objavovanie interaktívneho obrazu

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galéria projektov

 

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.

Epovator

Shanghai Qingpu Senior High School  Shanghai-Qingpu    Čína 16   6 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Názov tímu sme stanovili ako Epovator, čo je kombinácia dvoch slov epoch a innovator, čo znamená éra inovátora. Náš mesačný tábor sme pomenovali "DRUHÁ ZÁKLADŇA". Pochádza zo slávnej Asimovovej vedeckej fantastiky "Nadácia". Je to nielen spomienka na veľkého spisovateľa, ktorý prispel k ľudskej literatúre a vede, ale aj vyjadrenie nášho odhodlania preskúmať Mesiac: Na Mesiaci vybudovať druhú vlasť, kde by sa človek mohol usadiť a využívať ju ako tranzitnú stanicu pre ľudský prieskum vesmíru. Z bezpečnostných dôvodov je hlavná časť tábora postavená v lávovej jaskyni a na povrchu Mesiaca boli umiestnené len nevyhnutné detekčné zariadenia a komunikačné zariadenia. Používame minimalistický štýl výzdoby, ktorý zodpovedá módnym trendom budúcnosti. Plášť základne tvorí obraz motýľa, ktorý vyjadruje našu lásku k prírodnému prostrediu Zeme. Okrem toho je motýľ v tradičnej čínskej kultúre symbolom krásy a slobody, známy ako "lietajúce kvety". Farebná schéma prijíma modrú a jesennú heungskú žltú farbu. V súlade s čínskou klasickou estetikou.

1.2 - Prečo chcete postaviť mesačný tábor? Vysvetlite hlavný účel vášho mesačného tábora (napríklad vedecké, komerčné a/alebo turistické účely).

Cieľom nášho mesačného tábora je umožniť vedcom dlhodobo vykonávať vedecký výskum, prieskum v prírode a ďalšie skúmanie vesmíru na Mesiaci. V tábore sa nachádzajú vesmírne šľachtiteľské laboratóriá a vesmírne laboratóriá na výskum genetických problémov rastlín a účinkov rôznych druhov kozmického žiarenia na rastliny, analýzu materiálov mesačnej pôdy, fyzikálne a chemické experimenty v prostredí s nízkou gravitáciou a ďalší prieskum vesmíru. Okrem toho má tábor prevziať aj vedúcu úlohu pri riešení problému dlhodobého života ľudí na Mesiaci. Preto. Zriadili sme oblasť obehu, oblasť zábavy, obytnú oblasť, oblasť výsadby a chovu, aby sme uspokojili materiálne a duchovné potreby ľudských bytostí vo vzdialenom prostredí.

2.1 - Kde chcete postaviť svoj Moon Camp? Vysvetlite svoj výber.

V lávovej rúre v blízkosti starobylej sopečnej oblasti hory Marius. Je to geologická štruktúra, ktorá sa prirodzene vytvára vo vnútri lávového prúdu, podobne ako potrubie. Jej puzdro môže plniť nielen úlohu uchovávania tepla, ale môže sa stať aj prírodným ochranným zariadením, pretože je veľmi tvrdé. Vnútorná časť môže zabezpečiť prežitie života. Priemer vchodu je približne 65 metrov a 50 metrov pod vchodom sa nachádza takmer vertikálna horizontálna jaskyňa, ktorá sa stáča smerom nadol a rozširuje sa na obe strany. Vnútorný priestor je podľa údajov veľmi veľký. Tiahne sa v dĺžke 50 kilometrov a príslušné analýzy naznačujú, že vo vnútri môže byť relatívne riedky vzduch. To pomôže nielen projektu výstavby základne, ale aj vyriešiť problémy s dýchaním astronautov na základni.

2.2 - Ako plánujete vybudovať svoj mesačný tábor? Zvážte, ako môžete využiť prírodné zdroje Mesiaca a ktoré materiály by ste potrebovali priniesť zo Zeme. Opíšte techniky, materiály a vaše konštrukčné rozhodnutia.

Tábor nášho tímu bol postavený v lávovej rúre v blízkosti starobylej vulkanickej oblasti "Mount Marius", rozdelený najmä na vnútorné budovy lávovej rúry a vonkajšie budovy okolo otvoru lávovej rúry. Hlavným stavebným materiálom prvej z nich je "lunárny betón" zmiešaný s miestnou lunárnou zeminou a močom, zatiaľ čo základom druhej stavby je "lunárny betón" s hliníkovou zliatinou kremíka a horčíka ako ochrannou vrstvou budovy. Treba spomenúť, že všetky tieto materiály možno získať na Mesiaci, čím sa ušetria náklady na prepravu materiálov medzi Zemou a Mesiacom.

Proces výstavby betónu je rozdelený do troch krokov: najprv sa na Zemi vyrobí dávka vysoko náročných presných nástrojov a potom sa priamo vypustí na Mesiac; v druhej časti sa použije technológia 3D tlače na výstavbu hlavnej konštrukcie tábora s "mesačným betónom" ako surovinou. Tretím krokom je využitie existujúcich minerálov na Mesiaci (Si, Al, Mg, Ti, Fe atď.) na dokončenie ochrannej vrstvy povrchovej budovy a výstavbu ďalších zariadení v rámci budovy.

2.3 - Ako váš mesačný tábor chráni astronautov pred drsným prostredím Mesiaca?

V reakcii na problém nárazu meteoritov je zariadenie na ochranu mesačného povrchu vybavené laserovou zbraňou, ktorá dokáže účinne rozbiť veľké meteority a eliminovať ich hrozbu pre mesačné tábory. Keďže tábor je takmer celý v lávových rúrach a potrebné zariadenia a vybavenie pre astronautov sú pod povrchom Mesiaca, náraz meteoritu malého rozsahu nepredstavuje pre tábor veľkú hrozbu.
Pokiaľ ide o problém kozmického žiarenia a iného žiarenia, samotná lávová rúra má silnú schopnosť ochrany pred žiarením. Ako sa však uvádza v predchádzajúcej otázke, z bezpečnostných dôvodov sa k stene lávovej rúry pridáva tenká stena z materiálu zo zliatiny kremíka a horčíka s hliníkom, aby sa ešte viac zlepšil účinok radiačnej ochrany a posilnila odolnosť mesačného tábora.
Vzhľadom na problém, že Mesiac je nerovnomerne zahriaty a nemá takmer žiadnu atmosféru, budú pri vstupe do mesačného tábora dvojvrstvové brány, ktoré zabezpečia stabilný tlak vzduchu a únik tepla. Vo vnútri sa nachádza cirkulačný systém, ktorý udržiava relatívne stálu atmosféru, tlak a teplotu. V základni sa nachádza zariadenie na monitorovanie zložiek vzduchu, ak je abnormálny, môže byť účinný filter s aktívnym uhlím a zeolitom a inými materiálmi, ktorý čistí vzduch.

Na základni sa nachádza lekárska ambulancia pre astronautov, ktorí sa môžu zraniť pri práci. Nachádzajú sa tu röntgenové prístroje, prístroje na magnetickú rezonanciu a iné testovacie zariadenia, ale aj lieky proti bolesti, ihly a iné jednoduché lekárske vybavenie na riešenie neočakávaných situácií. Komunikačný systém mesiac-pozemok na základni zároveň dokáže zabezpečiť okamžitú komunikáciu a kontaktovať pozemných odborníkov v prípade zdravotných problémov, s ktorými si astronauti nevedia poradiť.

3.1 - Ako váš mesačný tábor zabezpečí astronautom udržateľný prístup k základným potrebám, ako je voda, jedlo, vzduch a energia?

Voda: Na povrchu Mesiaca sa nachádzajú značné zdroje sladkej vody. Tábor je vybavený bionickým lunárnym roverom, ktorý dokáže nabrať mesačný ľad a dopraviť ho späť na základňu. Medzitým sa v tábore môže použiť destilácia kompresiou pár na úpravu moču a membránový procesor s reverznou osmózou sa môže použiť na čistenie vody, ktorá vzniká transpiráciou rastlín v pestovateľských oblastiach, hygienických odpadových vôd a mesačného ľadu na prežitie človeka.

Strava: V prvých fázach svojej existencie astronauti jedli vákuovo uzavreté potraviny dopravené zo Zeme. Po dozretí plodín vo výsadkovom parku si môžu pripravovať jedlá podľa zdravých receptov, napríklad ovocie obsahujúce vlákninu, zelenú listovú zeleninu bohatú na vitamíny, strukoviny s vysokým obsahom bielkovín. Okrem toho sa v tábore chovajú aj mloky Tenebrio molitor, ktoré sa živia rastlinami v pestovateľskej oblasti. Dokáže poskytnúť bohaté bielkoviny, ktoré môžu v neskoršom období po správnej úprave vyriešiť problém s mäsom.

Vzduch: Vzduch je dôkladne cirkulovaný a filtrovaný. Kyslík sa vyrába dvoma hlavnými spôsobmi. Spočiatku astronauti spaľovali práškový chlorečnan sodný dopravený zo Zeme, aby vyrobili veľké množstvo kyslíka. Po získaní veľkého množstva tekutej vody prostredníctvom systému recyklácie vody možno kyslík dodávať elektrolýzou vody.

Elektrická energia: Dva hlavné spôsoby výroby elektrickej energie sú fotovoltaická výroba elektrickej energie a tepelná výroba elektrickej energie. Solárne panely sú umiestnené okolo tábora, aby absorbovali slnečné žiarenie; hlavným palivom na výrobu tepelnej energie je domáci odpad a vodík vyrobený elektrolytickou reakciou vody. Súčasne sú bežecký pás a bicykel v športovom areáli zaťažené malým zariadením na výrobu energie. Všetka energia sa sústredí v akumulačnej doske centrálneho dispečingu zdrojov na racionálne plánovanie zdrojov.

3.2 - Ako bude váš mesačný tábor nakladať s odpadom, ktorý vyprodukujú astronauti na Mesiaci?

Exkrementy: Budeme zhromažďovať metán, ktorý vzniká fermentáciou exkrementov astronautov, močovinu, ktorá vzniká z moču v procese destilácie kompresiou pár na výrobu bioplynu alebo regeneráciu vodných zdrojov.

Respiračný odpad: V prípade vydychovaného oxidu uhličitého sa najprv absorbuje a koncentruje pomocou v súčasnosti vyspelej technológie pevných amínov, potom sa čiastočne zavedie do oblasti výsadby na fotosyntézu. Zvyšok sa zúčastňuje na redukčnej reakcii metanizácie za vzniku metánu a vody, ktorá sa potom opäť elektrolyzuje, aby sa dosiahla regenerácia kyslíka.

Odpad z papiera: Na spracovanie recyklovaného papiera použite v tábore zariadenie na spracovanie odpadového papiera.

Iné odpady: V záujme ochrany vesmírneho prostredia sa odpad, ako napríklad plastové výrobky, nebude vypúšťať do vesmíru v tábore, ale bude sa skladovať centrálne, stlačený vo vákuu a spálený pri návrate vesmírnej lode do atmosféry.

3.3 - Ako bude váš mesačný tábor udržiavať komunikáciu so Zemou a ostatnými mesačnými základňami?

Rozhodli sme sa použiť reléovú družicu "Queqiao", ktorá sa pohybuje na obežnej dráhe translačného bodu L2 medzi Zemou a Mesiacom, na prenos signálu, aby sme dokončili komunikáciu medzi Zemou a Mesiacom, čím sme dosiahli vysoké pokrytie signálmi. Na komunikáciu medzi mesačnými základňami sa použije rádiová komunikácia UHF, pretože veľké množstvo mesačného prachu bude rušiť prenos signálu, zatiaľ čo signály vysielané vo frekvenčnom pásme UHF majú silný prienik a sú menej ovplyvnené klimatickými zmenami. Technológia terminálov je vyspelá, čo môže uľahčiť komunikáciu na povrchu Mesiaca. Zároveň môžeme využiť aj Micius, prvý čínsky satelit pre vesmírne kvantové vedecké experimenty. Môže prekonať limit vzdialenosti a realizovať komunikáciu medzi Mesiacom a Zemou pomocou kvantovej komunikačnej technológie. Vďaka spletitému stavu kvantovej komunikácie môže nielen ďalej zaručiť bezprostrednosť komunikácie, ale aj bezpečnosť informácií.

4.1 - Na akú vedeckú tému (témy) by sa zameral výskum vo vašom mesačnom tábore? Vysvetlite, aké experimenty plánujete na Mesiaci robiť (napríklad v témach geológia, prostredie s nízkou gravitáciou, biológia, technológia, robotika, astronómia atď.)

Hlavnou témou a výskumným zameraním nášho tábora je riešenie dlhodobého prežitia človeka v prostredí s nízkou gravitáciou. A na dosiahnutie tohto cieľa je náš kemp vybavený rôznymi špičkovými a sofistikovanými zariadeniami na vedecký výskum v rôznych aspektoch a oblastiach. Pokiaľ ide o geológiu, naša základňa je vybavená detektorom zloženia mesačnej pôdy a zariadením na elektrónovú mikroskopiu, ktoré slúži na hĺbkový výskum dostupných materiálov na Mesiaci. Mesačnú pôdu sa pokúšame použiť aj ako materiál na 3D tlač, aby sme ušetrili drahé náklady na prepravu stavebných materiálov. Pokiaľ ide o chemickú energiu, základňa má malé vákuové odstredivé zariadenie na štúdium vplyvu odstredivého pohybu na účinnosť elektrolytických reakcií v prostredí s nízkou gravitáciou na Mesiaci. To pomáha zlepšiť energetickú účinnosť a vytvára základ pre dlhodobé obývanie ľuďmi v budúcnosti. Pokiaľ ide o biológiu, k dispozícii sú nielen výsadbové plochy na štúdium rastu pozemských plodín v mesačnej pôde, ale aj profesionálne biologické kultivačné experimentálne boxy na genetickú modifikáciu a štepenie v jedinečnom prostredí Mesiaca s nízkou gravitáciou, aby sa prispôsobili výsadbovému prostrediu mesačnej pôdy. Tieto štúdie majú významný vplyv na výskum vesmíru v budúcnosti. Pokiaľ ide o astronómiu, astronomický teleskop v našom tábore využíva priaznivé podmienky na Mesiaci s menším rušením, stabilnejším prostredím, pohodlnejším prenosom údajov a dlhším časom nepretržitej detekcie. Predpokladá sa, že používanie teleskopu v našom tábore nám pomôže preskúmať obrovský vesmír.

5.1 - Čo by ste zahrnuli do programu prípravy astronautov, aby ste ich pripravili na misiu na Mesiac?

Tréning vytrvalosti a adaptability pri nadváhe. Jeho cieľom je umožniť astronautom znášať veľké preťaženia a udržať sa v bdelom stave počas výstupu a zostupu kozmickej lode;

tréning vestibulárnych funkcií. Používa sa najmä na tréning vestibulárnych funkcií astronautov, na zlepšenie stability vestibulárnych funkcií a na prevenciu výskytu vesmírnej choroby z pohybu;
Tréning nárazu pri pristátí. Simulovať prostredie nárazu kozmickej lode pri návrate na Zem s cieľom posilniť odolnosť astronautov voči nárazom a študovať rôzne ochranné opatrenia.
Tréning v neutrálnej vztlakovej nádrži. Poskytnúť astronautom prostredie simulovaného výcviku v beztiaži, ktoré je vhodné na výcvik mimovozidlových činností astronautov, najmä mimovozidlových činností, ako je mimovozidlová chôdza, mimovozidlová montáž a údržba;
Školenie o výjazdovej činnosti. Teoretická výučba je spojená s praktickým prevádzkovým výcvikom, ktorý zahŕňa výcvik jednotlivých činností aj programový výcvik, ako je výcviková simulácia programu výstupu z kabíny, výcvik vo virtuálnej realite a výcvik identifikácie porúch, posudzovania a spracovania.
Psychologický tréning kvality je rozdelený do štyroch častí. Prvou časťou je komplexný výcvik, ktorý trénuje najmä psychickú stabilitu astronautov v zlom prostredí; druhou časťou je odborný psychologický výcvik zameraný na zmiernenie negatívnych emócií, ako je nervozita, podráždenosť a úzkosť; treťou časťou je výcvik psychologickej kompatibility na zlepšenie tichého porozumenia medzi astronautmi, aby mohli lepšie vykonávať prácu; štvrtou časťou je obrazový výcvik, ktorý umožňuje astronautom simulovať všetky operácie procesu pristátia na Mesiaci v uvoľnenom stave, aby sa znížili chyby v reálnom procese operácie a zvýšila sa bezpečnosť.

5.2 - Aké vesmírne vozidlá bude vaša budúca misia na Mesiac potrebovať? Opíšte vozidlá, ktoré sa nachádzajú vo vašom Moon camp, a zvážte, ako budete cestovať na Zem a zo Zeme a skúmať nové ciele na povrchu Mesiaca.

V súčasnosti sa vyvíja ťažká nosná raketa čínskej ľudovej republiky Long March-9 novej generácie, ktorá môže v blízkej budúcnosti plne uspokojiť potreby pilotovaného prieskumu Mesiaca a späť.

Vozidlo v mesačnom tábore bolo rover, ktorý navrhol môj tím. Vozítko využíva ako hlavný zdroj energie slnečnú energiu a ako pomocný zdroj energie bioplyn, ktorý vzniká z domového odpadu v tábore. Má zaručený dojazd a značnú prepravnú kapacitu.

Nové ciele pre výskum mesačného povrchu sú určené na preskúmanie ďalších lávových rúr a odvrátenej strany Mesiaca. Mesačná lávová rúra je ideálnym miestom na vybudovanie lunárnej základne v budúcnosti a má veľkú hodnotu pre ľudský prieskum. Vzdialená strana Mesiaca, ktorá je menej preskúmaná, je tiež dôstojným novým cieľom.

Ďalšie projekty: