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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Čína 18, 19   6 / 1 Angličtina
3D návrhový softvér: Fusion 360



1.1 - Opis projektu

Naša základňa je navrhnutá ako základňa pre život a predbežný prieskum Mesiaca. Chceme na Mesiaci zriadiť tábory a naučiť sa, ako získať zdroje vody, kyslíka, energie a potravín na iných planétach. V celkovom usporiadaní základne sa odvolávame na tvar lotosu a základňu rozdeľujeme na štyri oblasti, obytnú oblasť, oblasť zábavnej kancelárie, oblasť výsadby a oblasť výskumu. Naším cieľom je vytvoriť základňu na Mesiaci bez znečistenia a vybudovať zariadenie na výrobu vody a kyslíka. Zložky vodíka a kyslíka v mesačnom regolite sa využívajú na získavanie kyslíka a vody a voda sa môže recyklovať pomocou čistiaceho cyklu. Zostrojili sme aj skladací solárny panel, ktorý využíva slnečnú energiu na získavanie energie potrebnej na každodenné používanie, ako aj radarové zariadenia a raketové systémy, ktoré sa dajú rozdrviť, keď sa zistí dopad meteoritu, aby sa zabránilo poškodeniu tábora meteoritom.

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

Cieľom lunárneho tábora je poskytnúť astronautom dlhodobú základňu na život a prácu na povrchu Mesiaca, aby mohli vykonávať vedecký prieskum a technologický výskum a riešiť rôzne technické problémy a problémy spojené s prežitím, ktoré vznikajú v lunárnom prostredí. Životom a prácou na Mesiaci môžu astronauti získať bohaté vesmírne skúsenosti a zručnosti. Zároveň môžu pochopiť fyzikálne a chemické vlastnosti Mesiaca, skúmať geologickú štruktúru na Mesiaci, študovať vznik a vývoj Mesiaca a hľadať zdroje vody na Mesiaci. Okrem toho zriadenie lunárnych táborov poskytuje aj možnosť pre život ľudských bytostí v budúcnosti, čo poskytuje nové podmienky a možnosti pre prežitie a rozvoj ľudských bytostí vo vesmíre v budúcnosti.

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

  • Umiestnenie: Hora Maraport neďaleko krátera Shackleton na južnom póle Mesiaca
  • Hora Maraport je väčšinu času vystavená slnečnému žiareniu a dva tesne vedľa seba umiestnené skladacie solárne panely vyrábajú nepretržitú energiu.Hora Maraport, vzdialená 116 kilometrov od krátera Shackleton, poskytuje kráteru energiu a komunikáciu.Ostatné krátery v blízkosti hory Malaport boli v hlbokom tieni a môžu obsahovať cenný vodík a iné prchavé látky. Vo výške približne 5 000 metrov by hora Maraport zabezpečovala komunikáciu v priamej viditeľnosti nad rozsiahlymi oblasťami Mesiaca, ako aj na Zem.

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.

  • Celá štruktúra nášho mesačného tábora je založená na štruktúre Eco City belgického spisovateľa Callebeaua, ktorá vyjadruje našu objaviteľskú filozofiu integrácie biomory, bioniky a informačných a komunikačných technológií. Základňa sa v podstate skladá z hlavnej riadiacej budovy, obytnej podpornej oblasti, oblasti ekologickej výsadby, vonkajšej pracovnej oblasti a bezpečnostného obranného systému. Hlavná riadiaca budova je hlavným pracovným a obytným priestorom pre astronautov. Pracovný priestor je vybavený pracovnými stanicami a ďalšou infraštruktúrou, ktorá astronautom lepšie pomáha efektívne vykonávať ich každodenné úlohy. Aby sa astronauti cítili na Mesiaci ako doma, navrhli sme pre nich individuálne priestory, ako sú kúpeľne, kuchyne a spálne. V týchto priestoroch sme postavili postele, stoly, knižnice a ďalšie zariadenia, ktoré astronautom pomôžu prispôsobiť sa životu na základni. Samozrejme, nielen to, pre našich astronautov sme navrhli aj herne, telocvične a iné miesta na zábavu, aby sme astronautom pomohli užiť si telo i myseľ, prácu i odpočinok. Nakoniec sme navrhli súbor relatívne kompletného bezpečnostného obranného systému, ktorý je monitorovaný satelitným pozorovaním a sieťou radarov s fázovanou anténou v reálnom čase, aby sme zaistili bezpečnosť základne.
    Technológia: technológia obnovy vodíka, technológia fixácie CO2, polovodičová technológia, technológia adsorpcie tlakovou hojdačkou, technológia impulznej kompresie, technológia senzorov atď.
    Materiály: uhlíkové vlákna, sklo, nehrdzavejúca oceľ, drevo, plast, železo, monokryštalický kremík, polysilikón, vlákna atď.

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

  1. Ochrana pred meteoritmi: vybudujte obranné systémy proti meteoritom. Robíme to tak, že používame sieť satelitov a sieť radarov s fázovanou anténou a skúmame všetky zrnité meteority pod viacerými uhlami, na viacerých úrovniach, a keď ich nájdeme, vyšleme signál do riadiaceho centra, ktoré vyšle signál do sila, ktoré vyšle záchytné zariadenie, aby meteorit zničilo a ochránilo náš tábor.
    Problém s radiáciou: mesačné dlaždice so štruktúrou spekanej z mesačnej pôdy, potom zostavené a postavené nad našou základňou, aby sa znížila radiácia.
    Teplotný problém: Mesačná pôda má veľmi dobrú tepelnú izoláciu a môže sa použiť ako povrchový izolačný materiál lunárnej základne. Povrch základne môže byť pokrytý vrstvou mesačnej pôdy, aby sa zabránilo nadmerným denným teplotám a nadmernému ochladzovaniu v noci.
    Hlavnými zdrojmi vody pre lunárny tábor sú inteligentná produkcia vody, polárna voda, ťažba hornín a transport zo Zeme. V záujme lepšieho využívania vodných zdrojov sme vybudovali vodné nádrže, zásobníky vody, zariadenia na získavanie vodíkových a kyslíkových iónov, skladovacie nádrže, lunárne rovery a ďalšiu infraštruktúru. Voda zo zariadenia na získavanie vodíkových a kyslíkových iónov sa bude potrubím odvádzať do nádrže a potom do zásobníka, odkiaľ bude rover prepravovať vodu získanú z polárnej roztápanej vody a rudy do zásobníka, kde sa bude čistiť zrážaním a prepravovať do zásobníka. Zásobník vody je prepojený s takmer každou jednotkou na zásobovanie celej základne vodou.

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

Voda:

Voda je zdrojom života. Aby mal náš lunárny tábor dostatok vody, navrhli sme kompletný systém zásobovania vodou. Hlavnými zdrojmi vody pre lunárny tábor sú inteligentná výroba vody, voda z polárneho topenia, ťažba z hornín a pozemská doprava. S cieľom lepšie využívať vodné zdroje sme vybudovali vodné nádrže, zásobníky vody, zariadenia na rekuperáciu vodíkových a kyslíkových iónov, skladovacie nádrže, lunárne rovery a ďalšiu infraštruktúru. Voda zo zariadenia na získavanie vodíkových a kyslíkových iónov sa bude potrubím odvádzať do nádrže a potom do zásobníka, odkiaľ bude rover prepravovať vodu získanú z polárnej roztápanej vody a rudy do zásobníka, kde sa bude čistiť zrážaním a prepravovať do zásobníka. Zásobník vody je prepojený s takmer každou jednotkou na zásobovanie celej základne vodou.

Potraviny:

V strede tábora sme zriadili kruhovú plochu na sadenie, čím sme vytvorili konštantnú teplotu prostredia v oblasti sadenia, a postavili sme police na rastliny a prístroj na detekciu hmyzu. V policiach na rastliny používame LED svetlá na podporu rastu rastlín a skrátenie ich rastového cyklu. Svetlá LED sú účinné a majú dlhú životnosť, pričom tepelný výkon je nízky. Astronauti budú najprv jesť potraviny privezené zo Zeme a po zriadení pestovateľských plôch budeme pestovať rýchlo rastúce potraviny a zeleninu, ktorá sa ľahko varí, napríklad pšenicu, paradajky, jahody, mrkvu, šošovicu, sladké zemiaky.

Výkon:

Po prvé, pomocou slnečnej energie (Mesiac nemá atmosféru a je 1,5-krát účinnejší ako na Zemi) používame skladacie zariadenia na zber slnečného svetla, ktoré zachytávajú dostupné slnečné svetlo a posielajú ho do rôznych častí tábora na nepretržitú výrobu elektriny a vody.
Druhým zdrojom je hélium 3, ktoré je prirodzene obľúbené ako jadrové palivo, ale žiaľ, tento zdroj je na Zemi príliš vzácny na to, aby sa dal použiť na výrobu jadrovej energie vo veľkom meradle. Na druhej strane, na Mesiaci je hélia-3 dostatok a podľa prieskumov na Mesiaci sa odhaduje, že jeho zásoby predstavujú viac ako milión ton. A je to zdroj, ktorý je šetrný k životnému prostrediu. Verím, že v priebehu rokov ste všetci pocítili problémy spôsobené otepľovaním klímy. Hlavným dôvodom je využívanie rôznych zdrojov uhlíka, čo má za následok uvoľňovanie čoraz väčšieho množstva skleníkových plynov do atmosféry, takže skleníkový efekt Zeme je čoraz silnejší. Hélium-3, čistý zdroj energie, nepredstavuje takýto problém, pretože nevypúšťa skleníkové plyny, ako napríklad oxid uhličitý. To má zmysel vzhľadom na naliehavú potrebu zlepšiť životné prostredie.

Vzduch:

Na výrobu kyslíka na Mesiaci možno zariadenie použiť na elektrolýzu tavenia. Táto technológia dokáže ohrievať a roztápať mesačnú pôdu alebo horninu na elektrolýzu. Kyslík sa bude uvoľňovať vo forme bublín z taveniny.
Táto technika je jednoduchá, nevyžaduje žiadne ďalšie činidlá a nezohľadňuje zhodnocovanie a recykláciu materiálov. Okrem kyslíka sa ňou dá dosiahnuť aj príprava vysoko čistého kremíka, železa a iných kovových materiálov.
Podľa Guo Linliho, výskumného pracovníka 508. inštitútu piatej čínskej astronautickej akadémie, 511. inštitút piatej čínskej astronautickej akadémie uskutočnil experimenty na výrobu kyslíka na povrchu Mesiaca pomocou platformy sondy Chang'e a malého reaktora a dosiahol určitý úspech.

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

Po prvé, organický odpad a ľudský odpad produkovaný astronautmi na Mesiaci by sa mohol v bioreaktoroch rozložiť na hnojivo, ktoré by sa potom mohlo použiť na pestovanie rastlín. Okrem toho by sa odpadová voda mohla premeniť na vodu, ktorú by astronauti mohli opätovne využívať prostredníctvom procesov úpravy, ako je reverzná osmóza a destilácia.
Po druhé, anorganický odpad a vyradené zariadenia, ktoré vyprodukovali astronauti na Mesiaci, sa dajú zhodnotiť a opätovne použiť. Napríklad vyradené zariadenia a kovové časti sa môžu spracovať na nové súčiastky a použité batérie a elektronický odpad sa môžu recyklovať. Tým sa nielen zníži tvorba odpadu, ale aj maximalizuje využitie zdrojov. A napokon, odpad, ktorý sa nedá recyklovať alebo zhodnotiť, je potrebné správne zlikvidovať. Napríklad budovaním skládok na Mesiaci, zakopávaním odpadu pod zem alebo jeho likvidáciou pomocou technológií, ako je vysokoteplotné tavenie.

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

Prostredníctvom umelých družíc môžeme komunikovať informácie medzi Mesiacom a Zemou a lunárnym táborom a prenosné batohy systému podpory života, ktoré majú astronauti pri sebe, sú vybavené vysielačkami VHF, ktoré môžu prenášať zvukové a biosenzorové údaje zo skafandrov do riadiaceho centra a potom prenášať informácie prostredníctvom umelých družíc. Prostredníctvom senzorového oblečenia, ktoré majú ľudia na sebe, môžeme nielen komunikovať, ale aj monitorovať ukazovatele fyzického zdravia každého človeka v lunárnom tábore a chrániť život a zdravie každého personálu lunárneho tábora.

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 s konceptom "ekologického mesta" sprostredkujeme svetu objavnú koncepciu integrácie biomorfizmu, bioniky a informačných a komunikačných technológií. Okolo tejto témy budú pre nás najzaujímavejšími experimentmi satelitná orbita, ekologický park atď.

Experiment s družicou na obežnej dráhe (test obežnej dráhy, komunikačný test, pozorovací test, test systému, kolízny test, test životnosti):

Zlepšenie komunikačných schopností: Výstavba komunikačných satelitov na obežnej dráhe Mesiaca môže zlepšiť komunikačné schopnosti medzi Zemou a Mesiacom a poskytnúť lepšiu komunikačnú podporu pre budúci prieskum Mesiaca a pristátie človeka na Mesiaci.
Mesačný navigačný a polohový systém: Konštrukcia navigačných satelitov na obežnej dráhe Mesiaca môže poskytnúť presné služby určovania polohy a navigácie pre sondy a astronautov na povrchu Mesiaca, podobne ako systém GPS na Zemi.
Pozorovanie a výskum Mesiaca: Výstavba pozorovacích satelitov na obežnej dráhe Mesiaca môže zabezpečiť komplexné a nepretržité pozorovanie a prieskum povrchu Mesiaca a poskytnúť dôležité údaje pre rozvoj lunárnych zdrojov a výskum životného prostredia.
Vesmírny vedecký výskum: Výstavba vedeckovýskumných satelitov na obežnej dráhe Mesiaca môže vykonávať vesmírne vedecké experimenty a výskum, ako je štúdium slnečného vetra, kozmického žiarenia, prostredia mikrogravitácie atď.
Základňa na prieskum hlbokého vesmíru: Satelity na obežnej dráhe Mesiaca môžu slúžiť ako odrazový mostík pre prieskum hlbokého vesmíru a poskytnúť dôležitú podporu pre budúci prieskum Marsu a ďalší výskum vesmíru.

V súčasnosti ľudia disponujú technológiou na vyslanie satelitov na obežnú dráhu Mesiaca. Napríklad program Apollo v Spojených štátoch a čínska sonda Chang' e úspešne vyslali sondu na obežnú dráhu Mesiaca. Hoci náklady na vyslanie družice na obežnú dráhu Mesiaca sú pomerne vysoké, očakáva sa, že náklady na vypustenie sa budú postupne znižovať s rozvojom vesmírnych technológií. Okrem toho družice na obežnej dráhe Mesiaca môžu poskytnúť dôležitú podporu pre budúci výskum a vývoj Mesiaca a investícia sa z dlhodobého hľadiska oplatí. Z praktického hľadiska má výstavba satelitov na obežnej dráhe Mesiaca zmysel. Stručne povedané, výstavba družice na obežnej dráhe Mesiaca má veľký význam a je uskutočniteľná z hľadiska technológie, hospodárnosti a praktickosti. S ďalším rozvojom vesmírnych technológií sa výstavba satelitov na obežnej dráhe Mesiaca stane v budúcnosti realitou.

Ekologický park je experiment:

Mesačný ekologický park musí vybudovať uzavretý kruhový ekosystém, ktorý bude podporovať prežitie ľudí a iných organizmov. To zahŕňa pestovanie potravín, poskytovanie kyslíka a spracovanie odpadu atď. Vybudovanie lunárneho ekosystému si vyžaduje riešenie mnohých problémov, napríklad ako pestovať plodiny v prostredí s nízkou gravitáciou na Mesiaci a ako udržať stabilitu ekosystému. Mesačný ekologický park môže slúžiť ako vedecko-výskumná základňa pre výskum lunárnej geológie, biológie a životného prostredia. Mesačný ekologický park sa zároveň môže stať základňou pre rozvoj lunárnych zdrojov a vesmírnej turistiky.

Založenie lunárneho ekologického parku je náročný a sľubný projekt, ktorý sa teší na účasť mladých ambicióznych ľudí!

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

Astronauti sú druh špeciálneho povolania, ktoré sa zaoberá vesmírnymi aktivitami vo vesmíre. Musia plniť špeciálne úlohy, ako je monitorovanie letu, prevádzka, riadenie, komunikácia, údržba a vedecký výskum v špeciálnych podmienkach prostredia, a môžu normálne žiť. To si vyžaduje, aby vykonávali prísny výcvik, aby mali vynikajúce fyzické a psychické vlastnosti, mali silnú schopnosť prispôsobiť sa špeciálnym faktorom prostredia v kozme a zvládnuť kozmickú loď a dokončiť misiu, mali by mať rôzne vedomosti a zručnosti. Obsah výcviku astronautov zahŕňa : fyzické cvičenia, vzdelávanie v oblasti teoretických vedomostí, psychologický výcvik, výcvik v oblasti vytrvalosti a adaptability na špeciálne faktory prostredia, výcvik v oblasti prežitia a výcvik v oblasti technológie kozmických lodí, výcvik v oblasti technológie leteckej medicínskej techniky, výcvik v oblasti vesmírnej vedy a aplikácie vedomostí a technológie, výcvik v oblasti prežitia a komplexný výcvik. Je tiež potrebné, aby si v stave mikrogravitácie v plávajúcom sile s nulovou gravitáciou oťukali prostredie s nízkou gravitáciou a vopred sa prispôsobili mesačnému prostrediu. S cieľom zabezpečiť, aby fyzická a psychická kvalita astronautov bola dostatočne dobrá na rýchlu adaptáciu na špeciálne prostredie, je potrebné, aby si v mikrogravitačnom stave plávajúcej kabíny s nulovou gravitáciou oťukali prostredie nízkej gravitácie a vopred sa adaptovali na lunárne prostredie. Vykonávať technický výcvik, ako je kozmická loď, aby astronauti mohli vstúpiť do niektorých výskumov a letov na Mesiaci.

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.

Na palube máme kozmickú loď Tianwen-11, ktorú nezávisle vyvinula Čína a ktorá je rozdelená na tieto tri časti:

Kapsula s ľudskou posádkou: preváža najmä niekoľko vedcov a malý počet skúseností z mesačného tábora.
Veliteľský modul: smer pohybu kozmickej lode riadi umelá inteligencia a po dosiahnutí Mesiaca hlavnou časťou zostane na obežnej dráhe Mesiaca, aby plnil kontrolnú funkciu.
Nákladný priestor: je zodpovedný najmä za prepravu predmetov potrebných pre mesačný tábor, ako aj niektorých potravín.

Na Mesiaci postavíme vlastné vozítko a prepravíme ho.

Za normálnych okolností by sme sa na Zem vrátili v pilotovanej kapsule. Na únik z Mesiaca máme systém prerušenia štartu, ktorý je určený pre núdzové situácie.
Na obežnej dráhe Mesiaca máme veliteľský modul (teda detekčnú družicu), ktorý bude meniť pohyb Mesiaca a môže monitorovať situáciu na jeho povrchu v reálnom čase. My astronauti môžeme riadiť lunárne vozidlá alebo sondy na prieskum Mesiaca podľa podmienok na povrchu Mesiaca.