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.
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 Čína 19 5 / 2 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360
Vedecký projekt Lunar Base sa zameriava na využitie lunárnych lávových rúr ako obytných štruktúr pre budúce lunárne misie. Projekt zahŕňa vybudovanie modulárnej základne na Mesiaci, ktorá sa dá zostaviť a rozobrať podľa potreby misie. Projekt lunárnej základne sa zameriava na využitie lunárnych lávových rúr ako obytných štruktúr pre budúce lunárne misie.
Hlavným cieľom projektu je preskúmať možnosť využitia prirodzeného prostredia Mesiaca na vytvorenie bezpečného a obývateľného prostredia. Mesačné lávové rúry sú ideálnym prostredím, pretože poskytujú prirodzenú ochranu pred žiarením, mikrometeormi a extrémnymi teplotnými výkyvmi. Využijeme pokročilú robotiku a technológiu 3D tlače na vybudovanie modulárnej základne, ktorá bude napájaná termoelektrickou energiou a bude mať núdzový záložný systém napájania. Základňa bude slúžiť aj ako platforma na testovanie nových technológií, ktoré sa nakoniec použijú pri ľudských expedíciách na Mars a ďalej. Celkovo je cieľom projektu vybudovať udržateľnú a technologicky vyspelú lunárnu základňu, ktorá uľahčí dlhodobý výskum a prieskum Mesiaca a zároveň zmierni riziká spojené s dlhodobými vesmírnymi misiami.
Hlavným cieľom zriadenia výskumnej lunárnej základne v lávových rúrach Mesiaca je vykonávanie rôznych vedeckých experimentov a pozorovaní. Podmienky v lávových trubiciach ponúkajú jedinečné možnosti na štúdium lunárnej geológie, získanie poznatkov o ranej histórii Mesiaca a skúmanie možností ťažby vody a iných dôležitých zdrojov. Kontrolované prostredie lávových trubíc by sa mohlo využiť aj na pestovanie rastlín a na testovanie a vývoj nových technológií a vedeckých prístrojov. Zriadením výskumnej lunárnej základne by vedci mohli rozšíriť naše poznatky o Mesiaci, rozšíriť naše vedomosti o slnečnej sústave a položiť základy pre ďalší výskum a potenciálne osídlenie iných planét alebo mesiacov v budúcnosti.
Po prvé, podzemie chráni základňu pred drsným mesačným prostredím vrátane slnečného žiarenia a extrémnych teplotných výkyvov. Tým by sa znížila potreba ťažkých ochranných zariadení, čo by uľahčilo a zlacnilo proces výstavby.
Po druhé, lávové rúry poskytujú ľahko dostupný zdroj zdrojov, ako je voda, ktorú možno získavať z ľadového regolitu. Keďže voda je nevyhnutná pre ľudské obydlia a výrobu raketového paliva, blízky zdroj by výrazne znížil náklady na zásobovacie misie.
Okrem toho by sa prirodzená ochrana, ktorú lávové rúry poskytujú, mohla využiť na pestovanie rastlín v kontrolovanom prostredí, čo by poskytlo udržateľný zdroj čerstvých potravín.
Nakoniec, poloha krátera Philolaus je strategicky výhodná, pretože sa nachádza v blízkosti severného pólu Mesiaca. Táto poloha poskytuje prístup k takmer neustálemu slnečnému žiareniu, ktoré možno využiť na výrobu solárnej energie, čím sa základňa môže stať energeticky sebestačnou.
Celá základňa ULS využíva štruktúru bionického mraveniska, ktorá je postavená podľa trendu lunárnej lávovej rúry, takže stavebná štruktúra má najvyššiu hustotu, potrebné materiály sú najjednoduchšie, využiteľný priestor je najväčší a štruktúra je stabilná a pevná. Priaznivo pôsobí na výstavbu základne a neskoršie rozšírenie.
Fáza I: vyslanie robotov na prieskum jaskýň na dokončenie celkového návrhu základne podľa údajov z prieskumu terénu, dodanie potrebných zásob a obrovských robotov na 3D tlač, vloženie termoelektrického stĺpa na povrch Mesiaca zotrvačnosťou pri pristátí a použitie palivových článkov a termoelektrickej výroby energie na počiatočnú výstavbu; technológia laserového balóna sa použije na primeranú transformáciu lávového potrubia a potom sa celková štruktúra základne vytlačí pomocou lunárnej pôdy. Povrchové budovy sú pokryté reverznými dialyzačnými membránami vytlačenými 3D tlačovými robotmi a samonosnými podľa programovateľného plastového materiálu a origami štruktúry na absorpciu slnečného vetra na skorú výstavbu.
Fáza 2: Preprava rôzneho vybavenia na Mesiac, dokončenie výstavby základnej životnej zóny B1, aby do nej mohol vstúpiť malý počet astronautov a pomáhať pri budúcich experimentoch na základni a B2 (lunárna výskumná zóna) a spodná vrstva B3 (obytná a zábavná zóna).
Tretia fáza: Po stabilizácii základne môžu obytné priestory pokračovať smerom nadol a ďalej sa rozširovať, aby sa tam mohli ubytovať ďalší astronauti a výskumníci.
Jedinečná architektonická poloha ULS vyriešila väčšinu problémov, ktoré astronautom bránili prežiť na Mesiaci. Unikátny vstup do ULS je dvojpodlažná konštrukcia, ktorá využíva koncepciu Whippleovho štítu, aby účinne odolávala nárazom meteoritov. Podzemné štruktúry sú navrhnuté tak, aby odolali drsnému prostrediu Mesiaca vrátane slnečného žiarenia, extrémnych teplotných výkyvov a nárazov mikrometeoritov. (Podľa výskumu NASA je možné na povrchu Mesiaca udržať konštantnú teplotu 17 až 19 stupňov Celzia v hĺbke pod 6 metrov.)
V prípade núdze bude mať základňa centrálny uzol ako bezpečný priestor. Stredisko bude vybavené vzdušnými uzávermi a núdzovými zásobami, ako sú napríklad náhradný kyslík, voda a potraviny. Okrem toho bude lunárna základňa vybavená záložnými energetickými systémami a komunikačnými zariadeniami, ktoré zabezpečia, aby astronauti mohli v prípade núdze komunikovať so Zemou.
Okrem toho budú na základni zdravotnícke zariadenia, ktoré budú poskytovať lekársku starostlivosť astronautom. Zariadenie bude vybavené moderným zdravotníckym vybavením a vyškoleným zdravotníckym personálom, ktorý si poradí s akýmkoľvek zranením alebo ochorením.
Stručne povedané, lunárna vedecká základňa bude navrhnutá tak, aby poskytovala astronautom primeranú ochranu a prístrešie. Modulárna konštrukcia a radiačné tienenie pomôžu chrániť astronautov pred drsným lunárnym prostredím, zatiaľ čo pokročilé systémy podpory života a núdzové zásoby zabezpečia ich prežitie v prípade núdze.
S cieľom zabezpečiť astronautom udržateľné základné potreby realizuje Lunar Camp niekoľko kľúčových funkcií na uspokojenie ich potrieb prežitia:
Voda: V záujme zabezpečenia normálneho zásobovania vodnými zdrojmi používame dve vodovodné linky. Na jednej strane získavame vodu prostredníctvom lávových rúrok a ľadu v trvalo zatienených oblastiach v blízkosti severného pólu; na druhej strane reverzné dialyzačné membrány na povrchu nadzemných budov dokážu vyrábať vodu a kyslík zachytávaním vodíkových iónov v slnečnom vetre, zatiaľ čo systém recyklácie vody sa používa na zber moču a potu astronautov na recykláciu.
Potraviny: Počas prípravy na cestu na Mesiac budú astronauti jesť vesmírne potraviny (väčšinou bielkoviny), ktoré si prinesú zo Zeme; po dokončení laboratória na pestovanie vodných kultúr budú astronauti pestovať rôzne jedlé rastliny. Budeme tiež 3D tlačiť potraviny na výrobu vegetariánskeho mäsa zo sójových vlákien;
Vzduch/kyslík: Kyslík vyrábame tromi hlavnými spôsobmi. Po zahriatí a roztavení mesačnej pôdy alebo horniny vykonáme elektrickú elektrolýzu. Kyslík sa z taveniny uvoľňuje vo forme bublín. Pri zahriatí na teplotu 1600 - 2500 ℃ sa hornina obsahujúca kyslík môže rozkladať a produkovať čistý kyslík. Rastliny v hydroponickej komore absorbujú aj oxid uhličitý, ktorý uvoľňujú astronauti, aby získali stály prísun kyslíka; Okrem toho možno hydrolýzou získať viac kyslíka.
Potreba energie: Vychádzame zo systému výroby elektrickej energie s teplotným rozdielom. Prostredníctvom stĺpca na generovanie teplotného rozdielu používame samoobslužný termosifón s vysokým prenosom tepla na ohrev mesačnej pôdy. Ako hnacia sila sa používa gravitácia, aby sa kvapalina spätne vyliala. V počiatočných fázach však palivové články slúžia aj ako záložné zdroje energie, ktoré základni poskytujú teplo a elektrinu.
Tu je päť spôsobov, ako sa vysporiadať s rôznymi druhmi odpadu, ktorý naši astronauti na Mesiaci vyprodukujú:
Recyklácia: Niektoré odpady sa dajú recyklovať, voda, ktorá je potrebná na prežitie. Vodu možno recyklovať recykláciou potu astronautov, moču a dýchaním vodných pár.
Kompresia a ukladanie: Odpad sa dá stlačiť a uskladniť, aby zaberal menej miesta. Pevný odpad sa môže stlačiť kompresorom na menšie časti a uskladniť v kontajneri alebo podobnej nádobe.
Spaľovanie: Niektoré organické odpady sa môžu likvidovať spaľovaním. Odpad sa tak premení na popol a oxid uhličitý, pričom sú na to potrebné správne kyslíkové a teplotné podmienky.
Opätovné použitie: Kuchynský odpad sa môže kompostovať a opätovne použiť ako pôda na pestovanie zeleniny na mieste.
Kombinácia týchto postupov by mohla pomôcť udržať lunárnu základňu čistú a udržateľnú a zároveň zabezpečiť, aby sa zdroje potrebné na prežitie plne využívali.
Mesačná základňa si bude vyžadovať účinné a spoľahlivé komunikačné systémy na udržiavanie kontaktu so Zemou a ostatnými lunárnymi základňami. Hlavnou metódou komunikácie bude vysokofrekvenčné rádiové vysielanie. Mesačná základňa bude mať aj sústavu komunikačných satelitov na obežnej dráhe, ktoré budú fungovať ako spojovacie zariadenia medzi základňou a Zemou.
Okrem toho bude mať lunárna základňa antény a komunikačné antény na priamu a neprerušovanú komunikáciu so Zemou, ako aj redundantné komunikačné systémy, ktoré zabezpečia, že komunikácia zostane neprerušená aj v prípade zlyhania systému.
Mesačná základňa bude mať aj integrovaný sieťový komunikačný systém, ktorý umožní komunikáciu medzi jednotlivými časťami základne, ako aj s inými lunárnymi základňami. Tento systém bude zahŕňať optické káble a siete Wi-Fi na prenos údajov, čo umožní efektívnu komunikáciu a zdieľanie informácií medzi rôznymi lunárnymi základňami.
Na výskumnej lunárnej základni, ktorá sa nachádza v lávovej rúre na Mesiaci, by sa výskum zameral na niekoľko vedeckých tém. Niektoré z hlavných oblastí výskumu by boli lunárna geológia, využívanie lunárnych zdrojov a astronomické pozorovania z Mesiaca.
Na lunárnej základni sa budú vykonávať experimenty v oblasti lunárnej geológie vrátane štúdia minerálneho zloženia povrchu Mesiaca, analýzy správania sa pri mesačných zemetraseniach a skúmania distribúcie a pohybu prchavých látok, ako je voda, na Mesiaci. Tieto štúdie poskytnú cenné poznatky o vzniku a vývoji Mesiaca a pomôžu nám lepšie pochopiť vesmír.
Ďalšou oblasťou záujmu je využívanie mesačných zdrojov, napríklad získavanie vody z mesačnej pôdy a využívanie mesačného regolitu ako stavebného materiálu. Tieto zdroje by boli potrebné pre udržateľné ľudské osídlenie na Mesiaci a lunárna základňa bude skúmať spôsoby ich efektívneho využitia.
Okrem toho sa na lunárnej základni budú vykonávať astronomické pozorovania z Mesiaca, pričom sa využije jeho jedinečná poloha na pozorovanie nebeských telies, ktoré nie sú viditeľné zo Zeme. Mesačná základňa bude tiež ideálnym miestom na monitorovanie životného prostredia na Zemi a prírodných rizík, ako je monitorovanie udalostí vesmírneho počasia a zisťovanie dopadov meteoroidov.
Mesačná základňa sa celkovo zameria na vedecký výskum, ktorý prispeje k lepšiemu pochopeniu Mesiaca, vesmíru a potenciálu trvalo udržateľného ľudského osídlenia na Mesiaci. Prostredníctvom výskumu lunárnej geológie, využívania lunárnych zdrojov a astronomických pozorovaní z Mesiaca prispeje lunárna základňa k rozvoju rôznych vedeckých oblastí a poskytne dôležité poznatky pre budúci výskum vesmíru.
Príprava astronautov na Mesiac by mohla zahŕňať nasledovný rozsiahly výcvikový program:
Fyzický a fyziologický tréning: Astronauti musia absolvovať gravitačný tréning, vytrvalostný tréning, tréning kardiovaskulárnej kondície a tréning na posilnenie svalov počas dlhých vesmírnych ciest a misií na povrchu Mesiaca.
Výcvik na prispôsobenie sa vesmírnemu prostrediu: výcvik súvisiaci s vesmírnym prostredím vrátane zručností pri práci v bezváhovom prostredí, zručností pri orientácii vo vesmíre a umiestňovaní vo vesmíre, psychológie vo vesmíre a schopnosti vyrovnať sa s vesmírnym prostredím atď.
Výcvik obsluhy kozmických lodí a zariadení: obsluha a údržba kozmických kapsúl, ľadoborcov, lunárnych roverov a iných zariadení.
Výučba geológie a lunárnej vedy: spoznajte geologickú stavbu, topografiu a geomorfológiu Mesiaca na účely vedeckého výskumu a zberu vzoriek.
Školenie o núdzových situáciách: základné lekárske znalosti a školenie o núdzovej reakcii na prípadné nehody.
Simulačný výcvik misie: Astronauti musia byť vyškolení na simuláciu misií v reálnom prostredí vrátane misií na povrchu Mesiaca, operácií v kapsule, reakcie na núdzové situácie atď.
Komunikačné školenie: naučiť sa jazyk, protokoly a postupy komunikácie, vedieť, ako efektívne komunikovať s riadením misie a úzko spolupracovať s ostatným príslušným personálom
Psychologický výcvik: psychologický výcvik astronautov s cieľom prispôsobiť astronautovi toto povolanie vysokého rizika a osobitosti vesmírneho prostredia, je potrebné vykonať prísny psychologický výcvik astronautov, aby mali vynikajúcu psychologickú kvalitu v schopnosti racionálneho myslenia, odvahu na sex, psychologickú kompatibilitu a nie chaos tvárou v tvár kríze, schopnosť riešiť náhlu krízu.
Stručne povedané, astronauti musia absolvovať komplexný výcvik, aby boli kompetentní na misiu pristátia na Mesiaci.
Pre budúce misie na Mesiac sú potrebné kozmické lode schopné prepravovať ľudí a vybavenie medzi Zemou a Mesiacom, ako aj rakety s posádkou. A na prepravu nákladu uprednostňujeme veľké nosné rakety, ako sú SLS alebo Saturn V.
Okrem týchto kozmických lodí by lunárna základňa potrebovala na pohyb po povrchu Mesiaca aj rôzne vozidlá. Navrhli sme lunárne vozidlo RV, ktorého jedinečná konštrukcia podvozku sa dokáže lepšie prispôsobiť mesačnému povrchu a priestranný nákladný box poskytuje aj možnosť prepravy na dlhé vzdialenosti a dlhý čas. Modulárna konštrukcia tiež umožňuje dokončiť nakladanie špecifických prístrojov na plnenie rôznych špeciálnych úloh.
Mesačný ľadový kombajn sme navrhli na zber a prepravu nákladu. Použitie inteligentného odnímateľného nákladného boxu a umelej inteligencie umožňuje ľadovému kombajnu samostatne dokončiť úlohu ťažby ľadu.
English 
Chinese 
Czech 
Danish 
Estonian 
Finnish 
French 
German 
Greek 
Hungarian 
Italian 
Latvian 
Lithuanian 
Dutch 
Norwegian 
Polish 
Portuguese (Portugal, AO90) 
Romanian 
Slovak 
Slovenian 
Spanish 
Swedish 