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.

Aurora

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   5 / 1 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Scopul acestei tabere lunare este de a efectua cercetări științifice, de a explora și de a câștiga experiență în vederea înființării unei mari baze lunare. Cercetarea științifică va implica, în principal, studiul solului lunar și al mineralelor lunare și cartografierea întregii suprafețe lunare pentru a facilita construcția viitoare. Aceasta va permite, de asemenea, observarea obiectelor extraterestre.

În primele etape, ne vom asigura că baza este stabilită și funcționează corect. Pe termen mediu, vom transforma baza într-o stație de reaprovizionare cu resurse, permițând oamenilor să extindă baza către alte părți ale suprafeței lunare din acest centru. În etapele ulterioare, vom reaproviziona misiunile de explorare a spațiului cosmic și vom extinde domeniul de aplicare al explorării umane.

Din acest motiv, baza dispune de facilități de locuit excelente și de o redundanță suficientă pentru a testa multe tehnologii noi și pentru a asigura traiul primilor cercetători lunari. În plus, având în vedere bunăstarea psihologică a personalului, există numeroase facilități sportive și de recreere, precum și o cameră panoramică pentru o ușurare psihologică directă, care le permite cercetătorilor să vadă peisajul terestru și familiile și prietenii lor într-un mod imersiv.

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).

În faza inițială, dorim să construim baza ca bază de cercetare științifică, cel mai important punct este testarea tehnologiei de construcție a bazei lunare la scară largă. Într-o etapă ulterioară, aceasta va fi transformată într-o stație de realimentare cu resurse de la suprafața lunară in situ, utilizând în principal solul lunar bogat și resursele minerale ale Lunii pentru a realiza aprovizionarea cu resurse, și va extinde treptat stația de resurse ca centru pentru a asigura aprovizionarea cu resurse a bazelor și a stațiilor spațiale lunare cu echipaj uman din alte regiuni, permițându-le astfel să se elibereze de problema resurselor de supraviețuire și să realizeze pe deplin colectarea de minerale, cercetarea științifică și alte activități; în plus, stația de reaprovizionare cu resurse poate fi utilizată și pentru misiuni de explorare a spațiului cosmic, pentru a În plus, stația de reaprovizionare cu resurse poate fi utilizată și pentru misiuni de explorare a spațiului cosmic, extinzând astfel considerabil domeniul de aplicare a activităților de explorare umană în spațiul cosmic.

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

Craterul de impact Cabeus din regiunea polară (29. 42° 83. 88° S) este o zonă permanent luminată a polilor lunari, care este expusă la lumina soarelui în cea mai mare parte a timpului și care prezintă diferențe de temperatură scăzute și cerințe reduse pentru proiectarea izolației. Este potrivită ca loc de testare pentru construcția bazei lunare. De asemenea, în apropiere există zone umbrite în permanență, unde resursele de gheață de apă pot fi recoltate și utilizate pentru construcția bazei și pentru utilizarea și cercetarea personalului.

Dificultatea de a construi o bază aici nu este foarte mare și este potrivită pentru a câștiga experiență pentru a garanta realizarea obiectivelor de explorare. În plus, craterul de impact Cabeus are un avantaj clar în ceea ce privește nevoia de resurse de apă și energie, având în vedere că principala preocupare este locuirea umană durabilă.

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.

Vom folosi următoarele două materiale:

betonul geopolimeric: avantajele betonului geopolimeric față de betonul de ciment sunt că poate fi activat cu o cantitate mică de excitant pentru a stimula solul lunar și necesită mai puțin material de ciment, dar dezavantajele sale sunt că apa de amestecare este rară, nu poate fi întărit în mod natural și nu se poate forma în condiții de vid ultra-înalt pe suprafața lunară, toate procesele de pregătire trebuie să se desfășoare în condiții de sigilare și presurizate, nu poate fi expus mediului lunar până când nu a dezvoltat o rezistență suficientă, iar întreținerea Condițiile sunt mai solicitante.

Beton lunar autoclavizat cu amestec uscat: Principalele avantaje ale betonului autoclavizat cu amestec uscat pentru construcțiile lunare sunt timpul de întărire relativ scurt în comparație cu betonul de ciment, mediul închis de întărire în autoclavă, care nu este afectat de influențe externe, și stabilitatea relativă a apei legate în produsul rezultat. Cu toate acestea, materialul de calciu necesar pentru acest proces trebuie să fie transportat de pe Pământ în primele etape, cantitatea de material de calciu reprezentând 10%-15% din masa totală a pulberii, iar cantitatea minimă de apă necesară pentru ca reacția hidrotermală autoclavată să lege apa este de aproximativ 10% din masa totală a pulberii. Procesul de preparare a acestui material trebuie să stimuleze activitatea de reacție a solului lunar sub presiune de vapori saturați pentru ca amestecul să fie supus unei reacții de sinteză hidrotermală în vederea obținerii rezistenței.

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

        În primul rând, baza noastră are o structură de sus și una de jos. Pentru fluxurile de particule de mare energie, putem merge la al doilea nivel de refugiu protejat de plăci de plumb; pentru fluxurile de micrometeoriți, putem merge la nivelul inferior.

       În al doilea rând, există o gamă completă de echipamente de observare transportate de suprafața lunară și de constelația de sateliți de releu, care oferă o avertizare timpurie în caz de pericol.

       În al treilea rând, în cazul în care instrumentele raportează un pericol insuportabil pentru bază, un vehicul poate părăsi suprafața lunară și se poate andoca cu o stație spațială de pe orbita lunară.

       Baza noastră va folosi, de asemenea, un sistem de apărare activă împotriva meteoriților, folosind rachete sau tunuri antiaeriene pentru a devia meteoriții mari de pe orbita lor, cu ajutorul unei rețele de observare prin satelit și al unui radar cu raze în fază. Micromateoriții mici sunt apoi vaporizați cu ajutorul unor rețele de lasere.

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: Tabăra este aprovizionată cu apă prin intermediul unor surse de aprovizionare însoțitoare în primele etape și prin exploatarea resurselor bogate de gheață de apă polară ca sursă principală de apă în etapele ulterioare. Am construit, de asemenea, un sistem de reciclare a apei pentru a recicla apa uzată.

Hrană: Astronauții vor mânca mâncarea care vine cu proviziile. În plus, vom sintetiza amidon din dioxid de carbon derivat din gheața carbonică polară prin intermediul unui sistem pilot de sinteză a amidonului.

Putere: În primul rând, energia solară va fi exploatată prin panouri solare pliabile. În al doilea rând, generarea de energie și căldură prin mașini termoelectrice cu radioizotopi.

Aer: Pe suprafața Lunii există ilmenit (formula chimică FeTiO3) și oxid de fier (FeO), care pot fi folosite ca materie primă pentru reacții. Prin încălzirea acestor minereuri la 1600-2500°C, oxigenul poate fi preparat mai eficient.

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

Folosind o bacterie anaerobă, microorganismele Shewanella, pot elimina gunoiul și genera energie electrică. De exemplu, astronauții pot arunca gunoiul menajer într-un dispozitiv care conține microorganisme, iar aceste deșeuri menajere vor deveni hrană pentru microorganisme. Acest prototip de procesor microbian este o cutie mică, care cântărește aproximativ 2 kilograme, cele două capete sunt conectate la anod și catod, cutia în sine este împărțită în două părți de o peliculă, microorganismele acționează ca catalizatori pentru reacții electrochimice, gunoiul spațial produce electroni liberi după procesare, aceștia se deplasează către catodul din buclă, unde interacționează cu oxidantul, după ce are loc reacția redox, se produce electricitate. Astronauții pot stoca electricitatea generată în timpul procesului de oxidare microbiană pentru a fi folosită de stația spațială. combustibilul pentru procesor poate fi șervețele sau orice alte deșeuri biodegradabile solide și lichide.

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

Prin intermediul satelitului de releu pentru comunicații, satelitul nostru de releu este situat în punctul Lagrange, în comparație cu satelitul de releu al pământului, satelitul de releu este mai înalt, iar satelitul de releu care funcționează pe această orbită poate menține o stare relativ stabilă și staționară cu Pământul și Luna, astfel încât poate economisi combustibil pentru satelit și poate prelungi durata de viață. Se adoptă proiectarea unei comenzi de control la distanță de telemetrie de rezervă multisecuritate, adică se pregătesc în acest scop o serie de "telefoane mobile". Lucrătorii de la sol pot apela aceste "telefoane mobile" în același timp și pot emite aceleași instrucțiuni de telemetrie, ceea ce poate evita în mod eficient probleme precum întreruperea semnalului și transmiterea de informații inexacte cauzate de "distanțe mari sau de alți factori necunoscuți". De asemenea, utilizează un transponder digital în bandă S pentru spațiul cosmic. De asemenea, este echipat cu o antenă umbrelă mare cu o varietate de rate de biți diferite.

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.).

În geologie: cercetarea geologică pe Lună ar putea oferi o înțelegere mai profundă a originilor, a istoriei evolutive și a caracteristicilor tectonice ale Lunii. De exemplu, ar putea fi prelevate și analizate mostre de rocă sau ar putea fi cercetată structura internă a Lunii cu ajutorul unei sonde.

Aspecte ale mediilor cu gravitație redusă: Experimentele efectuate în medii cu gravitație redusă pe Lună ne pot ajuta să înțelegem mai bine provocările și oportunitățile pe care le presupune supraviețuirea în spațiu pentru perioade lungi de timp. De exemplu, fenomenele fizice și chimice pot fi studiate în condiții de gravitație redusă, precum și evaluarea adaptabilității clădirilor și echipamentelor.

În biologie: Experimentele biologice de pe Lună ne-ar putea ajuta să înțelegem capacitatea de adaptare a vieții în spațiul cosmic. De exemplu, ar putea fi studiată capacitatea microorganismelor de a supraviețui pe suprafața lunară și ar putea fi explorată existența altor forme de viață.

Tehnologie: Experimentele tehnologice de pe Lună ar putea testa și valida fezabilitatea și eficiența noilor tehnologii. De exemplu, ar putea fi efectuate cercetări cu privire la modul în care se pot construi instalații de producere a oxigenului și a apei pe Lună și ar putea fi explorată utilizarea de noi tehnologii, cum ar fi panourile solare, pentru a satisface nevoile energetice ale infrastructurii.

În robotică: Experimentele robotice pe Lună ne-ar putea ajuta să stăpânim tehnicile de manipulare și de mișcare robotică în medii cu gravitație redusă. De exemplu, ar putea fi studiate mișcarea și funcționarea roboților pe suprafața lunară și ar putea fi explorată sinergia dintre roboți și oameni.

În astronomie: Observațiile astronomice care utilizează mediul de la suprafața Lunii și absența atmosferei pot oferi o mai bună înțelegere a formării și evoluției sistemului solar. De exemplu, pe Lună ar putea fi construite instalații de observare astronomică, cum ar fi intensitatea și temperatura radiațiilor, pentru a efectua lucrări de explorare a suprafeței lunare și studii de observare a altor corpuri cerești din Univers.

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

Antrenament fizic:

       Pentru ca astronauții să reziste la testele extraordinare de accelerație din timpul decolării și aterizării și pentru a-i pregăti pentru complexitatea lucrului în condiții de gravitație redusă și, mai ales, pentru a-i menține în formă, în programul nostru de pregătire este inclusă o componentă de pregătire fizică destul de riguroasă.

       Exercițiile musculare intense (în principal pe echipament), munca zilnică sub apă în costume simulate cu gravitație redusă și antrenamentele ocazionale în centrifuge și în zborul cu avionul sunt organizate pentru a se asigura că organismul lor este menținut la un nivel care să îndeplinească cerințele misiunii.

Antrenarea creierului:

       O varietate de cursuri de cunoștințe sunt organizate pentru a le oferi astronauților cunoștințele necesare pentru misiune. Pe lângă cursurile de cunoștințe generale de bază, aceștia urmează diferite cursuri specializate pentru a realiza o diviziune eficientă a muncii.

       n timpul misiunii.

III. Pregătirea mentală:

       Pentru astronauții care lucrează departe de planeta lor natală și într-un mediu închis pentru perioade lungi de timp, problemele psihologice sunt luate în serios. Pe lângă cursurile de psihologie, astronauții vor avea acces regulat la consilieri pentru a-și testa capacitatea de a face față problemelor psihologice.

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.

         Viitoarele noastre misiuni pe Lună vor necesita două tipuri de nave spațiale cu echipaj uman și nave spațiale de transport de marfă. Planurile noastre de călătorie spre și de pe Pământ sunt următoarele:

       În primul rând, pentru a construi o stație spațială pe orbita lunară. În al doilea rând, să lanseze o navă spațială de pe suprafața lunară, care să facă o călătorie dus-întors pentru a se andoca pe stația spațială lunară. În al treilea rând, lansarea unei nave spațiale cu echipaj uman Pământ-Lună pentru a permite astronauților să se transfere la nava spațială de dus-întors prin intermediul stației. În al patrulea rând, se utilizează o navă spațială cu zbor dus-întors pentru a ajunge la suprafața lunară. Procesul de întoarcere pe Pământ este inversul ultimelor două etape. 

       Navele spațiale de transport de marfă vor trebui să transporte materiale între Pământ și Lună.

       Explorarea pe distanțe lungi pe Lună este realizată de astronauți prin intermediul navetei spațiale dus-întors. Explorarea în jurul taberei este asistată de vehicule precum dronele și vehiculele lunare surogat.

Alte proiecte: