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.

Bright Selene

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 19, 18   4 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Lunárny tábor - oblasť, kde ľudia žijú, pracujú a vykonávajú výskum na Mesiaci. Výstavba lunárneho tábora vytvára základ pre astronautov na vykonávanie vedecko-výskumných činností, ako je dlhodobý pobyt a experimenty na povrchu Mesiaca; cieľom je prehĺbiť ľudské poznanie Mesiaca, získať veľké množstvo zdrojov a vykonávať výskum v oblasti pestovania rastlín. Mesačný tábor plánuje vybudovať v dvoch krokoch, pričom prvý krok trvá 20 rokov na vybudovanie lunárnej základne a druhý krok trvá približne 10 rokov na modernizáciu základne, aby sa stala trvalo obývaným lunárnym táborom. Aj v budúcnosti sa lunárny tábor stane zásobovacou základňou pre ľudský prieskum slnečnej sústavy.

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

Mesačný tábor je odrazovým mostíkom pre ľudí, ktorí sa chcú dostať hlboko do vesmíru. Mesačná základňa sa stane výcvikovým táborom pre ľudské bytosti, ktoré sa vydajú do hlbokého vesmíru. Ak sa ľudské bytosti chcú zoznámiť s mimozemským prostredím, musia najprv pochopiť lunárne prostredie. Slúži najmä na vedecký výskum. Ako testovacia stanica na využívanie a využívanie mesačných zdrojov využíva vlastnosti mesačného ovzdušia na vykonávanie environmentálnych testov a experimentálnu výrobu špecifických produktov. , ako sú špeciálne materiály a lieky. Je oveľa jednoduchšie vypustiť raketu z Mesiaca ako zo Zeme. Spoliehajúc sa na vysokoúčinné zdroje Mesiaca, môže skúmať vzdialenejšie priestory.

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

Shackletonova oblasť na južnom póle Mesiaca (0,0° východnej dĺžky, 89,9° južnej šírky). Pretože je pravdepodobné, že je bohatá na vodu, a nachádza sa tu oblasť trvalého slnečného svitu, čo je priaznivé pre systém výroby slnečnej energie. Teplotný rozdiel je malý a vhodný na bývanie. V budúcnosti sa môže použiť ako adresa na zriadenie veľkého infračerveného teleskopu. Prostredie s nízkou teplotou na dne krátera je ideálne na infračervené pozorovanie. Stojí na 5 km vysokej hore Malabote, ktorá je trvalo dobre viditeľným vrcholom na Zemi a v prípade inštalácie vhodného zariadenia môže slúžiť ako rádioreleová stanica na komunikáciu so Zemou.

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.

Technológia 3D tlače a technológia výroby nových materiálov. Regolit na povrchu Mesiaca má podobné chemické zloženie ako popolček a môže sa použiť ako stavebný materiál na stavbu lunárnych táborov. Okrem toho železo, mangán, hliník, horčík a iné kovové minerály na povrchu Mesiaca možno extrahovať a taviť a 3D tlačou z nich vytvoriť obývateľný vesmírny dom.

Technológia prevádzky lunárnych robotov. Medzi lunárne roboty patria lunárne hliadkovacie sondy a lunárne pracovné roboty. Lunárne roboty musia mať schopnosť vlastnej údržby a opravy a lunárne hliadkovacie sondy a pracovné roboty sa môžu navzájom udržiavať a opravovať, aby sa zabezpečila spoľahlivosť pracovného procesu.

Komplexná technológia využitia odpadových zdrojov z lunárnych základní. Po tom, ako vozidlo Zem-Mesiac dokončí pristátie na Mesiaci, je jeho misia letovej platformy ukončená. Pri opustených vozidlách sa môže uvažovať o vyložení rôznych samostatných lietadiel ako náhradných dielov pre lunárne základne, napríklad batérií a rezervných materiálov pre lunárne energetické stanice, plynové fľaše sa môžu použiť ako skladovacie nádrže pre plynové médiá na lunárnom povrchu a nádrže na palivo sa môžu po vyčistení použiť ako zásobníky kyslíka na výrobu kyslíka na Mesiaci.

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

Zároveň sa ako stredná vrstva používa materiál na akumuláciu tepla s fázovou zmenou, ktorý znižuje tepelné straty. Základňa je vybavená zariadeniami na detekciu meteoritov a mesačných otrasov, ktoré môžu byť včas informované a uniknúť v prípade pádu veľkých meteoritov a mesačných otrasov.

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

Voda(水):1. V polárnych oblastiach sa nachádza mesačný ľad, ktorý sa dá zbierať a koncentrovať. Potom možno pomocou fokusovacích a odrazových zariadení využiť slnečnú energiu na roztápanie lunárneho ľadu, ktorý možno následne zhromažďovať a čistiť na získavanie vodných zdrojov. 2. Na recykláciu vyprodukovanej odpadovej vody možno využiť transpiráciu rastlín a filtračné zariadenia.

Potraviny(食物): Zriadiť na lunárnej základni uzavretý systém podpory života s podpornými základňami na pestovanie rastlín, ako je šalát, paprika, fazuľa a pšenica, ktoré boli vypestované. Tieto plodiny môžu poskytovať hlavný zdroj potravy pre personál základne a zároveň starostlivosť o rastliny môže pomôcť astronautom udržať si duševnú stabilitu.

Energia(能源):Aby sme sa prispôsobili mesačnému prostrediu a zabezpečili dlhodobú a stabilnú energiu pre lunárne tábory, použili sme dva spôsoby: solárnu energiu a palivové články. Slnko na Mesiaci vyžaruje približne 1,5-krát viac svetla ako na Zemi. Dostatok slnečného svetla, hlavne v mesačných solárnych elektrárňach. Palivové články sú hlavným zdrojom energie v noci.

Vzduch(空气):Ak vezmeme do úvahy, že priemerný človek spotrebuje denne približne 0,7 kg kyslíka, je dôležité zvážiť využitie fotosyntézy rastlín na recykláciu kyslíka ako primárneho zdroja nákladovo efektívneho kyslíka. Okrem toho mesačná pôda obsahuje veľké množstvo titánových a železných rúd, ktoré sa dajú ľahko zbierať. Redukciu týchto rúd pomocou plynného vodíka možno dosiahnuť mikrovlnným ohrevom, ktorého výsledkom je výroba vody. Elektrolýzou vody sa potom získajú plynný vodík a kyslík, pričom získané kovy sa môžu použiť aj na stavebné účely.

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

Lunárne tábory môžu využívať rôzne metódy likvidácie odpadu, ktorý astronauti na Mesiaci vyprodukujú, vrátane:

Recyklácia: Recykláciou zdrojov, ako je odpadová voda, odpadový plyn a pevný odpad, možno minimalizovať množstvo vyprodukovaného odpadu a do určitej miery znížiť závislosť od Zeme.

Skladovanie a pochovávanie: Odpad a iný odpad, ktorý sa nedá recyklovať, sa môže uskladniť alebo bezpečne pochovať na povrchu alebo hlboko na povrchu Mesiaca.

Recyklácia: Zriadiť v tábore uzavretý recyklačný systém, ktorý premieňa vyprodukovaný odpad na užitočné zdroje, ako je napríklad premena ľudského odpadu a rastlinného odpadu na hnojivo na použitie na farmách na mesačnej základni.

Celkovo musí tábor minimalizovať množstvo vyprodukovaného odpadu a nájsť vhodné možnosti jeho likvidácie pomocou vedeckých a rozumných metód, aby sa zabezpečila ďalšia existencia a rozvoj lunárnej základne.

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

Mesačný tábor je vybavený makro základňovou stanicou na vysielanie a prijímanie informácií na Zem a Mesiac a informácie prijaté družicou sa potom posielajú na Zem, čo umožňuje komunikáciu medzi Zemou a Mesačným táborom. Telemetrická a telekontrolná komunikácia využíva na komunikáciu so satelitmi pásmo VHF a modulácia dát využíva FSK. Komunikácia medzi lunárnymi tábormi sa realizuje pomocou bezdrôtovej prístupovej siete zloženej zo signálov základňových staníc pre tie, ktoré sú blízko seba, a pomocou relé satelitného signálu pre tie, ktoré sú ďaleko.

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.)

Študujeme najmä geológiu a biológiu. Mesiac má mnoho jedinečných krajinných a reliéfnych útvarov, takže ich môžeme využiť na vedecký výskum, napríklad geologickej stavby, chemického zloženia, štruktúry minerálov, fyzikálnych vlastností a podobne. Štúdium mesačnej hmoty: Zloženie mesačnej hmoty sa líši od zloženia hmoty na Zemi, takže mesačnú hmotu možno podrobne analyzovať a skúmať, aby sme pochopili jej zloženie a vlastnosti. Laboratórium je okrem jedinečných fyzikálnych vlastností Mesiaca, ako je slnečné žiarenie na teplotu a štruktúru povrchu Mesiaca, vybavené aj radom zariadení na testovanie pôdy. Prostredie na povrchu Mesiaca ovplyvňuje život inak ako na Zemi, takže sa tu môžu vykonávať experimenty v oblasti vedy o živote s cieľom študovať prispôsobivosť a životaschopnosť života v heterogénnych prostrediach.

Na mieste sa nachádza špeciálny priestor na pestovanie rastlín, ktorý slúži na štúdium rastu rastlín a testovanie rastového prostredia. Zároveň máme aj astronomické ďalekohľady, ktoré sú vhodné pre astronautov na pozorovanie vesmíru. Výskum vesmíru a environmentálne testy na povrchu Mesiaca, ako aj experimentálna výroba špecifických produktov, ako sú špeciálne materiály a lieky, sa môžu vykonávať aj s využitím vlastných vlastností vesmírneho prostredia Mesiaca (Mesiac sám má prirodzené vesmírne podmienky, ako je vysoké vákuum, žiadne atmosférické tienenie a nízka gravitácia).

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

Fyzický tréning

Astronauti potrebujú fyzické cvičenie v prirodzenom gravitačnom prostredí, aby si udržali fyzické zdravie a predišli osteoporóze. Okrem toho potrebujú špeciálny fyzický tréning v podmienkach mikrogravitácie na udržanie rovnováhy a koordinácie. Tieto tréningy im tiež môžu pomôcť prispôsobiť sa chôdzi na Mesiaci a plneniu ďalších úloh.

Technické školenie

Okrem každodennej mechanickej údržby, údržby elektronických zariadení a ďalších zručností musia astronauti ovládať aj obsluhu kozmických lodí a lunárnych roverov a rôzne núdzové postupy, ako je pokles tlaku kyslíka, poruchy zariadení atď.

Učenie sa topografie

Aby sa astronauti mohli lepšie prispôsobiť lunárnej misii, musia pochopiť základy geomorfológie a topografie lunárneho povrchu a naučiť sa používať navigačné nástroje, ako aj zmysel pre orientáciu a riadenie vozidiel na lunárnom povrchu.

Znalosť vesmírnej medicíny

Astronauti sa musia naučiť aj vesmírnu medicínu, aby pochopili vplyv cestovania do vesmíru na ľudské zdravie. Musia pochopiť, ako postupovať pri rôznych nehodách vo vesmíre, a naučiť sa základné pohotovostné lekárske postupy.

5.Teamwork tréning

V rámci výcvikového programu pre astronautov sa astronauti učia, ako spolupracovať v tímoch a primerane riešiť situácie.

Takéto výcvikové programy by mali byť sprevádzané zabezpečením bezpečnosti a zdravia astronautov a čo najväčším uspokojením ich vlastných potrieb a požiadaviek.

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.

Vesmírne plavidlo: Budeme potrebovať kozmickú loď, ktorá bude schopná pristáť a vzlietnuť z povrchu Mesiaca a zo Zeme. Mala by mať aj vybavenie a zásoby potrebné na dlhodobé misie.

Doprava na povrchu Mesiaca: Môžeme použiť rovery alebo iné vozidlá určené na prevádzku v mesačnom prostredí. Tieto vozidlá by mali byť schopné odolávať drsným podmienkam na Mesiaci a mali by mať schopnosť prekonávať veľké vzdialenosti.

Preskúmajte nové destinácie na povrchu Mesiaca: Môžeme použiť diaľkovo ovládané bezpilotné vozidlá. Tieto vozidlá môžu byť vybavené kamerami a inými senzormi na zber údajov a snímok mesačného terénu.

Na Zem a zo Zeme: Môžeme použiť kozmické lode schopné prepravovať posádku a náklad. Kozmická loď by mala mať potrebné systémy na podporu života a mala by byť schopná odolať náročným podmienkam vesmírneho cestovania.

Ďalšie projekty: