odkrivanje interaktivne slike

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galerija projektov

 

V igri Moon Camp Pioneers je naloga vsake ekipe, da s pomočjo izbrane programske opreme 3D-oblikuje celoten lunin tabor. Razložiti morajo tudi, kako bodo uporabili lokalne vire, zaščitili astronavte pred nevarnostmi v vesolju ter opisali bivalne in delovne prostore v svojem luninem taboru.

Epovator

Šanghaj Qingpu višja srednja šola  Shanghai-Qingpu    Kitajska 16   6 / 2 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Ime ekipe smo določili kot Epovator, kar je kombinacija dveh besed epoha in inovator, kar pomeni era inovator. Naš lunin tabor smo poimenovali "SECOND FOUNDATION". Izvira iz Asimovove slavne znanstvene fantastike "Foundation". Ne gre le za spomin na velikega pisatelja, ki je prispeval k človeški literaturi in znanosti, temveč tudi za izraz naše odločenosti, da raziščemo Luno: Na Luni želimo zgraditi drugo domovino, v kateri se bo človek lahko naselil in jo uporabljal kot tranzitno postajo za človeško raziskovanje vesolja. Iz varnostnih razlogov je glavnina tabora zgrajena v jami lave, na površini Lune pa so postavili le potrebno opremo za odkrivanje in komunikacijsko opremo. Uporabili smo minimalistični slog dekoracije, ki ustreza prihodnjim modnim trendom. Na lupini baze je podoba metulja, ki izraža našo ljubezen do zemeljskega naravnega okolja. Poleg tega je metulj v tradicionalni kitajski kulturi simbol lepote in svobode, znan kot "leteče cvetje". V barvni shemi sta uporabljeni modra in jesenska rumena barva Heung. V skladu s kitajsko klasično estetiko.

1.2 - Zakaj želite zgraditi lunin tabor? Razložite glavni namen vašega luninega tabora (na primer znanstveni, komercialni in/ali turistični nameni).

Cilj našega tabora na Luni je omogočiti znanstvenikom, da na Luni dolgo časa izvajajo znanstvene raziskave, raziskovanje na prostem in nadaljnje raziskovanje vesolja. V taboru so laboratoriji za vzrejo rastlin in vesoljski laboratoriji za raziskovanje genetskih težav rastlin in učinkov različnih kozmičnih žarkov na rastline, analizo materialov lunarne zemlje, fizikalne in kemične poskuse v okoljih z nizko gravitacijo ter nadaljnje raziskovanje vesolja. Poleg tega naj bi tabor prevzel tudi vodilno vlogo pri reševanju problema dolgoročnega življenja ljudi na Luni. Zato. Za zadovoljevanje materialnih in duhovnih potreb ljudi v oddaljenem okolju smo vzpostavili območje za kroženje, območje za zabavo, bivalno območje, območje za sajenje in vzgojo.

2.1 - Kje želite zgraditi svoj Moon Camp? Pojasnite svojo izbiro.

V lavni cevi v bližini starodavnega vulkanskega območja Mount Marius. Gre za geološko strukturo, ki se naravno oblikuje v toku lave in je podobna cevi. Njeno ohišje ne more imeti le vloge ohranjanja toplote, temveč lahko postane tudi naravna zaščitna naprava, saj je zelo trdo. Notranji del lahko zagotovi preživetje življenja. Premer vhoda je približno 65 metrov, 50 metrov pod vhodom pa je skoraj navpična vodoravna jama, ki se vije navzdol in se razteza na obe strani. Notranji prostor je po podatkih zelo velik. V dolžino se razteza 50 kilometrov, ustrezne analize pa kažejo, da je v notranjosti lahko razmeroma redek zrak. To ne bo pomagalo le pri projektu gradnje temeljev, temveč tudi pri reševanju težav z dihanjem astronavtov v bazi.

2.2 - Kako nameravate zgraditi svoj Moon Camp? Razmislite, kako lahko izkoristite naravne vire Lune in katere materiale boste morali prinesti z Zemlje. Opišite tehnike, materiale in svoje oblikovalske odločitve.

Tabor naše ekipe je bil zgrajen v lavni cevi v bližini starodavnega vulkanskega območja "Mount Marius" in je bil razdeljen na notranje stavbe v lavni cevi in zunanje stavbe okoli odprtine lavne cevi. Glavni gradbeni material prvega je "lunin beton", pomešan z lokalno pridobljeno lunino zemljo in urinom, drugi pa temelji na "luninem betonu" s silicijevo magnezijevo aluminijevo zlitino kot zaščitnim slojem stavbe. Omeniti velja, da je vse te materiale mogoče pridobiti na Luni, s čimer se prihranijo stroški prevoza materialov med Zemljo in Luno.

Postopek betonske gradnje je razdeljen na tri korake: najprej bo na Zemlji izdelana serija zelo zahtevnih natančnih instrumentov, ki bodo nato neposredno izstreljeni na Luno; v drugem delu bo s tehnologijo 3D tiskanja zgrajena glavna struktura tabora, pri čemer bo kot surovina uporabljen "lunin beton". Tretji korak je uporaba obstoječih mineralov na Luni (Si, Al, Mg, Ti, Fe itd.) za dokončanje zaščitnega sloja površinske zgradbe in gradnjo drugih objektov znotraj zgradbe.

2.3 - Kako vaš lunarni tabor varuje astronavte in jim zagotavlja zavetje pred ostrim okoljem na Luni?

Kot odgovor na problem udarcev meteoritov je naprava za varovanje luninega površja opremljena z laserskim orožjem, ki lahko učinkovito razbije velike meteorite in odpravi njihovo grožnjo luninim taborom. Ker je taborišče skoraj v celoti v lavinskih ceveh, potrebni objekti in oprema za astronavte pa so pod površjem Lune, manjši udar meteorita ne bo predstavljal večje nevarnosti za taborišče.
Kar zadeva problem kozmičnih žarkov in drugih sevanj, ima sama lavna cev močno sposobnost zaščite pred sevanjem. Vendar je, kot je navedeno v prejšnjem vprašanju, iz varnostnih razlogov steni lavne cevi dodana tanka stena iz materiala iz silicijeve magnezijeve aluminijeve zlitine, da se še izboljša učinek zaščite pred sevanjem in okrepi odpornost luninega tabora.
Ker je Luna neenakomerno segreta in na njej skoraj ni atmosfere, bodo na vhodu v lunino taborišče dvoplastna vrata, ki bodo zagotavljala stabilen zračni tlak in uhajanje toplote. V notranjosti je vzpostavljen obtočni sistem, ki vzdržuje relativno konstantno atmosfero, tlak in temperaturo. V bazi je naprava za spremljanje sestavin zraka, če je nenormalno, se lahko učinkovito filtrira aktivno oglje in zeolit ter drugi materiali, ki čistijo zrak.

V oporišču je zdravniški center za astronavte, ki se lahko poškodujejo pri delu. Na voljo so rentgenski aparati, aparati za magnetno resonanco in druga oprema za testiranje, pa tudi zdravila proti bolečinam, igle in druga preprosta medicinska oprema, s katero se lahko spoprimejo z nepričakovanimi situacijami. Hkrati lahko komunikacijski sistem med mesecem in zemljo v bazi zagotavlja takojšnjo komunikacijo in stik s strokovnjaki na Zemlji pri zdravstvenih težavah, s katerimi se astronavti ne morejo spopasti.

3.1 - Kako bo vaš tabor na Luni astronavtom zagotovil trajnostni dostop do osnovnih potreb, kot so voda, hrana, zrak in energija?

Voda: Na površini Lune je veliko sladke vode. Tabor je opremljen z bioničnim luninim roverjem, ki lahko zajame lunin led in ga prepelje nazaj v bazo. Medtem se lahko destilacija s kompresijo pare v taboru uporablja za čiščenje urina, membranski procesor z reverzno osmozo pa za čiščenje vode, ki nastane pri transpiraciji rastlin na območjih rasti, sanitarne odpadne vode in luninega vodnega ledu za preživetje ljudi.

Hrana: Na začetku svojega obstoja so astronavti jedli vakuumsko zaprto hrano, ki so jo prenesli z Zemlje. Ko so pridelki v rastlinskem parku zreli, lahko pripravijo jedi po zdravih receptih, kot so sadje, ki vsebuje prehranske vlaknine, zelenolistna zelenjava, bogata z vitamini, stročnice z veliko beljakovinami. Poleg tega v taboru gojijo tudi glive Tenebrio molitor, ki se prehranjujejo z rastlinami na območju gojenja. Zagotavlja lahko bogate beljakovine, ki lahko po ustrezni obdelavi rešijo problem mesa v kasnejšem obdobju.

Zrak: V zraku je vzpostavljen temeljit sistem kroženja in filtriranja zraka. Kisik se proizvaja na dva glavna načina. Sprva so astronavti za proizvodnjo velikih količin kisika kurili natrijev klorat v prahu, ki so ga prenesli z Zemlje. Ko se s sistemom za recikliranje vode pridobi velika količina tekoče vode, se lahko kisik zagotovi z elektrolizo vode.

Električna energija: Dva glavna načina proizvodnje električne energije sta fotovoltaična in toplotna proizvodnja električne energije. Sončni paneli so nameščeni po kampu, da absorbirajo sončno sevanje; glavno gorivo za proizvodnjo toplotne energije so gospodinjski odpadki in vodik, pridobljen z elektrolitsko reakcijo vode. Hkrati sta tekaška steza in kolo na športnem območju obremenjena z manjšo opremo za proizvodnjo električne energije. Vsa energija se bo koncentrirala na plošči za shranjevanje v osrednji nadzorni sobi za racionalno načrtovanje virov.

3.2 - Kako bo vaš tabor na Luni ravnal z odpadki, ki jih bodo ustvarili astronavti na Luni?

Izločki: Zbrali bomo metan, ki nastaja pri fermentaciji izločkov astronavtov, in sečnino, ki nastaja v urinu v procesu destilacije s kompresijo pare, za proizvodnjo energije iz bioplina ali regeneracijo vodnih virov.

Odpadki iz dihal: Pri izdihanem ogljikovem dioksidu se najprej absorbira in koncentrira z uporabo trenutno razvite tehnologije trdnih aminov, nato pa se delno vnese v območje sajenja za fotosintezo. Preostali del sodeluje v redukcijski reakciji metanacije za nastanek metana in vode, ki se nato ponovno elektrolizira, da se doseže regeneracija kisika.

Papirnati odpadki: V kampu uporabite predelovalnik odpadnega papirja za predelavo recikliranega papirja.

Drugi odpadki: Za zaščito vesoljskega okolja se odpadki, kot so plastični izdelki, v taboru ne bodo odvajali v vesolje, temveč se bodo shranjevali centralizirano, stisnili v vakuum in sežgali, ko se bo vesoljsko plovilo vrnilo v atmosfero.

3.3 - Kako bo vaš lunarni tabor vzdrževal komunikacije z Zemljo in drugimi lunarnimi bazami?

Odločili smo se, da bomo uporabili relejni satelit "Queqiao", ki deluje v orbiti translacijske točke L2 med Zemljo in Luno, za posredovanje signala za dokončanje komunikacije med Zemljo in Luno, kar je omogočilo dobro pokritost signalov. Za komunikacijo med luninimi bazami bo uporabljena radijska komunikacija UHF, saj bo velika količina luninega prahu motila prenos signala, medtem ko imajo signali, ki se oddajajo iz frekvenčnega pasu UHF, močno penetracijo in nanje manj vplivajo podnebne spremembe. Tehnologija terminalov je razvita in lahko olajša komunikacijo na površju Lune. Hkrati lahko uporabimo tudi Micius, prvi kitajski satelit za kvantne znanstvene eksperimente v vesolju. Z njim lahko presežemo mejo razdalje in uresničimo komunikacijo med Luno in Zemljo s kvantno komunikacijsko tehnologijo. Zaradi prepletenega stanja kvantne komunikacije lahko ne le dodatno zagotovi takojšnjo komunikacijo, temveč tudi varnost informacij.

4.1 - Na katero znanstveno temo (teme) bi se osredotočila raziskava v vašem luninem taboru? Razložite, katere poskuse nameravate izvajati na Luni (na primer na temo geologije, okolja z nizko gravitacijo, biologije, tehnologije, robotike, astronomije itd.)

Glavna tema in raziskovalni poudarek našega tabora je, kako rešiti dolgoročno preživetje ljudi v okolju z nizko gravitacijo. Da bi to dosegli, je naš kamp opremljen z različno vrhunsko in sofisticirano opremo za izvajanje znanstvenih raziskav z različnih vidikov in področij. Na področju geologije je naša baza opremljena z detektorjem sestave lunarne zemlje in napravo za elektronsko mikroskopijo za poglobljene raziskave razpoložljivih materialov na Luni. Lunino zemljo poskušamo uporabiti tudi kot material za 3D-tiskanje, da bi prihranili drage stroške prevoza gradbenih materialov. Kar zadeva kemično energijo, ima baza majhno napravo za vakuumsko centrifugiranje za preučevanje vpliva centrifugalnega gibanja na učinkovitost elektrolitskih reakcij v lunarnem okolju z nizko gravitacijo. To pomaga izboljšati energetsko učinkovitost in postavlja temelje za dolgoročno bivanje ljudi v prihodnosti. Kar zadeva biologijo, so na voljo ne le sadilna območja za preučevanje rasti zemeljskih pridelkov v luninih tleh, temveč tudi profesionalni biološki gojitveni poskusni boksi za gensko spreminjanje in cepljenje v edinstvenem okolju z nizko gravitacijo na Luni, da bi se prilagodili sadilnemu okolju luninih tal. Te študije pomembno vplivajo na raziskovanje vesolja v prihodnosti. Kar zadeva astronomijo, astronomski teleskop v našem taboru izkorišča ugodne pogoje na Luni, saj ima manj motenj, stabilnejše okolje, priročnejši prenos podatkov in daljši čas neprekinjenega zaznavanja. Verjamemo, da nam bo uporaba teleskopa v našem taboru pomagala pri raziskovanju prostranega vesolja.

5.1 - Kaj bi vključili v program usposabljanja astronavtov, da bi jih pripravili na polet na Luno?

Trening vzdržljivosti in prilagodljivosti pri prekomerni telesni teži. Njegov cilj je omogočiti astronavtom, da prenesejo velike preobremenitve in ostanejo budni med vzpenjanjem in spuščanjem vesoljskega plovila;

trening vestibularnih funkcij. Uporablja se predvsem za trening vestibularne funkcije astronavtov, izboljšanje stabilnosti vestibularne funkcije in preprečevanje nastanka vesoljske bolezni;
Usposabljanje za udarce pri pristanku. Simulirajte okolje udarca vesoljskega plovila, ki se vrača na Zemljo, da bi okrepili odpornost astronavtov na udarce in preučili različne zaščitne ukrepe.
Usposabljanje z nevtralnim vzgonskim tankom. Zagotoviti astronavtom simulirano vadbeno okolje v breztežnosti, ki je primerno za usposabljanje astronavtov za zunajtežnostne dejavnosti, zlasti za zunajtežnostne dejavnosti, kot so zunajtežnostna hoja, zunajtežnostna montaža in vzdrževanje;
Usposabljanje za odhodne dejavnosti. Teoretično učenje je združeno s praktičnim usposabljanjem za delo, ki vključuje tako usposabljanje za posamezna opravila kot tudi usposabljanje za programe, kot so simulacija programa za usposabljanje za izhod iz kabine, usposabljanje za virtualno resničnost ter usposabljanje za prepoznavanje napak, presojo in obdelavo.
Usposabljanje o psihološki kakovosti je razdeljeno na štiri dele. Prvi del je celovito usposabljanje, ki v glavnem usposablja psihološko stabilnost astronavtov v slabem okolju; drugi del je strokovno psihološko usposabljanje, namenjeno blaženju negativnih čustev, kot so nervoza, razdražljivost in tesnoba; tretji del je usposabljanje o psihološki združljivosti, ki izboljša tiho razumevanje med astronavti za boljše opravljanje dela; četrti del je usposabljanje o podobah, ki astronavtom omogoča simulacijo vseh operacij procesa pristanka na Luni v sproščenem stanju, da bi zmanjšali napake pri resničnem procesu delovanja in povečali varnost.

5.2 - Katera vesoljska vozila bo potrebovala vaša prihodnja misija na Luno? Opišite vozila, ki jih najdete v svojem Moon camp, in razmislite, kako boste potovali na Zemljo in z nje ter raziskovali nove destinacije na površju Lune.

Zdaj se razvija težka nosilna raketa Kitajske Ljudske republike Kitajske nove generacije Long March-9, ki lahko v bližnji prihodnosti v celoti zadovolji potrebe lunarnega raziskovanja s človeško posadko do Lune in nazaj.

Vozilo v luninem taboru je bil rover, ki ga je zasnovala moja ekipa. Vozilo kot glavni vir energije uporablja sončno energijo, kot pomožni vir energije pa bioplin, ki nastaja iz gospodinjskih odpadkov v taboru. Ima zagotovljen doseg in precejšnjo prevozno zmogljivost.

Nove destinacije za raziskovanje luninega površja so namenjene raziskovanju več luninih lavnih cevi in oddaljene strani Lune. Lunina lavna cev je idealen kraj za gradnjo lunine baze v prihodnosti in ima veliko vrednost za človeško raziskovanje. Tudi oddaljena stran Lune, ki je manj raziskana, je vredna novega cilja.

Drugi projekti: