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.

Civilization Footprints

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kitajska 19   6 / 1 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Načrtujemo izgradnjo lunarnega tabora, ki bo dokončan v 20 letih. Tabor bo zagotavljal pitno vodo, hrano in druge osnovne življenjske pogoje za lunarno osebje, vzpostavil pa bo tudi zanesljiv energetski in znanstvenoraziskovalni sistem ter postavil trdne temelje za izvajanje številnih znanstvenih raziskav lunarnega osebja. Taborišče je razdeljeno na dva glavna dela: funkcionalno območje in stanovanjsko območje. Stanovanjski del lahko v prvi fazi sprejme šest oseb, ko bo v celoti zgrajen, pa bo dosegel zmogljivost 12 oseb. Opremljeno je tudi z ustreznimi zatočišči. Funkcionalna območja vključujejo štiri raziskovalna območja (biologija, geologija, fizika in materiali), rekreacijsko območje ter območje za preživetje, taljenje in gojenje, ki se nahajajo na šestih vogalih tabora. Imamo tudi vesoljsko plovilo, opremljeno z delujočim ionskim motorjem za misije na dolge razdalje ali vrnitev na Zemljo. Kvantni komunikacijski radar v taboru omogoča šifrirano komunikacijo na ultradaljši razdalji, v vsakem vremenu in brez zakasnitev, kar olajša komunikacijo z drugimi tabori na Zemlji ali Luni.

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 smo ga ustanovili, so znanstvene raziskave. Kot pove že ime naše ekipe, je lunarni tabor dosežek človeške civilizacije, ki je zapustila svoj domači planet in v pravem pomenu besede dosegla dolgoročno bivanje na Luni. Je znak širjenja človeške civilizacije navzven. Ustanovitev lunarnih taborov je pomemben preboj za človeško raziskovanje ter znanstvene in tehnološke inovacije, pa tudi izraz najvišje ravni človeškega poguma, modrosti in prakse. Tu bomo izvajali fizikalne poskuse, razvoj materialov, biološka opazovanja in medicinske raziskave v okolju mikrogravitacije, iskali izkušnje za človeško raziskovanje zunajzemeljskih planetov ter zagotavljali pomembne podatke za človeške raziskave na področju geologije, astronomije, kemije in drugih področjih. Neskončno veliko prostora na Luni bodo uporabili za raziskave, razvoj in navigacijo, se izognili sekundarnim motnjam na Zemlji in zaščitili zemeljsko ekološko okolje.

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

Odločili smo se, da bomo svoj lunarni tabor postavili v majhnem udarnem kraterju nad kraterjem Shackleton na Luninem južnem tečaju, saj bi nam tamkajšnji 80-90% letni svetlobni cikel omogočil pretvorbo dovolj sončne energije v elektriko za delovanje baze; lokacija je blizu trajno senčnega območja in po analizi infrardečega spektra obstaja velika možnost, da je v senčnem območju kraterja veliko vodnega ledu, ki čaka na naše prihodnje raziskave in uporabo. Bogati mineralni viri za našo gradbeno bazo zagotavljajo več udobja; Približno 120 kilometrov od baze je gora Malapet, katere vrh je vedno viden na Zemljo, lahko uporabljena za gradnjo komunikacijskega centra zemlja-zemlja. Na oddaljeni strani gore ni vpliva Zemlje, zato jo je mogoče uporabiti za astronomska opazovanja v globokem vesolju.

 

 

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 našega lunarnega tabora bomo v največji možni meri uporabili lunarne vire, pri gradnji glavne strukture lunarne baze pa bomo kombinirali utrjevanje betona iz lunarne zemlje s 3D-tiskanjem in tehnologijo izdelave stekla v mikrogravitaciji. Uredili bomo robote za tiskanje obrisov, robote za 3D-tiskanje, inteligentne robote za zbiranje vodnega ledu, peč za pripravo tekočega žvepla na podlagi reakcije v oblaku, akustično tlačno peč, ki bo nosila majhno količino potrebnih pomožnih materialov za pristanek na Luni. Po končani gradnji okvirja velike snežinke glavnega telesa luninega tabora se bodo astronavti odpravili na Luno, uredili in preverili stanje sistema za podporo življenju. Če je vse v redu, je prva faza Moon camp končana. V drugi fazi bo s pomočjo robotov za tiskanje obrisov pripravljena lupina tabora iz titanove zlitine v obliki satovja, prav tako pa bodo na voljo številčnejša sredstva za zbiranje energije, kot je gradnja termoelektričnih električnih polj iz lunarne zemlje in izotopskih baterijskih polj.

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

Na Luni ogrožajo predvsem sevanje, meteoriti in ekstremne temperature. Prejšnje študije so pokazale, da ima lunina zemlja dobro toplotno izolacijo in določeno zaščito pred sevanjem, zato bo imel beton, ki ga odtisne lunina zemlja, najpomembnejšo zaščitno vlogo. Poleg tega bo na podlagi bogatih virov silicijevega oksida in titanovega oksida na Luni nadalje izdelana lupina iz titanove zlitine in sendvič iz stekla, odpornega na sevanje. Številni eksperimentalni podatki kažejo, da ima struktura odlične fizikalne in kemijske lastnosti. Naš lunarni tabor pa se nahaja v majhnem udarnem kraterju nad kraterjem Shackleton na južnem polu Lune. Tabor bi tako stal na pogreznjenem območju, obkroženem s hribi ali kraterji, kar bi močno zmanjšalo tveganje, da bi v tabor udarili meteoriti. Poleg tega je naš lunin tabor zasnovan delno vgradno, najnižje nadstropje pa bo zgrajeno kot zatočišče. Hkrati se uporablja skupni sistem opozarjanja Zemlje in Lune, ki v vseh vremenskih razmerah opozarja na morebitne nevarnosti, da bi preprečil, da bi obsežne nesreče prizadele osebje, nameščeno na Luni.

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

Voda:
Vodni viri so bistveni za preživetje, zato smo bazo zgradili v bližini območja vodnega ledu, da bi olajšali dostop. Zbrani vodni led se bo najprej shranil v podzemnih ledenih jamah, nato pa se bo vsak teden talil in se dovajal v vodovodni sistem, kjer se bo filtriral, da ga bodo ljudje lahko uporabljali.
Hrana:
V zgodnji fazi raziskovanja mora hrana temeljiti na hrani iz vesolja, ne le na hrani, ki jo prinesejo z Zemlje. V pripravah na daljše bivanje na Luni se bomo prehranjevali predvsem z rastlinami, ki imajo kratek cikel razmnoževanja. Na zunanjih območjih baze smo zgradili prostore za aeropulturacijo, napolnili prostore za kulture s tlačno razpršitvijo hranilne raztopine, kisikom in ogljikovim dioksidom, ki ga izžareva človek, da bi izvajali kulture brez zemlje, gojili transgene kulture in zagotavljali hranila, ki jih potrebujejo astronavti.
Zrak:
Zrak je eden od pomembnih okoljskih dejavnikov za človekovo preživetje. Kisik se lahko sprosti z elektrolizo vode kot rezervnega vira kisika. Načrtujemo tudi pridobivanje/rafiniranje kisika iz kamnin, ki vsebujejo kisik. Hkrati bomo dodali sistem za kroženje zraka, ki bo astronavtom v bazi ves čas zagotavljal svež zrak.
Energija:

Radioizotopske baterije, za katere je značilna preprosta struktura in sposobnost delovanja brez gibljivih delov, bi lahko uporabili kot rezervne in zasilne vire energije za lunarna taborišča.

2.Sončno energijo lahko v prihodnosti uporabimo za gradnjo lunarne baze. Na Luni se sončna energija brez vpliva atmosfere uporablja 1,5-krat učinkoviteje kot na Zemlji. Poleg tega je mogoče na površini Lune kopati silicijeve materiale, potrebne za proizvodnjo sončnih panelov, in podporne materiale za panele, kar ima velike prednosti za postopno širjenje poznejše lunarne baze.
3.Mesečna razlika v temperaturi tal za proizvodnjo električne energije

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

Ogljikov dioksid, ki ga izdihujejo lunarni prebivalci, je mogoče zajeti z raznoliko fiksno adsorpcijsko opremo (McCas), ki trdni ogljikov dioksid pretvori v plin, ki ga rastline uporabijo za fotosintezo. Sistem za ohranjanje življenja odvaja vodo, ki je zaužila znoj in urin, v obtočni rezervoar, kjer s pomočjo žrelnega filtra, podobnega ribam, odstranjuje razpoložljivi kisik in ustvarja novo vodo za prehrano. Gospodinjski odpadki se shranjujejo v strojnici tabora, nekatere odpadke, ki jih ustvarijo astronavti, pa je mogoče ponovno uporabiti, na primer materiale za recikliranje, kovinske naprave itd. Te predmete je mogoče predelati in ponovno izdelati, da se uporabijo kot deli vesoljskih vozil, s čimer se zmanjša odvisnost od zemeljskih virov, ter uporabiti pri vzdrževanju in gradnji tabora. Druge odpadke, ki jih proizvedejo astronavti in jih ni mogoče ponovno uporabiti, kot so rokavice za enkratno uporabo, plastične vrečke in papirnate brisače, je treba sežgati in zakopati pri visokih temperaturah na Luni, da se prepreči okoljska škoda.

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

Naš lunarni tabor uporablja kvantno komunikacijsko tehnologijo, kvantni komunikacijski radar ter dve napravi za sprejemanje in zaščito signalov, z izkoriščanjem učinka ultra razdalje in nerazločljivih značilnosti kvantne prepletenosti in kvantnega prenosa pa v realnem času izvaja šifrirano kvantno komunikacijo med dvema krajema na poljubni razdalji. Hkrati zaradi lastnosti kvantne prepletenosti baze na sprednji in zadnji strani Lune ne potrebujejo več prenosa signalov iz relejnih satelitov ter lahko kadar koli komunicirajo in sprejemajo signale.

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.)

Vzorčenje na površini Lune: Lunina posadka bo vzorčila lunino površino, da bi preučila izvor, sestavo in razvoj sončnega sistema.
Planetarni geološki eksperiment: Astronavti so z luninimi roverji, sondami in drugimi orodji izvajali geološke raziskave na površju Lune, zbirali in analizirali kamnine, prah ter druge podatke in vzorce, da bi razumeli strukturo lunine skorje, geomorfne spremembe, magnetno polje itd.
Tehnično preverjanje gradnje lunarne baze: Da bi uresničili vizijo vzpostavitve baze na Luni, je načrtovana izgradnja laboratorijev, elektrarn, objektov za proizvodnjo kisika, sistemov za vzdrževanje življenja in ravnanje z odpadki na Luni ter tehnično preverjanje in praktična uporaba.
Poskus spremljanja lunarnega okolja: Ker Luna nima atmosfere in magnetnega polja, ki bi jo ščitila, je izpostavljena vesoljskemu sevanju in majhnim predmetom. Znanstveniki lahko z različnimi tehnologijami spremljajo Lunino sevalno okolje, vpliv majhnih predmetov in temperaturne spremembe na Lunini površini. Ti poskusi bi lahko zagotovili pomembne okoljske podatke za prihodnje misije s človeško posadko, da bi zagotovili zdravje in varnost astronavtov.
Znanstveni poskusi v vesolju: Na Luni se lahko izvajajo znanstveni poskusi v vesolju, na primer opazovanje sevanja kozmičnega ozadja, sončnega sevanja, medzvezdnega prahu, strukture Mlečne ceste itd.
Medicinski poskusi v vesolju: Izvajanje vesoljskih medicinskih poskusov na Luni lahko znanstvenikom pomaga razumeti fizične in psihološke odzive ljudi v ekstremnih okoljih, kar ima pomembne posledice za zdravje in varnost astronavtov na dolgi rok. Ti poskusi bi lahko vključevali preizkušanje učinkov novih vesoljskih oblek, delovanja sistemov za vzdrževanje življenja ter stopnje proizvodnje in porabe človeške hrane, vode in kisika.

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

osnovno znanje fizike, inženirstva in aeronavtike: Astronavti morajo poznati fizikalne in mehanske lastnosti vesoljskih plovil, kot so kinematika, dinamika in termodinamika, ter koncepte različnih inženirskih sistemov, vključno s pogonskimi sistemi, sistemi za podporo življenju, komunikacijskimi sistemi in sistemi za obdelavo podatkov.
Razumevanje vesoljskega okolja: astronavti morajo razumeti značilnosti vesoljskega okolja, kot so vakuum, sevanje, mikrogravitacija, kozmični prah itd. Spoznati morajo tudi lunarno okolje, vključno z značilnostmi površja, sestavo kamnin, kakovostjo zraka, sončnim sevanjem in drugimi.
Posebne spretnosti in tehnične sposobnosti: astronavti se morajo usposobiti za ustrezne spretnosti in tehnične sposobnosti, kot so hoja po vesolju, upravljanje vesoljskih plovil, nadzorni sistemi, prva medicinska pomoč in vzdrževanje.
timsko delo in komunikacijske spretnosti: Zato se morajo astronavti naučiti učinkovitega timskega dela in komunikacije ter reševanja problemov.
Priprava na telesno in duševno pripravljenost: Astronavti morajo biti v dobri telesni in duševni pripravljenosti za dolge polete in zelo stresne razmere v okolju. Opraviti morajo simulacijski trening in trening veščin preživetja, da ohranijo telesno zdravje in čustveno stabilnost.
Simulacija letenja: Usposabljanje astronavtov bo potekalo na simulatorjih in bo osredotočeno na usposabljanje veščin simulacije letenja, da bodo lahko obvladali nujne primere, če se bodo pojavili.
Akademski učni načrt: Poleg praktičnih spretnosti za misijo se astronavti učijo teoretičnega znanja na različne načine, vključno z akademskimi predmeti, kot so človeška fiziologija, načrtovanje sistemskega inženirstva in podobno, da bi zagotovili konceptualno razumevanje problemov raziskovanja in reševanja misije.

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.

Naše lunarno vesoljsko plovilo večinoma uporablja konvencionalne rakete na gorivo. Na površini Lune bomo za raziskovanje in delo uporabljali poseben rover. Poleg tega imamo vesoljsko plovilo, opremljeno z ionskim motorjem brez pogonskega goriva, ki bo lunarni posadki omogočil, da v kratkem času opravi raziskovanje in prenos. Glavni način vrnitve na Zemljo je priklop vesoljskega plovila z vstopnim modulom v nizki zemeljski orbiti in nato vožnja z vstopnim modulom nazaj na Zemljo