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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18   2 / 0 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

  1. Náš lunárny kemp je rozdelený na centrálnu obytnú zónu a vonkajšiu oblasť výsadby, výskumnú oblasť, oblasť ťažby, oblasť prenosu signálu atď. Obytná zóna zahŕňa základné kabíny, ako sú spálne, reštaurácie, hlavné riadiace miestnosti a telocvične. Všetky steny kabín sú zhotovené vo vzore titánových uhlíkových vlákien voda oxid vápenatý (izolačný materiál) kompozitný materiál (materiál odolný voči žiareniu) titán zvnútra von. Vonkajšia vrstva má aj 1,6 metra hrubú ochrannú vrstvu zo špeciálneho materiálu z mesačnej pôdy.
  2. Plánujeme vykonávať vedecký výskum, experimenty a výskum vývoja Mesiaca a zároveň zabezpečiť bezpečnosť a obývanie astronautov. Na absorbovanie tepla použijeme mesačné horninové dosky, ktoré sa budú ukladať do zariadenia na zhromažďovanie tepla, ktoré bude prostredníctvom potrubia dodávať teplo do jednotlivých oddelení. Okrem toho máme elektromagnetické katapultovacie únikové zariadenia a únikové moduly v tvare kapsuly, ktoré dokážu včas uniknúť z Mesiaca v prípade veľkých nebezpečných situácií.

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

Náš lunárny kemp slúži najmä na vedecký výskum, skúmanie záhad vesmíru, pôvodu ľudstva a zdrojov na Mesiaci. Aké zdroje sa na Mesiaci nachádzajú, aby mohli lepšie a ľahšie uspokojiť potreby kyslíka, vody a energie. Používa sa na skúmanie pestovania mesačných rastlín, ako ich dobre zasadiť a ako zvýšiť produktivitu pozemských rastlín. Tieto vedecké štúdie významne prispeli k plánu, aby na Mesiaci mohlo žiť viac ľudí.

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

Náš lunárny tábor plánujeme postaviť v antarktickej Aitkenovej panve v Mare Smythii. Mare Smythii sa nachádza na zadnej strane Mesiaca. Jeho stred sa nachádza na 87,7 stupňa južnej zemepisnej šírky a 126,9 stupňa západnej zemepisnej dĺžky. Nachádza sa tu 11 stredne veľkých impaktných kráterov Yuhaiovej spodnej trhliny. Pod nimi sa môžu nachádzať hlboké priehlbiny alebo pukliny, takže sa v nich môže stabilne ukladať vodný ľad. Vybraná oblasť má vysoké hladiny FTA, OL a CPX, ktoré sa môžu využiť na výrobu kyslíka a extrakciu kovov, ako je železo a titán, na uspokojenie potenciálnych dlhodobých životných potrieb ľudí. Z hľadiska udržiavania energie potrebnej na prevádzku vedeckých výskumných staníc má táto oblasť najsilnejšiu intenzitu svetla na povrchu Mesiaca a je jednou z najideálnejších oblastí na získavanie slnečnej energie počas dňa na Mesiaci.

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.

Pri výstavbe základne plánujeme vybudovať náš lunárny tábor v troch krokoch:

Krok 1: Plánujeme najprv simulovať proces montáže na Zemi a potom poslať modul obytného priestoru na Mesiac a použiť robota na montáž základne. Použité materiály pochádzajú zo Zeme, napríklad titán, hliník, kyselina kremičitá atď.

Krok 2: Vyslať astronautov a ďalšie moduly na Mesiac, postupne zlepšovať experimentálnu oblasť, oblasť výsadby atď. Výsadbová oblasť sa môže kombinovať s kráterom, ktorý je vhodný na ťažbu mesačného ľadu.

Krok 3: Plánujeme lokálne extrahovať materiály z vrstvy zvetranej mesačnej pôdy a pomocou veľkého 3D tlačového zariadenia vytvoriť 1,6 metra hrubú ochrannú vrstvu pred žiarením mimo potrebných modulov.

Okrem toho plánujeme dodávať energiu zo zemského pásu (solárne panely, generátory atď.), kyslíkové kompresory a čističky vzduchu, podporné konštrukcie (vrátane budov, stĺpov, spojovacích prvkov, konzol a dilatačných závesov atď.), systémy na zásobovanie vodou (moderné zariadenia na čistenie a regeneráciu vody), komunikačné zariadenia (vrátane komunikačných satelitov, komunikačných zariadení, počítačov, sieťových pripojení atď.), systémy na podporu života (vrátane systémov na podporu života, toaliet, postelí, stravovania atď.), vedecké výskumné zariadenia (vrátane astronomických zariadení, laboratórnych zariadení atď.).

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

V súvislosti s nebezpečenstvami na Mesiaci sa zaoberáme najmä otázkami radiácie, mikrometeoritov a teploty.

  1. V prípade problémov s radiáciou: Používame tri moduly: základné izolátory, elastické káble a Whippleovu technológiu tienenia, ako aj špeciálne materiály z mesačnej pôdy, aby sme zabránili radiačnému ohrozeniu astronautov. Potom pridáme do vnútra steny vrstvu vody, ktorá dokáže účinne absorbovať a rozptýliť žiarenie. Tým sa môže minimalizovať škodlivosť žiarenia.
  2. K problematike mikrometeoritov: Máme špeciálnu ochrannú vrstvu z vonkajšieho materiálu a steny sú vyrobené z titánu, ktorý odolá malým meteoritom a vysokým teplotným výkyvom. Okrem toho používame aj radar na detekciu (mikro)meteoritov v prípade, že sa o tom vopred rozhodne.
  3. V prípade problému s teplotou: používame účinné tepelnoizolačné materiály, ako je grafit, sklenené vlákna a aerogél, aby sme znížili prenos tepla z vnútorného a vonkajšieho vzduchu a zabránili vplyvu výkyvov vonkajšej teploty na teplotu v interiéri. Využívame ventilátory, klimatizáciu a iné zariadenia na udržiavanie stability základnej teploty a používame energetické systémy, ako sú solárne panely, na zabezpečenie potrebných vnútorných zdrojov chladu a tepla.

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

Po vybudovaní základne budú astronauti používať lunárne rovery, ktoré budú niesť ťažobné nástroje a roboty na ťažbu blízkeho lunárneho ľadu, ktorý sa bude topiť, filtrovať a čistiť, aby sa získala čistá voda. Plánujeme to robiť dva až trikrát týždenne, pričom časť sa bude priamo dopravovať do obytného priestoru a časť sa bude skladovať v zariadeniach na uskladnenie vody. Okrem toho sa filtrát z moču dá chemicky premeniť na lepidlo premenou kyslých skupín na polymérnom reťazci na esterové skupiny, čím sa zmenia jeho vlastnosti.
Potraviny sú pre astronautov nevyhnutné a prví astronauti budú konzumovať potraviny prinesené zo Zeme. Samozrejme, prinesené potraviny nevydržia dlho, preto astronauti po vybudovaní základného zázemia vybudujú sadovisko a pomocou hydroponických a vzdušných kultivačných techník vysadia niektoré rastliny: baklažány, zemiaky, paradajky a iné rastliny, ktoré môžu dopĺňať rôzne živiny. Vzhľadom na dlhodobý vývoj sa pripravujeme aj na štúdium, ako využiť mesačnú pôdu na pestovanie rastlín.
V našom energetickom systéme sa na každodennú výrobu základnej energie budú používať solárne panely a na doplnenie elektrickej energie budeme využívať aj veľké množstvo hélia 3 na Mesiaci. Premeníme ju na jednosmerný prúd a uskladníme v batérii pomocou chemickej energie. Keď bude potrebná elektrická energia, premeníme chemickú energiu na jednosmerný prúd a potom ju premeníme na striedavý prúd na napájanie.
Spočiatku by sme získali trochu kyslíka zo zvetranej mesačnej vrstvy alebo hornín (čo si vyžaduje miešanie kyslíka a dusíka podľa zloženia povrchovej atmosféry, aby ľudské telo mohlo priamo dýchať). Dusík by sme priniesli zo Zeme. Na extrakciu vzduchu môžeme použiť aj roztavenú elektrolýzu. pripravujeme tiež použitie šošovky na zahriatie zeme na 2500 stupňov na extrakciu kyslíka.

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

Recyklácia a opätovné použitie: Náš lunárny kemp vytvorí uzavreté prostredie podobné Medzinárodnej vesmírnej stanici, ktoré umožní recykláciu a opätovné využitie odpadu vyprodukovaného astronautmi. Napríklad výkaly a moč sa môžu spracovať na hnojivo alebo vodu, ktorá sa môže použiť pre systémy podpory života alebo na účely pestovania plodín.
Oxidačný rozklad: Odpad sa môže oxidovať a rozkladať v oxidačnom reaktore. Oxidačný reaktor zahŕňa zmiešanie organického odpadu s oxidačnými činidlami, ako je peroxid vodíka, a ich umiestnenie do nádoby na reakciu pri vysokej teplote. Prostredníctvom tejto reakcie organické látky reagujú s oxidantmi za vzniku bezpečnejších látok, ako je voda a oxid uhličitý. Voda a oxid uhličitý sa potom využívajú na fotosyntézu, pri ktorej vznikajú potraviny a kyslík.
Komprimované úložisko: Pevný odpad, veľké kusy odpadu atď. sa môžu stlačiť a uložiť do špeciálnych kontajnerov, kde čakajú na budúcu recykláciu alebo čistenie odpadu.

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

Náš lunárny tábor bude používať signálne veže a radary na nadviazanie komunikácie so satelitmi, ktoré sa môžu použiť na príjem signálov zo Zeme a na zabezpečenie spätnej cesty na prenos informácií, ako sú obrázky, údaje a hlas, čím sa udrží komunikácia medzi táborom a Zemou. Potom nadviažu kontakt so Zemou a inými lunárnymi tábormi. Okrem toho sa na dosiahnutie komunikácie so Zemou môže použiť aj rádio. Po dokončení údržby a uvedení do prevádzky musí rádio zohľadniť faktory, ako je šírenie elektromagnetických vĺn, aby sa zabezpečila kvalitná komunikácia.
Okrem toho má náš lunárny kemp elektromagnetické vystreľovacie zariadenie, ktoré využíva elektromagnetizmus na vystreľovanie kapsúl v tvare kapsúl. Po nastavení rýchlosti a naplánovaní trasy ich možno vyslať do iných lunárnych kempov a nadviazať tak priamu komunikáciu medzi astronautmi.

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.)

Naším výskumným zameraním bude geológia.

Zber hornín a zeminy: Aby bolo možné pochopiť geologickú históriu a vlastnosti Mesiaca, môžu sa zbierať vzorky na analýzu. Tieto vzorky sa môžu zbierať pomocou vrtov alebo robotov a analyzovať ich chemické a fyzikálne vlastnosti.
Seizmické monitorovanie: Na Mesiaci je seizmicita menšia ako na Zemi, ale poskytuje užitočné informácie o vnútornej štruktúre Mesiaca. Na povrchu Mesiaca možno rozmiestniť senzory na monitorovanie zemetrasení, ktoré zaznamenávajú a analyzujú zozbierané údaje.
Meranie gravitácie: Meranie gravitačného poľa na Mesiaci pomocou gravimetra umožňuje pochopiť vnútornú štruktúru a zloženie Mesiaca. Tieto merania sa môžu vykonávať z orbitálnych sond alebo pristávacích modulov v malých výškach.
Meranie magnetického poľa: Meraním magnetického poľa na povrchu Mesiaca možno získať predstavu o fyzikálnych procesoch v jeho vnútri. Tieto merania sa môžu vykonávať pomocou orbitálnych sond alebo lietadiel.
Povrchový topografický prieskum: Na vytvorenie geologickej mapy povrchu Mesiaca sa môže použiť laserový výškomer alebo radar a iné prístroje na topografický prieskum povrchu. Tieto merania môžu pomôcť určiť veľkosť a tvar rôznych geologických prvkov na Mesiaci.
Meranie tepelného toku: Meranie teplotného gradientu na povrchu a pod povrchom Mesiaca umožňuje pochopiť tepelný tok a geologickú históriu vo vnútri Mesiaca. Tieto merania sa môžu vykonávať pomocou vŕtacích prístrojov alebo robotov.

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

Astronauti musia absolvovať tri druhy výcviku:

Prvým typom je odborná základná príprava: ako astronaut musí najprv absolvovať odbornú prípravu v oblasti základných teoretických vedomostí, ako sú atmosféra, astronómia, geofyzika, vesmírna dynamika, komunikácia, počítače atď. Všetky tieto školenia súvisia s kozmonautikou, medicínou a fyziológiou. Zdokonalením základných vedomostí z týchto odborov možno položiť pevný základ pre budúcnosť.
Druhým typom je výcvik na letovú misiu: astronauti musia mať pevnú postavu a na základe toho musia absolvovať aj prísny fyzický tréning. Vytrvalostný tréning s nadváhou: Rakety majú pri štarte zvyčajne extrémne vysoké zrýchlenie a bez tréningu ho telo astronauta neznesie. Simulácia takéhoto tréningu môže astronautom pomôcť udržať si jasnú myseľ a prispôsobiť sa a dokončiť letové úlohy; Tréning v beztiažovom stave: Počas orbitálneho letu sa kozmická loď často nachádza v prostredí mikrogravitácie, v ktorom majú astronauti často závraty, čo ovplyvňuje činnosť. Preto je potrebné simulovať beztiažový stav Huangjing, aby sa astronautom pomohlo odstrániť strach z beztiaže. V podmienkach beztiaže musia astronauti vykonávať cvičenia, ako je obliekanie a vyzliekanie skafandrov, jedenie a chôdza. Vesmír a kozmická loď predstavujú osobitné faktory prostredia a astronauti musia tréningom zlepšiť svoju toleranciu.
Tretím typom je odborný výcvik: astronauti musia zostať na Mesiaci dlhý čas, dokončiť niektoré experimenty, vedecký výskum, prieskum zdrojov a iný obsah. Musia si tiež osvojiť vedomosti o dokončovaní vedeckých experimentov a schopnosť obsluhovať rôzne stroje.

Cieľom týchto školení je umožniť astronautom žiť na Mesiaci normálny život, vykonávať vedecký výskum a skúmať Mesiac.

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.

Vesmírna loď pre lunárnu misiu musí byť schopná pojať a niesť dostatočne veľký náklad, pretože cesta zo Zeme na Mesiac si vyžaduje prepravu veľkého množstva materiálu a zásob a vesmírna loď musí byť schopná tieto veci uniesť. Kozmická loď sa vo vesmíre spojí s vesmírnou stanicou, doplní energiu zo stanice a poletí na Mesiac.

Na Mesiaci astronauti zostavujú odpojiteľné moduly lunárnych roverov privezených z Mesiaca, ktoré môžu dokončiť prieskum a zber zdrojov. (Všetky tieto odpojiteľné lunárne rovery a prieskumné roboty sú moduly nakonfigurované zo Zeme a zostavené na Mesiaci)
Na Mesiaci budú malé rakety privezené zo Zeme zostavené a riadené pozemšťanmi, ktorí poletia na Zem.
Zostavíme detekčného robota, ktorý dokáže zistiť zdroje a terén, analyzovať vhodnosť miesta na vybudovanie základne a poskytnúť spätnú väzbu astronautom.

Ďalšie projekty: