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.

The Moon Vanguard

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-河南省    Čína 19   5 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

  Hlavným účelom výstavby základne je vedecký výskum v lunárnom prostredí a celkovo ju možno rozdeliť na päť hlavných funkčných oblastí: oblasť podpory prežitia, oblasť inteligentnej továrne, oblasť štartu, ktorá slúži na vypúšťanie a prijímanie rakiet alebo sond, oblasť výroby energie a oblasť lunárnych zdrojov.

  Prvá fáza: pomocou materiálov dopravených zo Zeme najprv postavte generátor kyslíka a systém cirkulácie vody v zóne prežitia, solárny systém v zóne výroby energie a nakoniec taviace centrum v zóne mesačných zdrojov.

  Strednodobé obdobie: použite stavebné materiály a technológiu 3D tlače, ktoré poskytuje hutnícke centrum, na ďalšie budovanie jednotlivých oblastí.

  Neskoré štádium: Po vybudovaní všetkých budov sa uskutoční ďalší výskum s cieľom vyslať sondy do hlbokého vesmíru alebo zdokonaliť robotické systémy. Pomocou centrálnej monitorovacej stanice dohliadajte na celú základňu po všetkých stránkach.

  V budúcnosti môže základňa získavať zdroje zo Zeme prostredníctvom štartovacej prijímacej oblasti a samotná štruktúra základne môže podporovať nepretržitú prevádzku základne, na základe čoho sa môže základňa ďalej zlepšovať a rozširovať.

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

  Ako hovorí príslovie: "Túžba človeka po vesmíre pramení z primitívnej túžby objavovať." Vybudovanie lunárneho tábora môže pomôcť ľudstvu pochopiť pravdu o vesmíre a môže tiež poskytnúť dôležitú podporu pre vedecký a technologický rozvoj ľudstva.

  Preto je hlavným cieľom nášho lunárneho tábora dosiahnuť osídlenie Mesiaca a zároveň vykonávať rôzne vedecké práce. Nakoniec sa dosiahne výsledok, že v krátkodobom horizonte budú v službe astronauti a v dlhodobom horizonte sa bude na činnosť využívať bezpilotná inteligencia.

  Mal by sa dosiahnuť cieľ vedeckého výskumu a základňa by sa mala využívať ako tranzitná stanica do vzdialeného hlbokého vesmíru; Ťažba mesačných surovín a vybudovanie hutníckych jednotiek, ktoré môžu normálne fungovať v mesačnom prostredí; Vybudovanie laboratória, ktoré by bolo ideálnym miestom pre multidisciplinárne experimenty.

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

  Základňu plánujeme zriadiť na 88,9° j. z. š. na Mesiaci. Na východnom okraji krátera de Gerach, kráter sa nachádza takmer na južnom póle. Zároveň vďaka vysokej zemepisnej šírke môže mať takmer permanentnú slnečnú energiu a veľké množstvo nánosov vodného ľadu, ktoré poskytujú silný komfort pre prístup k vode a energii na základni. Najmä miera slnečného žiarenia na severnom svahu impaktného krátera dosahuje približne 97% a severný vysoký svah má vplyv na odolnosť voči meteoritom. Nadmorská výška v jame je stabilná, terén je rovný a plocha je veľká, čo je priaznivé pre výstavbu základne

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.

  Na začiatku výstavby tábora budú astronauti dočasne bývať v kozmických lodiach vhodných na pristátie na Mesiaci. V tejto fáze sa bezpilotné zariadenie na 3D tlač, ktoré dorazilo v rovnakom čase ako astronauti, začalo s výstavbou základne a stavebné materiály zo Zeme sa použijú v počiatočnej fáze výstavby a potom sa vrstva regolitu na povrchu Mesiaca môže pretaviť prostredníctvom taviaceho zariadenia a peptidy z vrstvy regolitu a hliníka zmiešané so sklenenými vláknami zo Zeme a kompozitnými plastovými vláknami sa použijú ako materiály na 3D tlač.

  V procese výstavby je povrch budovy navrhnutý ako vákuová izolačná štruktúra, aby sa lepšie vyrovnal s teplotným rozdielom medzi dňom a nocou Mesiaca, a jeho vákuová izolačná štruktúra môže účinne vyriešiť problém s meteoritmi, keď meteorit spadne na povrch budovy, táto vákuová štruktúra môže rozptýliť nárazovú silu meteoritu, takže môže vyriešiť problém s meteoritmi

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

  Keď sme stavali lunárny tábor, zvážili sme poškodenie astronautov radiáciou, meteoritmi a tepelnými výkyvmi. Preto sme v počiatočnej fáze použili kombináciu vákuových tepelnoizolačných dosiek a materiálov proti žiareniu, aby sme dosiahli účel prevencie žiarenia a zníženia teploty v kabíne. Po skonštruovaní lunárneho taviaceho zariadenia sa na stavbu stavebných materiálov použili lunárne zdroje, napríklad lunárna pôda. Keďže samotná mesačná pôda má vlastnosti slabej tepelnej vodivosti a silnej protiradiačnej schopnosti, môže zohrávať dobrú ochrannú úlohu.

  Ochrana proti žiareniu: mesačná pôda, materiály proti žiareniu

  Rozdiel teplôt: Centrálna monitorovacia stanica sa používa na zisťovanie teploty a kontrolu teploty základne, pričom pomocou vákuových izolačných panelov mimo základne sa spomaľujú zmeny teploty v základni.

  Meteorit: Jedinečná topografia výberu miesta základne a vákuová izolačná štruktúra vákuovej izolačnej dosky na povrchu budovy môžu rozptýliť nárazovú silu meteoritu

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

  Voda: Keďže základňa sa nachádza na 88,9° j. z. š. na Mesiaci, na získanie vodného ľadu v permafroste na južnom póle Mesiaca použijeme vozidlá na ťažbu vody bez posádky. Prostredníctvom výkonných zariadení základne na recykláciu vody sa použitá odpadová voda pred použitím recykluje a čistí. Zlepšite efektívnosť využívania vody.

  Potraviny: V počiatočnej fáze budú astronauti jesť rehydratované potraviny prinesené zo Zeme (potraviny, ktoré sú pred kontaktom s vodou malé, po kontakte s vodou sa prenášajú a rozširujú na jedlé potraviny), aby prežili počiatočnú fázu stavby. V strednodobom horizonte sa pomocou dokončeného centra na syntézu škrobu zhromažďuje oxid uhličitý vydychovaný astronautmi na základe teórie syntetickej biológie a nakoniec sa sériou reakcií premení na organickú potravu. V neskorších štádiách výstavby základne sa potraviny môžu získavať súčasným osádzaním základne.

  Elektrická energia: Na severnom svahu krátera sa vďaka konštrukcii solárnych panelov efektívne využívajú veľké plochy svetelných podmienok na výrobu energie, využíva sa vodík vyrobený pri výrobe kyslíka na elektrolyzáciu vody, vyvíja sa vodíková energia a využíva sa hélium-3 v mesačnej pôde na riadenú jadrovú syntézu

  Vzduch: Kyslík sa získava elektrolýzou vody získanej z večne zamrznutej pôdy, kyslík sa dá získať aj pestovaním rias bohatých na kyslík na výsadbovej základni a kyslík v oxidovanom kove na povrchu Mesiaca sa dá získať pomocou taviaceho zariadenia, ktorý sa pomocou konverzného zariadenia premieňa na kyslík.

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

  Odpadovú vodu, ktorá vzniká v živote astronautov, dopravíme do nášho systému supercirkulácie vody a po prechode cez čističku vody sa odpadová voda dekontaminuje a prečistí, aby sa mohla plne využiť. V prípade ostatných odpadov, ktoré vznikajú v živote, použijeme mikrobiálne procesory, aby sa tieto domáce odpadky stali potravou pre mikroorganizmy, a zároveň využijeme princíp redoxnej reakcie, aby sme tieto mikroorganizmy využili na výrobu elektrickej energie pre rôzne zariadenia na vesmírnej stanici. Zároveň sa zhromažďujú astronauti, ktorí vydychujú oxid uhličitý, a oxid uhličitý sa opätovne využíva pomocou zariadení na výrobu potravín z oxidu uhličitého .

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

  S lunárnymi satelitmi budeme komunikovať prostredníctvom mikrovlnného fotonického radaru a potom budeme komunikovať so Zemou a inými lunárnymi základňami prostredníctvom satelitov, aby sa zabezpečila komunikácia bez oneskorenia. Vďaka spojeniu mikrovlnných signálov možno digitálny systém dvojičiek v našom lunárnom tábore zistiť a ovládať z tábora aj zo Zeme, aby sa dosiahol prenos rôznych informácií v reálnom čase v tábore.

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 na vedecký výskum zameriavajú robotické, botanické a astronomické spoločnosti a inteligentná továreň v našom tábore môže vyrábať rôzne stroje, ako sú lunárne vozidlá, ťažobné vozidlá a servisné roboty, zatiaľ čo astronauti sa môžu spoľahnúť na inteligentnú továreň pri výskume robotiky a vytváraní lepších strojárskych výrobkov. Skúma hlavne, ako udržiavať normálnu prevádzku robota a mesačný pohonný pohyb v stave nízkej gravitácie, a na monitorovanie údajov o pracovnom stave robota a mesačných pohonných komponentov využíva hlavne digitálny dvojitý systém.

  V module na pestovanie rastlín budeme študovať rast rastlín v podmienkach nízkej gravitácie a pomocou transgénnej technológie budeme produkovať rastliny, ktoré sa dokážu lepšie prispôsobiť prostrediu nízkej gravitácie na Mesiaci na základe analýzy údajov o raste rastlín, aby sme zabezpečili zásoby potravín na dlhodobé prežitie na Mesiaci.

  V raketovej štartovacej rampe môžeme vykonávať prieskum vesmíru, v štartovacej rampe môžeme nielen prijímať rôzne zásoby zo Zeme, ale aj pripravovať sa na ďalší prieskum vesmíru.

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

  Aby sa zabezpečilo, že astronauti budú môcť úspešne dokončiť lunárnu misiu, musí každý astronaut pred odletom na Mesiac absolvovať "diabolský výcvik" na zemi, aby sa astronauti vedeli pohybovať a pracovať v prostredí Mesiaca s nízkou gravitáciou.

  Pred odchodom na Mesiac astronauti vykonávajú najmä výcvik prevádzky súvisiacich zariadení na lunárnej základni a výcvik vonkajších činností na lunárnej základni na štyroch zariadeniach: simulátore výcviku mimo kabíny, nádrži s prostredím s nízkou gravitáciou, testovacom module mimovesmírneho obleku a trenažéri virtuálnej reality, vrátane výcviku bežnej prevádzky a postupov, ako aj výcviku identifikácie porúch, posudzovania a spracovania. Trenažér virtuálnej reality dokáže kompletne simulovať rôzne činnosti astronautov na Mesiaci a simulovať spoločné výcvikové cvičenia s pozemným personálom.

  Okrem vyššie uvedených rôznych cielených špeciálnych tréningov musia astronauti vykonávať aj fyzický silový tréning, silový tréning astronautov zahŕňa silový tréning horných končatín a silový tréning jadra s cieľom zabezpečiť dlhodobé fyzické zdravie astronautov v prostredí s nízkou gravitáciou.

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 vyžaduje zásoby, rakety a kozmické lode. Pred pristátím astronautov na Mesiaci sa najprv spoliehajú na rakety na prepravu materiálu, ktoré sa použijú pri počiatočnej výstavbe základne na určené miesto, a potom použijú kozmické lode na vyslanie astronautov na určené miesta pristátia. V inteligentnej továrni lunárneho tábora budeme stavať lunárne vozidlá na prieskum mesačného povrchu, ťažobné vozidlá na ťažbu mesačného regolitu a vodné vozidlá na ťažbu večne zamrznutej pôdy v Antarktíde. Opätovne použijeme raketoplán, ktorý dopravuje astronautov na Mesiac a späť na Zem a pri návrate na Zem sa raketoplán opraví a skontroluje, aby sa zabezpečil úspech ďalšej dodávky. Astronauti budú používať lunárne vozidlá skúmajúce povrch Mesiaca na prieskum nových destinácií na povrchu Mesiaca .