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.

Moon Utopia

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



1.1 - Opis projektu

Názov našej základne je Moon Utopia. Základňa je základňa postavená na Mesiaci, ktorá sa zaoberá vedeckým výskumom, výrobou, bývaním a vývojom nových odvetví. Účelom základne je poskytnúť praktické skúsenosti pre rozsiahle prisťahovalectvo ľudí na Mesiac s cieľom vybudovať si v budúcnosti nový domov. Forma utópie v uzavretom životnom prostredí mesačného tábora nám môže pomôcť poskytnúť veľa nápadov, pokiaľ ide o spoločenskú deľbu práce, zabezpečenie zdrojov a uspokojovanie potrieb personálu. Naša základňa poskytne astronautom pracujúcim na Mesiaci zdroje, ktoré potrebujú na dobrý život, a naďalej im bude poskytovať ďalšie zdroje na uspokojenie potrieb špičkového vedeckého výskumu a zároveň ich udrží v dobrom zdravotnom stave. Pre človeka lepší prieskum Mesiaca, pre človeka hľadanie nového domova, ktorý poskytne viac nápadov.

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

Hlavným cieľom lunárneho tábora postaveného našou skupinou je poskytnúť praktické skúsenosti pre rozsiahlu migráciu ľudí na Mesiac v budúcnosti, aby si vybudovali nový domov.Okrem niektorých zariadení potrebných pre každodenný život naša skupina počas výstavby dosiahla aj vedu a cestovný ruch. Bola zriadená séria vedeckých výskumných, zábavných a iných miest, aby sa zabezpečilo, že ľudia budú môcť na Mesiaci normálne žiť a potom vytvoriť mesačné mesto.

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

Náš mesačný tábor plánujeme postaviť v Aitkenovej panve v blízkosti južného pólu Mesiaca, pretože sa nachádza na zadnej strane Mesiaca ako obrovský kráter, terén je rovný a vhodný pre ľudské aktivity a v oblasti trvalého tieňa v blízkosti južného pólu sa nachádza vodný ľad, ktorý je bohatý na vodné zdroje. Svetlo je dostatočné a za extrémnych denných podmienok môže byť nepretržite ožarovaný Slnkom po dobu jedného mesiaca, čo poskytuje dobré prostredie na zhromažďovanie slnečnej energie. Južný pól Mesiaca je hornatý a účinnosť fotoelektrickej konverzie solárnych panelov inštalovaných na horách je vyššia ako na plochých tvaroch terénu.

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.

Náš mesačný tábor má zapustenú polopodzemnú štruktúru. Na základe výhod samotného Mesiaca možno niektoré obrovské krátery priamo premeniť na našu mesačnú základňu. Metóda realizácie sa realizuje najmä pomocou inteligentných robotov a jej funkcie sú najmä tieto: prevážať materiály a ťažké predmety potrebné na výstavbu a upravovať vzhľad mesačnej základne. Pokiaľ ide o materiály potrebné na výstavbu, na výstavbu našej lunárnej základne používame ako hlavný materiál lunárnu pôdu a ako doplnkové materiály vysokopevnostné materiály, ako sú sklenené vlákna a penová oceľ privezené zo Zeme. Mesačná pôda sa môže použiť na uchovanie tepla, proti kozmickému žiareniu, slnečnému vetru a meteoritom Náraz môže zvýšiť tvrdosť a zároveň odolávať kozmickému žiareniu. Sklenené vlákno sa môže z mesačnej pôdy ako suroviny vypáliť na sklo a potom vytiahnuť vo vysokoteplotnom roztavenom stave. Má vysokú pevnosť, veľký modul pružnosti, dobrú odolnosť voči nárazom a chemickú stabilitu. Dobrý výkon, odolnosť voči vysokým teplotám a pod. spôsob prípravy vzorky skla spočíva vo vážení, miešaní a úplnom rozomletí surovín podľa návrhu vzorca skla a potom sa prášok zo surovín vloží do platinového oltára a roztaví vo vysokoteplotnej odporovej peci.

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

Lunárne tehly Postavte lunárnu základňu na povrchu Mesiaca a potrebujete veľa tehál. Mesačná pôda pozostáva z jedinečnej zmesi oxidu kremičitého a zlúčenín obsahujúcich železo. Tieto zmesi možno pomocou mikrovlnnej energie roztaviť na sklovitú pevnú látku. Mechanické vlastnosti mesačného skla sú dobré.
Mesačný betón je polymérny stavebný materiál, ktorý je zvnútra potiahnutý epoxidom, aby bol vzduchotesný. Skaly, prach a zvetraná zem na Mesiaci sú materiály, ktoré sa používajú na výrobu betónu. Vzniká z mesačnej vrchnej vrstvy pôdy a má tieto výhody.
(1) Nie je ovplyvnený zmenou teploty +120 °C ~ 150 °C.
(2) môžu absorbovať gama žiarenie;
(3) jeho celistvosť nie je ovplyvnená dlhodobým pôsobením vákua.
Technológia 3D tlače, vyspelá technológia, jednoduchá a pohodlná, lacná a efektívna. Domy a stavby sa dajú 3D tlačiť aj na Mesiaci. Takéto domy a stavby sa dajú postaviť z lunárneho regolitu a použiť ako lunárna základňa. Z mesačnej pôdy sa vytlačia domy, ktoré dokážu izolovať žiarenie a udržiavať teplotu.
Technológia 3D tlače využíva na spekanie mesačného prachu mikrovlnné žiarenie s nízkym výkonom a teplotou približne 1500 wattov. Mesačný prach sa zahreje na teplotu 1200 °C ~ 1500 °C, čo je mierne pod bodom topenia, a tým sa nanočastice prachu spoja do pevnej látky podobnej keramike. 3D tlač si nevyžaduje prepravu lepiacich materiálov zo Zeme.

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

1.Použitie lunárnych minerálov obsahujúcich kyslík na výrobu kyslíka in situ má znížiť náklady na výstavbu lunárnej základne (kyslík)

(1) Vodík je redukčné činidlo vhodné pre špeciálne environmentálne podmienky Mesiaca, ktoré možno získať priamo z vodíka zo slnečného vetra obsiahnutého v mesačnej pôde.

(2) Ilmenit v mesačnej pôde je preferovaným minerálom pre redukčnú reakciu, ktorého výhodou je ľahké triedenie, redukcia, nízka reakčná teplota a vysoký výťažok kyslíka.

2.Zabezpečiť jedlo pre astronautov recykláciou odpadu a pestovaním zeleniny na základni

(1) Základňa je relatívne obmedzený priestor. Odpad, ktorý vyprodukujú astronauti žijúci na lunárnej základni, sa musí zbierať a spracovávať. Na vesmírnej stanici sa budú recyklovať veci, ktoré sa dajú recyklovať, napríklad zvyšky jedla, exkrementy a iné nevyužité živiny a energia a voda, ktoré sa budú recyklovať. Sú tu aj plochy na pestovanie rastlín, ktoré sa môžu použiť na zásobovanie tábora potrebnou zeleninou.

3.Využitie mesačnej pôdy bez prísad ako materiálu (zdroja) pre infraštruktúru na povrchu Mesiaca

(1) Množstvo zeminy a horniny potrebnej na vybudovanie lunárnej základne je obrovské a náklady na dopravu sú neprijateľné, preto sa používa lunárna pôda bez prísad.

(2) Formovanie jedným záberom je zjavne vhodnejšie na automatizovanú prevádzku ako inštalácia komponentov.

4.Zbierať polárny ľad (vodu) na Mesiaci

(1) Šošovka sa používa na získavanie tepla na topenie polárneho ľadu a zber vody.

(2) Laser robota ohrieva polárny ľad, aby sa zachytila voda.

(3) Vodík reaguje s kyslíkom za vzniku vody.

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

My pre astronautov žijúcich v procese spracovania odpadu sa delíme na fázu triedenia, fázu predúpravy a fázu spracovania. Prvým je štádium triedenia, v ktorom sa odpad triedi na kvapalný odpad, pevný odpad a kuchynský odpad, a druhým je štádium predbežnej úpravy, v ktorom sa pevný odpad musí pred spracovaním komplexne využiť a spracovať, aby sa mohol ďalej spracovať. Predbežná úprava zahŕňa najmä triedenie, drvenie, lisovanie a iné procesy. Kuchynský odpad sa separuje, drví, suší a vyrába sa z neho palivo RDF (Refuse Derived Fuel) alebo sa lisuje do tyčí. Poslednou fázou je fáza úpravy, kde sa tekutý odpad chlóruje bieliacim práškom a kuchynský odpad a pevný odpad sa spaľujú,teplo zo spaľovania sa využíva na výrobu elektrickej energie.

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

V centre nášho lunárneho tábora je obrovská "dátová veža" a dátový signál odoslaný "riadiacou platformou" prijme reléový satelit a potom pošle signál pozemnej stanici na Zemi alebo iným lunárnym základniam, pozemná stanica a iné základne prijmú signál a potom ho prepošlú do centra základne "riadiacej platformy", takže lunárny tábor môže bezdrôtovo komunikovať so Zemou a inými lunárnymi základňami.

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.)

V našom lunárnom tábore sa výskum zameria na prostredie s nízkou gravitáciou. Prostredie mikrogravitácie sa dá využiť na štúdium a vytváranie nových materiálov, budeme robiť experimenty v oblasti spracovania vesmírnych materiálov. Vrátane funkčných materiálov (polovodiče, supravodiče, magnetické, pamäťové a infračervené citlivé materiály atď.) , konštrukčných materiálov (miešateľné zliatiny, kovy, penové porézne a kompozitné materiály atď.) , optických a keramických materiálov (vysokokvalitné sklo a keramika, optické vlákna, vysoká izolácia atď. Okrem toho sa podstatne zmenil zákon pohybu objektov v prostredí s nízkou gravitáciou a vznikli niektoré špeciálne fyzikálne javy, ktoré možno využiť na výrobu mnohých nových procesov. V prostredí mikrogravitácie dochádza u mnohých organizmov k novým zmenám, ktoré sú fyzikálnymi faktormi vedúcimi k zmene životných javov v mikrogravitácii. V mikrogravitácii sa výrazne zvyšuje účinok povrchového napätia, ako aj účinok elektromagnetických polí a účinok medzimolekulárnych síl je ešte výraznejší, lunárny mikrogravitačný experiment môže poskytnúť silnú podporu údajov pre teoretický a empirický výskum v oblasti vedy o živote človeka, gravitačnej biológie a biológie vesmírneho žiarenia atď, urýchliť proces výskumu a vývoja nových technológií, nových výrobkov a nových liečebných postupov, budú sa vykonávať experimenty v rámci tém "Mikrogravitácia pre štúdium životných procesov a ako prostredie mikrogravitácie ovplyvňuje vznik živých organizmov na Zemi" a "Rádiobiologické štúdie poškodenia a ochrany živých organizmov vystavených vysokoenergetickému prostrediu vo vesmíre". Okrem toho budeme robiť niektoré elektrické experimenty. Uskutočnia sa aj niektoré populárno-vedecké experimenty, ako napríklad pokusy s gravitačným zrýchlením pomocou jednoduchého kyvadlaa optický pokus s vodným balónikom.

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

Aby sme astronautom pomohli lepšie sa prispôsobiť životu na Mesiaci, pred uskutočnením lunárnej misie im poskytneme nasledujúci tréningový program:

Tréning adaptácie na vesmír, založený na špeciálnom prostredí mikrogravitácie na povrchu Mesiaca, dlhodobé vystavenie beztiaži môže spôsobiť úbytok ľudských kostí, atrofiu svalov a viesť k zníženiu svalovej sily a vytrvalosti. Na vyriešenie týchto problémov budeme astronautov nútiť, aby sa aspoň dva roky venovali telesnému cvičeniu vrátane aeróbneho cvičenia, silového tréningu a tréningu rovnováhy.
Tréning tímovej spolupráce, život na Mesiaci si vyžaduje úzku spoluprácu a vzájomnú podporu medzi astronautmi, preto je nevyhnutný tréning tímovej spolupráce vrátane budovania tímu, rozhodovania, komunikačných zručností atď.
Výcvik v núdzových situáciách, život na Mesiaci bude často čeliť niektorým náhlym situáciám, ako je porucha zariadenia, choroba, požiar atď. Preto astronauti musia absolvovať výcvik na zvládanie núdzových situácií a praktické cvičenia, aby mohli reagovať na núdzové situácie.
Vedecký experimentálny výcvik, vykonávanie vedeckých experimentov na Mesiaci je jednou z hlavných úloh astronautov, preto astronauti musia absolvovať príslušný výcvik vrátane experimentálneho dizajnu, experimentálnej prevádzky a experimentálnej analýzy.
Tréning duševného zdravia, dlhodobý pobyt na Mesiaci môže u astronautov vyvolať pocit osamelosti, stresu a psychickej záťaže, preto je potrebný príslušný tréning, ktorý by astronautov naučil, ako zvládať a zmierňovať psychický tlak.
Pre astronautov žijúcich na Mesiaci je potrebný výcvik diplomatickej etikety, pretože musia spolupracovať a komunikovať s astronautmi z iných krajín a regiónov. Preto astronauti musia absolvovať školenie o diplomatickej etikete, aby sa naučili rešpektovať a chápať rôzne kultúry a zvyky.

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.

Mesiac je vákuové prostredie, v ktorom sa môžu vyvíjať technológie tavenia a spracovania. Tento typ technológie sa na Zemi používa len vtedy, keď je pridaná hodnota mimoriadne vysoká, ale na Mesiaci sú rôzne techniky vákuového spracovania veľmi jednoduché. Keďže Mesiac nemá atmosféru, môže byť vypustený priamo do vesmíru pomocou elektromagnetického orbitálneho zrýchlenia, úplne bez raketovej technológie.
Jedinečná priestorová poloha Mesiaca v kombinácii s environmentálnymi charakteristikami, ako je nízka gravitácia a vysoké vákuum, z neho robí miesto s dobrým potenciálom pre využitie elektromagnetického žiarenia mimo Zeme.
Pomocou ultradlhej elektromagnetickej štartovacej dráhy umiestnenej na povrchu Mesiaca nepretržite zrýchľuje a vynáša užitočné náklady (náklad alebo personál) prostredníctvom nízkeho zrýchlenia, ktoré možno použiť na diaľkovú dopravu v rámci povrchu Mesiaca, návrat na zemský povrch z povrchu Mesiaca a výskum hlbokého vesmíru na povrchu Mesiaca.
Výhodou lunárnej elektromagnetickej emisie je možnosť opätovného použitia, vysoká účinnosť emisií, žiadna tvorba odpadu, nízke náklady na údržbu a vysoký stupeň automatizácie.