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.

CX330

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



1.1 - Opis projektu

  • Rozsiahly vesmír bol vždy miestom, ktoré sme chceli preskúmať, a na Mesiaci plánujeme vybudovať základňu na vedecký výskum, aby sme preskúmali hlavné zložky mesačnej pôdy, ako aj niektoré energetické zdroje dostupné na Mesiaci. Zároveň overiť možnosť prístupu k energii v procese vedeckého výskumu.
  • Naša základňa má dve poschodia, na prvom poschodí je vedecko-výskumná časť: je tu veľké laboratórium a lekársky modul; na druhom poschodí je obytná časť: základná kuchyňa a spálňa. Astronauti musia žiť v prostredí mikrogravitácie, takže mať silné telo je nevyhnutné, zriadili sme pre nich telocvičňu na cvičenie a sú tu aj oddychové a rekreačné moduly pre astronautov, aby sa zbavili pracovného tlaku.

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

Hlavným cieľom nášho lunárneho tábora je vedecký výskum. Od dávnych čias ľudia na Mesiac umiestnili mnoho snov. Teraz nesnívame len o skúmaní Mesiaca. Mesiac je bohatý na energiu, ktorú môžeme využiť. Jedinečné nerastné zdroje a energia na Mesiaci sú tiež dôležitým doplnkom a rezervou pre zemské zdroje. Astronauti budú skúmať dostupnosť týchto zdrojov energie a vylepšovať lunárny tábor, ktorý položí pevné základy pre budúce "turistické" a "komerčné" aktivity.

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

Základňu chceme umiestniť na vrchole kopca medzi kráterom Sverdrup a kráterom Shackleton. Tu sú štyri dôvody:

  • Polárne oblasti Mesiaca sú približne 70 až 80 percent času vystavené slnečnému žiareniu, čo poskytuje dobré podmienky pre základňu solárnej energie.
  • Malý teplotný rozdiel, vhodné pre survial
  • Je tu dostatok ľadu, ktorý rieši aj problém s vodou
  • V Aitkenskej panve sa nachádza veľké množstvo ťažiteľných zdrojov

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.

  • Naša škrupina používa tri druhy kovovej zliatiny titánu, horčíka a hliníka, ktorá je odolná voči korózii a môže odolať určitému riziku meteoritov.
  • Naše základné sklo s antiradiačným sklom zabraňuje silnému žiareniu vo vesmíre.
  • Steny našej základne sú vyrobené z mesačnej pôdy, ktorá sa môže používať lokálne a má určitú izoláciu, takže astronauti môžu žiť v stálej teplote a príjemnom prostredí.
  • Technológia:
  • Pomocou technológie 3D tlače budeme automaticky vyrábať stavebné materiály z mesačnej pôdy, hornín a iných zdrojov, čím ušetríme náklady na dopravu materiálov zo Zeme na Mesiac.
  • Na prezentáciu niektorých technologických výdobytkov používame aj holografickú projekciu.
  • Aké materiály si priniesť:
  • Potraviny: Astronauti potrebujú dostatok potravy na udržanie svojho fyzického zdravia a duševného stavu.
  • Komunikačné a navigačné zariadenia: Astronauti musia byť v kontakte so Zemou a ostatnými astronautmi a potrebujú presné navigačné vybavenie, aby našli svoj cieľ.
  • Nástroje a vybavenie: Astronauti potrebujú nástroje a vybavenie na plnenie úloh a opravu zariadení.
  • Osobné ochranné prostriedky: Astronauti potrebujú vhodné osobné ochranné prostriedky, aby sa chránili pred mesačným prostredím.

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

  • Z hľadiska vedy a techniky využívame radarové monitorovanie na predpovedanie príchodu prírodných katastrof, ako sú napríklad meteority, aby sme sa mohli vopred pripraviť. Máme aj mechové roboty, ktoré monitorujú základňu počas celého dňa a upozorňujú posádku na hroziace nebezpečenstvo.
  • Naša škrupina používa tri druhy kovovej zliatiny titánu, horčíka a hliníka, odoláva tvrdej korózii a môže odolať určitému riziku meteoritov.
  • Sklo plášťa našej základne využíva sklo proti žiareniu, aby sa zabránilo silnému žiareniu vo vesmíre.
  • Steny našej základne sú vyrobené z mesačnej pôdy, ktorá sa môže používať lokálne a má určitú izoláciu, takže astronauti môžu žiť v stálej teplote a príjemnom prostredí.

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

Voda:V auguste 2018 NASA potvrdila prítomnosť vodného ľadu v povrchových vrstvách pólov Mesiaca, ktorého celková hmotnosť by mohla byť viac ako 600 miliónov ton. Dňa 26. októbra 2020 NASA potvrdila, že voda sa nachádza aj v častiach Mesiaca, ktoré sú osvetlené slnečným svetlom, takže by sa spočiatku mohla využívať. Mesačný ľad sa zbiera pomocou roveru a filtruje sa na požadovanú úroveň. A systém na recykláciu vody. Naša čínska vesmírna stanica recykluje 93 percent svojej vody.
Potraviny:Vezmite si nejaké vesmírne potraviny a semená zeleniny a ovocia a môžete začať so zeleninou, ktorá sa dá prežiť, ako napríklad zemiaky, a potom vypestovať ekosystém. Keď ovocie a zelenina dozrejú, semená môžete pozbierať a znovu zasadiť. Vytvoriť umelé mäso pomocou bunkových kultúr a tkanivového inžinierstva, ktoré umožní živočíšnym bunkám, aby sa samy množili v laboratóriu.
Energia:Pól Mesiaca je pod slnečným svetlom približne 70 až 80 percent času, takže na výrobu elektriny používame technológiu solárnej energie. Máme dva druhy solárnych panelov, jeden z nich je skladací solárny panel, ktorý sa dá stiahnuť, aby sa nepoškodil pri zlom počasí. Druhým je premeniť okná na priehľadné solárne panely, čo je priestorovo úsporné a estetické.
  Vzduch:Podľa výskumov je na Mesiaci skutočne veľa kyslíka, ale nie je v plynnej forme. Namiesto toho je uväznený vo vrstve hornín a jemného prachu, ktorý pokrýva povrch Mesiaca. Počet kyslíkových prvkov v mesačnej pôde dosiahol 40% a viac ako 99,9% mesačných plání a vysočín obsahuje kyslíkové prvky. A na povrchu je dostatok kyslíka na to, aby uživil približne 8 miliárd ľudí na Zemi počas 100 000 rokov. Takže na získavanie kyslíka z mesačnej pôdy používame elektrolýzu taveniny.

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

Recyklácia: Jedným z najdôležitejších spôsobov nakladania s odpadom je čo najviac recyklovať. To zahŕňa recykláciu vody, potravín a iných materiálov. Náš stôl dokáže zvyšky jedla premeniť na elektrinu a opätovne ich použiť.
Spaľovanie: Niektoré druhy odpadu si môžu vyžadovať spaľovanie, aby sa znížila ich hmotnosť a objem. V lunárnych táboroch by sa mohli nainštalovať spaľovacie systémy na spaľovanie odpadu a jeho premenu na popol, ktorý sa dá bezpečne uskladniť.
Kompost: Organický odpad možno kompostovať a vytvoriť tak pôdu bohatú na živiny. Mesačný tábor bude mať pravdepodobne kompostovací systém, ktorý využíva baktérie na rozklad organického odpadu na kompost, ktorý sa môže použiť na pestovanie rastlín.
Skladovanie: Odpad, ktorý sa nedá recyklovať, spáliť alebo kompostovať, je potrebné uskladniť. V lunárnych táboroch môžu byť špeciálne kontajnery na bezpečné uskladnenie odpadu, kým ho nebude možné dopraviť späť na Zem.

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

Mesačné satelity: Na Mesiaci môžu obiehať satelity, ktoré prenášajú komunikačné signály medzi lunárnym táborom a Zemou. To by umožnilo komunikáciu medzi Mesiacom a Zemou v reálnom čase.
Pozemné antény: Mesačné tábory môžu na komunikáciu so Zemou používať pozemné antény. Tieto antény musia byť strategicky umiestnené, aby sa zabezpečila spoľahlivá komunikácia.
Rádiofrekvenčná (RF) komunikácia: Na prenos údajov medzi lunárnymi tábormi a Zemou sa môže použiť rádiofrekvenčná komunikácia. To by si vyžadovalo použitie špecializovaného zariadenia na vysielanie a prijímanie RF signálov.
Laserová komunikácia: Laserová komunikácia je ďalšou možnosťou prenosu údajov medzi lunárnym táborom a Zemou. Na prenos údajov na veľké vzdialenosti pri vysokých rýchlostiach by sa použili lasery.
Interbase komunikácia: Ak existuje viacero lunárnych základní, bude potrebná komunikácia medzi nimi. Túto komunikáciu možno uskutočniť rovnakým spôsobom ako komunikáciu na Zemi.

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.)

Geológia: Mesiac je geologicky rozmanitý a zložitý svet. Vedci môžu pomocou experimentov skúmať vlastnosti povrchu Mesiaca, jeho mineralógiu a geologickú históriu. To môže zahŕňať vŕtanie do povrchu Mesiaca s cieľom študovať vzorky jadier, analyzovať zloženie hornín a pôdy a vytvoriť geologickú mapu Mesiaca.
Prostredie s nízkou gravitáciou: Prostredie s nízkou gravitáciou na Mesiaci predstavuje jedinečné výzvy a príležitosti pre vedecký výskum. Výskumníci môžu skúmať účinky nízkej gravitácie na ľudskú fyziológiu, rast rastlín a vedu o materiáloch. Experimentálne možno napríklad skúmať rast rastlín v nízkej gravitácii a správanie materiálov v nízkej gravitácii.
Biológia: Mesiac by tiež mohol byť cennou platformou pre štúdium vzniku života a biologickej evolúcie. Môžu sa tu vykonávať vedecké experimenty na štúdium správania mikroorganizmov v prostredí s nízkou gravitáciou alebo na skúmanie účinkov žiarenia na organizmy.
Technológie a robotika: Mesiac by mohol byť ideálnym miestom na testovanie nových technológií a robotov na prieskum vesmíru. Mohli by sa tu vykonávať experimenty na testovanie nových skafandrov, roverov a iných zariadení určených pre prostredie s nízkou gravitáciou. Robotika sa môže použiť na skúmanie povrchu Mesiaca a vykonávanie vedeckých experimentov.
Astronómia: Mesiac je vynikajúcou platformou na pozorovanie vesmíru, pretože nemá atmosféru a má nízku úroveň svetelného znečistenia. Vedci môžu vykonávať astronomické pozorovania a experimenty na štúdium vesmíru vrátane štúdia kozmického žiarenia a hľadania tmavej hmoty.

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

Fyzická zdatnosť: Astronauti musia byť vo výbornej fyzickej kondícii, aby vydržali náročné podmienky vesmírneho letu a mesačného prostredia. Tréningový program by zahŕňal fyzické cvičenia, vytrvalostný tréning a kardiovaskulárne cvičenia, ktoré by astronautom pomohli vybudovať si silu, vytrvalosť a flexibilitu.
Prevádzka kozmickej lode: Astronauti musia ovládať kozmickú loď, ktorá ich dopraví na Mesiac a späť. Výcvikový program by mal zahŕňať všetky aspekty prevádzky kozmickej lode vrátane štartu, pristátia a návratu.
Mimovesmírna aktivita (EVA): Misia na Mesiac by si vyžadovala, aby astronauti vykonávali EVA na preskúmanie povrchu Mesiaca a vedecké experimenty. Výcvikový program by zahŕňal postupy EVA, napríklad ako používať skafander, ako sa pohybovať v prostredí s nízkou gravitáciou a ako vykonávať experimenty na povrchu Mesiaca.
Mesačná geológia: Pochopenie lunárnej geológie je nevyhnutné pre vedecký výskum na Mesiaci. Vzdelávací program by mal zahŕňať základy lunárnej geológie vrátane vzniku Mesiaca, zloženia jeho hornín a pôdy a geologických vlastností mesačného povrchu.
Plánovanie misií: Astronauti musia byť schopní naplánovať a uskutočniť úspešnú misiu. Výcvikový program by mal zahŕňať všetky aspekty plánovania misie vrátane cieľov misie, časového harmonogramu a plánov pre nepredvídané udalosti.
Komunikácia: Komunikácia je počas vesmírnych misií veľmi dôležitá. Výcvikový program by zahŕňal komunikačné cvičenia, pri ktorých by astronauti cvičili komunikáciu s riadením misie a medzi sebou navzájom.
Psychologická príprava: Život a práca vo vesmíre počas dlhšieho obdobia môžu byť psychicky náročné. Výcvikový program by zahŕňal psychologickú podporu a výcvik, ktoré by astronautom pomohli zvládnuť stres z vesmírneho letu.

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.

Lunárny modul: Lunárny modul je potrebný na prepravu astronautov a vybavenia z obežnej dráhy Mesiaca na jeho povrch. Pristávací modul musí byť schopný bezpečne pristáť na povrchu Mesiaca a opäť vzlietnuť, aby sa mohol vrátiť na obežnú dráhu Mesiaca.
Engineering Rover: Na prieskum povrchu Mesiaca a zber vzoriek je potrebný rover. Rover musí byť schopný prekonávať členitý, skalnatý mesačný terén a pracovať v drsnom mesačnom prostredí.
Space Launch System: Vypustenie kozmickej lode zo Zeme a jej umiestnenie na obežnú dráhu Mesiaca si vyžaduje kozmický štartovací systém.
Vstupné vozidlo: Na bezpečný návrat astronautov a vzoriek na Zem je potrebné návratové vozidlo. Návratové vozidlá musia byť schopné odolať teplu a tlaku pri návrate do atmosféry Zeme.