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.

White Rabbit

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



1.1 - Opis projektu

S rýchlym nárastom počtu obyvateľov a zvyšovaním dopytu po ľudskej pôde sú existujúce pozemné zdroje na Zemi takmer nevyčerpateľné, preto sa ľudia začínajú orientovať na vesmír. Náš tím plánuje vybudovať vesmírnu tranzitnú stanicu na Mesiaci ako odrazový mostík na osídlenie Marsu, ktorý je vhodnejší na prežitie človeka, a tiež ako tranzitnú stanicu na výskum hlbokého vesmíru s ľudskou posádkou, pretože vesmírne prostredie sa dá vo vesmíre lepšie rozpoznať.

Tábor sa skladá hlavne z dvoch kruhov, vnútorný kruh je navzájom prepojený a obsahuje oblasť základných životných funkcií a vonkajší kruh je funkčná oblasť, ako je napríklad odpaľovacia stanica rakiet a zariadenie na premenu zdrojov. Aby si tu ľudia mohli oddýchnuť na ďalšiu cestu, obytná zóna a obytná a zábavná zóna nášho tábora sú veľmi pohodlné a niektoré zariadenia zavádzajú aj technológiu internetu vecí a ChatGPT, ktorá dokáže komunikovať s ľuďmi a spájať sa so základnými informáciami v reálnom čase, čím sa realizuje prepojenie všetkých vecí, výrazne sa zlepšuje pocit životného zážitku a pohodlia a zmierňuje sa únava ľudí z vesmírnej navigácie.

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

S cieľom zväčšiť vzdialenosť ľudského medzihviezdneho cestovania a vzhľadom na to, že Mesiac je najbližšou prirodzenou družicou Zeme, v rámci projektu sa na Mesiaci vybudoval tábor, ktorý mal slúžiť ako odrazový mostík na podporu plánov ľudskej kolonizácie Marsu. Ľudia sa najprv vydajú na cestu zo Zeme na Mesiac, potom si na Mesiaci urobia prestávku a raketa môže tiež doplniť energiu pred odletom. Okrem toho je na Mesiaci jednoduchšie pozorovať prostredie vo vesmíre, takže sa dá posúdiť navigácia. Na základe týchto zásluh slúži tábor aj ako odrazový mostík pre pilotovaný výskum hlbokého vesmíru na podporu rozvoja vedy.

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

Mesačný tábor je postavený na rovine blízko rovníka v oblasti búrlivého oceánu Mesiaca, ktorý má jedinečnú geografickú výhodu. Predovšetkým sa nachádza v rovníkovej oblasti, kde má slnečný vietor väčší uhol dopadu, takže koncentrácia "hélia-3" v rovníkovej oblasti Mesiaca môže byť vyššia, čo je zdrojom energie tábora. Po druhé, nachádza sa na prednej strane Mesiaca a je široko rozšírený s mesačným morským čadičom, ktorého obsah ilmenitu môže byť až 25%-30%, čo je zdrojom vody v tábore. Okrem toho má rovníková oblasť veľkú výhodu v mimomesačnej prevádzke, čo náš tím pri výbere tohto miesta ocenil najviac.

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.

Konštrukciu tábora dokončuje najmä päťosový kovový 3D tlačový robot a inteligentný montážny robot využívajúci technológiu priameho nanášania energie. Plášť tábora je vyrobený najmä z karbidu titánu, pretože jeho tvrdosť je druhá po diamante, silná odolnosť voči tlaku a nárazu a je produktom základného vývojového diagramu tábora a zdroj energie sa na začiatku vyrába nepretržite. V prvej fáze najprv pošleme na Mesiac tlačiarenského robota, montážneho robota a niektoré potrebné materiály a ich hlavným zdrojom energie je rezervná batéria a vlastné solárne panely rakety. Roboty najprv vytvoria vhodnú pôdu pre tábory na Mesiaci, potom postavia fúzne reaktory, ktoré im zabezpečia pevný zdroj energie, a potom pomaly vybudujú ďalšie zariadenia na premenu energie, vnútorné a vonkajšie prstence. V druhej fáze privezú dvoch technikov, ktorí vykonajú niektoré potrebné spájanie a kontrolu zariadení tábora, a prinesú aj niektoré potrebné prístroje a vybavenie tábora. V tretej etape, po tom, ako sa skúšobná prevádzka tábora na určitý čas stabilizuje, sa môže odovzdať do užívania prečerpávacia stanica a podľa situácie dôjde k určitému rozšíreniu.

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

Po prvé, plášť tábora je vyrobený z pevného karbidu titánu, ktorý dokáže odolať nárazu meteoritov a dokáže vopred varovať meteority pod detekciou multifunkčných radarov, aby sa vopred vyhol nebezpečenstvu. Sklenená časť mimo tábora je vyrobená z radiačne odolného báriumsilikátového skla, kovová časť je pokrytá vrstvou protiradiačného materiálu z kovových vlákien, ktorý odoláva radiácii, a astronauti denne užívajú aj vitamíny A a C na prevenciu. Extrémne teploty sa v tábore kontrolujú prostredníctvom ventilačného a izolačného systému. Pre vesmírne vákuum má celý tábor vzduchom uzavreté miestnosti a chodby, prostredníctvom účinného systému cirkulácie kyslíka sa udržiava atmosférické prostredie podobné pozemskému, zabezpečujú sa potreby dýchania personálu a zabraňuje sa vnikaniu blata a prachu z mesačného povrchu na základňu.

Po druhé, tábor má systém recyklácie odpadu, ktorý premieňa ľudské výkaly a tuhý odpad na substráty podobné pôde a hnojivá na výsadbu rastlín. Ten druhý zhromažďuje odpadové vody z rôznych oblastí tábora a rozdeľuje ich na čistiteľné a nečistiteľné druhy a potom ich samostatne spracúva, niektoré na druhotné použitie a niektoré sa čistia na novú použiteľnú vodu, čím sa zlepšuje využívanie vodných zdrojov.

Po tretie, v tábore je k dispozícii pestovateľská miestnosť, ktorá môže astronautom poskytnúť čerstvú zeleninu na konzumáciu a doplnenie vitamínov. Okrem toho, aby sa ľudia neunavili jedlom, inteligentní roboti v tábore naučia ľudí rôzne stravovacie postupy, takže tie isté prísady majú rôzne chute a vzhľad.

Po štvrté, v tábore sa nachádza lekárska miestnosť, ktorá môže riešiť naliehavé prípady a poskytovať astronautom podporu života.

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

Voda: Predná strana Mesiaca je bohatá na ilmenit a reakciou s vodíkom možno získať veľké množstvo vody, ktorá sa dá dezinfikovať a filtrovať, aby sa stala bežným zdrojom vody.

Potrava: Na začiatku sa ľudia živili potravou prinesenou zo zeme, kým prvá vlna plodín v táborovej výsadbovej komore nedozrela a nezabezpečila stály prísun potravy. V pestovateľskej komore sa používajú pestovateľské koše na realizáciu pestovania bez pôdy a používanie substrátov podobných pôde na pestovanie plodín. Okrem toho sa príjem bielkovín a niektorých vitamínov dopĺňa pomocou živín, ktoré prináša zem. Aby sa ľudia neunavili jedlom, v tábore pracujú špeciálni pracovníci, ktorí učia ľudí rôznym stravovacím postupom, takže tie isté suroviny majú rôzne chute a vzhľad.

Vzduch: Počas lunárneho dňa je hlavným zdrojom kyslíka oxid uhličitý, ktorý zasahuje do fotosyntézy zlatých listov a rozsiahlych rias na výrobu kyslíka, a na čiernej mesačnej oblohe je tento nahradený najmä elektrolýzou vody na výrobu kyslíka. Po výrobe sa kyslík moduluje podľa pomeru zemskej atmosféry a potom sa cez ventilačný a izolačný systém dostáva do tábora.

Energia: V energetickom systéme tábora sme zvolili výrobu energie jadrovou fúziou s pomocným solárnym napájaním, ktoré zohráva úlohu pri regulácii a stabilizácii dodávky energie, a energia jadrovej fúzie je tiež palivom pre táborové rakety. V oblasti tichého mora, kde sa tábor nachádza, sa dá 50% mesačného mora ťažiť 3He, ktoré je bohaté na fúzne suroviny, a je veľmi čisté, účinné a bezpečné, čo je pre tábor najlepšia energetická možnosť.

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

V tábore sa nachádza špeciálna stanica na zber odpadu, ktorá využíva anaeróbne fermentačné baktérie na rozklad odpadu vyprodukovaného na Mesiaci dvoma spôsobmi. Jeden spôsob spočíva vo fermentácii hnoja a moču na substrát podobný pôde. Ďalším spôsobom je rozklad pevného odpadu na hnojivo. Pre odpadovú vodu má tábor kompletný súbor systému recyklácie a recyklácie vody, ktorý zhromažďuje odpadovú vodu v oblasti tábora a rozdeľuje ju na dva typy čistiteľnú a nečistiteľnú, napríklad odpadová voda z umývania rúk sa vyčistí a potom sa prostredníctvom filtračného systému stane normálnym zdrojom vody; moč je nečistiteľná a bude sa prepravovať do síl na mikrobiálne spracovanie ako surovina na výrobu pôdnych substrátov na sekundárne použitie. Toto je systém recyklácie vody na našom pracovisku, ktorý výrazne zlepšuje využitie vodných zdrojov.

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

Nad obytnou a rekreačnou miestnosťou tábora je postavený multifunkčný radar, ktorého jednou z funkcií je udržiavať komunikáciu medzi táborom a ostatnými lunárnymi tábormi prostredníctvom rádia.

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.)

Výskum v tábore sa zameriava na vesmírnu migráciu a pilotovaný prieskum hlbokého vesmíru. V táboroch pre vesmírnych migrantov sa vykonávajú najmä experimenty v oblasti zdravotnej starostlivosti a poľnohospodárskej a potravinárskej výroby. Po zriadení tábora na Mesiaci je potrebné vyriešiť rad zdravotných a lekárskych problémov, preto vedci vykonávajú rôzne lekárske experimenty, ako je testovanie účinnosti liekov, príprava lekárskeho vybavenia, vykonávanie biomonitoringu atď. Keďže tábor je potravinovo sebestačný, vedci skúmajú rastliny a zvieratá pestované a chované v mesačnom prostredí, ako aj techniky spracovania a konzervovania potravín s cieľom zabezpečiť čerstvé, bezpečné a výživné zdroje potravín. V prípade táborov pre výskum hlbokého vesmíru s ľudskou posádkou sa vykonávajú najmä astronomické experimenty vo vesmíre. Mesačný tábor sa nachádza mimo Zeme a má vynikajúci výhľad na hviezdnu oblohu v noci, čo umožňuje vedcom vykonávať astronomické experimenty, merať a pozorovať iné galaxie a planéty, napríklad pomocou nebeských teleskopov (multifunkčných radarov do obývačiek) skúmať problémy, ako je temná energia a temná hmota.

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

Základná odborná príprava: vrátane základnej odbornej prípravy v oblasti astrofyziky, vesmírnej medicíny, vesmírneho prostredia, informatiky, strojárstva atď. Tieto základy pomôžu astronautom lepšie pochopiť a orientovať sa v rôznych technológiách a výzvach počas misií.

Školenie špecifických zručností: Podľa potrieb misie musia byť astronauti vyškolení v príslušných zručnostiach, ako je ovládanie povrchu planéty, ovládanie kozmickej lode, plánovanie a vykonávanie misie, vedecké experimenty atď.

Školenie o zaobchádzaní v núdzových situáciách: Astronauti musia absolvovať sériu školení na riešenie možných núdzových situácií, ako je strata tlaku, požiar atď. Tento výcvik prebieha na simulátoroch, aby astronauti mohli lepšie reagovať v núdzových situáciách.

Tréning tímovej práce: Astronauti musia na misiách úzko spolupracovať, preto je potrebný výcvik tímovej spolupráce. Tento výcvik zvyčajne zahŕňa aspekty, ako je vedenie, komunikačné zručnosti atď.

Fyzický tréning: Astronauti si musia udržiavať vysokú úroveň fyzickej kondície, preto je potrebný fyzický tréning. Zahŕňa tréning v oblastiach, ako je aerobik, silový tréning a obratnosť.

Akulturačná príprava: Astronauti často pochádzajú z rôznych krajín a kultúrneho prostredia a je potrebné ich vyškoliť, aby sa lepšie prispôsobili a prijali rozmanitosť a kultúrne rozdiely v misii.

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.

Tábory musia mať takéto vesmírne lode s udržateľným zásobovaním energiou, aby zvládli dlhé lety; musia mať vysoký stupeň autonómie s autonómnou navigáciou a schopnosťou vyhýbať sa prekážkam; musia mať dobré komunikačné vybavenie na zabezpečenie bezproblémovej komunikácie. Astronauti cestujú medzi Mesiacom a Zemou prostredníctvom kozmických lodí. V tábore sa nachádza lunárny rover, ktorý môže dopraviť astronautov na prieskum ďalších častí mesačného povrchu.