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 17, 18, 19 5 / 1 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
O "Espaço infinito" é um campo com símbolos do infinito como elementos de design, indicando que o "Espaço infinito" tem possibilidades infinitas e que os seus edifícios e estruturas resistirão ao teste do tempo e do risco. O seu principal objectivo é a investigação científica, para estudar as características geológicas, químicas e físicas da superfície da lua. O Espaço Infinito inclui uma área de investigação científica, uma área de habitação e uma área de abastecimento. Ao mesmo tempo, utilizamos as características dos símbolos infinitos para realizar a acoplagem automática com a tecnologia de acoplagem de vaivém. A precisão da acoplagem é elevada e a operação é simples. É adequado para os astronautas ligarem os acampamentos na lua. Ao mesmo tempo, como posto avançado, o Espaço Infinito preparar-se-á para as missões mais ambiciosas da humanidade no futuro.
Criámos o campo lunar principalmente para a investigação científica, como um posto avançado com laboratórios, bem como um campo de treino e uma área de preparação para os humanos explorarem, através da vida no campo, a sua capacidade de adaptação num corpo alienígena sem atmosfera e com mudanças de temperatura extremas, bem como para estudar os recursos minerais na Lua, hélio-3, gelo de água, etc., em preparação para missões humanas mais ambiciosas no futuro!
Decidimos construir o Espaço Infinito na Cratera Rex Scarborough. Em primeiro lugar, o acampamento está localizado na parte da frente da lua, perto da terra, e a comunicação da base pode ser mais fiável e estável, o que é muito importante para as operações diárias, investigação científica e gestão da segurança. Em segundo lugar, o terreno do acampamento é relativamente plano e existem nas proximidades abundantes recursos metálicos como o ferro, o magnésio e o alumínio, que são adequados para a construção e manutenção das instalações da base e podem também apoiar outros aspectos da exploração mineira e construção lunares. Em terceiro lugar, o acampamento fica perto do equador da lua, contando com o seu ciclo de luz 80%~90% para manter o funcionamento normal da base. Por isso, é aqui que se instala um acampamento lunar.
Em termos de aparência da base, construímos o Infinite Space com o símbolo do infinito como elemento de design. A sua aparência única faz com que tenha uma excelente capacidade de expansão e estabilidade estrutural, e garante a sua boa utilização do espaço e protecção ambiental. As impressoras 3D são utilizadas na construção para fabricar a estrutura e o invólucro da base do símbolo infinito, e os recursos metálicos como o ferro, o magnésio e o alumínio perto da cratera Rex Scarborough são utilizados para fazer ligas para fabricar a camada metálica exterior, os veículos lunares, o equipamento e as estruturas dos edifícios, etc, Ao mesmo tempo que se utiliza espuma de poliestireno (EPS), materiais de isolamento de lâmpadas de politetrafluoroetileno (PTFE) trazidos da Terra para manter estável a temperatura no interior do acampamento, e materiais de protecção para isolar as radiações, além disso, através do processamento e extracção de poeira lunar e fibra de vidro para fabricar fibra óptica, esta é utilizada para a transmissão de dados e energia em toda a base.
Os astronautas na Lua têm de enfrentar riscos ambientais, como um ambiente de baixa gravidade, mudanças de temperatura elevadas, radiação solar e detritos espaciais.
Enfrentar o ambiente de baixa gravidade: O acampamento tem um ginásio espacial. Manter a forma física todos os dias pode prevenir eficazmente os efeitos físicos da osteoporose, atrofia muscular e disfunção cardiovascular causados pelo ambiente de baixa gravidade.
Enfrentar temperaturas extremas, protecção contra radiações e vácuo espacial: O Espaço Infinito é uma estação espacial de campo de sombra lunar bem vedada, que protege os astronautas e o equipamento do impacto do vácuo externo e, ao mesmo tempo, utiliza espuma de poliestireno (EPS) e politetrafluoroetileno trazido da Terra. Os materiais de isolamento da lâmpada de fluoreto de polietileno (PTFE) são utilizados para manter estável a temperatura no interior do campo e os materiais de protecção são utilizados para isolar a radiação. Simultaneamente, criámos sistemas de controlo inteligentes e equipamento médico e de monitorização da saúde para monitorizar a temperatura ambiente e detectar o estado de saúde dos astronautas em tempo real.
Enfrentar o lixo espacial: a escolha da cratera Rex Scarborough para construir uma base reduz a probabilidade de queda de meteoritos. Ao mesmo tempo, o radar da base detectará continuamente a situação acima da base para que os astronautas possam tomar medidas de emergência.
Água: O Espaço Infinito construiu uma câmara de abastecimento de água e um colector de recursos hídricos. A sala de abastecimento de água transforma os recursos de água e gelo obtidos em água através de métodos de pirólise, evaporação e arrefecimento, e utiliza equipamento de circulação de água para ligar cada cabina para recolher urina, suor, etc., de modo a conseguir a circulação da água.
Alimentos: Construir uma microecologia lunar no Espaço Infinito: Sementes de batata, sementes de Arabidopsis, ovos de bicho-da-seda, solo, ar, água, etc. serão colocados na microecologia lunar, e a temperatura e humidade adequadas na ecosfera serão asseguradas. A luz natural na superfície da lua é introduzida através do guia de luz para criar um ambiente de crescimento das plantas. A luz promove o crescimento das plantas para fornecer alimentos e oxigénio ao bicho-da-seda, o crescimento do bicho-da-seda fornece o dióxido de carbono necessário para o crescimento das plantas e o estrume do bicho-da-seda é também um bom fertilizante, formando assim um bom círculo ecológico para obter alimentos.
Electricidade: O Espaço Infinito tem um sistema de produção de energia fotovoltaica e um sistema de energia nuclear. O equipamento de geração de energia fotovoltaica utiliza painéis solares para converter a energia solar em energia eléctrica e utiliza directamente a energia solar para aquecimento, a fim de obter electricidade durante a lua e o dia; a sala de abastecimento de energia nuclear utiliza reactores nucleares e isótopos radioactivos para gerar energia nuclear, a fim de gerar uma grande quantidade de energia num espaço pequeno para toda a base estar em funcionamento. Ao mesmo tempo, dispomos de dispositivos de detecção de segurança para evitar fugas de radiação.
Ar (ar): O Espaço Infinito tem uma sala de geração de oxigénio. Ao processar ilmenite e óxido ferroso no solo lunar, estes materiais são aquecidos a 1600 graus Celsius a 2500 graus Celsius, e depois electrificados, e vários elementos no solo lunar serão ionizados, incluindo iões de comichão, e os iões de oxigénio ionizados combinar-se-ão entre si para formar oxigénio.
A eliminação dos resíduos gerados pelos astronautas na Lua é uma questão fundamental, porque estes resíduos não só têm um impacto no ambiente, como também podem constituir uma ameaça para a saúde e segurança dos astronautas. O lixo e os resíduos são reciclados para o crescimento de plantas ou outras utilizações industriais, e os resíduos que não podem ser reciclados podem ser comprimidos e armazenados para reduzir o seu volume. O objectivo da Infinite Space é minimizar o impacto dos resíduos no ambiente e nos astronautas, e proporcionar um ambiente mais saudável e seguro para os acampamentos lunares.
A Infinite Space utiliza a comunicação espacial com a Terra, recorrendo a tecnologias como a comunicação por laser ou por microondas, para estabelecer uma ligação de comunicação espacial entre a Lua e a Terra. Este método de comunicação tem as vantagens de alta velocidade, alta largura de banda e baixa latência, e pode satisfazer as necessidades de comunicação em tempo real e de transmissão de grandes volumes de dados;
O Infinite Space utiliza a comunicação por fibra óptica com outros campos lunares: uma tecnologia que utiliza fibras ópticas para transmitir dados. A Infinite Space constrói uma rede de comunicação por fibra óptica através da sala de controlo geral para ligar diferentes campos lunares. A comunicação por fibra óptica tem as vantagens de alta velocidade, alta largura de banda e baixa latência, e pode também satisfazer as necessidades de comunicação em tempo real e de transmissão de grandes volumes de dados.
O tema científico do Espaço Infinito centra-se na tecnologia de engenharia e na biologia, porque o ambiente na Lua é completamente diferente do da Terra, como a baixa gravidade, a elevada diferença de temperatura, a forte radiação, etc., é necessário desenvolver tecnologias de engenharia que se adaptem ao ambiente lunar, como a tecnologia energética, a tecnologia de construção, a tecnologia de transporte, etc., a fim de fornecer apoio técnico aos seres humanos para realizarem investigação científica e estabelecerem bases na Lua. Ao mesmo tempo, nos planos futuros para os seres humanos estabelecerem bases na Lua, efectuarem a exploração do espaço profundo e se estabelecerem, a sobrevivência a longo prazo na Lua é essencial. A investigação biológica pode fornecer uma base para a resolução de problemas básicos de sobrevivência, como a alimentação, o oxigénio e a água na Lua. soluções, e fornecer uma referência para o futuro estabelecimento de ecossistemas noutros planetas.
Experiência biológica:
(1) Experiências de plantação: plantar plantas na superfície da Lua, estudar a adaptabilidade das plantas em ambientes como a baixa gravidade e a alta radiação, e explorar a viabilidade da produção de alimentos na Lua.
(2) Experiências com animais: estudar a adaptabilidade de pequenos animais na Lua, explorar a viabilidade de criar animais na Lua e fornecer referências para o estabelecimento de um ecossistema no futuro.
(3) Experiências microbianas: estudar a sobrevivência e a reprodução de microrganismos em ambientes de baixa gravidade, alta radiação e outros, e explorar a viabilidade da investigação e utilização de microrganismos na Lua.
Experiência de tecnologia de engenharia:
(1) Experiência em tecnologia energética: estudar a aplicação da energia solar e da energia nuclear na Lua e explorar a viabilidade da realização de energia auto-suficiente na Lua.
(2) Experiência em tecnologia de construção: estudar a viabilidade dos materiais de construção lunar e explorar a viabilidade da construção de bases de habitação humana e de investigação científica na superfície da Lua.
Para ajudar os astronautas a prepararem-se para missões à Lua, eu incluiria o seguinte num plano de treino para astronautas:
(1) Treino de adaptação ao espaço: Os astronautas têm de se adaptar a viver num ambiente sem gravidade durante muito tempo, bem como à radiação espacial e a outros factores ambientais. Por conseguinte, têm de se submeter a um treino de adaptação ao espaço, incluindo treino de ausência de peso em simuladores espaciais, treino de protecção contra radiações, etc.
(2) Treino físico e fisiológico: Os astronautas precisam de ter boas qualidades físicas e psicológicas para poderem suportar a elevada pressão e os elevados riscos no ambiente espacial. Por conseguinte, necessitam de treino físico, treino mental e treino de reacção.
(3) Treino de missão: Os astronautas têm de dominar as capacidades de funcionamento do equipamento da cápsula espacial, incluindo fatos espaciais, sistemas de fornecimento de oxigénio, armazenamento e utilização de alimentos e água, etc. Além disso, precisam também de realizar treinos de simulação de missões, como a descolagem e a aterragem de naves espaciais e a caminhada na superfície da Lua.
(4) Formação em trabalho de equipa: Os astronautas precisam de trabalhar em equipa nas missões espaciais, pelo que necessitam de formação em trabalho de equipa, incluindo a formação de equipas, a comunicação e a resolução de conflitos.
(5) Formação em conhecimentos de ciências espaciais: Os astronautas precisam de compreender o ambiente espacial e os conhecimentos de ciências planetárias, incluindo as características geológicas, químicas e físicas da Lua.
(6) Formação em resposta a emergências: Os astronautas têm de reagir rapidamente e tomar medidas em situações de emergência, pelo que necessitam de realizar uma formação de resposta a emergências, tais como resolução de problemas, incêndios, doenças súbitas, etc.
Através destas formações, os astronautas podem ser preparados para enfrentar os vários desafios e riscos da missão à Lua e garantir a segurança e o sucesso da missão.
Para futuras missões à Lua, é necessária uma nave espacial robusta e fiável para suportar a vida e o trabalho a longo prazo na superfície lunar, bem como uma evacuação rápida, se necessário. Um veículo capaz de navegar no terreno acidentado da Lua, como um rover lunar ou um explorador robótico, é necessário na base lunar para transportar os astronautas para diferentes locais de exploração.
Para viajar de e para a Terra, é necessária uma nave espacial com combustível e potência suficientes para garantir a segurança e o conforto dos astronautas. Ao explorar novos destinos na superfície da Lua, uma combinação de exploradores robóticos e a colaboração de astronautas pode aumentar a eficiência e reduzir os riscos.
A segurança deve ser uma prioridade máxima, com o apoio técnico e as medidas de salvamento necessárias para garantir o êxito e a segurança da missão.
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