moon_camp
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.

Moon Utopia

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kitajska 19   5 / 3 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Ime naše baze je Moon Utopia. Baza je izpostava, zgrajena na Luni, ki se ukvarja z znanstvenimi raziskavami, proizvodnjo, življenjem in razvojem novih industrij. Namen baze je zagotoviti praktične izkušnje za obsežno priseljevanje ljudi na Luno, da bi si v prihodnosti zgradili nov dom. Oblika utopije nam lahko v zaprtem življenjskem okolju luninega taborišča pomaga zagotoviti veliko idej glede družbene delitve dela, varnosti virov in zadovoljevanja potreb osebja. Naša baza bo astronavtom, ki delajo na Luni, zagotovila vire, ki jih potrebujejo za dobro življenje, in jim še naprej zagotavljala dodatna sredstva za potrebe vrhunskih znanstvenih raziskav, hkrati pa jih ohranjala v dobrem zdravstvenem stanju. Za človekovo boljše raziskovanje Lune, za človekovo iskanje novega doma, ki bo zagotovil več idej.

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

Glavni namen lunarnega tabora, ki ga je zgradila naša skupina, je zagotoviti praktične izkušnje za obsežno selitev ljudi na Luno v prihodnosti, da bi zgradili nov dom, poleg nekaj potrebne opreme za vsakdanje življenje pa je naša skupina med gradnjo dosegla tudi znanost in turizem. Vzpostavljena je bila vrsta znanstvenih raziskovalnih, zabaviščnih in drugih prostorov, da bi zagotovili normalno življenje ljudi na Luni in nato oblikovali lunarno mesto.

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

Tabor na Luni nameravamo zgraditi v bazenu Aitken v bližini južnega pola Lune, saj se nahaja na hrbtni strani Lune kot ogromen krater, teren je raven in primeren za človeške dejavnosti, poleg tega je na območju stalne sence v bližini južnega pola vodni led, ki je bogat z vodnimi viri. Svetlobe je dovolj in v ekstremnih dnevnih pogojih jo lahko sonce neprekinjeno obseva mesec dni, kar zagotavlja dobro okolje za zbiranje sončne energije. Južni pol Lune je gorat, učinkovitost fotoelektrične pretvorbe sončnih kolektorjev, nameščenih na gorah, pa je višja kot na ravnih površinah.

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.

Naš Moon Camp ima potopljeno polzemeljsko strukturo. Na podlagi prednosti same Lune lahko nekatere velike kraterje neposredno spremenimo v našo lunarno bazo. Način izvedbe je v glavnem izveden z inteligentnimi roboti, njegove funkcije pa so predvsem naslednje: prenašajo materiale in težke predmete, potrebne za gradnjo, ter urejajo videz lunine baze. Za materiale, potrebne za gradnjo, uporabljamo lunarno zemljo kot glavni material in visoko trdne materiale, kot so steklena vlakna in penasto jeklo, pripeljane z Zemlje, kot dodatne materiale za gradnjo naše lunarne baze. Lunina zemlja se lahko uporablja za ohranjanje toplote, preprečevanje kozmičnih žarkov, sončnega vetra in meteoritov Udarec lahko poveča trdoto, hkrati pa se upira kozmičnemu sevanju. Steklena vlakna se lahko iz lunine zemlje kot surovine žgejo v steklo in nato izvlečejo v staljenem stanju pri visoki temperaturi. Ima visoko trdnost, velik modul, dobro odpornost proti udarcem in kemijsko stabilnost. Dobra zmogljivost, odpornost na visoke temperature itd. metoda priprave vzorca stekla je tehtanje, mešanje in popolno mletje surovin v skladu z zasnovo formule stekla, nato pa se prašek surovine vstavi v platinski oltar in stopi v visokotemperaturni odporni peči.

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

Lunarne opeke Za gradnjo lunarne baze na površini Lune boste potrebovali veliko opek. Lunina zemlja je sestavljena iz edinstvene mešanice silicijevega dioksida in spojin, ki vsebujejo železo. Te mešanice je mogoče z mikrovalovno energijo stopiti v stekleno trdno snov. Mehanske lastnosti luninega stekla so dobre.
Luno beton je polimerni gradbeni material, ki je v notranjosti prevlečen z epoksidno prevleko, da postane zrakotesen. Za izdelavo betona se uporabljajo kamenje, prah in vremensko spremenjena zemlja na Luni. Nastane iz luninega zgornjega sloja zemlje in ima naslednje prednosti.
(1) Ne vpliva na spremembo temperature +120 ° C ~ 150 ° C.
(2) lahko absorbira žarke gama;
(3) na njegovo celovitost ne vpliva dolgotrajna izpostavljenost vakuumu.
Tehnologija 3D tiskanja, zrela tehnologija, preprosta in priročna, poceni in učinkovita. Hiše in strukture je mogoče 3D-tiskati tudi na Luni. Takšne hiše in strukture se lahko zgradijo z luninim regolitom in uporabijo kot lunarna baza. Iz luninega regolita se natisnejo hiše, ki lahko izolirajo sevanje in vzdržujejo temperaturo.
Tehnologija 3D-tiskanja za sintranje luninega prahu uporablja mikrovalovno sevanje z nizko močjo in temperaturo približno 1500 vatov. Lunin prah se segreje na 1200 °C ~ 1500 °C, kar je malo pod temperaturo taljenja, pri čemer se prah z nanodelci zlije v trdno snov, podobno keramiki. Za 3D-tiskanje ni potreben prevoz lepilnih materialov z Zemlje.

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

1. Uporaba lunarnih mineralov, ki vsebujejo kisik, za proizvodnjo kisika in situ je namenjena zmanjšanju stroškov gradnje lunarne baze (kisik).

(1) Vodik je redukcijsko sredstvo, primerno za posebne okoljske razmere na Luni, ki ga je mogoče pridobiti neposredno iz vodika iz sončnega vetra v luninih tleh.

(2) Ilmenit v lunarni zemlji je prednostni mineral za redukcijsko reakcijo, katerega prednosti so enostavno sortiranje, redukcija, nizka reakcijska temperatura in visok izkoristek kisika.

2.Zagotavljanje hrane za astronavte z recikliranjem odpadkov in sajenjem zelenjave v bazi

(1) Baza je razmeroma omejen prostor. Odpadke, ki jih ustvarijo astronavti, ki živijo v lunarni bazi, je treba zbrati in predelati. Reciklirale se bodo stvari, ki se lahko reciklirajo na vesoljski postaji, kot so ostanki hrane, iztrebki in druga neuporabljena hranila ter energija in voda, ki se bodo reciklirali. Na postaji so tudi območja za gojenje rastlin, ki se lahko uporabijo za oskrbo z zelenjavo, ki jo potrebujejo v taboru.

3.Uporaba lunine zemlje brez dodatkov kot infrastrukturnega materiala (vira) na površju Lune

(1) Količina zemlje in kamenja, potrebna za gradnjo lunarne baze, je ogromna, stroški prevoza pa nesprejemljivi, zato se uporablja lunarna zemlja brez dodatkov.

(2) Enkratno brizganje je očitno bolj primerno za avtomatizirano delovanje kot vgradnja sestavnih delov.

4.Zbiranje polarnega ledu (vode) na Luni

(1) Objektiv se uporablja za zbiranje toplote za taljenje polarnega ledu in zbiranje vode.

(2) Robotski laser segreva polarni led in zbira vodo.

(3) Vodik reagira s kisikom, pri čemer nastane voda.

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

Za astronavte, ki živijo v procesu obdelave odpadkov, smo razdeljeni na fazo razvrščanja, fazo predobdelave in fazo obdelave. Prva je faza razvrščanja, v kateri se odpadki razvrstijo na tekoče odpadke, trdne odpadke in kuhinjske odpadke, druga pa je faza predhodne obdelave, v kateri je treba trdne odpadke predhodno obdelati, preden jih je mogoče celovito uporabiti in obdelati za nadaljnjo obdelavo. Predobdelava vključuje predvsem presejanje, drobljenje, stiskanje in druge postopke. Kuhinjski odpadki se izločijo, zdrobijo, posušijo in predelajo v RDF (Refuse Derived Fuel) ali stisnejo v palice. Zadnja faza je faza obdelave, kjer se tekoči odpadki klorirajo z belilnim prahom, kuhinjski odpadki in trdni odpadki pa se sežgejo, pri čemer se toplota iz sežiga uporabi za proizvodnjo električne energije.

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

V središču našega lunarnega tabora je velik "podatkovni stolp", podatkovni signal, ki ga pošlje "nadzorna platforma", pa sprejme satelitski rele, nato pa pošlje signal zemeljski postaji na Zemlji ali drugim lunarnim bazam, zemeljska postaja in druge baze sprejmejo signal in ga nato posredujejo "nadzorni platformi" v baznem centru, tako da lahko lunarni tabor brezžično komunicira s tlemi na Zemlji in drugimi lunarnimi bazami.

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.)

V našem lunarnem taboru bo v središču naših raziskav okolje z nizko gravitacijo. Mikrogravitacijsko okolje lahko uporabimo za preučevanje in ustvarjanje novih materialov, izvajali bomo poskuse na področju obdelave vesoljskih materialov. Vključno s funkcionalnimi materiali (polprevodniki, superprevodniki, magnetni, spominski in infrardeči občutljivi materiali itd.) , strukturnimi materiali (mešalne zlitine, kovine, porozni in kompozitni materiali iz pene itd.) , optičnimi in keramičnimi materiali (visoko kakovostno steklo in keramika, optična vlakna, visoka izolacija itd. Poleg tega se je zakon o gibanju predmetov v okolju z nizko gravitacijo bistveno spremenil in nastali so nekateri posebni fizikalni pojavi, ki jih je mogoče uporabiti za izdelavo številnih novih procesov. V mikrogravitacijskem okolju se pri številnih organizmih pojavijo nove spremembe, ki so fizikalni dejavniki, zaradi katerih se spremenijo življenjski pojavi v mikrogravitaciji. V mikrogravitaciji se močno poveča učinek površinske napetosti, prav tako učinek elektromagnetnih polj, učinek medmolekulskih sil pa je še izrazitejši, zato lahko lunarni mikrogravitacijski poskus zagotovi močno podatkovno podporo za teoretične in empirične raziskave na področjih znanosti o življenju človeka, gravitacijske biologije in biologije vesoljskega sevanja itd, pospešiti proces raziskav in razvoja novih tehnologij, novih izdelkov in novih načinov zdravljenja, bodo izvedeni poskusi na temo "Mikrogravitacija za preučevanje življenjskih procesov in kako mikrogravitacijsko okolje vpliva na nastanek živih organizmov na Zemlji" in "Radiobiološke študije poškodb in zaščite živih organizmov, izpostavljenih visokoenergijskim okoljem v vesolju". Poleg tega bomo izvedli nekaj električnih poskusov. Izvedli bomo tudi nekaj priljubljenih znanstvenih poskusov, kot sta poskus gravitacijskega pospeška z enojnim nihalomin optični poskus z vodnim balonom.

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

Da bi se astronavti lažje prilagodili življenju na Luni, bomo pred izvedbo lunarne misije za astronavte pripravili naslednji program usposabljanja:

Usposabljanje za prilagajanje v vesolju, ki temelji na posebnem okolju mikrogravitacije na površini Lune, lahko zaradi dolgotrajne izpostavljenosti breztežnosti povzroči izgubo človeških kosti, mišično atrofijo ter zmanjšanje mišične moči in vzdržljivosti. Da bi rešili te težave, bomo astronavtom omogočili vsaj dveletno telesno vadbo, vključno z aerobno vadbo, treningom moči in treningom ravnotežja.
Usposabljanje za timsko sodelovanje: življenje na Luni zahteva tesno sodelovanje in medsebojno podporo med astronavti, zato je bistvenega pomena usposabljanje za timsko sodelovanje, vključno z oblikovanjem ekipe, sprejemanjem odločitev, komunikacijskimi veščinami itd.
Usposabljanje za izredne razmere, saj se bodo ljudje, ki živijo na Luni, pogosto soočali z nenadnimi situacijami, kot so odpoved opreme, bolezen, požar itd. Zato morajo astronavti opraviti usposabljanje za ravnanje v izrednih razmerah in praktične vaje za odzivanje na izredne razmere.
Izvajanje znanstvenih poskusov na Luni je ena glavnih nalog astronavtov, zato morajo astronavti opraviti ustrezno usposabljanje, vključno z načrtovanjem poskusov, delovanjem poskusov in analizo poskusov.
Zaradi dolgotrajnega življenja na Luni se lahko astronavti počutijo osamljeni, pod stresom in psihično obremenjeni, zato je potrebno ustrezno usposabljanje, da se astronavti naučijo, kako obvladati in ublažiti psihološki pritisk.
Usposabljanje za diplomatski bonton je potrebno za astronavte, ki živijo na Luni, saj morajo sodelovati in komunicirati z astronavti iz drugih držav in regij. Zato se morajo astronavti udeležiti usposabljanja za diplomatski bonton, da se naučijo spoštovati in razumeti različne kulture in običaje.

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.

Luna je vakuumsko okolje, v katerem je mogoče razviti tehnologije taljenja in predelave. Tovrstne tehnologije se na Zemlji uporabljajo le, kadar je dodana vrednost izjemno visoka, na Luni pa so različne tehnike vakuumske predelave zelo preproste. Ker Luna nima atmosfere, jo je mogoče izstreliti neposredno v vesolje z uporabo elektromagnetnega orbitalnega pospeševanja, brez raketne tehnologije.
Zaradi edinstvenega prostorskega položaja Lune in okoljskih značilnosti, kot sta nizka gravitacija in visok vakuum, je Luna kraj z dobrimi možnostmi za uporabo elektromagnetnega oddajanja zunaj Zemlje.
S pomočjo izjemno dolge elektromagnetne izstrelitvene orbite, ki je postavljena na površini Lune, neprekinjeno pospešuje in izstreljuje tovor (tovor ali osebje) z nizkim pospeškom, ki se lahko uporablja za prevoz na dolge razdalje na površini Lune, vrnitev na zemeljsko površino z Lunine površine in raziskovanje globokega vesolja na Lunini površini.
Prednosti lunarnih elektromagnetnih emisij so ponovna uporaba, visoka učinkovitost emisij, odsotnost odpadkov, nizki stroški vzdrževanja in visoka stopnja avtomatizacije.