No Moon Camp Pioneers, a missão de cada equipa é desenhar em 3D um acampamento lunar completo utilizando o software da sua escolha. Têm também de explicar como vão utilizar os recursos locais, proteger os astronautas dos perigos do espaço e descrever as instalações para viver e trabalhar no seu acampamento lunar.
郑州轻工业大学附属中学 河南省郑州市-金水区 China 19 5 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
O nome da nossa base é Moon Utopia. A base é um posto avançado construído na lua que se dedica à investigação científica, produção, habitação e desenvolvimento de novas indústrias. O objetivo da base é proporcionar experiência prática para a imigração humana em grande escala para a lua, para construir um novo lar no futuro. A forma de utopia, no ambiente de vida fechado do acampamento lunar, pode ajudar-nos a fornecer muitas ideias em termos de divisão social do trabalho, segurança dos recursos e satisfação das necessidades do pessoal. A nossa base fornecerá aos astronautas que trabalham na Lua os recursos de que necessitam para viver bem e continuará a fornecer-lhes mais recursos para satisfazer as necessidades da investigação científica de ponta, mantendo-os de boa saúde. Para que o ser humano explore melhor a Lua, para que o ser humano procure um novo lar que lhe dê mais ideias.
O principal objetivo do acampamento lunar construído pelo nosso grupo é proporcionar experiência prática para a migração humana em grande escala para a lua no futuro para construir uma nova casa, para além de algum equipamento necessário para a vida quotidiana, o nosso grupo também alcançou tanto a ciência como o turismo durante o processo de construção. Foi criada uma série de locais de investigação científica, de entretenimento e outros, para garantir que os seres humanos possam viver normalmente na lua, e depois formar uma cidade lunar.
Planeamos construir o nosso Acampamento Lunar na Bacia de Aitken, perto do pólo sul da lua, porque está localizada na parte de trás da lua, como uma enorme cratera, o terreno é plano e conveniente para as actividades humanas, e há gelo de água na área de sombra permanente perto do pólo sul, que é rica em recursos hídricos. A luz é suficiente e pode ser continuamente irradiada pelo sol durante um mês em condições extremas de luz do dia, o que proporciona um bom ambiente para a recolha de energia solar. O pólo sul da Lua é montanhoso e a eficiência da conversão fotoeléctrica dos painéis solares instalados nas montanhas é superior à dos painéis instalados em terrenos planos.
O nosso acampamento lunar adopta uma estrutura semi-enterrada. Com base nas vantagens da própria lua, algumas crateras enormes podem ser diretamente transformadas na nossa base lunar. O método de realização é efectuado principalmente por robôs inteligentes, e as suas funções são principalmente as seguintes Transportar os materiais e objectos pesados necessários para a construção, e rematar a aparência da base lunar. Para os materiais necessários à construção, utilizamos o solo lunar como material principal e materiais de alta resistência, como a fibra de vidro e a espuma de aço trazida da Terra, como materiais suplementares para construir a nossa base lunar. O solo lunar pode ser utilizado para preservar o calor, os raios anti-cósmicos, o vento solar e os meteoritos. O impacto pode aumentar a dureza e resistir à radiação cósmica. A fibra de vidro pode ser transformada em vidro a partir do solo lunar como matéria-prima, e depois extraída num estado fundido a alta temperatura. Tem alta resistência, grande módulo, boa resistência ao impacto e estabilidade química. O método de preparação da amostra de vidro consiste em pesar, misturar e moer totalmente as matérias-primas de acordo com o desenho da fórmula do vidro, e depois colocar o pó da matéria-prima num altar de platina e derretê-lo num forno de resistência a alta temperatura.
Tijolos Lunares Construir uma base lunar na superfície da Lua requer muitos tijolos. O solo lunar é constituído por uma mistura única de sílica e compostos que contêm ferro. Estas misturas podem ser fundidas num sólido vítreo utilizando energia de micro-ondas. As propriedades mecânicas do vidro lunar são boas.
O betão lunar é um material de construção polimérico revestido com epóxi para o tornar hermético. As rochas, o pó e a terra desgastada na Lua são todos materiais utilizados para fazer o betão. É formado a partir do solo superficial lunar e tem as seguintes vantagens.
(1) Não é afetado pela variação de temperatura de +120°C~-150°C.
(2) podem absorver os raios gama;
(3) a sua integridade não é afetada pela exposição prolongada ao vácuo.
Tecnologia de impressão 3D, tecnologia madura, simples e cómoda, barata e eficiente. As casas e estruturas também podem ser impressas em 3D na Lua. Essas casas e estruturas podem ser construídas com regolito lunar e utilizadas como base lunar. O solo lunar imprime casas que podem isolar a radiação e manter a temperatura.
A tecnologia de impressão 3D utiliza radiação de micro-ondas de baixa potência, a uma temperatura de cerca de 1500 watts, para sinterizar a poeira lunar. A poeira lunar será aquecida a 1200 °C ~ 1500 °C, ligeiramente abaixo do ponto de fusão, fundindo as nanopartículas de poeira num sólido semelhante à cerâmica. A impressão 3D não requer o transporte de materiais adesivos da Terra.
1. a utilização de minerais lunares que contêm oxigénio para produzir oxigénio in situ visa reduzir o custo de construção da base lunar (oxigénio)
(1) O hidrogénio é um agente redutor adequado às condições ambientais especiais da Lua, que pode ser obtido diretamente a partir do hidrogénio do vento solar presente no solo lunar.
(2) A ilmenite no solo lunar é o mineral preferido para a reação de redução, que tem as vantagens de ser fácil de separar, de reduzir, de ter uma temperatura de reação baixa e um rendimento elevado de oxigénio.
2. fornecer alimentos aos astronautas através da reciclagem de resíduos e da plantação de vegetais na base
(1) A base é um espaço relativamente confinado. Os resíduos gerados pelos astronautas que vivem na base lunar devem ser recolhidos e tratados. Na estação espacial, serão reciclados os resíduos alimentares, os excrementos e outros nutrientes não utilizados, bem como a energia e a água, que serão reciclados. Existem também áreas para o cultivo de plantas, que podem ser utilizadas para fornecer os vegetais necessários ao acampamento.
3. utilizar o solo lunar sem aditivos como material (recurso) de infraestrutura da superfície lunar
(1) A quantidade de terra e rocha necessária para construir a base lunar é enorme e o custo de transporte é inaceitável, pelo que se utiliza o solo lunar sem aditivos.
(2) A moldagem por injeção única é obviamente mais adequada para o funcionamento automatizado do que a instalação de componentes.
4. recolher gelo polar (água) na Lua
(1) A lente é utilizada para obter calor para derreter o gelo polar e recolher água.
(2) O laser do robot aquece o gelo polar para recolher água.
(3) O hidrogénio reage com o oxigénio para produzir água.
Para os astronautas que vivem no processo de tratamento de resíduos, este divide-se em fase de triagem, fase de pré-tratamento e fase de tratamento. A primeira é a fase de triagem, em que os resíduos são classificados em resíduos líquidos, resíduos sólidos e resíduos de cozinha, e a segunda é a fase de pré-tratamento, em que os resíduos sólidos precisam de ser pré-tratados antes de poderem ser utilizados e tratados de forma abrangente, para posterior processamento. O pré-tratamento inclui principalmente a triagem, a trituração, a compressão e outros processos. Os resíduos de cozinha são separados, triturados, secos e transformados em CDR (combustível derivado de resíduos) ou comprimidos em varas. A fase final é a fase de tratamento, em que os resíduos líquidos são clorados com pó branqueador, e os resíduos de cozinha e os resíduos sólidos são incinerados, sendo o calor da incineração utilizado para gerar eletricidade.
Existe uma enorme "torre de dados" no centro do nosso acampamento lunar, e o sinal de dados enviado pela "plataforma de controlo" será recebido pelo satélite de retransmissão e, em seguida, enviará o sinal para a estação terrestre na Terra ou para outras bases lunares, a estação terrestre e outras bases receberão o sinal e, em seguida, encaminharão o sinal para a "plataforma de controlo" do centro da base, de modo a que o acampamento lunar possa comunicar sem fios com o solo na Terra e outras bases lunares.
No nosso acampamento lunar, o ambiente de baixa gravidade será o foco da nossa investigação. O ambiente de microgravidade pode ser utilizado para estudar e criar novos materiais, faremos experiências de processamento de materiais espaciais. Incluindo materiais funcionais (semicondutores, supercondutores, magnéticos, materiais sensíveis à memória e aos infravermelhos, etc.), materiais estruturais (ligas miscíveis, metais, espuma porosa e materiais compósitos, etc.), materiais ópticos e cerâmicos (vidro e cerâmica de alta qualidade, fibra ótica, alto isolamento, etc.). Além disso, a lei do movimento dos objectos em ambiente de baixa gravidade alterou-se substancialmente, tendo-se produzido alguns fenómenos físicos especiais, que podem ser utilizados para produzir muitos processos novos. No ambiente de microgravidade, muitos organismos sofrem novas alterações, que são os factores físicos que levam à alteração dos fenómenos da vida em microgravidade. Na microgravidade, o efeito da tensão superficial é muito maior, tal como o efeito dos campos electromagnéticos, e o efeito da força intermolecular é ainda mais pronunciado, a experiência de microgravidade lunar pode fornecer um forte apoio de dados para a investigação teórica e empírica nos domínios das ciências da vida humana, da biologia da gravidade e da biologia da radiação espacial, etc, acelerar o processo de I&D de novas tecnologias, novos produtos e novos tratamentos médicos, serão realizadas experiências sob os temas "Microgravidade para o estudo dos processos vitais e do modo como o ambiente de microgravidade afecta a formação dos organismos vivos na Terra" e "Estudos radiobiológicos dos danos e da proteção dos organismos vivos expostos a ambientes de alta energia no espaço". Além disso, faremos algumas experiências eléctricas. Haverá também algumas experiências científicas populares, tais como experiências de aceleração gravitacional utilizando um pêndulo simples e experiências ópticas com balões de água.
A fim de ajudar os astronautas a adaptarem-se melhor à vida na Lua, forneceremos o seguinte programa de formação aos astronautas antes de executarem a missão lunar:
O treino de adaptação ao espaço, baseado no ambiente especial de microgravidade na superfície lunar, a exposição a longo prazo à ausência de peso pode causar perda óssea humana, atrofia muscular e levar à diminuição da força e resistência muscular. Para resolver estes problemas, os astronautas terão de praticar pelo menos dois anos de exercício físico, incluindo exercício aeróbico, treino de força e treino de equilíbrio.
Formação em cooperação de equipas: viver na Lua exige uma estreita cooperação e apoio mútuo entre os astronautas, pelo que a formação em cooperação de equipas é essencial, incluindo a formação de equipas, a tomada de decisões, as competências de comunicação, etc.
Formação em situações de emergência, a vida na Lua é frequentemente confrontada com situações súbitas, como falhas de equipamento, doenças, incêndios, etc. Por conseguinte, os astronautas precisam de receber formação sobre como lidar com situações de emergência e exercícios práticos para responder a essas situações.
Formação em experiências científicas, a realização de experiências científicas na Lua é uma das principais tarefas dos astronautas, pelo que estes têm de receber formação relevante, incluindo a conceção experimental, a operação experimental e a análise experimental.
Formação em saúde mental: viver na Lua durante muito tempo pode fazer com que os astronautas se sintam sozinhos, stressados e sobrecarregados psicologicamente, pelo que é necessária uma formação relevante para ensinar os astronautas a lidar com a pressão psicológica e a aliviá-la.
A formação em etiqueta diplomática é necessária para os astronautas que vivem na Lua, uma vez que têm de cooperar e comunicar com astronautas de outros países e regiões. Por conseguinte, os astronautas precisam de receber formação em etiqueta diplomática para aprenderem a respeitar e a compreender culturas e costumes diferentes.
A Lua é um ambiente de vácuo no qual podem ser desenvolvidas tecnologias de fundição e de transformação. Este tipo de tecnologia só é utilizado na Terra quando o valor acrescentado é extremamente elevado, mas na Lua, as várias técnicas de processamento em vácuo são muito simples. Como a Lua não tem atmosfera, pode ser lançada diretamente para o espaço através da aceleração orbital electromagnética, sem qualquer tecnologia de foguetão.
A posição espacial única da Lua, combinada com características ambientais como a baixa gravidade e o elevado vácuo, torna-a um local com um bom potencial de aplicação para a emissão electromagnética fora da Terra.
Utilizando a órbita de lançamento electromagnética ultra-longa disposta na superfície lunar, acelera continuamente e lança cargas úteis (carga ou pessoal) através de uma baixa aceleração, que pode ser utilizada para efetuar transportes de longa distância na superfície lunar, regressar à superfície da Terra a partir da superfície lunar e explorar o espaço profundo na superfície lunar.
A emissão electromagnética lunar tem as vantagens da reutilização, da elevada eficiência de emissão, da não produção de resíduos, do baixo custo de manutenção e do elevado grau de automatização.
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