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.

Lunar Optimum

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18, 19   6 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Hlavné telo Lunar Optimum má tvar zajaca, ktorý je kombináciou západnej veľkonočnej kultúry a čínskej kultúry zverokruhu. Tvar králika a svetlá farba ako motív, ktorý má nielen dodať trochu zábavy a tepla astronautom žijúcim na mesačnej základni, ale aj budúcej činnosti astronautov, ako je mimo králika, energický, plný vitality.

Na stavbu tábora použijeme technológiu 3D tlače. Väčšina chatiek sa nachádza v hlavnej časti. Relatívne neporušená a uzavretá štruktúra tábora pomáha astronautom chrániť sa pred drsným mesačným prostredím. Kompaktné usporiadanie nám umožňuje lepšie kontrolovať tábor. lunárny optimum sa zameriava na vedecký výskum, pričom dopravnými prostriedkami sú prieskum a využívanie vesmírnych zdrojov, biomedicína, chov zvierat a rastlín a iné vedecké výskumné zariadenia, kozmické lode, lunárne rover a urýchľovač hmoty. Salóniky, reštaurácie, telocvične a lekárske miestnosti, ktoré sú doplnené výskumom umelej inteligencie, poskytujú astronautom kvalitný, zdravý a pohodlný život. Taktiež zabezpečuje zásobovanie vodou, vzduchom, potravinami a energiou.

Lunar Optimum nielen ako prostriedok pre výskum Mesiaca, ale aj ako východisková stanica pre ľudský výskum Marsu a ďalších tajomných planét.

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

V projekte lunárneho tábora je hlavným cieľom lunárneho tábora, ktorý sme založili, vedecký účel. Na dosiahnutie tohto cieľa sme zriadili dve výskumné laboratóriá, jedno na pozorovanie vesmíru a druhé na biomedicínu. Na uľahčenie výskumu pozorovania vesmíru sme zriadili astronomické observatórium a centrálnu riadiacu miestnosť na riadenie astronomického observatória; v biomedicínskom výskume vyrábame hmotnostné spektrometre s indukčne viazanou plazmou (ICP-MS), ktoré sa používajú na kvalitatívnu, semikvantitatívnu a kvantitatívnu analýzu jedného alebo viacerých prvkov vo vzorkách materiálov, ako aj lekárske distribučné vozíky na uľahčenie komunikácie s lekárskymi miestnosťami.

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

Plánujeme vybudovať tábor v najväčšej panve v slnečnej sústave, v Aitkenovej panve na južnom póle Mesiaca. Tento kráter s priemerom 2 500 kilometrov a hĺbkou 12 kilometrov je nielen ideálnym miestom na štúdium vnútornej štruktúry a vývoja Mesiaca, ale poskytuje aj priaznivé podmienky na výstavbu tábora, aby odolal nízkej teplote a vysokej energii žiarenia. Je tiež bohatý na ľadovú vodu, hélium 3, slnečné svetlo, kovy a ďalšie vzácne zdroje. Sklon a hladkosť terénu uľahčujú bezpečné pristátie modulu a teplota v oblasti je stabilná a vhodná. Niektoré vyvýšené miesta uľahčujú komunikáciu medzi Zemou a Mesiacom a zlepšujú životné podmienky pre astronautov.

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.

Plánujeme racionálne využívať mesačné zdroje, najmä pomocou 3D tlače a technológie prepravy zo Zeme na Mesiac, ktorá je rozdelená do troch etáp:

 1. "Prípravná fáza" : V počiatočnej fáze nemôže byť tábor sebestačný. Najskôr sa použije doprava zo Zeme na Mesiac na prepravu niektorých nevyhnutných vecí pre lunárnu výstavbu, ako sú potraviny, 3D tlačiarne, stroje a zariadenia na zber a spracovanie, a vybudujú sa niektoré základné lunárne zariadenia.

2. "Stavebná fáza": triedenie a spekanie zvetranej vrstvy na povrchu Mesiaca, ktorá sa skladá najmä z kremičitanov, oxidov atď. a je vynikajúcou surovinou pre 3D tlač, pomocou lepidiel a katalyzátorov bude možné tlačiť diely alebo zariadenia pre širokú škálu aplikácií. 3D tlač budú sprevádzať testy pestovania lunárnych rastlín, výroby kyslíka, spracovania horľavého ľadu a získavania slnečnej energie, aby bol tábor sebestačný.

3. "Záverečná fáza": 3D tlačené diely alebo zariadenia budú zmontované a mesačná technológia sa bude postupne zdokonaľovať a zdokonaľovať, aby sa dosiahla sebestačnosť tábora pre prieskum Mesiaca. 

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

Keďže Mesiac nemá magnetické pole a atmosféru, naše lunárne tábory prijímajú dodatočné opatrenia na ochranu pred žiarením a udržanie tepla. Experimenty dokázali, že lunárna pôda je dobrým protiradiačným a tepelnoizolačným materiálom, preto pomocou 3D tlačiarní vytlačíme z lunárnej pôdy 1,6 metra hrubú ochrannú stenu na povrchu budovy lunárnej základne. V prípade mesačného prachu ho bude naše uzavreté teleso základne izolovať. Keď vyjdeme von, rover a skafander sú naším dáždnikom. Pre meteority bude pod našou základňou vybudovaný núdzový prístrešok (v prístrešku sú základné zdroje pre život), do ktorého sa môžeme ukryť, keď meteority dopadnú, samozrejme, naša 1,6 metra hrubá ochranná stena do istej miery ochráni aj našu základňu, a keď bude kríza väčšia, odvezieme aj lunárnu kozmickú loď na bezpečné miesto, kde počkáme na záchranu.

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

Metódy získavania vody: prinášanie (počiatočné), ohrievanie mesačnej pôdy a ťažba vodného ľadu. Naše telá majú vypuklé šošovky, ktoré odrážajú a koncentrujú slnečné teplo na ohrev mesačnej pôdy a vodného ľadu na výrobu vody. Aby sme šetrili a plne využívali vodné zdroje, je pre nás nevyhnutný systém recyklácie vody.
Spočiatku sa strava pre astronautov pripravovala na Zemi a prepravovala na Mesiac, vrátane hotových jedál, mrazeného ovocia a zeleniny a rehydratovaných potravín a nápojov, aby sa splnili zdravotné potreby astronautov, pokiaľ ide o cukry, tuky, vitamíny a mikroživiny. Keď bude tábor stabilný, ekosystém bude experimentovať s pestovaním základných potravín, ako sú zemiaky a pšenica, zeleniny, ako je šalát a paradajky, a dokonca aj rýb, čo umožní astronautom pestovať a jesť vlastné potraviny, aby ušetrili náklady na dopravu.
Na získanie kyslíka sa horniny mesačnej pôdy najprv elektrolyzujú. Po zahriatí a roztavení mesačnej pôdy a hornín sa kyslík uvoľní vo forme bublín. Po druhé, elektrolytická voda, vďaka neskoršiemu využívaniu zdrojov vody a ľadovej vody sa stane dostatočnou, elektrolytická voda môže produkovať dostatok kyslíka, vedľajší produkt vodík sa môže použiť aj ako palivo. Vzduch sa recykluje a dopravuje do každej kabíny prostredníctvom systému cirkulácie vzduchu v tábore.
Elektrickú energiu môžeme získavať dvoma spôsobmi: fotovoltaickou a tepelnou energiou. V mieste nášho tábora je 80% až 90% slnečného žiarenia za rok, takže solárne panely sa dajú použiť na získanie veľkého množstva energie. Materiál na výrobu tepelnej energie na lunárnom vozidle má dvojaké využitie, a to na výrobu elektrickej energie a projekt tavenia vody.

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

Na likvidáciu domáceho odpadu, ako sú zvyšky jedla, papier, plasty a iný pevný odpad, sa v tábore používajú metódy recyklácie a spaľovania.
Na spracovanie odpadových plynov, najmä oxidu uhličitého a formaldehydu, sa použije absorpčná úprava a úprava REDOX: náš kemp má čističe vzduchu a cirkulačné dopravné zariadenia, ktoré absorbujú odpadový plyn prostredníctvom absorpčnej úpravy, ako je adsorpcia oxidu uhličitého cez uhlíkové sito, adsorpcia formaldehydu cez aktívne uhlie, aby sa dosiahol účinok odstránenia odpadového plynu. Odpadový plyn sa upravuje prostredníctvom REDOX reakcií, ako je redukcia oxidu uhličitého na kyslík a uhlík a oxidácia formaldehydu na CO2 a H2O.
 Na čistenie odpadových vôd máme zariadenie na čistenie vody. Čistička vody využíva princíp mikrofiltrácie (MF), ultrafiltrácie (UF), NF, technológie reverznej osmózy (RO) na odfiltrovanie suspendovaných látok a nečistôt v odpadovej vode a jej sterilizáciu.

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

Satelitná komunikácia, na obežnú dráhu Mesiaca umiestnime niekoľko satelitov, aby sme mohli komunikovať s komunikačnými satelitmi na Zemi. Tieto komunikačné satelity môžu vysielať signály do komunikačných reléových staníc na Zemi a potom ich posielať na iné lunárne základne. Rádiová komunikácia, ktorá je menej účinná pri komunikácii na veľké vzdialenosti, ale je veľmi efektívna pri komunikácii na krátke vzdialenosti. Na komunikáciu s inými blízkymi lunárnymi základňami môžeme použiť rádiokomunikačné systémy alebo môžeme použiť rádioteleskopy na vysielanie signálov na Zem.

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 lunárnom tábore sa zameriavame na pozorovanie vesmíru a biomedicínu.

Prvým je pozorovanie vesmíru, pretože Mesiac má také vlastnosti, ako je takmer žiadna atmosféra, žiadne magnetické pole, slabé gravitačné pole a stabilná geologická štruktúra, takže je oveľa jednoduchšie vypustiť z Mesiaca sondu do hlbokého vesmíru ako na Zemi. Zriadenie pozorovacej siete na povrchu Mesiaca môže nielen vykonávať všestranné nepretržité astronomické pozorovania, ale aj monitorovať a skúmať geologickú štruktúru a environmentálne zmeny Zeme, najmä možné ohrozenie Zeme blízkym vesmírom a dokonca malými objektmi v hlbokom vesmíre, aby sa ochránili ľudské bytosti.

Po druhé, biomedicína, prírodné laboratóriá a základne na výrobu špeciálnych materiálov Vďaka osobitnej geografickej štruktúre a jedinečnému prírodnému prostrediu Mesiaca možno na Mesiaci úspešne realizovať mnohé výskumy a experimenty, ktoré sa nedajú uskutočniť na Zemi, čo zohrá neočakávanú úlohu pri podpore lekárskeho výskumu a pestovania rastlín. Náš lunárny tábor má plne funkčnú ekosféru, prostredníctvom ktorej sa overuje celý proces klíčenia semien, rastu semenáčikov a kvitnutia rastlín v podmienkach nízkej gravitácie a silného žiarenia alebo liahnutie vajíčok, rast a vývoj lariev a rozpad zámotkov na motýle, dýchanie semien a fotosyntéza rastlín v mesačnom prostredí. Ak sa živočíchy a rastliny dokážu prispôsobiť mesačnému svetlu na svoj rast, potom si ľudia môžu v budúcnosti vybudovať na Mesiaci základňu a vykonávať dlhodobé vedecké výskumné práce, čo má veľký význam pre budúce prežitie ľudí na mimozemských planétach.

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

Astronauti sú ľudia zapojení do vesmírnych aktivít v špeciálnom povolaní, chcú dokončiť monitorovanie letu, prevádzku, kontrolu, komunikáciu, údržbu a vedecký výskum v kabíne aj mimo nej v špeciálnych environmentálnych podmienkach a môžu žiť normálny život. To si vyžaduje ich prísny výcvik, aby mali vynikajúce fyzické a psychické kvality, silnú schopnosť prispôsobiť sa osobitným faktorom prostredia na Mesiaci a ovládali všetky druhy vedomostí a zručností potrebných na prežitie na mesačnej základni.

Výcvik, ktorý musia astronauti absolvovať pred pristátím na Mesiaci, vo všeobecnosti zahŕňa fyzické cvičenia, vzdelávanie v oblasti teoretických vedomostí, psychologický výcvik, výcvik v oblasti vytrvalosti a prispôsobivosti špeciálnym faktorom prostredia, výcvik v oblasti prežitia a výcvik v oblasti technológie kozmických lodí, výcvik v oblasti technológie leteckej medicíny, výcvik v oblasti vesmírnej vedy a aplikácie vedomostí a technológie, výcvik v oblasti prežitia a komplexný výcvik. Konkrétne požiadavky a obsah výcviku sa líšia podľa kategórie a povolania kozmonautov. Profesionálni astronauti, ako sú piloti a experti na misie, majú väčší obsah výcviku, prísne požiadavky a dlhý čas výcviku, ktorý vo všeobecnosti trvá približne 3 roky. Neprofesionálni astronauti, ako sú špecialisti na užitočné zaťaženie alebo astronauti vedci, majú menej a kratší výcvik. Na základe komplexného výcviku sa uskutoční kľúčový výcvik v takých aspektoch, ako je technológia vesmírnej stanice, extravegetačné činnosti, ovládanie robotického ramena, psychologické prispôsobenie, práca a život na obežnej dráhe. Každý astronaut potrebuje viac ako 6 000 hodín výcviku, aby bol na misiu dobre pripravený.

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.

Naša misia na Mesiac si bude vyžadovať nákladnú a pilotovanú kozmickú loď:

Najskôr sa na Mesiac dopraví nákladná kozmická loď, ktorá môže slúžiť ako počiatočné dočasné sídlo astronauta, a to s prvým potrebným vybavením, ako sú potraviny, 3D tlačiarne a zberné a spracovateľské stroje. Neskôr, keď bude tábor dokončený, bude ho možné rozobrať a znovu vybaviť ako vozidlo na prieskum mesačného povrchu.

Po druhé, kozmická loď s posádkou dopravila na Mesiac troch ďalších astronautov a mohla byť použitá ako raketoplán medzi Zemou a Mesiacom.

Po tretie, na Mesiaci postavíme lunárny rover a lunárnu kozmickú loď, ktoré budú prepravovať ľudí, zbierať a skúmať mesačné zdroje.

Ďalšie projekty: