V hre Moon Camp Pioneers je úlohou každého tímu navrhnúť 3D kompletný mesačný tábor pomocou softvéru podľa vlastného výberu. Musia tiež vysvetliť, ako budú využívať miestne zdroje, chrániť astronautov pred nebezpečenstvami vesmíru a opísať obytné a pracovné priestory vo svojom mesačnom tábore.
Shanghai Qingpu Senior High School Shanghai-Qingpu Čína 15, 16 6 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360
Za šesťdesiatdva rokov, ktoré uplynuli od vstupu človeka do vesmíru, technológia výrazne pokročila. Chceme opäť opustiť Zem, aby sme urobili niečo väčšie. Na úplný prieskum Mesiaca a na jeho neskoršie rozšírenie a dlhodobé obývanie chceme vybudovať niekoľko lunárnych táborov, ktoré budú slúžiť astronautom a vedcom.
Náš lunárny tábor je chránený kruhovou kupolou, ktorá znižuje rozptyl tepla. Plocha v strede je rozdelená na výskumnú oblasť, oblasť na skladovanie potravín, lekársku oblasť, obytnú oblasť, oblasť na skladovanie vybavenia, oblasť na pestovanie rastlín a podzemný prístrešok, ktorý má tvar gule spojenej pod uhlom, pričom sa zohľadňuje stabilita a praktickosť. Ďalšie dve oblasti sú oblasť jadrovej fúzie, elektrolýzy, oblasť čistenia odpadových vôd a oblasť fitnes a rekreácie. Sú spojené s centrálnou oblasťou v tvare polovice orieška, čo poukazuje na celkovú stabilitu a bezpečnosť trojuholníka, pričom sú plne funkčné, aby spĺňali všetky potreby troch astronautov.
Na stavebné materiály používame kompozitný betón a zemný materiál na báze nitridu bóru na základy a spodnú úroveň budovy. Na nadstavbu a kupolu sa používa pamäťový kov a sklo odolné voči žiareniu, vďaka čomu je tábor pevný a chránený pred rušivým žiarením.
Vykonávame dostatočné technické práce, aby sme naše lunárne tábory zásobovali vodou, potravinami, vzduchom, palivom a energiou a aby sme boli dlhodobo sebestační.
Náš výskum sa zameriava na astronómiu, botaniku a geológiu a na experimenty na Mesiaci s cieľom rozvíjať vedu.
Naším cieľom je rozvíjať vedu, vyvíjať nové materiály z mesačnej pôdy a vytvoriť z lunárneho tábora nový domov.
Mesiac, ako najviac preskúmaná planéta ľuďmi, je v súčasnosti jedným z našich hlavných cieľov výskumu. Aby sme mohli Mesiac naplno preskúmať, musíme na ňom dosiahnuť dlhodobé obývanie, takže musíme vybudovať lunárne tábory, ktoré zabezpečia prežitie človeka, poskytnú mu kyslík, zásoby potravín, vývoj energie a ďalšie funkcie.
Účasť na Moon Camp nám umožní realizovať naše predstavy o lunárnych táboroch prostredníctvom modelovania a v procese modelovania nám umožní dozvedieť sa viac o Mesiaci a dostupných technológiách na jeho prieskum.
V kráteri chceme vybudovať lunárny tábor. Kritériá pre výber krátera sú: po prvé, v blízkosti sa nachádza ľad a voda, takže vodu môžete získať priamo odrazom slnečného svetla pomocou zrkadla. Po druhé, v rámci večného denného maxima, aby bolo možné zabezpečiť stabilnú slnečnú energiu ako spôsob zabezpečenia dodávok energie. Po tretie, v blízkosti zvetrávacej vrstvy, pretože zvetrávacia vrstva mesačnej pôdy sa dá použiť ako surovina pre kyslík.
Výstavba je rozdelená do siedmich fáz:
V prvej fáze sa na určenom mieste vybuduje odstavná plocha na prípravu neskoršej výstavby základne a prepravy materiálu.
V druhej fáze sa pristávací modul vypustí zo stanice na cieľové miesto a na jeho palube sa nachádza sonda, vedecké prieskumné zariadenie, komunikačné zariadenie a solárne panely, ktoré plnia úlohy predenergetickej stanice a komunikačnej stanice, vykonávajú predbežný prieskum vybraného miesta a zabezpečujú podporu infraštruktúry pre následnú výstavbu.
V tretej etape bude zo základňovej stanice vypustený pristávací modul, ktorý na povrch Mesiaca pošle lunárneho robota a stavebné materiály, pomocou lunárnej pôdy a prinesených materiálov sa pripraví kompozitný betón a pomocou technológie 3D tlače sa vykoná výstavba hlavnej konštrukcie základne, infraštruktúry a vonkajšej kupoly, aby sa dokončila výstavba miesta pristátia materiálu a ďalšie rozmiestnenie a údržba všetkých druhov zariadení. V tomto čase môžu lunárnu základňu prepravovať a vymieňať lunárne povrchové roboty, čo predstavuje systém výmeny informácií, energie a materiálov, a počiatočnú schopnosť interakcie informačného toku, toku energie a toku materiálu medzi rovermi lunárnej základne, a prototyp lunárnej základne je dokončený.
Vo štvrtej fáze sa rozmiestni systém štartu na povrch Mesiaca a pristávacia plocha a pristávací modul sa môže vypustiť, aby dosiahol odstavnú plochu na prepravu zásob a dopravil sa späť na základňu, a na pristávacej ploche sa rozmiestnia zabezpečovacie zariadenia o štarte na povrch Mesiaca, aby sa nakonfigurovala súprava návratových vozidiel pre základňu.
V piatej fáze sa pristávací modul použije na návrat na základňu s vnútorným vybavením základne a na počiatočné nasadenie lunárneho povrchového robota pre potreby činností personálu.
V šiestej fáze sa uskutoční pristátie na Mesiaci s ľudskou posádkou. V tejto fáze sa umiestnia astronauti na rozmiestnenie, vykoná sa inštalácia vnútorného vybavenia a vedecký výskum základne a spočiatku sa vybuduje lunárna základňa. Počas pristátia na Mesiaci s ľudskou posádkou bude pristávací modul niesť návratové vozidlo, ktoré vytvorí záložný vzťah s návratovým vozidlom nakonfigurovaným na povrchu Mesiaca, aby sa v prípade núdzovej situácie zabezpečili životy personálu.
V siedmej fáze astronauti dokončia inštaláciu a prevádzku interiéru základne a oficiálne sa začnú vedecko-výskumné práce a misie zamerané na ťažbu zdrojov.
Počas výstavby bude potrebné prepravovať sondy, roboty na povrch Mesiaca, rôzne typy zariadení základne a stavebný materiál zo Zeme a hlavná konštrukcia základne bude obsahovať veľké množstvo mesačnej pôdy, čo zníži potrebu prepravy materiálu a časovú náročnosť výstavby.
Pokiaľ ide o tvar, pretože nosnosť kupoly a kupoly a odolnosť voči tlaku je silnejšia ako rovnaký objem budov, podľa miesta lunárnej základne máme v úmysle vybudovať kupolovú štruktúru nad kráterom, aby sa znížil vplyv tlakových rozdielov, v prípade náhlych a neočakávaných situácií, pretože nosnosť kupoly je silná, môže základňa získať čas na reakciu a prijať opatrenia na zníženie zbytočných strát.
Pokiaľ ide o materiály, kvôli špeciálnemu prostrediu, ktoré sa musí vyrovnať s vysokým vákuom, ultravysokou teplotou, ultranízkou teplotou atď., sme sa rozhodli použiť ako skelet kupoly pamäťový kov v kombinácii so špeciálnymi betónovými materiálmi, ktorý vydrží vysoké teploty. Zároveň použitie radiačne odolného skla môže filtrovať kozmické žiarenie na ochranu základne pred radiačným rušením a normálne uzavretá konštrukcia môže zabrániť vnikaniu mesačného prachu do interiéru, ktorý by ovplyvnil priebeh vedeckého výskumu; hlavnú budovu centra volíme dvojvrstvovú stavebnú stenu, vnútornú vrstvu s použitím špeciálneho betónu, vonkajšiu vrstvu s použitím mesačnej pôdy, pevnú, odolávajúcu tlakovým rozdielom, ktorá môže poskytnúť bezpečné výskumné prostredie pre astronautov, pričom kontroluje rozsah prenosu tepla, aby sa udržala teplota a zabránilo sa tepelným stratám.
Z hľadiska bezpečnosti sa plánuje zaviesť dodatočné ochranné opatrenia na miestach náchylných na dopady meteoritov, aby sa predišlo nárazom meteoritov, vybrať malé meteority na zničenie a ich úlomky na vedecký výskum, zriadiť zariadenia na zber meteoritov na príslušný prieskum a výskum, a iniciovať núdzové opatrenia v prípade veľmi veľkého meteoritu alebo inej nehody, ktorá je pre lunárny tábor mimoriadne deštruktívna, s použitím odpaľovacieho zariadenia na povrchu Mesiaca, ktoré by uniklo do Lagrangeovho bodu, pričom satelity by rýchlo odrážali situáciu a posielali informácie na Zem a výskumníci by v Lagrangeovom bode čakali na odpoveď zo Zeme a nový vedecký program. Satelity rýchlo odrážajú situáciu a posielajú informácie na Zem, zatiaľ čo výskumníci čakajú v Lagrangeovom bode na odpoveď zo Zeme a nový výskumný program.
Pri zásobovaní vodou najprv prenesieme časť vody zo Zeme na Mesiac, aby sme sa vyrovnali s prázdnym oknom, a až potom budeme môcť stabilne získavať ľadovú vodu. Odpadová kvapalina, ktorú astronauti vyprodukujú počas svojho života, sa potom frakcionuje, filtruje a vykonávajú sa ďalšie kroky, aby sa získala časť čistej vody, a zvyšok sa buď pošle do oblasti výsadby, alebo sa vypustí do vesmíru.
Na zabezpečenie potravín pestujeme zemiaky, kapustu, brokolicu, paradajky, papriku a mnoho ďalších druhov zeleniny a zo Zeme prinášame mäsové konzervy. Na uspokojenie výživových potrieb astronautov.
Na strane vzduchu používame niektoré aktívne zlúčeniny v mesačnej pôde ako katalyzátory na premenu vody a oxidu uhličitého na kyslík, vodík, metán a metanol pomocou techník umelej fotosyntézy za pomoci simulovaného slnečného svetla. Kyslík získaný odtiaľto však nie je dostatočný. Zásobovanie kyslíkom sa spolieha najmä na elektrolýzu vody a jej vedľajší produkt vodík sa privádza do Sabatierovho reaktora na výrobu metánu
Aby sme sa prispôsobili mesačnému prostrediu a zabezpečili dlhodobo stabilnú energiu pre lunárny tábor, v počiatočnej fáze tábora používame solárnu energiu. Neskôr použijeme zložky získané z mesačnej pôdy ako katalyzátory umelej fotosyntézy na prípravu paliva na výrobu energie a čistú a účinnú technológiu výroby energie jadrovou fúziou ako záložné riešenie výroby energie pre celý lunárny tábor. Zároveň prebytočnú energiu ukladáme do batérií, aby sme zvládli väčšinu možných extrémnych poveternostných podmienok, čím dosiahneme bezpečné riešenie zásobovania energiou.
Odpad, ktorý astronauti produkujú, je najmä moč, výkaly a oxid uhličitý. Moč sa oddeľuje od destilovanej vody destiláciou pomocou kompresie pár a posiela sa do modulu na úpravu vody, kde sa následne filtruje a katalytickými oxidačnými reakciami získava čiastočne čistá voda; zvyšok odpadu a výkalov sa môže použiť ako hnojivo v pestovateľskom module alebo sa môže priamo vypúšťať do vesmíru. Oxid uhličitý sa posiela do pestovateľského modulu na fotosyntézu, a ak je ho nadbytok, posiela sa do Sabatierovho reaktora, kde reaguje s vodíkom na získanie vody a metánu pôsobením katalyzátora.
Odpad z domácností astronautov sa bude prísne triediť, mokrý odpad sa bude posielať do priestoru na výsadbu; papierové uteráky, plastové tašky a iný suchý odpad prejde sériou krokov, ako je kompresia, hromadenie atď., a potom sa umiestni do zemskej atmosféry na spálenie, aby sa znížilo znečistenie vo vesmíre.
Na komunikáciu používame technológiu satelitného relé. Nad Mesiacom sú umiestnené tri satelity, ktoré zabezpečujú, že každá časť Mesiaca je pokrytá aspoň jedným satelitom, a používajú pásmo UHF S, ktoré môže preniknúť zemskou ionosférou bez vychýlenia alebo odrazu, čo umožňuje efektívnu mikrovlnnú reléovú komunikáciu medzi tábormi a Zemou a medzi tábormi na Mesiaci.
Na prepravu zásob, vedeckého vybavenia a personálu. Používame Lagrangeov bod v priestore Zem - Mesiac, kde sa gravitačné sily dvoch hlavných telies Zem - Mesiac navzájom vyrušia a objekty umiestnené v tomto bode môžu zostať relatívne vyvážené. V tomto bode stačí vyvinúť malý ťah, aby sa to, čo chceme prepraviť, pohlo v smere ťahu. V sústave Zem-Mesiac je teoreticky päť Lagrangeových bodov a ten, ktorý použijeme, sa nachádza vo vzdialenosti približne 323 110 km od Zeme. Najskôr vypustíme kozmickú loď do záchytnej stanice v Lagrangeovom bode, kde pridáme pohonnú hmotu, a zároveň vypustíme pristávací modul z Mesiaca, ktorý vyzdvihne kozmickú loď a dopraví to, čo chceme dopraviť zo záchytnej stanice na Mesiac. Týmto spôsobom by už kozmická loď nemusela mať pri odlete zo Zeme pohonnú hmotu na pristátie na Mesiaci a na štart a návrat, nemusela by mať ani lunárny modul, výrazne by sa znížili náklady na dopravu a lunárny pristávací modul by sa mohol použiť viackrát, keďže Mesiac nemá atmosféru.
Výskum našej skupiny v lunárnom tábore sa zameriava na astronómiu, botaniku a geológiu.
Objekty v blízkosti Mesiaca a na jeho zadnej strane budeme pozorovať pomocou teleskopov a NASA už navrhla možnosť vybudovania observatória na zadnej strane Mesiaca, aby sa zabránilo svetelnému a komunikačnému znečisteniu zo Zeme. Preto na zadnej strane Mesiaca vybudujeme rádioteleskopy s ultradlhými vlnovými dĺžkami. V porovnaní s astronomickými teleskopmi na Zemi a na blízkozemskej obežnej dráhe má vybudovanie rádioteleskopov s ultradlhými vlnovými dĺžkami na zadnej strane Mesiaca obrovské výhody, medzi ktoré patria astronomické teleskopy s ultradlhými vlnovými dĺžkami pozorujú vesmír na vlnových dĺžkach väčších ako 10 metrov (s frekvenciami pod 30 MHZ), ktoré môžu odrážať zemskú ionosféru, ktorú ľudia doteraz neskúmali; Mesiac funguje ako prirodzená fyzikálna bariéra, ktorá pomáha astronomickým teleskopom na Mesiaci izolovať účinky zdrojov rádiového šumu zo Zeme, ionosféry, satelitov obiehajúcich okolo Zeme a rádiových rušivých signálov zo Slnka počas mesačných nocí. Preto je potrebné rozmiestniť kovovú mriežku s priemerom 1 km, ktorá vytvorí reflektor v tvare gule s vhodným pomerom hĺbky k priemeru.
V botanike budeme skúmať mesačnú pôdu zozbieranú lunárnymi robotmi a semená a sadenice rastlín prinesené zo Zeme, pričom pomocou mikroskopie a chemických pokusov zistíme, či stopové prvky v mesačnej pôde môžu rastlinám poskytnúť dostatok energie a živín. Vo vedeckom laboratóriu budeme tiež pestovať rôzne semená rastlín v mesačnej pôde, aby sme našli rastliny, ktoré sú vhodnejšie na pestovanie na Mesiaci. Počas inkubácie umiestňujeme semená s mesačnou pôdou do termostatu s modrým a červeným svetlom, aby sme zabezpečili maximálnu rýchlosť rastu semien.
Z geologického hľadiska možno topografické prvky mesačného povrchu zhruba rozdeliť do troch kategórií: vysočiny, krátery po dopade mesačného mora a vulkanická topografia. Pomocou lunárneho rovera budeme zbierať príslušné vzorky a skúmať morfológiu lunárneho povrchu a charakteristiky distribúcie materiálov lunárneho povrchu štúdiom troch typov vzoriek získaných z lunárneho povrchu: kryštalických vyvrelých hornín, brekcií a lunárnych pôd a sklenených častíc, a nakoniec uvedené vzorky plne využijeme.
Okrem toho bude lunárny rover navrhnutý a vyrobený vo výskumnej oblasti, bude mať funkciu zberu lunárnych vzoriek a bude vybavený 3D tlačiarňami, zdravotníckym zariadením a zásobami na bývanie, aby astronauti na lunárnom roveri mohli vykonávať prácu, ako aj bývať a odpočívať.
Mesiac má veľmi malú gravitáciu, zvlnený terén a mnohé lunárne prieskumy musia astronauti vykonávať mimo kapsuly, preto budeme astronautov trénovať v simulácii beztiaže a lunárneho prostredia, aby sa mohli vopred prispôsobiť beztiaži, čo zníži fyziologické nepohodlie a pomôže im k hladšiemu priebehu vonkajšieho prieskumu.
Mesiac je pre človeka mimoriadne nebezpečné a neznáme prostredie a astronauti, ktorí ho skúmajú, musia zaistiť svoju vlastnú bezpečnosť a potom aj bezpečnosť svojich spoločníkov, takže budeme trénovaní a simulovaní na riešenie niektorých možných núdzových situácií.
Tvárou v tvár takémuto neznámemu prostrediu musia astronauti znášať veľký psychický tlak, aby sa dostali na Mesiac, z výskumnej kapsule atď. Preto, aby bolo pristátie na Mesiaci hladšie, poskytneme astronautom psychologické poradenstvo, aby sme znížili psychický tlak a psychickú nepohodu, aby astronauti dokončili misiu s pozitívnym prístupom.
Na Mesiaci je veľa neprebádaných a nepreskúmaných materiálov a astronauti musia pred cestou na Mesiac dobre poznať Mesiac a my umožníme astronautom naučiť sa používať moderné stroje v lunárnych táboroch na výskum a skúmanie materiálov na Mesiaci.
V bezváhovom prostredí môžu svaly astronautov postupne miznúť, pred odchodom na Mesiac budeme astronautom vykonávať prísny fyzický tréning a primeranú stravu, aby sme zabezpečili, že si v dlhodobej misii udržia dobré zdravie a fyzickú silu.
Medzi misie patria kozmické lode s posádkou, ktoré sa používajú na lety zo Zeme na Mesiac, nosné rakety na doplnenie zásob a materiálov, sondy na výskum životného prostredia a ďalšie. V lunárnom tábore môžu astronauti na diaľku ovládať aj malé prieskumné roboty v interiéri na predbežný prieskum a zber vzoriek na Mesiaci, pričom existujú aj orbitálne spojenia s rôznymi budovami na rýchlu prepravu na veľké vzdialenosti.
Mesiac má malú gravitáciu a žiadnu atmosféru, takže v súčasnosti môžeme použiť vozidlo na spätný ťah, aby sme poslali kozmickú loď späť na Zem. V budúcnosti môžeme na vypustenie malých kozmických lodí a kozmických plavidiel použiť aj elektromagnetické katapultovacie zariadenia, ktoré sú rýchlejšie a pohodlnejšie ako priama manipulácia s kozmickými loďami a dajú sa opakovane použiť, menej znečisťujú životné prostredie, sú efektívne aj praktické.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 