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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kitajska 18   2 / 0 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

  1. Naš lunarni kamp je razdeljen na osrednji bivalni prostor in zunanji prostor za zasaditev, raziskovalni prostor, rudarski prostor, prostor za prenos signala itd. Bivalno območje vključuje osnovne kabine, kot so spalnice, restavracije, glavne nadzorne sobe in telovadnice. Vse stene kabine so zgrajene v vzorcu titana ogljikova vlakna voda kalcijev oksid (izolacijski material) kompozitni material (material, odporen na sevanje) titan od znotraj navzven. Najbolj zunanji sloj ima tudi 1,6 metra debelo zaščitno plast iz posebnega materiala iz lunine zemlje.
  2. Načrtujemo izvajanje znanstvenih raziskav, poskusov in raziskav o razvoju Lune, hkrati pa zagotavljamo varnost in bivanje astronavtov. Za absorpcijo toplote bomo uporabili lunine kamnite plošče in jo shranili v napravi za zbiranje toplote, ki bo prek cevovodov zagotavljala toploto vsakemu oddelku. Poleg tega imamo elektromagnetne naprave za evakuacijo in kapsule v obliki kapsul, s katerimi lahko v večjih nevarnih situacijah pravočasno pobegnemo z Lune.

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

Naš lunarni kamp se uporablja predvsem za znanstveno raziskovanje, raziskovanje skrivnosti vesolja, izvora človeštva in virov na Luni. Kateri viri lahko na Luni bolje in lažje zadovoljijo potrebe po kisiku, vodi in energiji. Uporablja se za raziskovanje gojenja lunarnih rastlin, kako jih dobro posaditi in kako narediti zemeljske rastline bolj produktivne. Te znanstvene študije so pomembno prispevale k načrtu, da bi na Luni živelo več ljudi.

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

Naš lunarni tabor nameravamo zgraditi v antarktičnem bazenu Aitken v Mare Smythii. Mare Smythii se nahaja na hrbtni strani Lune. Njeno središče se nahaja na 87,7 stopinjah južne širine in 126,9 stopinjah zahodne dolžine. Na njej je 11 udarnih kraterjev Yuhai s srednjim obsegom razpok na dnu. Pod njimi je lahko nekaj globokih vdolbin ali razpok, tako da se v njih lahko stabilno shranjuje vodni led. Na izbranem območju so visoke ravni FTA, OL in CPX, ki se lahko uporabijo za proizvodnjo kisika in pridobivanje kovin, kot sta železo in titan, da bi zadostili morebitnim dolgoročnim življenjskim potrebam ljudi. Z vidika ohranjanja energije, potrebne za delovanje znanstvenoraziskovalnih postaj, ima to območje najmočnejšo intenziteto svetlobe na Luninem površju in je eno najbolj idealnih območij za pridobivanje sončne energije podnevi na Luni.

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.

Pri gradnji baze načrtujemo gradnjo lunarnega tabora v treh korakih:

Korak 1: Načrtujemo, da bomo najprej simulirali postopek sestavljanja na Zemlji, nato pa na Luno poslali modul z bivalnim prostorom in s pomočjo robota sestavili bazo. Uporabljeni materiali, kot so titan, aluminij, silicijeva kislina itd., prihajajo z Zemlje.

2. korak: na Luno pošljite astronavte in naslednje module ter postopoma izboljšujte poskusno območje, območje sajenja itd. Območje sajenja je lahko združeno s kraterjem, ki je primeren za pridobivanje luninega ledu.

Korak 3: Načrtujemo, da bomo iz vremenske plasti lunarne zemlje lokalno pridobili materiale in z veliko napravo za 3D-tiskanje izdelali 1,6 metra debelo plast za zaščito pred sevanjem zunaj potrebnih modulov.

Poleg tega načrtujemo oskrbo z energijo iz zemeljskega pasu (sončne celice, generatorji itd.), kisikove kompresorje in čistilce zraka, podporne konstrukcije (vključno z zgradbami, stebri, spojniki, konzolami in razširitvenimi tečaji itd.), sisteme za oskrbo z vodo (napredna oprema za čiščenje in obnovo vode), komunikacijsko opremo (vključno s komunikacijskimi sateliti, komunikacijsko opremo, računalniki, omrežnimi povezavami itd.), sisteme za podporo življenju (vključno s sistemi za podporo življenju, stranišči, posteljami, prehrano itd.), znanstveno raziskovalno opremo (vključno z astronomsko opremo, laboratorijsko opremo itd.).

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

Razmišljamo predvsem o sevanju, mikrometeoritih in temperaturnih vprašanjih v zvezi z nevarnostmi na Luni.

  1. Za težave s sevanjem: Uporabljamo tri module: osnovne izolatorje, elastične kable in Whipplovo zaščitno tehnologijo ter posebne materiale iz lunine zemlje, da bi preprečili nevarnost sevanja za astronavte. Nato bomo v notranjost stene dodali plast vode, ki lahko učinkovito absorbira in razprši sevanje. S tem lahko zmanjšamo škodo zaradi sevanja.
  2. Za vprašanje mikrometeoritov: Vgrajen je poseben zaščitni sloj zunanjega materiala, stene pa so izdelane iz titana, ki je odporen na majhne meteorite in visoka temperaturna nihanja. Poleg tega uporabljamo tudi radar za odkrivanje (mikro)meteoritov, če je odločitev sprejeta vnaprej.
  3. Pri težavah s temperaturo: uporabljamo učinkovite toplotnoizolacijske materiale, kot so grafit, steklena vlakna in aerogel, da zmanjšamo prenos toplote zraka iz notranjosti v zunanjost in preprečimo vpliv nihanja zunanje temperature na temperaturo v notranjosti. Uporabljamo ventilatorje, klimatske naprave in druge naprave za ohranjanje stabilnosti osnovne temperature ter uporabljamo energetske sisteme, kot so sončni kolektorji, za zagotavljanje potrebnih notranjih virov hladu in toplote.

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

Po vzpostavitvi baze bodo astronavti z lunarnimi roverji nosili rudarska orodja in robote, ki bodo rudarili bližnji lunarni led, ga topili, filtrirali in čistili ter tako pridobivali čisto vodo. Načrtujemo, da bomo to počeli dva- do trikrat na teden, pri čemer bomo nekaj vode neposredno prenesli v bivalni prostor, nekaj pa shranili v naprave za shranjevanje vode. Poleg tega lahko filtrat urina kemično pretvorimo v lepilo tako, da kislinske skupine na polimerni verigi pretvorimo v estrske skupine in tako spremenimo njegove lastnosti.
Hrana je za astronavte bistvenega pomena in prvi astronavti bodo uživali hrano z Zemlje. Seveda hrana, ki jo bodo prinesli z Zemlje, ne bo trajala dolgo, zato bodo astronavti po vzpostavitvi osnovnih objektov zgradili območje za sajenje in s hidroponskimi in zračnimi tehnikami gojenja posadili nekaj rastlin: jajčevce, krompir, paradižnik in druge rastline, ki lahko dopolnjujejo različna hranila. Glede na dolgoročni razvoj se pripravljamo tudi na preučevanje, kako uporabiti lunarno zemljo za gojenje rastlin.
V našem energetskem sistemu bomo za vsakodnevno pridobivanje osnovne energije uporabljali sončne celice, za dopolnjevanje električne energije pa bomo uporabljali tudi veliko količino helija-3 na Luni. Pretvarjali jo bomo v enosmerni tok in jo s pomočjo kemične energije shranili v baterijo. Ko potrebujemo električno energijo, kemično energijo pretvorimo v enosmerni tok in jo nato pretvorimo v izmenični tok za oskrbo z električno energijo.
Na začetku bi nekaj kisika pridobili iz lunarne vremenske plasti ali kamnin (za neposredno dihanje človeškega telesa je potrebno mešanje kisika in dušikovih plinov glede na sestavo atmosfere na površju). Dušik bi prinesli z Zemlje. Za pridobivanje zraka lahko uporabimo tudi talilno elektrolizo. pripravljamo se tudi na uporabo leče, s katero bi zemljo segreli na 2500 stopinj, da bi pridobili kisik.

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

Recikliranje in ponovna uporaba: Na našem lunarnem kampu bo vzpostavljeno zaprto okolje, podobno Mednarodni vesoljski postaji, ki bo omogočalo recikliranje in ponovno uporabo odpadkov, ki jih ustvarijo astronavti. Na primer, iztrebke in urin je mogoče predelati v gnojilo ali vodo, ki se lahko uporabita za sisteme za vzdrževanje življenja ali za namene gojenja poljščin.
Oksidativna razgradnja: Odpadki se lahko oksidirajo in razgradijo v oksidacijskem reaktorju. Oksidacijski reaktor vključuje mešanje organskih odpadkov z oksidanti, kot je vodikov peroksid, in njihovo dajanje v posodo, kjer poteka reakcija pri visoki temperaturi. Pri tej reakciji organske snovi reagirajo z oksidanti, pri čemer nastanejo varnejše snovi, kot sta voda in ogljikov dioksid. Voda in ogljikov dioksid se nato uporabita za fotosintezo, pri kateri nastane hrana in kisik.
Stisnjeno shranjevanje: Trdne odpadke, velike kose odpadkov itd. je mogoče stisniti in shraniti v posebne zabojnike, kjer čakajo na prihodnje naloge recikliranja ali čiščenja smeti.

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

Naš lunarni tabor bo uporabljal signalne stolpe in radarje za vzpostavitev komunikacije s sateliti, ki bodo sprejemali signale z Zemlje in zagotavljali povratno pot za prenos informacij, kot so slike, podatki in glas, ter tako vzdrževali komunikacijo med taborom in Zemljo. Nato vzpostavite stik z Zemljo in drugimi luninimi taborišči. Poleg tega se lahko za doseganje komunikacije z Zemljo uporablja tudi radio. Po končanem vzdrževanju in zagonu radia je treba upoštevati dejavnike, kot je širjenje elektromagnetnega valovanja, da se zagotovi kakovostna komunikacija.
Poleg tega ima naše lunarno taborišče elektromagnetno napravo za izmetavanje, ki s pomočjo elektromagnetizma izmetava kapsule v obliki kapsul. Po nastavitvi hitrosti in načrtovanju poti jih je mogoče poslati v druga lunarna taborišča in tako vzpostaviti komunikacijo med astronavti iz oči v oči.

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 ospredju naših raziskav bo geologija.

Zbiranje kamenja in zemlje: Za razumevanje geološke zgodovine in značilnosti Lune je mogoče zbrati vzorce za analizo. Te vzorce lahko zberemo z vrtanjem ali z roboti ter analiziramo njihove kemične in fizikalne lastnosti.
Seizmično spremljanje: Seizmičnost na Luni je manjša kot na Zemlji, vendar daje koristne informacije o notranji strukturi Lune. Na Lunino površje lahko namestimo senzorje za spremljanje potresov, ki bodo zapisovali in analizirali zbrane podatke.
Merjenje gravitacije: Z merjenjem gravitacijskega polja na Luni z gravimetrom lahko razumemo notranjo strukturo in sestavo Lune. Te meritve se lahko opravijo z orbitalnih ali pristajalnih modulov na majhnih višinah.
Merjenje magnetnega polja: Z merjenjem magnetnega polja na površini Lune lahko razumemo fizikalne procese v njeni notranjosti. Te meritve se lahko opravijo z orbitalami ali letali.
Površinski topografski pregled: Za izdelavo geološkega zemljevida Lunine površine se lahko za topografski pregled površine uporabijo laserski višinomer ali radar in drugi instrumenti. S temi meritvami lahko določimo velikost in obliko različnih geoloških značilnosti na Luni.
Merjenje pretoka toplote: Z merjenjem temperaturnega gradienta na površini in pod njo lahko razumemo toplotni tok in geološko zgodovino v notranjosti Lune. Te meritve lahko opravimo z vrtalnimi instrumenti ali roboti.

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

Astronavti morajo opraviti tri vrste usposabljanja:

Prva vrsta je strokovno osnovno usposabljanje: kot astronavt se mora najprej usposobiti za strokovno osnovno teoretično znanje, kot so atmosfera, astronomija, geofizika, vesoljska dinamika, komunikacije, računalniki itd. Vse to usposabljanje je povezano z vesoljem, medicino in fiziologijo. Z izboljšanjem osnovnega znanja teh smeri je mogoče postaviti trdne temelje za prihodnost.
Druga vrsta usposabljanja je usposabljanje za lete: astronavti morajo imeti močno telesno zgradbo in na podlagi tega morajo opraviti tudi strogo telesno usposabljanje. Usposabljanje za vzdržljivost pri prekomerni telesni teži: Rakete imajo med vzletom običajno izjemno velike pospeške, ki jih astronavtovo telo brez treninga ne prenese. Simulacija takšnega treninga lahko astronavtom pomaga, da ohranijo bistroumnost ter se prilagodijo in opravijo naloge med letom; trening breztežnosti: Med orbitalnim poletom je vesoljsko plovilo pogosto v mikrogravitacijskem okolju, v katerem imajo astronavti pogosto vrtoglavico, kar vpliva na delovanje. Zato je treba simulirati Huangjingovo breztežnost, da bi astronavtom pomagali odpraviti strah pred breztežnostjo. V pogojih breztežnosti morajo astronavti opravljati vaje, kot so oblačenje in slečenje skafandrov, prehranjevanje in hoja. Vesolje in vesoljsko plovilo sta posebna okoljska dejavnika, zato morajo astronavti z usposabljanjem izboljšati svojo toleranco.
Tretja vrsta je usposabljanje za poklicne spretnosti: astronavti morajo ostati na Luni dlje časa, opraviti nekaj poskusov, znanstvenih raziskav, raziskovanja virov in drugih vsebin. Osvojiti morajo tudi znanje za izvajanje znanstvenih poskusov in sposobnost upravljanja različnih strojev.

Cilj teh usposabljanj je omogočiti astronavtom normalno življenje na Luni, izvajanje znanstvenih raziskav in raziskovanje Lune.

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 za lunarno misijo mora biti sposobno prenesti dovolj velik tovor, saj je za potovanje z Zemlje na Luno treba prenesti veliko materiala in zalog, vesoljsko plovilo pa mora biti sposobno te stvari prenesti. Vesoljsko plovilo se bo v vesolju povezalo z vesoljsko postajo, si iz nje napolnilo energijo in odletelo na Luno.

Na Luni astronavti sestavijo snemljive module lunarnih roverjev, ki jih pripeljejo z Lune, s katerimi lahko raziskujejo in zbirajo surovine. (Vsi ti snemljivi lunarni roverji in raziskovalni roboti so moduli, konfigurirani z Zemlje in sestavljeni na Luni)
Na Luni bodo majhne rakete, prinesene z Zemlje, sestavili in upravljali Zemljani, ki bodo poleteli na Zemljo.
Sestavimo detekcijskega robota, ki lahko zazna vire in teren, analizira primernost lokacije za gradnjo baze in posreduje povratne informacije astronavtom.