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 郑州-金水区 China 18, 19 5 / 1 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
O nosso parque de campismo lunar está situado no pólo sul da Lua, utilizando plenamente a imaginação e incorporando algumas novas tecnologias que ainda não estão amplamente disponíveis na Terra. Combinar tecnologias populares actuais com técnicas de construção tradicionais chinesas. Construir uma experiência que possa satisfazer a vida a longo prazo de dois a três astronautas na Lua, e estudar a espuma metálica, o cultivo sem solo e outras experiências que são mais fáceis de realizar no ambiente especial de microgravidade da Lua. Ao mesmo tempo, o nosso estilo de construção combina vários estilos arquitectónicos únicos, tanto a nível nacional como internacional, tendo em conta as condições ambientais específicas da lua. A nossa base adopta um método de controlo inteligente como um todo, com cada edifício principal ligado por estrada. A sala de estar principal adopta a forma de uma estrela de seis pontas, que não só tem uma beleza simétrica como também reflecte a continuidade da base.
O principal objectivo do nosso acampamento lunar é a investigação científica. Realizamos experiências de ciência de materiais ambientais em microgravidade no laboratório de investigação mineral e utilizamos a microgravidade para eliminar a convecção por flutuação para explorar e desenvolver materiais metálicos em espuma, o que permite descarregar eficazmente bolhas e gotículas de impurezas e desenvolver materiais metálicos de elevado desempenho. Além disso, o nosso laboratório de cultivo sem solo desenvolverá a tecnologia de fotossíntese extraterrestre, que simula a fotossíntese natural das plantas verdes na Terra, utilizando a luz solar para converter o dióxido de carbono exalado pelos seres humanos e os recursos hídricos extraídos in situ na Lua em oxigénio e hidrocarbonetos, fornecendo oxigénio às plantas no laboratório de cultivo sem solo.
Decidimos montar o nosso acampamento lunar na bacia de Aitken, no pólo sul da Lua. Em primeiro lugar, a bacia é composta por uma cratera de meteorito extremamente grande, que mantém a estrutura original de impacto. Como o material ejectado da parte profunda da lua por impacto é único, oferece condições favoráveis para estudarmos a estrutura interna da lua. Existem zonas de sombra permanentes no pólo sul da lua. A temperatura nestas zonas de sombra permanente é extremamente baixa, pelo que pode haver ricos recursos de gelo de água no seu interior. Cada "ano lunar" terá cerca de meio ano de dia polar, durante o qual há muita energia luminosa. As características da luz contínua nos dias polares proporcionam um "fornecimento" natural de energia para a investigação científica.
Traremos da Terra materiais de construção básicos, impressoras 3D, maquinaria de recolha de solo lunar, ferramentas de queima de solo lunar e outras ferramentas básicas, bem como desenhos de construção completos na Terra para nos ajudar a construir a nossa base lunar. Aprenderemos com a arquitectura tradicional chinesa e os métodos de ligação por encaixe e espiga, utilizaremos maquinaria de recolha de solo lunar para recolher solo lunar, utilizaremos a sinterização de solo lunar para produzir tijolos lunares e utilizaremos impressoras 3D para fazer estruturas de encaixe e espiga, ajudando-nos a conseguir incrustações e encaixes entre tijolos. Após a construção dos tijolos, tiraremos partido do ambiente de microgravidade da Lua e os nossos astronautas poderão colocar os tijolos no local correspondente, de acordo com os desenhos de construção, sem necessidade de grandes equipamentos, como gruas e elevadores, para construir a casa. Devido à utilização de solo lunar de origem local, é possível reduzir eficazmente a radiação do espaço exterior e reduzir significativamente os custos de transporte. Após a conclusão da cozedura dos tijolos lunares, a montagem e a construção podem ser efectuadas. Ao sinterizar os tijolos lunares, o risco de a impressão 3D se formar de uma só vez pode ser dissipado e, em algumas áreas, a impressão 3D pode reforçar as ligações para completar a estrutura.
Construiremos radares de alta precisão e sistemas de alerta de meteoritos, que nos darão tempo suficiente para evitar os riscos e perigos trazidos pelos meteoritos extraterrestres. Além disso, a nossa base utilizará tijolos lunares fabricados a partir do solo lunar, que podem isolar eficazmente os raios cósmicos nocivos do espaço exterior e criar um ambiente de vida e investigação confortável e seguro para os nossos astronautas. Construiremos um sistema central de ar condicionado na base para manter uma temperatura constante no ambiente interior. Como a energia solar é a principal fonte de energia, a nossa base tem um sistema de gestão de baterias BMS baseado no controlo da inteligência artificial, que pode distribuir eficazmente a energia de forma razoável, sem se preocupar com o facto de o ar condicionado ser desligado. Ao mesmo tempo, as nossas paredes serão revestidas com nano-revestimentos de polímeros para isolar as temperaturas extremas do exterior e reduzir o consumo de energia do ar condicionado central. O nosso oxigénio provém principalmente do solo lunar, que pode ser obtido através de electrólise fundida para produzir uma grande quantidade de oxigénio. É transportado para várias salas através de condutas subterrâneas para fornecer oxigénio a cada sala e assegurar as actividades fisiológicas normais dos astronautas.
Construiremos um rover lunar para fazer incidir a energia solar e outras radiações no gelo de água da Lua, o que permitirá a evaporação destas substâncias de gelo de água. Colocaremos um liofilizador em cada lado para condensar o vapor de água em água e recolhê-la.
O nosso abastecimento alimentar provém principalmente de laboratórios de cultivo sem solo. Utilizaremos soluções de nutrientes personalizadas e tecnologia de inteligência artificial para fornecer nutrientes adequados às plantas e fornecer os nutrientes necessários aos nossos astronautas.
A nossa energia provém principalmente da tecnologia de produção de energia solar. Utilizaremos painéis solares para recolher e converter a energia solar em energia eléctrica e conseguiremos uma distribuição razoável da energia eléctrica através da transmissão de energia sem contacto.
Recolheremos solo lunar, que pode gerar uma grande quantidade de oxigénio utilizando a electrólise fundida para fornecer oxigénio a várias placas. Pode também conseguir a preparação de silício, ferro e outros materiais metálicos altamente puros, fornecendo determinadas matérias-primas para o nosso laboratório de minerais.
A nossa casa de banho elimina directamente a urina; o suor e o vapor de água exalado pelos astronautas entram no sistema de ventilação. Estes resíduos líquidos são reciclados através de processos de tratamento complexos, como a destilação e a purificação profunda, e podem ser consumidos.
Principalmente recolher, comprimir, armazenar e depois reentrar na atmosfera com a nave espacial de carga TianZhou para queimar.
A nossa cabina adopta um tratamento de fermentação aeróbica a alta temperatura, e o produto processado pode ser utilizado como fertilizante orgânico. O dióxido de carbono gerado durante o processo de fermentação também pode ser introduzido na cabine da fábrica.
Adoptaremos a comunicação por ondas sem fios, utilizando a função de propagação de ondas das ondas sem fios para transmitir informações, o que nos pode poupar o trabalho de colocar fios e conseguir uma troca e comunicação de informações mais livre, rápida e acessível.
O foco da nossa investigação no campo lunar é a espuma metálica em ambiente de microgravidade e a tecnologia de síntese de luz artificial em ambiente extraterrestre. No laboratório de investigação mineral, realizaremos experiências de ciência dos materiais em ambiente de microgravidade. No ambiente de microgravidade, devido ao desaparecimento da convecção causada pela flutuabilidade, a perturbação do crescimento do cristal será reduzida e os defeitos no cristal crescido serão inevitavelmente reduzidos. Utilizando a microgravidade para eliminar a convecção por flutuação para explorar e desenvolver materiais de espuma metálica, o que proporciona a possibilidade de descarregar eficazmente bolhas e impurezas de gotas líquidas. Ao mesmo tempo, no ambiente de microgravidade espacial, podemos também encontrar algumas propriedades dos materiais e fenómenos abrangidos pelos locais de gravidade, que podem fornecer ideias eficazes e viáveis para desenvolvermos materiais metálicos de elevado desempenho. Além disso, o nosso laboratório de cultivo sem solo desenvolverá a tecnologia de fotossíntese extraterrestre, que simula a fotossíntese natural das plantas verdes na Terra e utiliza a luz solar para converter o dióxido de carbono exalado pelos seres humanos e os recursos hídricos extraídos do solo lunar em oxigénio e hidrocarbonetos, fornecendo oxigénio para as plantas no laboratório de cultivo sem solo.
Em primeiro lugar, os astronautas têm de passar por rigorosos testes físicos e de saúde para garantir que o seu corpo está à altura das exigências da exploração espacial. Estes testes incluem normalmente testes de função pulmonar, testes de frequência cardíaca, reflexos, etc. Através destes testes, é possível determinar se cada astronauta tem a capacidade de se adaptar ao ambiente espacial.
Depois de completarem um exame médico, os astronautas são obrigados a aprender sistemas informáticos e de software. Estes sistemas incluem competências como o processamento de dados de tarefas, a monitorização de processos, a resolução de problemas, entre outras. Ao mesmo tempo, precisam também de compreender os conhecimentos básicos do ambiente espacial, como a microgravidade, o vácuo, a radiação, etc., o que os ajudará a adaptarem-se melhor ao ambiente espacial.
Além disso, o treino subaquático é também uma parte essencial dos astronautas. Através deste treino, os astronautas podem adaptar-se a ambientes de baixa e microgravidade e melhorar a sua capacidade motora, coordenação e função cardiorrespiratória. O treino subaquático pode também simular situações de emergência e exercícios de evacuação de emergência, permitindo aos astronautas enfrentar melhor as situações perigosas.
Depois de completarem o treino subaquático, os astronautas aprendem o funcionamento básico e a utilização de equipamento e instrumentos de laboratório, bem como a adaptarem-se ao ambiente em caso de emergência. O processo de aprendizagem do astronauta também inclui formação em competências como a utilização e reparação do fato espacial e o que fazer se algo correr mal.
Além disso, os astronautas terão de aprender a trabalhar em estreita colaboração com os colegas, estabelecer canais de comunicação eficazes, definir claramente os papéis e aprender a receber e a utilizar os cuidados médicos à distância, entre outras medidas necessárias para garantir o êxito da missão.
Por último, os astronautas precisam de aprender a escapar em caso de emergência e a efectuar manobras retrógradas em ambientes terrestres e espaciais.
A nave espacial deve ser capaz de alcançar a superfície lunar, operar na superfície lunar para exploração espacial e operações experimentais, ter espaço suficiente para tripulação e armazenamento e ser capaz de se adaptar ao ambiente da superfície lunar.
Num acampamento lunar, haverá provavelmente vários tipos de veículos, como buggies lunares, scooters e veículos com rodas, construídos para explorar a superfície lunar, pelo que devem ser concebidos para serem suficientemente resistentes e adaptáveis ao ambiente da superfície lunar.
Para levar os astronautas de e para a Terra, uma cápsula espacial tem de ser capaz de funcionar no ambiente do espaço, tem de ser capaz de suportar o desgaste do espaço e o clima rigoroso, e tem de ser capaz de fornecer autonomia suficiente para os astronautas chegarem à Terra em segurança.
Enquanto exploramos a superfície da Lua, precisamos também de encontrar novos alvos e áreas para explorar. Isto pode envolver a exploração profunda das estruturas da superfície lunar, a possibilidade de procurar recursos hídricos e a exploração de pegadas e viagens lunares.
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