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.

Luminous youth

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



1.1 - Opis projektu

Náš lunárny tábor má všeobecnú kontrolnú oblasť, obytnú oblasť, experimentálnu oblasť, oblasť výsadby atď. Všeobecná kontrolná oblasť môže kontrolovať a zisťovať situáciu na celej základni a pripomenie astronautom, aby skontrolovali zariadenie, keď je poškodené. Obytná zóna má spálňu, jedáleň, telocvičňu a lekársku miestnosť. Spacie kapsule v spálni môžu astronautom poskytnúť pohodlné prostredie na spanie. V telocvični môžu astronauti cvičiť a v lekárskej miestnosti môžu astronautov kontrolovať a ošetrovať. Experimentálna časť má dve laboratóriá, v ktorých sa robia antigravitačné experimenty a experimenty v oblasti prírodných vied. Pestovateľská oblasť je vybudovaná na druhom poschodí základne, aby sa uľahčilo denné svetlo, a sú tu dve pestovateľské miestnosti, hydroponická a pôdna kultúra, aby sa astronautom poskytlo dostatok potravín. Budú tu aj energetické stanice na zhromažďovanie a skladovanie slnečnej a jadrovej energie a lunárne vozidlo, ktoré umožní astronautom cestovať a skúmať Mesiac.

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

Prostredie na Mesiaci je veľmi čisté, mikrogravitácia, žiadne znečistenie, žiadne magnetické pole a žiadna atmosféra, takže je vhodné na vykonávanie experimentov vo fyzikálnych a prírodných vedách, experimentov s novými technológiami, syntézu nových materiálov, výskum a výrobu špeciálnych biologických produktov, najmä niektorých špeciálnych produktov, ktoré sa nedajú sériovo vyrábať na Zemi. Experimenty s nízkou gravitáciou na Mesiaci by mohli nahradiť aj experimenty v mikrogravitácii na niektorých vesmírnych staniciach. Okrem toho môže vytvoriť ideálnu vedecko-výskumnú základňu na pozorovanie a výskum mnohých základných disciplín, ako aj ideálnu výrobnú základňu na vývoj špeciálnych materiálov a biologických produktov.

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

Náš tábor sme plánovali postaviť v kráteri a za vzor sme si vzali starobylý impaktný kráter s kruhovým okrajom, ktorý sa nachádza na južnej pologuli odvrátenej strany Mesiaca. Malý kráter v okolí tohto miesta je vhodný na expanznú stavbu a vnútorný objem tejto jamy je veľký a povrch dna jamy je rovný a ľahko sa stavia. Teplota v tieni pásma krátera je stabilná, približne 17 stupňov Celzia, teda presne v príjemnom rozmedzí.

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.

Prvá fáza: Pozemná raketa dopraví zostavené stavebné komponenty (vyrobené z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami a sklenenými vláknami) a zmontované roboty, ktoré sa spoja na Mesiaci. Tábor bude pozostávať z malých miestností, aby odolal častým zemetraseniam na Mesiaci. Najprv sa vybuduje obytná časť pre ľudí a potom sa rozšíri oblasť súvisiaca s vedeckým výskumom.

Fáza 2: Obytné prostredie bolo vytvorené a zvyšné stavebné materiály budú spracované z mesačnej pôdy. Kovy a sklenené vlákna sa môžu získať na rozšírenie rozsahu tábora prostredníctvom 3d tlače.

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

Vesmírne prostredie sa vyznačuje veľkým teplotným rozdielom, prostredím blízkym vákuu, silným žiarením a slnečným vetrom.

Veľký teplotný rozdiel: Mesačná pôda má veľmi dobrú tepelnú izoláciu, ktorá sa môže použiť ako povrchový izolačný materiál lunárnej základne. A nový termostatický skafander."

Silné žiarenie: Mesačný regolit (pôda) sa usadzuje na kryte, aby chránil pred žiarením.

Slnečný vietor (vytvára elektrický náboj na záveternej strane okraja krátera): Postavte základňu na rovníku Mesiaca a napájajte lunárnu základňu pomocou jadrovej elektrárne.

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

Voda:V počiatočnej fáze bolo výhodnejšie získavať kyslík a vodu z kvapalného vodíka zo Zeme a z mesačnej pôdy. Mesačnú pôdu možno redukovať vodíkom ilmenitu na výrobu vody alebo jednoducho upraviť elektrolýzou roztavených solí na získanie kyslíka a potom reagovať s kvapalným vodíkom na výrobu vody. Alebo priniesť určité množstvo vody zo Zeme a recyklovať, pre domácu vodu astronautov, vrátane moču, potu, stolice atď. sa môže znovu použiť prostredníctvom jedinečného filtračného a čistiaceho zariadenia. V neskoršej fáze sa môže vytvoriť vodný ľad na južnom póle Mesiaca. Ak sa do vodného ľadu vyžaruje žiarenie, napríklad slnečná energia, vodný ľad sa vyparí a potom sa zozbiera, vodu možno extrahovať a rozložiť na kyslík a vodík.

Jedlo:Astronauti môžu najprv jesť jedlo, ktoré si prinesú so sebou, a potom jesť jedlo, ktoré vyrastie po vybudovaní miniatúrneho ekosystému. V mikrosfére sa budú nachádzať semená zemiakov (ktoré budú pravdepodobne základnou potravinou pre ľudí na Mesiaci, pretože sa ľahko skladujú a sú škrobnaté), semená Arabidopsis a pôda (ktorá sa premení na mesačný piesok - zahreje sa a zmení sa na hmotu s množstvom drobných hrbolčekov a drážok, ktoré poskytnú prostredie pre mikróby). Potom sa pridajú mikróby a organické hnojivá, aby sa materiál premenil na pôdu). , vzduchu, vody atď. a udržiavajte teplotu v kruhu na úrovni 1 ~ 30 ℃, ako aj primeranú vlhkosť, a cez svetlovodnú trubicu vneste na mesačný povrch prirodzené svetlo, čím vytvoríte prostredie pre rast rastlín.

Vzduch: produkcia kyslíka v mesačnej pôde: V mesačnej pôde sa nachádza mnoho látok obsahujúcich kyslík, vrátane veľkého množstva oxidu kremičitého železitého, oxidu vápenatého, oxidu mangánového a oxidu titaničitého. "Kyslík v mesačnej pôde možno získať elektrolýzou tavením. Hlavnými surovinami používanými pri elektrolýze tavením sú ilmenit a oxid železitý v mesačnej pôde. Z každých 100 kilogramov mesačnej pôdy možno získať viac ako 20 kilogramov kyslíka. Účinnosť výroby kyslíka možno označiť za veľmi vysokú. Okrem výroby kyslíka vznikajú pri elektrolýze aj vedľajšie produkty, napríklad železo a kremík, ktoré sa môžu použiť pri výstavbe lunárnych základní.

Energia:V súčasnej fáze sa energia dodáva najmä prostredníctvom solárnej energie a v neskoršej fáze budeme využívať jadrovú energiu. Na Mesiaci budeme vo veľkom rozsahu aplikovať tenké solárne vrstvy. Slnečná energia sa priamo dodáva do osvetľovacieho systému, ventilačného systému a pre potreby vedeckého výskumu, zatiaľ čo prebytočná energia sa ukladá do vysokoúčinných zariadení na uskladnenie energie, ako sú lítium-iónové batérie, čím sa zabráni problému s energiou, keď Zem úplne blokuje slnečné svetlo.

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

(1) Recyklácia kvapalného odpadu

Mesačný kemp je vybavený pomerne modernými toaletami. Zariadenie odčerpáva moč priamo preč a po zložitom procese destilácie a hĺbkového čistenia sa voda v moči získava a čistí na úroveň pitnej vody.

Okrem toho sa pot astronautov a vydychovaná vodná para môžu čistiť na pitnú recyklovanú vodu. Výsledkom je, že stanica dokáže recyklovať vodu, čím sa výrazne znižuje záťaž spojená s dodávkou nákladu, a tekutý odpad sa účinne recykluje.

(2) Domáci odpad

Domáce odpadky sa väčšinou zbierajú, stláčajú, skladujú a ukladajú v niekoľkých krokoch a potom ich nákladná kozmická loď Tianzhou dopraví do atmosféry na spálenie, aby sa znížilo znečistenie vesmíru.

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

Po prvé, každý astronaut bude mať prenosný batoh so systémom podpory života s rádiom VHF, ktoré prenáša zvukové a biosenzorové údaje zo skafandra do hlavnej riadiacej miestnosti v lunárnom tábore, ako aj akustický signál z hlavnej riadiacej miestnosti k astronautovi v skafandri. Komunikačný systém hlavnej riadiacej miestnosti lunárneho tábora posiela signály späť na Zem pomocou S-pásma, ultravysokého frekvenčného pásma, ktoré môže preniknúť zemskou ionosférou bez toho, aby sa odrazilo alebo vychýlilo. Komunikačný systém hlavnej riadiacej miestnosti lunárneho tábora môže zároveň používať pásmo S na vysielanie signálov do iných lunárnych táborov, aby s nimi udržiaval kontakt.

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 zameriavame na gravitáciu, biotechnológiu a ekológiu života. Na naše vedecké experimenty budeme mať k dispozícii štyri laboratórne skrine. Vedecké laboratórium s premenlivou gravitáciou poskytuje vysoko presné gravitačné prostredie na dokončenie štúdia rôznych gravitačných účinkov a mechanizmov odozvy mikrogravitačných experimentov s kvapalinami a spaľovaním. Laboratórny kabinet biotechnológie je vybavený rôznymi modernými prístrojmi na kultiváciu buniek a detekciu na štúdium biologických tkanív, buniek, biochemických molekúl a iných biologických objektov na rôznych úrovniach; Ekológia života poskytuje ekologické prostredie na pestovanie rastlín a malých živočíchov, študuje vplyv mesačného prostredia na rast, vývoj a metabolizmus biologických jedincov a podporuje ľudské chápanie podstaty životných javov; Vedecký box na rukavice a kryogénny skladovací kabinet môžu poskytnúť uzavretý a čistý prevádzkový priestor na vedecké experimenty. Vybavené mechanickými ramenami na jemné operácie môžu pomôcť vedcom dosiahnuť jemné alebo opakované operácie, ako je napríklad vstrekovanie génov, extrakcia jadier, a poskytnúť prostredie s nízkou teplotou na uskladnenie vedeckých vzoriek.

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

Po prvé: pretože pôjdu na povrch Mesiaca zbierať mesačnú pôdu a iné materiály na experimenty, budú trénovať astronautov na kompresiu, simulovať prostredie beztiaže na zemi mimovozidlovej činnosti a pracovného výcviku.

Po druhé, keďže astronauti musia vykonávať pravidelné bezpečnostné kontroly zariadení na základni, budeme ich školiť v odborných teóriách, prevádzkových zručnostiach a zlepšeniach simulácií súvisiacich so zariadeniami.

Po tretie, keďže astronauti už dlho žijú v lunárnych táboroch, aby sme predišli nadmernému psychickému tlaku na astronautov, poskytneme im psychologický výcvik, aby sme zabezpečili ich duševné zdravie.

Po štvrté: Astronauti musia mať silnú kondíciu, aby mohli čeliť rôznym núdzovým situáciám, preto im poskytneme školenie o fyzickej zdatnosti.

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.

Kozmická loď môže rýchlo a flexibilne pracovať na povrchu Mesiaca a vo vesmíre, odolávať extrémnym teplotám a prostrediam a mala by mať aj dostatočnú nosnosť a úložný priestor.

Vozidlo v lunárnom tábore je lunárna bugina - malé vozidlo, ktoré sa dokáže pohybovať po povrchu Mesiaca a odoláva gravitácii a nerovnostiam mesačného povrchu.

Na cestu na Zem a späť bolo potrebné kozmické plavidlo, ktoré by dokázalo letieť bezpečne a rýchlo. mať dostatočné zásoby paliva a potravín a byť schopná odolať drsnému prostrediu tepla, žiarenia a chladu vo vesmíre.

Pri skúmaní nových destinácií na povrchu Mesiaca môžeme využiť technológiu diaľkového snímania, sondy atď., ktorými je lunárne vozidlo vybavené a ktoré nám môžu pomôcť preskúmať neznáme oblasti na Mesiaci, zbierať údaje a snímky a poskytnúť nám viac vedeckých informácií.