moon_camp
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.

Dream weaving moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 19   5 / 1 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

     Mesačný tábor slúži na vedecký výskum, najmä na skúmanie trvalo zatienených oblastí Mesiaca, zloženia mesačnej pôdy, spôsobov jej získavania a využívania a pestovania rastlín. Zdroje sa získavajú najmä prostredníctvom slnečnej energie, rozkladu mesačnej pôdy a využívania ľadovej vody vyťaženej z mesačnej pôdy. Keďže mesačný odpad môže vážiť až 400 000 kilogramov, recyklácia odpadového vesmírneho odpadu je naliehavá, preto je recyklačná stanica nevyhnutná. Na udržanie fyzického a duševného zdravia astronautov sme zriadili telocvične a lekárske moduly a astronauti môžu prostredníctvom riadiacej miestnosti komunikovať aj so svojimi blízkymi na vzdialenosť viac ako 300 kilometrov na Zemi. Aby sme zabránili nemerateľnému "mesačnému prachu", použijeme nový materiál na odstraňovanie prachu potiahnutý fotovoltaickým abnormálnym účinkom keramiky z titaničitanu lantaničitého olova, ktorý dokáže nielen zabrániť časticiam mesačného prachu dobíjaním izolačnej polyimidovej fólie pokrytej ultrafialovým svetlom, ale má aj lepšiu funkciu zmierňovania teploty. 

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

     Hlavným účelom našej mesačnej základne je vedecký výskum.

     Mesiac je bohatý na energiu. Ťažba minerálnej energie Mesiaca je tiež doplnkom k energii Zeme. Na prvom poschodí v centre základne sa nachádza laboratórium, ktoré bude analyzovať rôzne prvky v mesačnej pôde a analyzované údaje prenášať na Zem prostredníctvom riadiacej miestnosti. Zároveň tu máme aj mobilný prieskumný lunárny rover, ktorý skúma trvalo zatienené oblasti a ťaží v nich ľadovú vodu.

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

     Našou základňou bude kráter Shackleton na južnom póle Mesiaca. Tu je dôvod:

     Po prvé: Dostatok slnečného svetla: Kráter Shackleton je vystavený slnku približne 80 až 90 percent mesiaca, čo umožňuje táboru využívať solárne panely na napájanie svojich prevádzok.

     Po druhé: bohatý vodný ľad sa dá použiť na výrobu vody a energie: Základňa môže využiť topenie vodného ľadu a elektrolýzu vody na získanie pitnej vody a energie.

     Po tretie: Naša základňa je bohatá na nerastné suroviny a môže ich využiť na ťažbu niektorých železných prvkov na výstavbu základne. A pôda je bohatá na kremík, ktorý sa dá použiť na výrobu solárnych panelov.

     Po štvrté: bezpečnosť krátera je relatívne vysoká, aby sa uľahčila prevádzka a prežitie základne.

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.

     Aby sme mohli vybudovať mesačný tábor, naplno využijeme prírodné zdroje na Mesiaci:

     Po počiatočnom získavaní energie bude nasledovať ťažba kovov a minerálov, ako je hliník, titán a železo, ktoré sa použijú pri konštrukcii vesmírnych lodí, nástrojov a budov, v mesačnej kôre. Ťažba hélia v mesačnej kôre na výrobu jadrovej energie; Hlina z povrchu Mesiaca sa použila pri stavbe budov.

     Súčasne sa zo Zeme dopravia špeciálne zliatiny, keramika, polyuretánová pena a iné materiály s dobrou odolnosťou voči žiareniu a vysokým teplotám, ktoré sa použijú pri počiatočnej stavbe na Mesiaci.

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

     Náš lunárny tábor bude chrániť astronautov z troch hľadísk: teploty, radiácie a lunárneho prachu a zriadenia lekárskej miestnosti.

     Teplota: Predovšetkým sú naše steny hrubšie, čo môže do určitej miery znížiť stratu teploty. Po druhé, máme vykurovanie, ktoré zvyšuje teplotu vo vnútri základne.

     Žiarenie: Po prvé, steny tábora sme urobili dostatočne hrubé a po druhé, do niektorých stavebných materiálov sme primiešali látky obsahujúce vodík, plasty bohaté na vodík a iné polyméry bohaté na vodík, ako napríklad polyetylén alebo polyetylén, aby sme posilnili bariéru proti žiareniu.

     Mesačný prach: Základňa používa vrstvu atómov oxidu titaničitého na zníženie poškodenia, ktoré môže spôsobiť mesačný prach na vonkajších zariadeniach. Zároveň je stena našej základne pomerne hrubá a vchod je špeciálne navrhnutý tak, aby sa znížilo riziko vniknutia mesačného prachu do miestnosti.

     Máme lekársku miestnosť, kde sa v prípade núdze postaráme o astronautov.

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

Voda:

     Zdrojom našej vody je topiaci sa ľad, ktorý sa zahrieva a ľad sa ťaží pomocou roverov, ktoré sa pohybujú v trvalo zatienených oblastiach. Para, ktorá vzniká pri topení ľadu, sa čistí pomocou jednotky na čistenie vody. Vyčistená voda sa skladuje v nádrži na vodu a potom sa potrubím rozvádza do rôznych kompartmentov na základni. 

Potraviny:

     V počiatočnej fáze nášho tábora sa jedlo prinášalo zo zeme, napríklad ryža, zelenina, mäso atď. V neskoršej fáze, keďže v strede nášho tábora je na druhom poschodí postavený zelený prístrešok, môžeme pestovať niektoré zelené rastliny, ako napríklad arabidopsis, kapustu, zemiaky atď., aby sme astronautom poskytli živiny a vitamíny.

Vzduch:

     Lokalita našej základne je bohatá na zdroje slnečnej energie, preto použijeme solárne panely so špeciálnou konštrukciou na zber slnečného svetla a jeho ukladanie do batérií s cieľom maximalizovať využitie slnečnej energie. A nepretržité svetlo prináša správnu teplotu, ktorá je priaznivejšia pre prežitie ľudí. Mesačná pôda je bohatá na kovové prvky, vzácne prvky, rádioaktívne prvky atď., ktoré môžu využívať jadrové reakcie na výrobu elektrickej energie, a tiež môžu využívať technológiu jadrovej fúzie na získanie obrovskej energie, a extrakcia a využitie týchto prvkov môže vytvoriť batérie na jadrové štiepenie a batérie na jadrovú fúziu.

Power:

     To preto, že atmosféra Mesiaca je takmer rovnaká ako atmosféra Zeme, obsahuje približne 21 percent kyslíka, 78 percent dusíka a menej ako 1 percento vodnej pary, oxidu uhličitého a iných inertných plynov. Kyslík možno získať elektrolyzáciou vody roztavením mesačnej pôdy. Dusík je potrebné priviezť zo Zeme vo forme kompresorových nádrží, aby bolo možné vyrobiť vzduch podobný pozemskému a taviť kovy. Oxid uhličitý sa môže vyrábať samostatne. Oxid uhličitý z každej kabíny v našom tábore sa bude zbierať potrubím a kvantitatívne vypúšťať do zeleného prístrešku, aby sa zabezpečila fotosyntéza zelených rastlín.

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

     Na recykláciu a opätovné využitie odpadu, ktorý vyprodukujú astronauti, máme vyhradené zberné stanice. Napríklad exkrementy astronautov sa budú premieňať na živiny na pestovanie zelených rastlín. Podobne aj oxid uhličitý, ktorý vzniká pri dýchaní astronautov, sa stane výživou zelených rastlín. Ostatné odpadové materiály sa môžu opätovne spracovať a použiť, aby sa znížilo plytvanie zdrojmi. Recyklačná stanica je vybavená drvičom a zariadením na zhutňovanie tuhého odpadu na spracovanie odpadu, ktorý sa nedá opätovne použiť.

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

     Uprostred nášho lunárneho tábora sa nachádza riadiaca miestnosť, ktorá má množstvo zariadení na prenos signálu a rôznych kontrolných zariadení, a smerom von sú pripojené vysokofrekvenčné vysielačky, ktoré môžu prenášať hlas astronautov na Zem. Komunikačný systém lunárneho modulu používa na vysielanie signálov na Zem pásmo S, čo je vysokofrekvenčné pásmo, ktoré môže preniknúť elektrickou vrstvou Zeme bez vychýlenia alebo odrazu, takže sa vo vesmíre široko používa.

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.)

     Náš lunárny tábor sa zameriava na geológiu Mesiaca a jedným z najcennejších je hélium 3, ktoré sa dá použiť ako palivo na štúdium budúcej (relatívne) bezpečnej jadrovej fúzie, pretože samo o sebe nie je rádioaktívne a nepredstavuje rádioaktívne nebezpečenstvo pre okolité materiály. Hélium-3 sa do mesačnej pôdy dostalo vplyvom slnečného vetra počas miliárd rokov, takže pôda je bohatá na hélium-3, vďaka čomu je lunárna geológia veľmi zaujímavá pre vedcov.

     Uskutočníme dva experimenty, prvým je experiment s pasívnym seizmometrom, druhým je experiment s laserovým diaľkovým spätným reflektorom, ktorého konkrétny obsah je nasledovný:

     Pasívny seizmometrický experiment je samostatná 100-kilogramová seizmická stanica určená na detekciu akýchkoľvek lunárnych otrasov. Experiment bol poháňaný slnečnou energiou a mal vlastné komunikačné schopnosti, takže jeho výsledky sa po odchode astronautov z povrchu Mesiaca prenášali na Zem. Ak je Mesiac seizmicky aktívny, prístroje by mohli poskytnúť informácie o jeho vnútornej štruktúre a prípadne poskytnúť poznatky o jeho vzniku.

     Laserový spätný reflektor je pasívny experiment, ktorý váži približne 70 kilogramov. Pozostáva zo série presných optických reflektorov, ktoré sa používajú ako ciele pre pozemské lasery. Presným meraním času, ktorý laserový lúč potrebuje na cestu zo Zeme a odrazí sa späť do reflektora, vedci vypočítali vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom s presnosťou 8 centimetrov. Merania v priebehu času a na rôznych staniciach na Zemi pomáhajú určiť výkyvy v rotácii Zeme a zaznamenávať posun kontinentov.

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

     Astronauti sa naučia základy vedy a techniky, obsluhu a údržbu kozmických lodí,zručnosti v oblasti diaľkovej obsluhy a telemetrie, podporu života a lekársku prvú pomoc:

     Základné predmety a technické znalosti: Astronauti musia ovládať základné vedomosti z fyziky, matematiky a technických predmetov, aby lepšie pochopili zákony pohybu kozmickej lode a jej prevádzkové body.

     Znalosti o prevádzke a údržbe kozmických lodí: Astronauti musia vedieť, ako obsluhovať a udržiavať kozmické lode a pomocné zariadenia. Vrátane používania skafandrov, riadenia a kontroly systémov cirkulácie vzduchu a ďalších zručností pri núdzových operáciách.

     Zručnosti v oblasti teleoperácie a telemetrie: Astronauti musia poznať komunikačné protokoly a protokoly prenosu údajov a musia byť schopní rýchlo riešiť akékoľvek neočakávané udalosti. Musia sa tiež naučiť metódy odstraňovania porúch, aby sa zabezpečila správna prevádzka počas bezpečnostného procesu.

     zručnosti v oblasti podpory života a prvej lekárskej pomoci: Astronauti musia vedieť, ako sa starať o fyzické a duševné zdravie astronautov a čo robiť v núdzových situáciách. Musia byť tiež oboznámení s používaním a údržbou zdravotníckeho vybavenia, aby boli schopní riešiť problémy, ak sa vyskytnú vo vesmírnom prostredí.

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.

    Na lunárnu misiu potrebujeme pilotovanú nosnú raketu so silným pohonom a spoľahlivou autonómnou navigáciou. Na prieskum nových cieľov na Mesiaci budeme potrebovať vŕtacie vozidlo, geologické vozidlo a vozidlo na získavanie hornín a mobilné experimentálne vozítko.

    Astronauti z našej základne poletia na Mesiac na pilotovanej rakete a potom sa vrátia na našu základňu na roveri. Astronauti sa vydajú na mobilnom experimentálnom roveri, aby preskúmali nové ciele na povrchu Mesiaca.

    Keď sa astronauti z našej základne vrátia na Zem, odvezú sa na lunárnom roveri do parkoviska vozidiel a potom sa astronauti vrátia na vozidle na Zem.