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.

elite

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 17, 18, 19   4 / 1 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Naša základňa môže poskytnúť astronautom pohodlnejšie miesto na život na Mesiaci, zároveň môže poskytnúť astronautom ochranu, lepšie vykonávať astronomické pozorovania, zber vzoriek a iné vedecké činnosti a rozvíjať vesmírny priemysel, využívanie rôznych nerastných surovín na Mesiaci môže slúžiť aj ako prvá stanica pre ľudský prieskum vesmíru.

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

Náš lunárny tábor slúži najmä na vedecký výskum. Plánujeme skúmať fyzikálne vlastnosti a s nimi súvisiace chemické zloženie Mesiaca na južnom póle Mesiaca a pokúsiť sa vyriešiť niektoré dôležité problémy na Zemi skúmaním týchto extrémnych prostredí, ktoré sa na Zemi nenachádzajú. Jedinečné ložiská nerastných surovín a energetické zdroje na Mesiaci sú tiež dôležitým doplnkom a rezervou k pozemským zdrojom. Za zmienku stojí najmä to, že mesačná pôda obsahuje hélium-3, ktoré je čistým, účinným, bezpečným a lacným novým palivom pre jadrovú syntézu, ktoré sa môže v budúcnosti dlhodobo využívať a má široké perspektívy rozvoja. Okrem toho štúdium Mesiaca, ktorý zostal v pôvodnom stave, pomáha pochopiť vývojovú históriu Zeme; povrch Mesiaca je vákuový svet, nie je tam atmosféra a zriadenie observatória na povrchu Mesiaca môže výrazne zlepšiť možnosti astronomických pozorovaní; vysoké vákuum na povrchu Mesiaca, priame vystavenie slnečnému žiareniu a žiadne globálne dipólové magnetické pole je ideálnym miestom na vesmírne fyzikálne chemické experimenty a experimenty v oblasti vedy o živote.

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

Na južnom póle Mesiaca chceme zriadiť lunárny tábor. Na južnom póle Mesiaca sa nachádza oblasť trvalého tieňa, ktorá môže obsahovať bohaté zásoby vody alebo vodného ľadu, čo je kľúčový zdroj pre výstavbu budúcich lunárnych výskumných staníc. Najmä kotlina na južnom póle - Aitken na Mesiaci je nielen najväčšou a najstaršou kotlinou na Mesiaci. Vyviera z nej hlboký mesačný materiál, ktorý nie je dostupný v iných oblastiach. Výskum rôznych oblastí tejto panvy výrazne posunie naše chápanie vnútornej štruktúry a vývoja Mesiaca. Predchádzajúce lunárne misie spravidla pracovali nepretržite menej ako 14 dní, ale na južnom póle Mesiaca je to úplne inak. Vďaka jedinečnej geografickej polohe môže detektor dosiahnuť viac ako 90% času osvetlenia prostredníctvom malého rozsahu pohybu a nepretržité osvetlenie po veľmi dlhý čas poskytuje veľmi priaznivé podmienky na dlhodobý vedecký výskum.

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.

Hlavným materiálom nášho lunárneho tábora je materiál na ochranu pred žiarením z kovových vlákien, ktorý bude vypustený a prepravený nosnými raketami a po dosiahnutí Mesiaca bude na povrchu základne pokrytý vrstvou ochrany pred žiarením z mesačnej pôdy. Najprv vybudujeme testovaciu základňu na Zemi prostredníctvom simulácie a mikrozákladní, aby sme otestovali ochranu materiálov tábora pred radiáciou a uskutočniteľnosť výstavby základne. Potom sa tematické materiály tábora pošlú na Mesiac nákladnými raketami a potom sa do tábora pošlú astronauti a životné a výskumné potreby a astronauti môžu tábor postaviť pod pomocným velením pozemských odborníkov.

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

  1. Vytvorenie integrovaného systému lekárskej diagnostiky a liečby astronautov vo vesmíre a na Zemi. To znamená formulovať dlhodobé spektrum chorôb počas letu, vytvoriť model orbitálnej diagnostiky a liečby a nakonfigurovať lekárske monitorovanie a diagnostické a liečebné zariadenia a lieky. Pred letom sa vykonajú lekárske izolačné a uvoľňovacie vyšetrenia; počas letu sa prijme režim lekárskeho dohľadu kombinujúci pravidelný dohľad a dohľad na požiadanie, zavedie sa technológia hodnotenia a udržiavania zdravia na obežnej dráhe a na zabezpečenie zdravia astronautov sa použijú lekárske technológie, ako je kombinácia liekov a neliekov a charakteristická čínska medicína.
  2. Pozorovanie, predpovedanie a odolávanie vplyvu cudzích hviezd
  3. Dokonalé osobné núdzové evakuačné vybavenie. V prípade núdzovej situácie môžu astronauti bezpečne zísť z výšky 52,2 metra cez únikovú šmykľavku do podzemnej miestnosti s vybavením pod vežou v priebehu 1 minúty a potom utiecť do blízkeho bezpečnostného bunkra.

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

Na povrchu Mesiaca sa nachádzajú minerály bohaté na kyslík a v jeho tieni sa nachádzajú bohaté zdroje tuhej vody, ktoré môžu poskytnúť dostatok zdrojov pre astronautov. Konštrukcia lunárnej základne má žiť v kabíne prostredníctvom systému obnovy a systému čistenia vody vybaveného v kabíne, aby sa dokončil kolobeh vody. Prostredníctvom technológie čistenia vody možno pot ľudí, moč a iné odpadové vody prefiltrovať na pitnú úroveň. Okrem toho sa väčšina potravín v kabíne dosahuje pomocou hydropónie a substrátovej kultúry. Podporujú zdravý rast rastlín prostredníctvom dodávania rôznych živín.

Potraviny "sušené mrazom"

"Lyofilizácia" znamená vákuové lyofilizovanie. Výhodou lyofilizovaných potravín je, že si účinne zachovávajú svoju čerstvosť a živiny. Technológia lyofilizácie má vlastnosti vysokej výživnosti, chutnosti, vysokej rehydratácie, veľmi dlhého zachovania čerstvosti a pohodlného používania.

Funkčné potraviny

Dokáže plnohodnotne dopĺňať rôzne živiny potrebné pre telo astronauta. Tento typ potravín obsahuje viac prirodzených antioxidantov, ako sú proantokyanidíny, Ω-3 mastné kyseliny, rastlinná vláknina atď. Poškodeniu spôsobenému žiarením možno predchádzať alebo ho zlepšiť.

Energetický systém lunárneho tábora sa skladá najmä z krídiel solárnych článkov a batérií na uskladnenie energie, ktoré dokážu premieňať slnečnú energiu na elektrickú. Energetický systém využíva formu "výroba solárnej energie plus skladovanie energie", ktorá je efektívna a čistá. Základný modul je vybavený súpravou krídiel solárnych článkov s kapacitou výroby energie 18 000 wattov, batéria využíva keramický separátor, ktorý má dobré vlastnosti na zabránenie vnútornému skratu; zároveň sa v batérii používajú nehorľavé materiály, ktoré zabraňujú horeniu spôsobenému vysokými teplotami, čo je veľmi bezpečné.

Kyslík je nevyhnutný pre prežitie človeka a lunárna základňa musí dokončiť výrobu a obeh kyslíka na Mesiaci.

Regolit Mesiaca, na povrchu Mesiaca sa nachádza mnoho hornín a minerálov, hlavnými zložkami mesačných minerálov sú oxid kremičitý, oxid hlinitý, oxid železitý a oxid horečnatý. Elektrolýzou minerálov v mesačnom regolite možno získať viac kyslíka.

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

Domáci odpad a výkaly sa vákuovo zapečatia, dehydratujú a uskladnia. Keď nákladná kozmická loď dodá materiál pre vesmírnu stanicu, tento odpad z domácností sa naloží do prázdnej nákladnej kozmickej lode, ktorá sa potom oddelí od vesmírnej stanice, spomalí a vstúpi do atmosféry, kde ho vysoké teplo vznikajúce pri ohreve vzduchu spáli. Tuhé zvyšky hnoja sa spracujú biologicky alebo chemicky na použitie ako hnojivo alebo priamo na skládku. Vezmime si moč, pot a iné exkrementy astronautov, ktoré sú vlastne zdrojom vody. Samotný moč obsahuje 96% vody. Po viacvrstvovom čistení týchto odpadových vôd z ľudského tela možno získať vyčistenú vodu, pričom sa zhromažďujú a balia aj iné látky ako voda. Pokiaľ ide o výkaly astronautov, ktoré sú v podstate zvyškami jedla, v súčasnosti neexistuje žiadna recyklačná hodnota a po zozbieraní výkalov sa dehydratujú a vysušia, potom sa stlačia a zabalia do uzavretého vreca, aby sa ušetril skladovací priestor.

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

Na dokončenie spojenia medzi vesmírom a zemou sa musia spoločne zúčastniť vesmírna stanica, reléový satelit Skylink a pozemná stanica.

V základnej kabíne tábora sa ako sieťové terminály môže používať viac ako 10 káblových a bezdrôtových sieťových kamier, káblové a Bluetooth slúchadlá, mobilné telefóny, PADS a notebooky. Tieto terminály pripájajú zozbierané obrazové a hlasové údaje k ethernetovému prepínaču v kabíne prostredníctvom káblového alebo bezdrôtového pripojenia Wi-Fi a prenášajú ich na zem prostredníctvom hlavného spojenia cez vysokorýchlostný komunikačný procesor. Rovnako ako na zemi musíme uskutočňovať hovory a posielať textové správy prostredníctvom antény mobilného telefónu a väčšinu kontaktov medzi vesmírnou stanicou a zemou dopĺňa reléová anténa na hlavnom module.

Pomocou reléovej antény je to ako keby ste odovzdali vesmírnej stanici "mobilný telefón" a mohli sa v reálnom čase spojiť so zemou.

V skutočnosti sú v kabíne dve sady sietí, jedna je komunikačná sieť a druhá je sieť záťaže, tieto dve sady sietí sú fyzicky spolu a logicky oddelené a údaje sa jednotne zbierajú do anténneho terminálu relé na kabíne, prenášajú sa na zem prostredníctvom reléového satelitu a môžu byť v reálnom čase v kontakte s inými tábormi.

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.)

Zameriame sa na vedecké témy z biológie, geológie a astronómie.

Skúmame zmeny fyzického stavu astronautov vo vesmíre a robíme lekárske úpravy, ktoré sú vhodné pre fyzické zmeny astronautov. Zároveň bude vykonávať aj výskum buniek, rastu a zmien svetla na rastliny a bunky vo vesmíre. a študovať výhody cvičenia v miestnosti pre astronautov. Zároveň sa bude vykonávať hlbší výskum a výskum geografie pôdy na Mesiaci. Povrch Mesiaca je vákuový svet, nie je tam atmosféra a zriadenie observatória na povrchu Mesiaca môže výrazne zlepšiť možnosti astronomických pozorovaní; Vysoké vákuum na povrchu Mesiaca, priame vystavenie slnečnému žiareniu a žiadne globálne dipólové magnetické pole je ideálnym miestom na vesmírne fyzikálne chemické experimenty a experimenty v oblasti vedy o živote.

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

Základná teoretická príprava. Napríklad atmosféra, astronómia, geofyzika, vesmírna dynamika, komunikácie, počítače atď., zlepšenie základných vedomostí v týchto odboroch môže položiť pevné základy do budúcnosti. Samozrejme, patrí sem aj výcvik sebazáchrany astronautov.
Fyzický tréning. Vesmírna loď a kozmické plavidlo predstavujú osobitné faktory prostredia a astronauti musia trénovať, aby zlepšili svoju toleranciu. Obsah tréningu je bežný, napríklad beh na dlhé vzdialenosti, lezenie a otáčanie stoličiek.
Vytrvalostný tréning s nadváhou. Keď raketa štartuje, zvyčajne má veľké zrýchlenie. Simulácia takéhoto tréningu môže udržať astronautovu myseľ čistú, aby sa mohol prispôsobiť a dokončiť misiu.
Tréning bez záťaže. Počas orbitálnych letov sa kozmické lode často nachádzajú v prostredí mikrogravitácie, v ktorom astronauti často pociťujú závraty, čo ovplyvňuje ich činnosť. Preto sa musí simulovať žltá podstata beztiaže, aby sa astronautom umožnilo odstrániť strach z beztiaže.
Tréning reakcie v extrémnych podmienkach. Pri niektorých možných nebezpečenstvách na Mesiaci v akomkoľvek čase, dokonca aj vo veľmi extrémnych situáciách, musia astronauti zachovať pokoj, rýchlo analyzovať situáciu a správne sa rozhodnúť. To si vyžaduje zdokonaľovanie húževnatej vôle a vytváranie pevného životného presvedčenia v každodennom živote.

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.

Lunar Orbit Survey Vehicle má predovšetkým zobrazovať a mapovať Mesiac na účely vedeckého výskumu a pripraviť ľudí na okružnú cestu medzi Mesiacom a Zemou. Lunárny prieskumný robot "Polar Exploration Rover" bude vykonávať vedecký prieskum mesačných prchavých látok na južnom póle Mesiaca a získané údaje poskytnú informácie pre budúce technológie využívania mesačných zdrojov in situ. Na povrchu Mesiaca budeme demonštrovať presné pristátia, získavať skúsenosti a neustále zlepšovať presnosť, aby sme v budúcnosti zlepšili možnosti pristávania ľudí a robotov. Bude sa používať aj na prepravu ďalších veľkých nákladov, čo priamo podporí lunárne misie s ľudskou posádkou.

Pristávací modul a rover predstavujú vynikajúcu platformu na demonštráciu technológií, ktoré umožnia výkonnejšie lunárne misie a ktoré sa dajú použiť na misie na Mars za Mesiacom. Príkladom sú pozemné robotické ťažobné systémy a zásoby energie novej generácie. Viaceré pristávacie moduly poskytnú globálny pohľad na Mesiac a jeho zdroje. Na širší prieskum povrchu sa použijú rovery, ktoré budú niesť prístroje na vykonávanie experimentov a získavanie podrobných informácií o dostupnosti a ťažobnej kapacite dostupných zdrojov, ako je kyslík a voda.

Ďalšie projekty: