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.

Luminous youth

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kitajska 19, 18   4 / 2 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Naš lunarni tabor ima splošno nadzorno območje, bivalno območje, eksperimentalno območje, območje za sajenje itd. Splošno nadzorno območje lahko nadzoruje in zaznava razmere v celotni bazi ter opozarja astronavte, naj preverijo opremo, ko je ta poškodovana. V bivalnem območju so spalnica, jedilnica, telovadnica in zdravniška soba. Spalne kapsule v spalnici lahko astronavtom zagotovijo udobno spalno okolje. Astronavti lahko telovadijo v telovadnici, v medicinski sobi pa lahko astronavte pregledujejo in zdravijo. V eksperimentalnem prostoru sta dva laboratorija, v katerih se izvajajo antigravitacijski poskusi in poskusi na področju znanosti o življenju. Območje za gojenje je zgrajeno v drugem nadstropju baze, da je omogočena dnevna svetloba, in ima dve sobi za gojenje, hidroponiko in talno kulturo, da se astronavtom zagotovi obilna hrana. V bazi bodo tudi energetske postaje za zbiranje in shranjevanje sončne in jedrske energije ter lunarni rover, ki bo astronavtom omogočal potovanje in preučevanje Lune.

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

Okolje na Luni je zelo čisto, mikrogravitacijsko, brez onesnaženja, brez magnetnega polja in atmosfere, zato je primerno za izvajanje poskusov na področju fizikalnih in naravoslovnih znanosti, poskusov na področju novih tehnologij, sinteze novih materialov, raziskav in proizvodnje posebnih bioloških izdelkov, zlasti nekaterih posebnih izdelkov, ki jih na Zemlji ni mogoče množično proizvajati. Poskusi z nizko gravitacijo na Luni bi lahko nadomestili tudi poskuse v mikrogravitaciji na nekaterih vesoljskih postajah. Poleg tega lahko vzpostavi idealno znanstveno raziskovalno bazo za opazovanje in raziskovanje številnih temeljnih disciplin ter idealno proizvodno bazo za razvoj posebnih materialov in bioloških izdelkov.

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

Tabor smo nameravali postaviti v kraterju in ga oblikovali po vzoru starodavnega udarnega kraterja s krožnim robom, imenovanega Koblenz Crater na južni polobli oddaljene strani Lune. Majhen krater v okolici tega kraja je primeren za gradnjo razširitve, notranja prostornina te jame je velika, površina dna jame pa je ravna in enostavna za gradnjo. Temperatura v senci pasu kraterja je stabilna in znaša približno 17 stopinj Celzija, kar je ravno v mejah udobja.

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.

Prva faza: Izstreljena raketa bo prenesla sestavne dele zgradbe (iz polimera, ojačanega z ogljikovimi vlakni, in steklenih vlaken) in sestavljene robote, ki bodo na Luni povezani v celoto. Tabor bo sestavljen iz majhnih prostorov, ki bodo vzdržali pogoste potrese na Luni. Najprej bo zgrajen bivalni prostor za ljudi, nato pa se bo razširilo območje, povezano z znanstvenimi raziskavami.

Faza 2: bivalno okolje je vzpostavljeno, preostali gradbeni materiali pa bodo obdelani z uporabo lunarne zemlje. Kovine in steklena vlakna se lahko pridobijo za razširitev obsega tabora s pomočjo 3d tiskanja.

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

Za vesoljsko okolje so značilne velike temperaturne razlike, skoraj vakuumsko okolje, močno sevanje in sončni veter.

Velika temperaturna razlika: Lunina zemlja ima zelo dobro toplotno izolacijo, ki se lahko uporablja kot površinski izolacijski material za lunarno bazo. In nova termostatska skafandra."

Močno sevanje: Lunin regolit (zemlja) se nabira na zavetju in ščiti pred sevanjem.

Sončni veter (ustvarja električni naboj na zavetrni strani roba kraterja): zgradite bazo na Luninem ekvatorju in jo napolnite z jedrsko elektrarno.

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

Voda: V zgodnji fazi je bilo bolj priročno pridobivati kisik in vodo iz zemeljskega tekočega vodika in lunine zemlje. Lunino zemljo je mogoče reducirati z vodikovim ilmenitom za pridobivanje vode ali pa jo preprosto obdelati z elektrolizo s staljeno soljo za pridobivanje kisika in nato reagirati s tekočim vodikom za pridobivanje vode. Lahko pa prinesemo določeno količino vode z Zemlje in jo recikliramo, saj lahko z edinstveno napravo za filtriranje in čiščenje ponovno uporabimo vodo za gospodinjstvo astronavtov, vključno z urinom, znojem, blatom itd. V poznejši fazi je mogoče razviti vodni led na južnem tečaju Lune. Če se v vodni led odda sevanje, kot je sončna energija, bo vodni led izhlapeval, nato pa se bo zbral, vodo je mogoče ekstrahirati in razgraditi v kisik in vodik.

Hrana: Astronavti lahko najprej jedo hrano, ki jo prinesejo s seboj, nato pa hrano, ki zraste, ko zgradijo miniaturni ekosistem. V mikrosferi bodo shranjena semena krompirja (zaradi enostavnega shranjevanja in škrobnatosti bodo verjetno osnovna hrana za ljudi na Luni), semena Arabidopsis in zemlja (z napravo, ki bo lunin pesek spremenila v zemljo - segrela ga bo in spremenila v snov z veliko drobnimi izboklinami in utori, ki bodo življenjski prostor za mikrobe). Nato se dodajo mikrobi in organska gnojila, da se snov spremeni v zemljo). , zraka, vode itd., v krogu vzdržujemo temperaturo 1 ~ 30 ℃ in ustrezno vlažnost ter na lunino površino skozi svetlobno cev vnašamo naravno svetlobo, s čimer ustvarjamo okolje za rast rastlin.

Zrak: proizvodnja kisika v lunarni zemlji: V luninih tleh je veliko snovi, ki vsebujejo kisik, vključno z veliko količino silicijevega železovega srebrovega oksida, kalcijevega oksida, manganovega oksida in titanovega dioksida. "Kisik v lunini zemlji je mogoče pridobiti s talilno elektrolizo. Glavne surovine, ki se uporabljajo pri talilni elektrolizi, so ilmenit in železov oksid v lunarni zemlji. Na vsakih 100 kilogramov lunine zemlje je mogoče pridobiti več kot 20 kilogramov kisika. Učinkovitost proizvodnje kisika lahko označimo kot zelo visoko. Poleg proizvodnje kisika pri elektrolizi nastajajo tudi stranski proizvodi, kot sta železo in silicij, ki ju je mogoče uporabiti pri gradnji lunarnih baz.

Energija: V sedanji fazi se z električno energijo oskrbujemo predvsem s sončno energijo, v poznejši fazi pa bomo pomagali z jedrsko energijo. Na Luni bomo v velikem obsegu uporabili tanke plasti sončne energije. Sončna energija se neposredno dobavlja sistemu razsvetljave, prezračevalnemu sistemu in potrebam znanstvenih raziskav, medtem ko se odvečna energija shranjuje v visoko učinkovite naprave za shranjevanje energije, kot so litij-ionske baterije, s čimer se izognemo težavam z energijo, ko Zemlja popolnoma blokira sončno svetlobo.

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

(1) Recikliranje tekočih odpadkov

Lunin tabor je opremljen z razmeroma naprednimi stranišči. Naprava črpa urin neposredno stran, po zapletenem postopku destilacije in globinskega čiščenja pa se voda v urinu obnovi in prečisti do ravni pitne vode.

Poleg tega je mogoče znoj astronavtov in izdihano vodno paro očistiti v reciklirano vodo, ki je primerna za pitje. Tako lahko postaja reciklira vodo, kar močno zmanjša breme dostave tovora, tekoči odpadki pa se učinkovito reciklirajo.

(2) Gospodinjski odpadki

Domače smeti se večinoma zbirajo, stiskajo, skladiščijo in shranjujejo v več korakih, nato pa jih tovorno vesoljsko plovilo Tianzhou prepelje v ozračje za sežig, da se zmanjša onesnaževanje vesolja.

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

Najprej bo vsak astronavt opremljen s prenosnim nahrbtnikom sistema za podporo življenja z radijskim sprejemnikom VHF, ki bo iz obleke v glavno nadzorno sobo v lunarnem taboru prenašal podatke o zvoku in biosenzorjih ter iz glavne nadzorne sobe astronavtu v obleki pošiljal zvočni signal. Komunikacijski sistem glavne kontrolne sobe lunarnega tabora pošilja signale nazaj na Zemljo z uporabo pasu S, ultravisokofrekvenčnega pasu, ki lahko prodre skozi Zemljino ionosfero, ne da bi se odklonil ali odbil. Hkrati lahko komunikacijski sistem glavne nadzorne sobe lunarnega tabora uporablja tudi pas S za pošiljanje signalov v druge lunarne tabore, da bi ostali v stiku.

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 se osredotočamo na gravitacijsko znanost, biotehnologijo in ekologijo življenja. Za naše znanstvene poskuse bomo imeli na voljo štiri laboratorijske omare. Znanstveni laboratorij s spremenljivo gravitacijo zagotavlja zelo natančno gravitacijsko okolje za dokončanje študije različnih gravitacijskih učinkov in odzivnih mehanizmov mikrogravitacijskih poskusov s tekočinami in zgorevanjem. Laboratorijski kabinet za biotehnologijo je opremljen z različnimi naprednimi celičnimi kulturami in instrumenti za odkrivanje za preučevanje bioloških tkiv, celic, biokemičnih molekul in drugih bioloških objektov na različnih ravneh; Ekologija življenja zagotavlja ekološko okolje za gojenje rastlin in malih živali, preučuje vpliv lunarnega okolja na rast, razvoj in presnovo bioloških osebkov ter spodbuja človeško razumevanje narave življenjskih pojavov; Znanstvena rokavičnica in kriogena shramba lahko zagotovita zaprt in čist operativni prostor za znanstvene eksperimente v prostoru. Opremljena sta z mehanskimi rokami za subtilne operacije in lahko znanstvenikom pomagata pri finih ali ponavljajočih se operacijah, kot so vbrizgavanje genov, ekstrakcija jedra, ter zagotavljata nizkotemperaturno okolje za shranjevanje znanstvenih vzorcev.

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

Prvič: ker bodo šli na površino Lune, da bi zbrali lunarno zemljo in druge materiale za poskuse, bodo usposabljali astronavte za stiskanje, simulirali okolje breztežnosti na tleh zunajtelesne dejavnosti in delovno usposabljanje.

Ker morajo astronavti redno preverjati varnost opreme v bazi, jih bomo usposobili za strokovne teorije, operativne spretnosti in izboljšave simulacij v zvezi z opremo.

Tretjič, ker astronavti že dolgo časa živijo v lunarnih taboriščih, bomo zagotovili psihološko usposabljanje za zagotavljanje njihovega duševnega zdravja, da bi se izognili prevelikemu psihološkemu pritisku na astronavte.

Četrtič: Astronavti morajo imeti močno telesno zgradbo, da se lahko soočijo z različnimi izrednimi razmerami, zato bomo poskrbeli za usposabljanje o njihovi telesni pripravljenosti.

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.

Vesoljsko plovilo lahko hitro in prilagodljivo deluje na luninem površju in v vesolju, je odporno na ekstremne temperature in okolja, poleg tega pa mora imeti dovolj teže in prostora za shranjevanje.

Vozilo v lunarnem taboru je lunarni buggy - majhno vozilo, ki se lahko premika po lunarnem površju ter je odporno na gravitacijo in neurejen teren lunarnega površja.

Za potovanje na Zemljo in z nje je bilo potrebno vesoljsko plovilo, ki je lahko letelo varno in hitro. imelo zadostne zaloge goriva in hrane ter bilo odporno na hude vplive vročine, sevanja in mraza v vesolju.

Pri raziskovanju novih destinacij na površini Lune lahko uporabimo tehnologijo daljinskega zaznavanja, sonde itd., s katerimi je opremljeno lunarno vozilo in ki nam lahko pomagajo pri raziskovanju neznanih območij na Luni, zbiranju podatkov in slik ter nam zagotovijo več znanstvenih informacij.