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.

White Rabbit

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    China 19, 18   3 / 1 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Odată cu creșterea rapidă a populației și a cererii de terenuri pentru oameni, resursele de teren existente pe pământ sunt aproape inepuizabile, astfel încât oamenii încep să-și îndrepte atenția către spațiu. Echipa noastră plănuiește să construiască o stație de tranzit spațial pe Lună ca o trambulină pentru a se stabili pe Marte, care este mai potrivită pentru supraviețuirea umană, și, de asemenea, ca o stație de tranzit pentru explorarea spațiului cosmic cu echipaj uman, deoarece mediul spațial poate fi detectat mai clar în spațiul cosmic.

Tabăra este compusă în principal din două cercuri, cercul interior este interconectat unul cu celălalt și conține zona funcțională de bază a vieții, iar cercul exterior este zona funcțională, cum ar fi stația de lansare a rachetelor și dispozitivul de conversie a resurselor. Pentru ca oamenii să se odihnească aici pentru următoarea călătorie, zona rezidențială și zona de locuit și de divertisment a taberei noastre sunt foarte confortabile, iar unele echipamente introduc, de asemenea, Internetul lucrurilor și tehnologia ChatGPT, care pot interacționa cu oamenii și se pot conecta cu informațiile de bază în timp real, realizând interconectarea tuturor lucrurilor, îmbunătățind foarte mult sentimentul de experiență de viață și confort și atenuând oboseala navigării spațiale a oamenilor.

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).

Pentru a mări distanța călătoriilor interstelare ale oamenilor și pentru că Luna este cel mai apropiat satelit natural de Pământ, proiectul a construit o tabără pe Lună care să servească drept trambulină pentru a sprijini planurile de colonizare umană a planetei Marte. Oamenii pornesc mai întâi de pe Pământ spre Lună, apoi fac o pauză pe Lună, iar racheta poate, de asemenea, să-și refacă energia înainte de a porni la drum. În plus, este mai ușor de observat mediul din spațiu pe Lună, astfel încât navigația să poată fi judecată. Pe baza acestor merite, tabăra servește, de asemenea, ca o trambulină pentru explorarea spațiului cosmic cu echipaj uman pentru a sprijini dezvoltarea științei.

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

Tabăra lunară este construită pe o câmpie din apropierea ecuatorului, în regiunea oceanică furtunoasă a lunii, care are un avantaj geografic de neegalat. În primul rând, este situată în regiunea ecuatorială, unde vântul solar are un unghi de incidență mai mare, astfel încât concentrația de "heliu-3" în regiunea ecuatorială a lunii poate fi mai mare, care este sursa de energie a taberei. În al doilea rând, este situat în partea frontală a lunii și este distribuit pe scară largă cu bazalt marin lunar, al cărui conținut de ilmenit poate fi de până la 25%-30%, care este sursa de apă a taberei. În plus, regiunea ecuatorială are un mare avantaj în ceea ce privește traficul extra-lunar, ceea ce echipa noastră a apreciat cel mai mult în alegerea acestui loc.

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.

Construcția taberei este finalizată în principal de un robot de imprimare 3D cu cinci axe și un robot de asamblare inteligent care utilizează tehnologia de depunere directă de energie. Învelișul taberei este realizat în principal din carbură de titan, deoarece duritatea sa este a doua după cea a diamantului, rezistență puternică la presiune și la impact, și este un produs al diagramei de bază a taberei, iar sursa de energie este produsă continuu la început. În prima etapă, vom trimite mai întâi robotul de imprimare, robotul de asamblare și unele materiale necesare pe Lună, iar bateria de rezervă și panourile solare proprii ale rachetei sunt principala lor sursă de energie. Roboții vor dezvolta mai întâi un teren adecvat pentru tabere pe Lună, apoi vor construi reactoare de fuziune pentru a le asigura o sursă de energie solidă, iar apoi vor construi încet-încet alte dispozitive de conversie a energiei, inele interioare și exterioare. În cea de-a doua etapă, vor fi aduși doi tehnicieni pentru a efectua unele dintre îmbinările necesare și inspecția echipamentului taberei și vor aduce, de asemenea, unele dintre instrumentele și echipamentele necesare pentru tabără. În a treia etapă, după ce funcționarea de probă a taberei se va stabiliza pentru o perioadă de timp, stația de transfer poate fi dată în folosință, urmând să se facă unele extinderi în funcție de situație.

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

În primul rând, carapacea taberei este realizată din carbură de titan solidă, care poate rezista la impactul cu meteoriții și poate avertiza meteoriții în avans sub detectarea radarelor multifuncționale pentru a evita pericolele în avans. Partea de sticlă din exteriorul taberei este realizată din sticlă de silicat de bariu rezistentă la radiații, partea metalică este acoperită cu un strat de material antiradiații din fibre metalice pentru a rezista radiațiilor, iar astronauții iau, de asemenea, vitaminele A și C zilnic pentru prevenire. Temperaturile extreme sunt controlate printr-un sistem de ventilație și izolare în tabără. Pentru vidul spațial, întreaga tabără are camere și pasaje închise la aer, printr-un sistem eficient de circulație a oxigenului, mențin un mediu atmosferic similar cu cel de pe Pământ, asigură nevoile de respirație ale personalului și împiedică intrarea în bază a noroiului și a prafului de pe suprafața lunară.

În al doilea rând, tabăra dispune de un sistem de reciclare a gunoiului, care transformă excrementele umane și deșeurile solide în substraturi asemănătoare solului și îngrășăminte pentru plantarea în camera de plante. Cel de-al doilea colectează apele uzate din diferite zone ale taberei și le împarte în tipuri purificabile și nepurificabile, iar apoi le tratează separat, unele pentru utilizare secundară, iar altele sunt purificate în apă nouă utilizabilă, îmbunătățind utilizarea resurselor de apă.

În al treilea rând, tabăra are o cameră de plantare care poate oferi astronauților legume proaspete pentru a le consuma și pentru a suplimenta vitaminele. În plus, pentru a împiedica oamenii să se plictisească de mâncare, roboții inteligenți ai taberei îi vor învăța pe oameni o varietate de practici alimentare diferite, astfel încât aceleași ingrediente să aibă arome și înfățișări diferite.

În al patrulea rând, există o cameră medicală în tabără, care poate face față urgențelor și poate oferi asistență medicală pentru astronauți.

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?

Apă: Frontul Lunii este bogat în ilmenit, iar o cantitate mare de apă poate fi obținută prin reacția cu hidrogen, iar apa poate fi dezinfectată și filtrată pentru a deveni o sursă normală de apă.

Hrană: La început, oamenii mâncau hrană adusă de pe pământ până când primul val de culturi din camera de plantare a taberei s-a maturizat și a asigurat o aprovizionare constantă cu hrană. Camera de plantare adoptă coșuri de plantare pentru a realiza cultivarea fără sol și utilizarea unor substraturi asemănătoare solului pentru a crește culturile. În plus, aportul de proteine și unele vitamine este suplimentat prin utilizarea nutrienților aduși de pământ. Pentru a împiedica oamenii să se plictisească de mâncare, tabăra dispune de personal special pentru a-i învăța pe oameni o varietate de practici alimentare diferite, astfel încât aceleași ingrediente să aibă arome și aspecte diferite.

Aer: În timpul zilei lunare, principala sursă de oxigen este bioxidul de carbon care lovește frunza de aur și fotosinteza algelor la scară largă pentru a produce oxigen, iar pe cerul negru al lunii, acesta din urmă este înlocuit în principal de electroliza apei pentru a produce oxigen. După ce oxigenul este produs, acesta este modulat în funcție de raportul atmosferei terestre, iar apoi intră în tabără prin sistemul de ventilație și de izolare.

Energie: În sistemul energetic al taberei, am ales generarea de energie prin fuziune nucleară cu alimentare auxiliară cu energie solară, care joacă un rol în reglarea și stabilizarea alimentării cu energie, iar energia de fuziune nucleară este, de asemenea, combustibilul pentru rachetele taberei. Zona mării liniștite în care se află tabăra are 50% din marea lunară poate fi extras 3He, care este bogată în materii prime de fuziune, și este foarte curată, eficientă și sigură, ceea ce reprezintă cea mai bună opțiune energetică pentru tabără.

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

În tabără există o stație specială de colectare a gunoiului, care folosește bacterii de fermentare prin digestie anaerobă pentru a degrada deșeurile produse pe Lună în două moduri. Un mod este prin fermentarea gunoiului de grajd și a urinei într-un substrat asemănător solului. Un alt mod este de a descompune deșeurile solide în îngrășământ. Pentru apele reziduale, tabăra dispune de un set complet de sistem de reciclare și reciclare a apei, care colectează apele reziduale din zona taberei și le împarte în două tipuri de ape purificabile și nepurificabile, cum ar fi apele reziduale de la spălarea mâinilor sunt purificate și vor deveni apoi o sursă normală de apă prin intermediul sistemului de filtrare; urina este nepurificabilă și va fi transportată la silozurile de procesare microbiană ca materie primă pentru producerea de substraturi de sol pentru utilizare secundară. Acesta este sistemul de reciclare a apei din situl nostru, care îmbunătățește considerabil utilizarea resurselor de apă.

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

Un radar multifuncțional este construit deasupra camerei de locuit și de recreere a taberei, una dintre funcțiile sale fiind aceea de a menține comunicarea prin radio între tabără și alte tabere lunare.

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.).

Migrația spațială și explorarea spațiului cosmic de adâncime cu echipaj uman sunt în centrul cercetărilor din tabără. În cazul taberelor de migranți spațiali, se desfășoară în principal experimente de îngrijire a sănătății și de producție agricolă și alimentară. După stabilirea unei tabere pe Lună, trebuie rezolvate o serie de probleme medicale și de sănătate, astfel încât oamenii de știință efectuează diverse experimente medicale, cum ar fi testarea eficienței medicamentelor, pregătirea echipamentelor medicale, efectuarea biomonitorizării etc. Deoarece tabăra este autosuficientă din punct de vedere alimentar, oamenii de știință studiază plantele și animalele cultivate și crescute în medii lunare, precum și tehnicile de prelucrare și conservare a alimentelor pentru a asigura surse de hrană proaspete, sigure și nutritive. În cazul taberelor de explorare a spațiului cosmic cu echipaj uman, se desfășoară în principal experimente de astronomie în spațiul cosmic. Tabăra lunară este situată în afara Pământului și are vederi excelente ale cerului înstelat pe timp de noapte, ceea ce permite oamenilor de știință să efectueze experimente astronomice, să măsoare și să observe alte galaxii și planete, cum ar fi utilizarea telescoapelor celeste (radare multifuncționale pentru sufragerii) pentru a studia probleme precum energia întunecată și materia întunecată.

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

Formarea cunoștințelor de bază: inclusiv formarea cunoștințelor de bază în astrofizică, medicină spațială, mediu spațial, informatică, inginerie mecanică etc. Aceste cunoștințe de bază îi vor ajuta pe astronauți să înțeleagă și să navigheze mai bine diverse tehnologii și provocări în timpul misiunilor.

Formarea competențelor specifice: În funcție de nevoile misiunii, astronauții trebuie să fie instruiți în competențe relevante, cum ar fi operarea pe suprafața planetei, operarea navei spațiale, planificarea și executarea misiunii, experimente științifice etc.

Formare în domeniul manipulării în situații de urgență: Astronauții trebuie să urmeze o serie de cursuri de pregătire pentru a face față unor posibile situații de urgență, cum ar fi pierderea presiunii, incendii etc. Această pregătire are loc în simulatoare, astfel încât astronauții să poată reacționa mai bine în situații de urgență.

Formarea muncii în echipă: Astronauții trebuie să colaboreze îndeaproape în timpul misiunilor, așa că este necesară o pregătire pentru lucrul în echipă. Această pregătire include, de obicei, aspecte precum conducerea, abilitățile de comunicare etc.

Antrenament fizic: Astronauții trebuie să mențină un nivel ridicat de pregătire fizică, astfel încât este necesară pregătirea fizică. Aceasta include antrenamente în domenii precum aerobic, antrenament de forță și agilitate.

Formare de aculturație: Astronauții provin adesea din țări și medii culturale diferite și trebuie să fie instruiți pentru a-i ajuta să se adapteze și să accepte mai bine diversitatea și diferențele culturale din cadrul misiunii.

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.

Taberele trebuie să dispună de astfel de nave spațiale cu o sursă de energie sustenabilă pentru a susține zboruri lungi; să aibă un grad ridicat de autonomie, cu capacități de navigare autonomă și de evitare a obstacolelor; să dispună de echipamente de comunicare bune pentru a asigura o comunicare fără probleme. Astronauții călătoresc între Lună și Pământ cu ajutorul unor nave spațiale. În tabără se află un rover lunar, care poate transporta astronauți pentru a explora alte părți ale suprafeței lunare.