkło naturalne. Po obróbce fizycznej można z niego zrobić wysokowytrzymałe kompozyty konstrukcyjne. W celu zapewnienia astronautom dobrych warunków życia i pracy, w pierwszych dniach po lądowaniu, niezbędne dla astronautów niezbędniki i kabiny sypialne są prefabrykowane z Ziemi. Po dotarciu na Księżyc materiały te zostaną przetransportowane do wnętrza jaskini lawowej. Wszystkie inne struktury budowlane i wewnętrzne udogodnienia są uzupełniane przez druk 3D, a materiałem źródłowym jest księżycowa gleba. Dodatkowo zewnętrzna warstwa obozu pokryta jest półprzewodnikowymi czujnikami temperatury, które biorą na siebie różnicę temperatur na energię elektryczną. To rekompensuje problem, że energia słoneczna nie może być używana w nocy. Nasz obóz jest dobrze zorganizowany, podzielony na część mieszkalną, część do sadzenia, część do badań naukowych i część do wydobywania energii. Każdy przedział jest połączony kanałem. Te cztery części razem tworzą koło. W centrum okręgu znajduje się obszar badań naukowych (w tym strefa ucieczki), a przez przejścia możemy dostać się do każdego obszaru.

3.5. Opisz i wyjaśnij projekt wejścia do Twojego Moon Camp.
Zaprojektowaliśmy strukturę wejściową obozu księżycowego o kształcie kopuły, aby zwiększyć odporność na uderzenia zewnętrzne.Wejście do obozu jest zaprojektowane z trzema kabinami. Pierwsza kabina jest najbliższa do zewnątrz, która służy do przechowywania łazika księżycowego i wspólnych narzędzi do wykrywania. Druga kabina jest przedziałem buforowym, aby zapobiec ucieczce powietrza. Elektryczność statyczna usuwa kurz z astronautów i zapobiega przedostawaniu się szkodliwego pyłu do części mieszkalnej. Trzecia to szatnia, w której astronauci mogą zmienić swoje skafandry kosmiczne i ubrania robocze, aby dostać się do obozu. Wszystkie drzwi trzech przedziałów wykonane są z księżycowego naturalnego szkła o wysokiej wytrzymałości i dobrej szczelności.

3.6. Wyjaśnij, w jaki sposób obóz księżycowy zapewnia ochronę astronautów.
Kiedy budowaliśmy obozy księżycowe, użyliśmy aerożelu jako warstwy izolacyjnej, aby utrzymać temperaturę wewnątrz. Ponadto nasz obóz jest zbudowany w jaskini, co zapewnia nam ochronę. W każdym obszarze zainstalowaliśmy "łóżko ochronne", które ma dużą siłę uderzenia i ochronę przed promieniowaniem. Wciąż umieszczamy niezbędne rzeczy, które podtrzymują życie w środku. W nagłych wypadkach pracownicy mogą wejść do środka i uciec tak szybko, jak to możliwe. Zaprojektowaliśmy również specjalny obszar ewakuacyjny, który znajduje się nad obszarem badań naukowych, a inne obszary mogą również uzyskać bezpośredni dostęp do obszaru ewakuacyjnego. W tym obszarze znajdują się małe statki kosmiczne, które mogą dokładnie zlokalizować i wyrzucić z powrotem na Ziemię.

3.7. Opisać położenie i organizację miejsc do spania i pracy.
Podzieliliśmy nasze obszary sypialne i robocze na dwa różne obszary. Obszar sypialny znajduje się w kabinie mieszkalnej, najbardziej wewnętrznej i najgłębszej części obozu (gleba obejmuje ponad dwa metry), dzięki czemu astronauci mogą spać bezpiecznie z dala od promieniowania kosmicznego.Kabina mieszkalna jest podzielona na dwa piętra pod ziemią, a astronauci mogą chodzić po schodach w górę iw dół.Górne piętro jest wyposażone w siłownię, a dolne piętro jest salonem. Kabina sypialna jest wyposażona w system AI, który ma funkcję ucieczki awaryjnej. To może tymczasowo chronić bezpieczeństwo osobiste astronautów poprzez zamknięte środki w przypadku zagrożenia. Obszar roboczy znajduje się w centrum obozu. Jest to struktura z jednym piętrem nad ziemią i dwoma piętrami pod ziemią. Pierwsze piętro pod ziemią to centrum badań naukowych, które znajduje się około jednego metra od ziemi. Wszystkie informacje zebrane przez zewnętrzne czujniki będą tu gromadzone w celu inteligentnej analizy. Drugie piętro pod ziemią to fabryka lodu wodnego, a my ustawiliśmy obszar roboczy w centrum, aby ułatwić szybkie dostarczanie wody do różnych obszarów.Poprzez system wyczuwania sygnału wodnego, ramię robotyczne otrzymało polecenie kopania w ziemi w zaplanowany sposób, aby wydobyć stałe źródło wody na Księżycu, a także uzdatnić i oczyścić fabrykę lodu wodnego.

4.1. Opisz, co będzie źródłem zasilania dla schronu.
Trzy metody wytwarzania energii elektrycznej zapewnią jej dostawy przez cały czas. Średnia temperatura powierzchni Księżyca w ciągu dnia różni się od tej w nocy o 300 stopni Celsjusza. Zgodnie z teorią efektu Seebecka, generatory termoelektryczne są drogie w produkcji, więc używamy ich tylko do początkowego lądowania na Księżycu. Ponieważ Księżyc nie ma atmosfery, światło słoneczne uderzające w powierzchnię Księżyca generuje dużo ciepła. Panele słoneczne automatycznie mierzą i regulują ciepło pod kątem prostopadłym do promieni słonecznych. I może produkować wysokociśnieniową moc parową poprzez energię cieplną.Kiedy wody gruntowe są wydobywane, energia słoneczna jest używana zamiast energii cieplnej. Gleba księżycowa zawiera hel-3.Budowa i użytkowanie reaktorów termojądrowych z helem-3 są wolne od promieniowania neutronowego i nie stanowią zagrożenia dla środowiska. Po wybudowaniu obozu energia słoneczna będzie stopniowo zamieniana na energię jądrową.

4.2. Opisz skąd będzie pochodzić woda.
Naszym początkowym zaopatrzeniem będzie woda z ziemi.Po obozowaniu,wydobywamy bezpośrednio wodę z księżyca. Cała woda na powierzchni księżyca jest w postaci lodu wodnego, a my będziemy kopać w dolnej części obozu, aby uzyskać wodę. Będzie to kosztować dużo czasu, ale po pomyślnym wydobyciu będziemy mieli stabilne zapewnienie źródła wody .Do tego czasu będziemy musieli wydobywać cząsteczki ciekłej wody z księżycowej gleby i skał.

4.3. Opisz, co będzie źródłem pożywienia.
Nasz obóz wyposażony jest w osobny domek do sadzenia roślin znajdujący się w półpodziemiu. Jest to korzystne dla zbierania światła słonecznego. Zgodnie z doświadczeniem międzynarodowej stacji kosmicznej (iss), wybieramy mnóstwo upraw, które są bogate w różne składniki odżywcze, takie jak ziemniaki, Liban, pszenica, owies, pszenica, kukurydza, soja, pomidory, rzepa, kapusta, burak cukrowy itp. Aby zapobiec zmienności roślin z powodu efektów promieniowania, górna część kabiny do sadzenia jest izolowana powłoką ochronną przed promieniowaniem.Staramy się hodować zwierzęta, przenosić zapłodnione jaja z Ziemi, wykluwać kurczaki na Księżycu, zakładać fermy kurczaków, ulepszać księżycową bazę rolniczą. Wszystko to robimy, aby zapewnić dostawy białka.Wcześniej, oczywiście, będziemy musieli przynieść pewną ilość zapasów żywności z ziemi, aby zapewnić miłe środowisko dla astronautów.

5.1. Co chciałbyś zbadać na Księżycu?
Na Księżycu nie ma bariery atmosferycznej, więc są tam doskonałe warunki do obserwacji astronomicznych. Zakładamy obserwatorium w centrum badawczym i mamy nadzieję zrozumieć nieznany wszechświat poprzez badania astronomiczne. Jednocześnie poprzez monitoring w czasie rzeczywistym, chronić Ziemię przed katastrofą meteorytową. Gleba i skały Księżyca są bogate w pierwiastki rzadko spotykane na Ziemi. Tymczasem powierzchnia Księżyca przez długi czas doświadczała promieniowania kosmicznego. Mamy nadzieję zbadać geologię Księżyca i znaleźć zasoby korzystne dla człowieka. Ponadto, wiek Księżyca jest podobny do wieku Ziemi. Mamy nadzieję dowiedzieć się więcej o pochodzeniu i ewolucji układu słonecznego poprzez analizę składu księżyca. Życie i wzrost na samym Księżycu może również pomóc nam uzyskać pełniejsze zrozumienie nauk przyrodniczych, takich jak ludzie, zwierzęta i rośliny.

Projekty tworzone są przez zespoły i to one biorą pełną odpowiedzialność za udostępniane treści.