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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   6 / 1 Engleză
Software de proiectare 3D: Fusion 360



1.1 - Descrierea proiectului

Baza noastră este proiectată pentru a fi o bază de locuit și de explorare preliminară a Lunii. Vrem să ne instalăm tabere pe Lună și să învățăm cum să obținem apă, oxigen, energie și resurse alimentare de pe alte planete. În amenajarea generală a bazei, ne referim la forma de lotus și împărțim baza în patru zone: zona de locuit, zona birourilor de divertisment, zona de plantare și zona de cercetare. Scopul nostru este de a stabili o bază pe Lună fără poluare și de a construi un dispozitiv de producție de apă și oxigen. Componentele de hidrogen și oxigen din regolitul lunar sunt folosite pentru a obține oxigen și apă, iar apa poate fi reciclată prin ciclul de purificare. Am construit, de asemenea, un panou solar pliabil, folosind energia solară pentru a obține energia necesară pentru uzul zilnic, precum și dispozitive radar și sisteme de rachete, care pot fi zdrobite atunci când este detectat un impact de meteorit pentru a preveni ca tabăra să primească daune cauzate de meteorit.

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).

Scopul taberei lunare este de a oferi astronauților o bază pe termen lung pentru a trăi și a lucra pe suprafața lunară, astfel încât aceștia să poată efectua explorări științifice și cercetări tehnologice și să rezolve diferitele provocări tehnice și de supraviețuire care apar în mediul lunar. Locuind și lucrând pe Lună, astronauții pot dobândi o bogată experiență și competențe spațiale. În același timp, ei pot înțelege proprietățile fizice și chimice ale Lunii, pot explora structura geologică de pe Lună, pot studia originea și evoluția Lunii și pot căuta resurse de apă pe Lună. În plus, înființarea taberelor lunare oferă, de asemenea, o posibilitate pentru ființele umane de a trăi în viitor, oferind noi condiții și posibilități pentru ca ființele umane să supraviețuiască și să se dezvolte în spațiu în viitor.

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

  • Locație: Muntele Maraport, lângă craterul Shackleton, la Polul Sud al Lunii.
  • Muntele Maraport este expus la lumina soarelui în cea mai mare parte a timpului, iar două panouri solare pliabile aliniate strâns generează energie continuă.Muntele Maraport, aflat la 116 kilometri de craterul Shackleton, asigură energia și comunicațiile craterului.Alte cratere din apropierea muntelui Malaport au fost în umbră adâncă și ar putea conține hidrogen valoros și alte substanțe volatile. La o altitudine de aproximativ 5.000 de metri, Muntele Maraport ar oferi comunicații în linie de vizibilitate pe zone mari ale Lunii, precum și către Pământ.

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.

  • Întreaga structură a taberei noastre de pe Lună se bazează pe structura Eco City scrisă de scriitorul belgian Callebeau, care transmite filosofia noastră exploratorie de integrare a biomorfiei, bionicii și a tehnologiei informației și comunicațiilor. Baza este compusă, în principiu, din clădirea principală de control, zona de susținere a vieții, zona de plantare ecologică, zona de lucru în aer liber și sistemul de apărare de securitate. Clădirea principală de control este principala zonă de lucru și de locuit pentru astronauți. Spațiul de lucru este dotat cu stații de lucru și alte infrastructuri pentru a-i ajuta mai bine pe astronauți să își îndeplinească eficient sarcinile zilnice. Pentru ca astronauții să se simtă ca acasă pe Lună, am proiectat spații individuale pentru astronauți, cum ar fi băi, bucătării și dormitoare. În aceste spații, am construit paturi, birouri, biblioteci și alte facilități pentru a-i ajuta pe astronauți să se adapteze la viața de pe bază. Bineînțeles, nu numai atât, am proiectat și săli de jocuri, săli de sport și alte locuri de divertisment pentru astronauții noștri, pentru a-i ajuta pe aceștia să se bucure de trup și minte, de muncă și de odihnă. În cele din urmă, am proiectat un set de sisteme de apărare de securitate relativ complete, care sunt monitorizate prin observare prin satelit și prin rețeaua de radare phased array în timp real pentru a asigura siguranța bazei.
    Tehnologie: tehnologie de recuperare a hidrogenului, tehnologie de fixare a CO2, tehnologie a semiconductorilor, tehnologie de adsorbție cu oscilație de presiune, tehnologie de compresie a impulsurilor, tehnologie a senzorilor etc.
    Materiale: fibră de carbon, sticlă, oțel inoxidabil, lemn, plastic, fier, siliciu monocristalin, polisiliciu, fibre etc.

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

  1. Protecție împotriva meteoriților: Construiți sisteme de apărare împotriva meteoriților. Ceea ce facem este să folosim o rețea de sateliți și o rețea de radare cu rețea în fază și să supraveghem toți meteoriții granulari din mai multe unghiuri, la mai multe niveluri, iar când îi găsim, trimitem un semnal la centrul de comandă, care trimite un semnal la siloz, care trimite un interceptor pentru a distruge meteoritul și a ne proteja tabăra.
    Problema radiațiilor: dale lunare cu structură de tip "mortise and tenon" sinterizate din solul lunar, apoi asamblate și construite deasupra bazei noastre pentru a reduce radiațiile.
    Problema temperaturii: solul lunar are o foarte bună izolare termică și poate fi folosit ca material de izolare a suprafeței bazei lunare. Suprafața locației poate fi acoperită cu un strat de sol lunar pentru a evita temperaturile excesive din timpul zilei și răcirea excesivă pe timp de noapte.
    Principalele surse de apă pentru tabăra lunară sunt producția inteligentă de apă, apa de topire polară, extragerea rocilor și transportul terestru. Pentru a exploata mai bine resursele de apă, am construit rezervoare de apă, rezervoare de stocare a apei, dispozitive de recuperare a ionilor de hidrogen și oxigen, rezervoare de stocare, rover lunar și alte infrastructuri. Apa din dispozitivul de recuperare a ionilor de hidrogen și oxigen va fi introdusă prin conducte în rezervor și apoi în rezervor, unde roverul va transporta apa extrasă din apa de topire polară și din minereuri în rezervor, unde va fi purificată prin precipitare și transportată în rezervorul de stocare. Rezervorul de stocare a apei este conectat cu aproape fiecare unitate pentru a furniza apă întregii baze.

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:

Apa este sursa vieții. Pentru ca tabăra noastră lunară să aibă o aprovizionare adecvată cu apă, am proiectat un sistem complet de alimentare cu apă. Principalele surse de apă pentru tabăra lunară sunt producția inteligentă de apă, apa de topire polară, extracția de roci și transportul pe Pământ. Pentru a exploata mai bine resursele de apă, am construit rezervoare de apă, rezervoare de stocare a apei, dispozitive de recuperare a ionilor de hidrogen și oxigen, rezervoare de stocare, rover lunar și alte infrastructuri. Apa din dispozitivul de recuperare a ionilor de hidrogen și oxigen va fi introdusă prin conducte în rezervor și apoi în rezervor, unde roverul va transporta apa extrasă din apa de topire polară și din minereuri în rezervor, unde va fi purificată prin precipitare și transportată în rezervorul de stocare. Rezervorul de stocare a apei este conectat cu aproape fiecare unitate pentru a furniza apă întregii baze.

Mâncare:

În centrul taberei, am amenajat o zonă de plantare circulară, creând un mediu cu temperatură constantă în zona de plantare și am instalat rafturi pentru plante și un instrument de detectare a insectelor. În rafturile pentru plante, folosim lumini LED pentru a promova creșterea plantelor și pentru a scurta ciclul de creștere a plantelor. Luminile cu LED sunt eficiente și au o durată de viață lungă, în timp ce producția de căldură este redusă. Astronauții vor mânca mai întâi alimente aduse de pe Pământ, iar odată ce zonele de creștere vor fi amenajate, vom cultiva alimente cu creștere rapidă și legume ușor de gătit, cum ar fi grâu, roșii, căpșuni, morcovi, linte, cartofi dulci.

Putere:

În primul rând, folosind energia solară (Luna nu are atmosferă și este de 1,5 ori mai eficientă decât pe Pământ), folosim dispozitive pliabile de recoltare a energiei solare pentru a capta lumina solară disponibilă și a o trimite în diferite părți ale taberei pentru a genera continuu electricitate și apă.
Celălalt este heliu-3, care este favorizat în mod natural ca și combustibil nuclear, dar, din păcate, această resursă este prea rară pe Pământ pentru a fi folosită pentru producerea de energie nucleară la scară largă. Pe Lună, în schimb, heliu-3 este abundent, cu o capacitate de stocare estimată la peste un milion de tone, conform studiilor lunare. Și este o resursă prietenoasă cu mediul înconjurător. De-a lungul anilor, cred că ați simțit cu toții problemele cauzate de încălzirea climei. Principalul motiv este utilizarea diferitelor resurse de carbon, ceea ce duce la eliberarea a tot mai multe gaze cu efect de seră în atmosferă, astfel încât efectul de seră al Pământului devine din ce în ce mai puternic. Heliu-3, o sursă de energie curată, nu reprezintă o astfel de problemă, deoarece nu emite gaze cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon. Acest lucru are sens în fața nevoii urgente de a îmbunătăți mediul înconjurător.

Aer:

Pentru a produce oxigen pe Lună, dispozitivul poate fi folosit pentru electroliza de topire. Această tehnologie poate încălzi și topi solul sau roca lunară pentru electroliză. Oxigenul va fi eliberat sub formă de bule din topitură.
Această tehnică este simplă, nu necesită reactivi suplimentari și nu ia în considerare recuperarea și reciclarea materialelor. În plus față de oxigen, poate realiza, de asemenea, prepararea siliciului de înaltă puritate, a fierului și a altor materiale metalice.
Potrivit lui Guo Linli, cercetător la Institutul 508 al celei de-a cincea Academii de Astronautică din China, Institutul 511 al celei de-a cincea Academii de Astronautică din China a efectuat experimente de producere a oxigenului pe suprafața lunară folosind platforma sondei Chang 'e și un mic reactor și a obținut un oarecare succes.

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

În primul rând, deșeurile organice și deșeurile umane produse de astronauții de pe Lună ar putea fi transformate în îngrășământ prin intermediul unor bioreactoare, care ar putea fi apoi folosite pentru a cultiva plante. În plus, apa uzată poate fi transformată în apă care poate fi reutilizată de astronauți prin procese de tratare, cum ar fi osmoza inversă și distilarea.
În al doilea rând, deșeurile anorganice și echipamentele aruncate de astronauți pe Lună pot fi recuperate și refolosite. De exemplu, echipamentele și piesele metalice aruncate pot fi transformate în piese noi, iar bateriile uzate și deșeurile electronice pot fi reciclate. Astfel, nu numai că se reduce generarea de deșeuri, dar se maximizează și utilizarea resurselor. În cele din urmă, deșeurile care nu pot fi reciclate sau valorificate trebuie eliminate în mod corespunzător. De exemplu, construirea de depozite de deșeuri pe Lună, îngroparea deșeurilor în subteran sau eliminarea lor cu ajutorul unor tehnologii precum topirea la temperaturi înalte.

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

Putem comunica informații între Lună și Pământ și tabăra lunară prin intermediul sateliților artificiali, iar rucsacurile portabile ale sistemului de susținere a vieții purtate de astronauți au radiouri VHF, care pot transmite date de sunet și biosenzori de la costumele spațiale la centrul de control, iar apoi pot transmite informații prin intermediul sateliților artificiali. Putem nu numai să comunicăm, ci și să monitorizăm indicatorii de sănătate fizică ai fiecărei persoane umane din tabăra lunară prin intermediul hainelor cu senzori purtate de oameni și să protejăm viața și sănătatea fiecărui membru al personalului din tabăra lunară.

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 tabăra lunară, cu conceptul de "oraș ecologic", transmitem lumii conceptul exploratoriu de integrare a biomorfismului, a bionicii și a tehnologiei informației și comunicațiilor. În jurul acestei teme, orbita sateliților, parcul ecologic și etc. vor fi cele mai interesante experimente pentru noi.

Experiment pe orbită de satelit (test de orbită, test de comunicare, test de observare, test de sistem, test de coliziune, test de viață):

Îmbunătățirea capacității de comunicare: Construirea de sateliți de comunicații pe orbita lunară poate îmbunătăți capacitatea de comunicare între Pământ și Lună și poate oferi un sprijin mai bun pentru viitoarele explorări lunare și aselenizări umane.
Sistemul de navigație și poziționare lunară: Construcția de sateliți de navigație pe orbita lunară poate furniza servicii precise de poziționare și navigație pentru sondele și astronauții de pe suprafața Lunii, similare sistemului GPS de pe Pământ.
Observarea și explorarea lunară: Construirea de sateliți de observare pe orbita lunară poate asigura o observare și o explorare cuprinzătoare și continuă a suprafeței lunare, furnizând date importante pentru dezvoltarea resurselor lunare și pentru cercetarea mediului.
Cercetarea științifică spațială: Construcția de sateliți de cercetare științifică pe orbita lunară poate realiza experimente și cercetări științifice spațiale, cum ar fi studiul vântului solar, al razelor cosmice, al mediului de microgravitație etc.
Baza de explorare a spațiului cosmic: Sateliții pe orbită lunară pot servi ca bază de lansare pentru explorarea spațiului cosmic, oferind un sprijin important pentru viitoarele explorări ale planetei Marte și pentru alte explorări spațiale.

În prezent, oamenii dispun de tehnologia necesară pentru a trimite sateliți pe orbita lunară. De exemplu, programul Apollo din Statele Unite și sonda Chang' e din China au reușit să trimită cu succes sonda pe orbita lunară. În timp ce costul trimiterii unui satelit pe orbita lunară este relativ ridicat, se așteaptă ca costul de lansare să scadă treptat, pe măsură ce tehnologia spațială evoluează. În plus, sateliții cu orbită lunară pot oferi un sprijin important pentru explorarea și dezvoltarea lunară viitoare, iar investiția merită pe termen lung. Din punct de vedere practic, construcția de sateliți pe orbită lunară are sens. Pe scurt, construcția de sateliți pe orbită lunară are o mare importanță și este fezabilă din punct de vedere tehnologic, economic și practic. Odată cu dezvoltarea în continuare a tehnologiei spațiale, construcția de sateliți pe orbita lunară va deveni o realitate în viitor.

Parcul ecologic este un experiment:

Parcul ecologic lunar trebuie să construiască un ecosistem circular închis pentru a susține supraviețuirea oamenilor și a altor organisme. Aceasta include cultivarea hranei, furnizarea de oxigen și tratarea deșeurilor etc. Construirea unui ecosistem lunar necesită abordarea multor provocări, cum ar fi modul de cultivare a culturilor în medii cu gravitație lunară scăzută și modul de menținere a stabilității ecosistemului. Parcul ecologic lunar poate servi drept bază de cercetare științifică pentru cercetări privind geologia, biologia și mediul lunar. În același timp, parcul ecologic lunar poate deveni, de asemenea, o bază pentru dezvoltarea resurselor lunare și a turismului spațial.

Înființarea parcului ecologic lunar este un proiect provocator și promițător, așteptând cu nerăbdare participarea tinerilor aspiranți!

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

Astronauții sunt un fel de ocupație specială care sunt implicați în activități spațiale în spațiu. Aceștia trebuie să îndeplinească sarcini speciale, cum ar fi monitorizarea zborului, operarea, controlul, comunicarea, întreținerea și cercetarea științifică în condiții speciale de mediu, și pot trăi în mod normal. Acest lucru necesită ca ei să efectueze o pregătire strictă, astfel încât să aibă calități fizice și psihologice excelente, să aibă o capacitate puternică de a se adapta la factorii de mediu speciali ai spațiului aerospațial și să stăpânească nava spațială și să finalizeze misiunea ar trebui să aibă o varietate de cunoștințe și abilități. Conținutul formării astronauților include : exerciții fizice, educarea cunoștințelor teoretice, formare psihologică, formare în domeniul rezistenței și al adaptabilității la factorii de mediu speciali, formare în domeniul supraviețuirii și al tehnologiei navelor spațiale, formare în domeniul tehnologiei ingineriei medicale aerospațiale, formare în domeniul științei spațiale și al cunoștințelor și tehnologiei de aplicare, formare în domeniul supraviețuirii și formare completă. De asemenea, este necesar să se simtă mediul cu gravitație redusă în starea de microgravitație din silozul plutitor cu gravitație zero și să se adapteze în prealabil la mediul lunar. Pentru a se asigura că calitatea fizică și psihologică a astronauților este suficient de bună pentru a se adapta rapid la un mediu special, este necesar să se simtă mediul cu gravitație redusă în starea de microgravitație a silozului plutitor cu gravitație zero și să se adapteze în prealabil la mediul lunar. Efectuați o pregătire tehnică, cum ar fi nave spațiale, astfel încât astronauții să poată intra în unele cercetări și zboruri pe Lună.

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.

Transportăm nava spațială Tianwen-11, dezvoltată independent de China, care este împărțită în următoarele trei părți:

Capsula cu echipaj uman: transportă în principal câțiva oameni de știință și un număr mic de experiențe de tabără lunară.
Modulul de comandă: direcția de deplasare a navei spațiale este controlată de inteligența artificială, iar după ce partea principală ajunge pe Lună, va rămâne pe orbita lunară pentru a îndeplini o funcție de supraveghere.
Compartimentul de încărcare: responsabil în principal de transportul obiectelor necesare pentru tabăra lunară, precum și a unor alimente.

Pe Lună ne vom construi propriul rover și îl vom transporta.

În mod normal, ne-am întoarce pe Pământ într-o capsulă cu echipaj uman. Avem un sistem de anulare a lansării pentru a scăpa de pe Lună, care este destinat situațiilor de urgență.
Avem un modul de comandă (adică un satelit de detectare) pe orbita lunară, care va modifica mișcarea lunii și poate monitoriza în timp real situația de pe suprafața lunii. Noi, astronauții, putem conduce vehicule lunare sau sonde pentru a explora luna în funcție de condițiile de pe suprafața acesteia.