descoperire imagine interactivă

Galeria de proiecte Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

În Moon Camp Pioneers, misiunea fiecărei echipe este de a proiecta 3D o tabără lunară completă folosind un software la alegere. De asemenea, trebuie să explice cum vor folosi resursele locale, cum vor proteja astronauții de pericolele spațiului și cum vor descrie spațiile de locuit și de lucru din tabăra lunară.

makabaka

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 19   5 / 3 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Tabăra noastră pe Lună este compusă în principal din patru părți, care sunt împărțite în zone de locuit și de birouri, ferme spațiale, laboratoare și zone de observare astronomică.

Pentru a facilita viața astronauților, tabăra noastră lunară adoptă tehnologie de ultimă oră, prin intermediul ecranului de control central, roboți inteligenți, componente de percepție a mediului și alte produse științifice și tehnologice, întregul mediu al taberei lunare este inteligent, automatizat, vizual și audibil.

Având în vedere rezolvarea viitoarei crize energetice a Pământului, am realizat câteva proiecte de extracție a energiei, folosind rovere inteligente și automate pentru a detecta și a preleva o varietate de surse de energie pe Lună, iar apoi trimitem vehicule miniere adecvate pentru o exploatare personalizată după testare.

Pentru a menține sănătatea fizică și mentală a astronauților, am stabilit o varietate de exerciții zilnice și activități recreative, astfel încât întreaga tabără lunară să fie în fruntea științei și tehnologiei și a îngrijirii umaniste.

1.2 - De ce vrei să construiești o tabără lunară? Explicați scopul principal al taberei dvs. lunare (de exemplu, scopuri științifice, comerciale și/sau turistice).

Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei aerospațiale, ființele umane au dezvăluit treptat misterul lunii, iar luna ne poate fi prezentată cu o față clară. Pentru a deschide zone în care oamenii pot trăi, pentru a explora mai multe resurse și pentru ca oamenii să exploreze planete mai îndepărtate, am înființat tabere lunare pe Lună, "vecina" Pământului.

Scopul principal al taberei noastre lunare este cercetarea științifică. Pe baza condițiilor naturale de mediu de pe Lună, se efectuează teste experimentale și se fac explorări energetice și observații astronomice pentru a pregăti călătoriile umane în alte galaxii în viitor.

2.1 - Unde doriți să vă construiți tabăra lunară? Explică-ți alegerea.

Vom înființa o tabără lunară la polul sud al Lunii, deoarece la polul sud există o zonă de iluminare permanentă, unde pot fi instalate un număr mare de panouri solare pentru a obține energie electrică și pentru a menține funcționarea întregii tabere lunare; în același timp, există și o zonă de umbră permanentă, care conține o cantitate mare de apă solidă împrăștiată în cratere mari, care poate obține în mod stabil suficiente resurse de apă. Iar liftul spațial va fi construit la ecuatorul Lunii. Deoarece liftul spațial ecuatorial nu este afectat de rotația și revoluția Pământului, acesta poate asigura siguranța liftului spațial, reducând în același timp costurile și îndeplinind cerințele de funcționare a liftului spațial.

2.2 - Cum intenționați să vă construiți tabăra lunară? Gândiți-vă cum puteți utiliza resursele naturale ale Lunii și ce materiale ar trebui să aduceți de pe Pământ. Descrieți tehnicile, materialele și opțiunile dumneavoastră de proiectare.

În primul rând, materialele, analizatorul de extracție a solului lunar, imprimanta 3D și un computer cuantic inteligent necesare pentru liftul spațial sunt lansate la ecuatorul lunar cu o rachetă de transport, iar apoi liftul spațial este construit cu ajutorul computerului cuantic inteligent pentru a controla imprimanta. După ce construcția este finalizată și dată în folosință, costurile de transport pot fi reduse considerabil. Principiul de funcționare preconizat este de a transporta mai întâi unele echipamente și instrumente pe orbita sincronă lunară cu ajutorul unei rachete de transport, apoi de a le andoca cu o stație spațială lunară aflată pe aceeași orbită și apoi de a le transporta pe Lună prin intermediul unui lift spațial fără a consuma modulul de aterizare. În prezent, tehnologia de recuperare a rachetelor este foarte matură. Dacă lifturile spațiale pot fi puse în aplicare, costul transportului de pe Pământ pe Lună va fi mult redus. Mai târziu, unele instalații de mari dimensiuni vor fi construite sub controlul unui computer cuantic inteligent, evitându-se astfel dificultatea de a purta costume spațiale pe Lună. Materialele de construcție sunt realizate din solul lunar, ceea ce satisface posibilitatea de a construi clădiri de mari dimensiuni. După ce construcția este finalizată, computerul trimite informații, iar instalația este testată prin experimente pentru a se vedea dacă este calificată înainte de a putea fi dată în folosință. Vor fi utilizate multe tehnologii, cum ar fi calculul cuantic, imprimarea 3D, tehnologia rachetelor reciclabile, tehnologia materialelor de înaltă rezistență etc. Materialele cu rezistență foarte ridicată sunt prezentate în lucrarea Radiation and Electrostatic resistance for ultra table polymer composites reinforced with carbon fibers, care pot pune bazele viitoarelor călătorii spațiale.

2.3 - Cum protejează tabăra voastră lunară și cum oferă astronauților un adăpost împotriva mediului dur al Lunii?

Tabăra noastră lunară are o cantitate mare de energie electrică disponibilă, așa că folosim frigidere cu azot lichid pentru a face față climatelor cu temperaturi ridicate și tehnologie de încălzire a apei pentru a face față mediilor cu temperaturi scăzute; Pentru a preveni în orice moment potențialele impacturi de meteoriți, avem o mașină dedicată de detectare a atacurilor de meteoriți care le poate detecta și preveni în timp util. În același timp, instalațiile de construcție sunt echipate cu un înveliș de protecție care poate fi deschis și închis pentru a preveni impactul cu meteoriții; Pe lângă furnizarea unei zone de locuit centrale fixe, există și instalații de locuit mobile în care astronauții pot intra pentru evacuarea de urgență atunci când lucrează în afara taberei lunare. În plus, se utilizează solul lunar și alte materiale pentru a construi tabere pentru a reduce nivelul de radiații; În același timp, prin observarea soarelui și prezicerea exploziilor stratului de aer, cum ar fi erupțiile solare, prin intermediul tehnologiei de prognoză a vremii spațiale, ieșirile astronauților sunt oprite în această perioadă de vârf.

Micile aparate de prelevare a probelor de gheață și de sol lunar sunt folosite pentru a preleva probe și a explora resursele de apă și pentru a le aduce înapoi pentru testare. În funcție de calitatea apei, se optează pentru minerit, iar mașinile mari de extracție a apei sunt trimise pentru a extrage resursele de apă din zona respectivă. De asemenea, apele menajere domestice ale astronauților sunt colectate și purificate pentru a fi tratate. Fermele spațiale sunt folosite pentru a cultiva culturi, utilizând tehnologia de imprimare 3D și principiul cărnii artificiale pentru a furniza produse din carne prin intermediul materiilor prime proteice, asigurând echilibrul nutrițional al astronauților. Principala metodă de producere a oxigenului este electroliza apei, colectând în același timp oxigenul redundant, dioxidul de carbon etc. din fermele spațiale. Iar în zonele de lucru și de locuit, instalați detectoare de calitate a aerului și purificatoare de aer, precum și detectoare de presiune și dispozitive de îmbunătățire, pentru a menține presiunea generală a taberei lunare într-un interval adecvat pentru locuirea umană.

3.1 - Cum va asigura tabăra voastră pe Lună accesul durabil al astronauților la nevoile de bază, cum ar fi apa, hrana, aerul și energia?

Două lucrări publicate în revista Nature Astronomy au redefinit Luna și au clarificat capacitatea acesteia de a stoca resurse naturale prețioase - resursele de apă. Oamenii de știință au crezut dintotdeauna că pe Lună există apă solidă, în special la polii săi. Baza noastră lunară dispune de echipamente specializate care pot extrage apă solidă de la Polul Sud al Lunii și, de asemenea, există dispozitive în interiorul instalației principale care pot recicla și purifica apa reziduală a astronauților, care este utilizată și de Stația Spațială Internațională.

Baza noastră lunară are o fermă spațială care folosește soluții nutritive și sol cultivat de oamenii de știință pentru a produce culturi precum cartofi, soia, porumb și alte culturi. De asemenea, putem folosi proteinele produse de soia ca materie primă pentru a produce carne cu ajutorul imprimantelor alimentare 3D. Instalația noastră are, de asemenea, o bucătărie care folosește electricitate, astfel încât astronauții pot găti în funcție de propriile gusturi. În ceea ce privește fezabilitatea, încă din 2019, oamenii de știință chinezi au folosit soluții nutritive și sol pământesc pe spatele Lunii pentru a cultiva bumbac, cartofi, creson de talie, drojdie, muște de fructe și rapiță. Aceste șase organisme au crescut viguros pe spatele lunii, iar Watch a robot 3D print a 3D print a real cake publicat în Science a confirmat că alimentele pot fi tipărite.

Baza noastră lunară produce oxigen prin electroliza apei, iar oxigenul este transportat în întreaga instalație. Baza noastră dispune, de asemenea, de un management inteligent care poate detecta concentrația de oxigen în timp real. Stația Spațială Internațională folosește, de asemenea, această metodă.

În cea mai mare parte a timpului, Polul Sud al Lunii se află în lumina zilei și dispune de resurse abundente de energie solară. Energia electrică a bazei noastre provine din conversia panourilor solare.

3.2 - Cum se va ocupa tabăra dvs. lunară de deșeurile produse de astronauți pe Lună?

Fecalele astronauților și deșeurile de bucătărie vor fi colectate după un tratament științific, apoi vor fi transportate în fermele spațiale cu vehicule de transport speciale, care pot deveni nutrienți pentru plante și pot crește utilizarea energiei; urina, apa de baie și apele uzate menajere vor fi purificate de mai multe ori prin dispozitive de tratare a apelor uzate și vor fi distribuite și reutilizate în mod rezonabil în funcție de diferite surse și diferite tehnologii de purificare.

3.3 - Cum va menține tabăra voastră lunară comunicațiile cu Pământul și cu alte baze lunare?

Tabăra noastră lunară este echipată cu un emițător-receptor de informații foarte mare, care poate menține transmisia și recepția semnalelor electromagnetice în toată tabăra lunară, poate menține comunicarea între Pământ și Lună și alte tabere, și suntem echipați cu un modul de întoarcere Pământ-Lună care poate răspunde la un dezastru uriaș sau poate trimite astronauții răniți sau bolnavi înapoi pe Pământ pentru tratament. Pentru a facilita contactul cu alte tabere lunare, dispunem de o navă spațială lunară care poate muta provizii și personal cu alte tabere lunare în orice moment.

4.1 - Pe ce subiect(e) științific(e) se va(u) axa cercetarea în Tabăra Lunii? Explicați ce experimente intenționați să faceți pe Lună (de exemplu, în subiecte legate de geologie, mediu cu gravitație redusă, biologie, tehnologie, robotică, astronomie etc.).

Tehnologia noastră se concentrează în principal pe: dispozitive antigravitaționale, neutroni avansați, roboți, universul astronomic, analiza compoziției solului lunar și extracția heliului-3He, analiza și extracția calității apei.

Pe Lună, gravitația este de o șesime din cea a Pământului. Un număr mare de propulsoare generează împingere, materialele supraconductoare generează efecte antigravitaționale, iar interacțiunea dintre câmpurile magnetice și electrice poate promova cercetarea dispozitivelor antigravitaționale. Vom porni de la "reactorul de cercetare a miezului de tip puț anti neutronic" pentru a studia și analiza neutronii avansați prin testarea materialelor combustibile, experimentul de împrăștiere a neutronilor, analiza activării neutronice, fotografierea neutronică, dopajul prin iradiere a monocristalelor și alte lucrări. Articulațiile picioarelor robotului Dog benben adoptă articulații sferice, iar picioarele sale sunt echipate cu patru roți Mecanum, care pot avea cea mai puternică tractabilitate pe diferite terenuri. În același timp, este echipat și cu o platformă de ridicare a încărcăturii în spate și are brațe mecanice cu patru axe pe ambele părți pentru a prinde și fixa bunuri. Doi câini de companie, Congcong și Lingling, pot efectua detectarea mediului, memento-uri inteligente și transmisiuni vocale și sunt conectați la ecrane de detectare în interior. În timp ce realizează direcția robotului, ei oferă, de asemenea, îngrijire umanistă astronauților. Gravitația de pe suprafața Lunii este mică, nu există ecranare a atmosferei, poluare luminoasă și nu există influența gravitației terestre, astfel încât este convenabil să se observe diverse fenomene din sistemul solar. În același timp, radiotelescopul este folosit pentru a observa universul. Analiza chimică, razele X, spectroscopia și alte mijloace sunt folosite pentru a analiza eșantioanele de sol lunar și pentru a extrage din ele trioxid de heliu-3He și elemente de metale rare; după detectarea sursei de apă, se folosește un spectrometru de masă pentru analiza calității apei și se extrage în funcție de diferite scopuri analitice.

5.1 - Ce ați include în programul dumneavoastră de pregătire a astronauților, pentru a-i pregăti pentru o misiune pe Lună?

Formare teoretică de bază. În calitate de astronaut, primul lucru este formarea profesională a cunoștințelor teoretice de bază, cum ar fi atmosfera, astronomia, geofizica, dinamica spațială, comunicarea, calculatorul etc., aceste cursuri de formare au un conținut aerospațial, medical și fiziologic; prin îmbunătățirea acestor cunoștințe profesionale de bază, se poate pune o bază solidă pentru cele ulterioare. Și, bineînțeles, există și pregătirea pentru salvarea astronauților.
Antrenament fizic. Astronauții trebuie să aibă un fizic puternic și, în plus, trebuie să treacă printr-o pregătire fizică riguroasă. Spațiul și navele spațiale sunt factori de mediu speciali, astronauții trebuie să fie antrenați pentru a-și îmbunătăți propria toleranță. Conținutul antrenamentului este adesea alergarea pe distanțe lungi, alpinismul, scaunul pivotant și așa mai departe.
Antrenament de rezistență pentru supraponderali. Atunci când rachetele decolează, de obicei au o accelerație extremă, iar fără antrenament, corpul astronauților nu poate suporta acest lucru. Simularea unui astfel de antrenament poate menține mintea unui astronaut într-o stare clară, astfel încât să se adapteze și să ducă la bun sfârșit misiunea.
Antrenament fără greutate. Navele spațiale aflate pe orbită în timpul zborului, adesea în mediu de microgravitație, într-un astfel de mediu, astronauții apar adesea amețiți, afectând astfel funcționarea. Prin urmare, este necesar să se simuleze imponderabilitatea esenței galbene, astfel încât astronauții să poată elimina teama de imponderabilitate. În condiții de imponderabilitate, astronauții trebuie să finalizeze practica de a îmbrăca și scoate costumele spațiale, de a mânca și de a merge.

5.2 - De ce vehicule spațiale va avea nevoie viitoarea misiune pe Lună? Descrieți vehiculele găsite în Moon camp și luați în considerare modul în care veți călători spre și de pe Pământ și veți explora noi destinații pe suprafața Lunii.

vehicule spațiale

Rachete mari de transport: În primele zile de construcție a taberei lunare, vom folosi pe scară largă rachete de transport de mari dimensiuni pentru a trimite pe Lună instrumente de construcție, cum ar fi imprimantele de construcție 3D.
Rachetă Pământ-Lună: amplasată în principal pe Lună, poate răspunde la situații de urgență, atunci când se produc dezastre inevitabile, poate trimite astronauții și instalațiile importante înapoi pe Pământ la timp pentru a asigura siguranța astronauților.
Ascensor spațial: Vom construi un lift spațial pe Lună, care poate accelera foarte mult deplasarea materialelor și a personalului între Pământ și Lună și poate îmbunătăți eficiența.

vehicule

Cărucioare de mobilitate între facilități: Pentru a facilita deplasarea astronauților către diferite facilități, am înființat mai multe cărucioare de transport.
Navele inter-campus: Pentru a facilita contactul între tabere și pentru a explora noi zone, am înființat mai multe nave inter-campanie.

Alte proiecte: