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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kitajska 18, 19   6 / 1 Angleščina
Programska oprema za 3D oblikovanje: Fusion 360



1.1 - Opis projekta

Naša baza je zasnovana kot baza za bivanje in predhodno raziskovanje Lune. Na Luni želimo postaviti tabore in se naučiti, kako pridobiti vodo, kisik, energijo in hrano na drugih planetih. Pri splošni postavitvi baze se sklicujemo na obliko lotosa, bazo pa razdelimo na štiri območja, bivalno območje, območje pisarne za zabavo, območje za sajenje in raziskovalno območje. Naš namen je vzpostaviti bazo na Luni brez onesnaževanja ter zgraditi napravo za proizvodnjo vode in kisika. Komponente vodika in kisika v luninem regolitu uporabimo za pridobivanje kisika in vode, vodo pa lahko recikliramo s ciklom čiščenja. Zgradili smo tudi zložljiv sončni panel, ki uporablja sončno energijo za pridobivanje energije, potrebne za vsakodnevno uporabo, ter radarske naprave in raketne sisteme, ki se lahko ob zaznavi trka meteorita zdrobijo, da taborišče ne dobi poškodb zaradi meteorita.

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

Namen lunarnega tabora je zagotoviti dolgoročno bazo za astronavte, ki bodo živeli in delali na površju Lune, da bodo lahko izvajali znanstveno raziskovanje in tehnološke raziskave ter reševali različne tehnične in preživetvene izzive, ki se pojavljajo v lunarnem okolju. Z življenjem in delom na Luni lahko astronavti pridobijo bogate izkušnje in znanja s področja vesolja. Hkrati lahko razumejo fizikalne in kemijske lastnosti Lune, raziskujejo geološko strukturo na Luni, preučujejo izvor in razvoj Lune ter iščejo vodne vire na Luni. Poleg tega ustanovitev lunarnih taborov omogoča tudi življenje ljudi v prihodnosti, kar zagotavlja nove pogoje in možnosti za preživetje in razvoj ljudi v vesolju v prihodnosti.

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

  • Lokacija: Gora Maraport blizu kraterja Shackleton na južnem tečaju Lune
  • Gora Maraport je večino časa izpostavljena sončni svetlobi, dva tesno poravnana zložljiva sončna kolektorja pa proizvajata neprekinjeno energijo.Gora Maraport, ki je od kraterja Shackleton oddaljena 116 kilometrov, zagotavlja energijo in komunikacije za krater.Drugi kraterji v bližini gore Malaport so bili v globoki senci in morda vsebujejo dragocen vodik in druge hlapne snovi. Na višini približno 5.000 metrov bi gora Maraport zagotavljala komunikacije v neposredni vidljivosti na velikih območjih Lune in tudi na Zemljo.

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.

  • Celotna struktura našega luninega tabora temelji na strukturi eko mesta belgijskega pisatelja Callebeauja, ki izraža našo raziskovalno filozofijo povezovanja biomorfe, bionike ter informacijske in komunikacijske tehnologije. Baza je v osnovi sestavljena iz glavne nadzorne stavbe, območja za podporo bivanju, območja za ekološko sajenje, delovnega območja na prostem in varnostnega obrambnega sistema. Glavna kontrolna stavba je glavni delovni in bivalni prostor za astronavte. Delovni prostor je opremljen z delovnimi postajami in drugo infrastrukturo, ki astronavtom omogoča boljše in učinkovito opravljanje vsakodnevnih nalog. Da bi se astronavti na Luni počutili kot doma, smo zasnovali individualne prostore za astronavte, kot so kopalnice, kuhinje in spalnice. V teh prostorih smo zgradili postelje, mize, knjižne omare in drugo opremo, ki astronavtom pomaga pri prilagajanju na življenje v bazi. Seveda pa ne samo to, za astronavte smo zasnovali tudi igralne dvorane, telovadnice in druge prostore za zabavo, da bi astronavtom pomagali pri uživanju telesa in duha, pri delu in počitku. Nazadnje smo zasnovali niz razmeroma popolnega varnostnega obrambnega sistema, ki ga v realnem času spremljata satelitsko opazovanje in omrežje radarjev s faznim nizom, da bi zagotovili varnost baze.
    Tehnologija: tehnologija pridobivanja vodika, tehnologija fiksiranja CO2, polprevodniška tehnologija, tehnologija adsorpcije z nihanjem tlaka, tehnologija impulznega stiskanja, tehnologija senzorjev itd.
    Materiali: ogljikova vlakna, steklo, nerjavno jeklo, les, plastika, železo, monokristalni silicij, polisilicij, vlakna itd.

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

  1. Zaščita pred meteoriti: zgradite obrambne sisteme proti meteoritom. Uporabljamo mrežo satelitov in mrežo radarjev s fazno matriko, s katerimi pregledujemo vse zrnate meteorite pod različnimi koti, na različnih ravneh, in ko jih najdemo, pošljemo signal v poveljniški center, ki pošlje signal v silos, ta pa pošlje prestreznik, ki uniči meteorit in zaščiti naše taborišče.
    Problem sevanja: lunine ploščice s strukturo iz luninih tal, ki so bile sintrane iz luninih tal, nato pa sestavljene in zgrajene nad našo bazo, da bi zmanjšale sevanje.
    Problem temperature: Lunina zemlja ima zelo dobro toplotno izolacijo in jo je mogoče uporabiti kot izolacijski material na površini lunarne baze. Površino lokacije lahko prekrijemo s plastjo lunine zemlje, da se izognemo previsokim dnevnim temperaturam in prevelikemu ohlajanju ponoči.
    Glavni viri vode za lunarno taborišče so inteligentna proizvodnja vode, polarna talina, pridobivanje kamnin in zemeljski transport. Da bi bolje izkoristili vodne vire, smo zgradili rezervoarje za vodo, rezervoarje za shranjevanje vode, naprave za pridobivanje vodikovih in kisikovih ionov, rezervoarje za shranjevanje, lunarni rover in drugo infrastrukturo. Voda iz naprave za pridobivanje vodikovih in kisikovih ionov bo po ceveh speljana v rezervoar in nato v zbiralnik, od koder bo rover vodo, pridobljeno iz polarne taline in rude, prepeljal v zbiralnik, kjer bo prečiščena z obarjanjem in prepeljana v zbiralnik. Rezervoar za shranjevanje vode je povezan s skoraj vsako enoto, tako da z vodo oskrbuje celotno bazo.

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

Voda:

Voda je vir življenja. Da bi naš lunarni tabor imel zadostno oskrbo z vodo, smo zasnovali celoten sistem za oskrbo z vodo. Glavni viri vode za lunarni tabor so inteligentna proizvodnja vode, polarna talina, pridobivanje kamnin in zemeljski transport. Da bi bolje izkoristili vodne vire, smo zgradili rezervoarje za vodo, rezervoarje za shranjevanje vode, naprave za pridobivanje vodikovih in kisikovih ionov, rezervoarje za shranjevanje, lunarni rover in drugo infrastrukturo. Voda iz naprave za pridobivanje vodikovih in kisikovih ionov bo po ceveh speljana v rezervoar in nato v zbiralnik, od koder bo rover vodo, pridobljeno iz polarne taline in rude, prepeljal v zbiralnik, kjer bo prečiščena z obarjanjem in prepeljana v zbiralnik. Rezervoar za shranjevanje vode je povezan s skoraj vsako enoto, tako da z vodo oskrbuje celotno bazo.

Hrana:

V središču tabora smo postavili krožno območje za sajenje, v katerem smo ustvarili okolje s stalno temperaturo, ter postavili police za rastline in instrument za odkrivanje žuželk. Na policah za rastline uporabljamo luči LED, ki spodbujajo rast rastlin in skrajšujejo njihov rastni cikel. Luči LED so učinkovite in imajo dolgo življenjsko dobo, njihova toplotna moč pa je nizka. Astronavti bodo najprej jedli hrano, prineseno z Zemlje, ko bodo postavljena območja za gojenje, pa bomo gojili hitro rastoča živila in zelenjavo, ki jo je enostavno kuhati, kot so pšenica, paradižnik, jagode, korenje, leča, sladki krompir.

Moč:

Najprej s pomočjo sončne energije (Luna nima atmosfere in je 1,5-krat bolj učinkovita kot na Zemlji) z zložljivimi napravami za zbiranje sončne energije zajemamo razpoložljivo sončno svetlobo in jo pošiljamo na različne dele tabora, kjer neprekinjeno proizvajamo elektriko in vodo.
Drugi vir je helij-3, ki je naravno prednostno uporaben kot jedrsko gorivo, vendar je žal na Zemlji preveč redek, da bi ga lahko uporabili za obsežno proizvodnjo jedrske energije. Po drugi strani pa je na Luni helija-3 v izobilju, saj je po podatkih lunarnih raziskav njegova skladiščna zmogljivost ocenjena na več kot milijon ton. Poleg tega je to vir, ki je prijazen do okolja. Verjamem, da ste v preteklih letih vsi občutili težave, ki jih povzroča segrevanje podnebja. Glavni razlog je uporaba različnih virov ogljika, zaradi česar se v ozračje sprošča vse več toplogrednih plinov, tako da je učinek tople grede na Zemlji vse močnejši. Helij-3, čist vir energije, ne predstavlja takšnega problema, saj ne oddaja toplogrednih plinov, kot je ogljikov dioksid. To je smiselno zaradi nujne potrebe po izboljšanju stanja okolja.

Zrak:

Za pridobivanje kisika na Luni se lahko naprava uporablja za talilno elektrolizo. Ta tehnologija lahko segreva in tali lunarno zemljo ali kamnino za elektrolizo. Kisik se bo iz taline sproščal v obliki mehurčkov.
Ta tehnika je preprosta, ne zahteva dodatnih reagentov ter ne upošteva predelave in recikliranja materialov. Poleg kisika je mogoče z njo pripraviti tudi visoko čistost silicija, železa in drugih kovinskih materialov.
Guo Linli, raziskovalec na 508. inštitutu Pete kitajske akademije za astronavtiko, pravi, da je 511. inštitut Pete kitajske akademije za astronavtiko izvedel poskuse za proizvodnjo kisika na površini Lune z uporabo platforme sonde Chang 'e in majhnega reaktorja ter dosegel nekaj uspehov.

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

Prvič, organske odpadke in človeške odpadke, ki jih astronavti proizvedejo na Luni, bi lahko v bioreaktorjih razgradili v gnojilo, ki bi ga nato uporabili za gojenje rastlin. Poleg tega se lahko odpadna voda s postopki obdelave, kot sta reverzna osmoza in destilacija, spremeni v vodo, ki jo lahko astronavti ponovno uporabijo.
Drugič, anorganske odpadke in zavrženo opremo, ki jo astronavti proizvedejo na Luni, je mogoče predelati in ponovno uporabiti. Na primer, zavrženo opremo in kovinske dele je mogoče predelati v nove dele, izrabljene baterije in elektronske odpadke pa je mogoče reciklirati. S tem se ne le zmanjša nastajanje odpadkov, temveč tudi poveča uporaba virov. Nazadnje je treba odpadke, ki jih ni mogoče reciklirati ali predelati, ustrezno odstraniti. Na primer z gradnjo odlagališč na Luni, zakopavanjem odpadkov pod zemljo ali njihovim odstranjevanjem s tehnologijami, kot je visokotemperaturno taljenje.

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

Informacije med Luno in Zemljo ter luninim taborom lahko sporočamo prek umetnih satelitov, prenosni nahrbtniki sistema za podporo življenja, ki jih nosijo astronavti, pa imajo radijske postaje VHF, ki lahko prenašajo podatke o zvoku in biosenzorjih iz skafandrov v nadzorni center, nato pa informacije posredujejo prek umetnih satelitov. S pomočjo senzorskih oblačil, ki jih nosijo ljudje, lahko ne le komuniciramo, temveč tudi spremljamo kazalnike telesnega zdravja vsakega človeka v lunarnem taboru ter varujemo življenje in zdravje vsakega osebja lunarnega tabora.

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 lunarnem taboru s konceptom "ekološkega mesta" svetu predstavljamo raziskovalni koncept povezovanja biomorfizma, bionike ter informacijske in komunikacijske tehnologije. Okrog te teme bodo za nas najbolj zanimivi eksperimenti satelitska orbita, ekološki park itd.

Satelitski orbitalni eksperiment (orbitalni test, komunikacijski test, test opazovanja, test sistema, test trka, test življenjske dobe):

Izboljšajte komunikacijske zmogljivosti: Izgradnja komunikacijskih satelitov v lunarni orbiti lahko izboljša komunikacijske zmogljivosti med Zemljo in Luno ter zagotovi boljšo komunikacijsko podporo za prihodnje raziskovanje Lune in pristanek ljudi na Luni.
Sistem za lunarno navigacijo in določanje položaja: Z izgradnjo navigacijskih satelitov v lunarni orbiti je mogoče sondam in astronavtom na površini Lune zagotoviti natančne storitve določanja položaja in navigacije, podobno kot pri sistemu GPS na Zemlji.
Opazovanje in raziskovanje Lune: Z izgradnjo opazovalnih satelitov v lunarni orbiti je mogoče zagotoviti celovito in neprekinjeno opazovanje in raziskovanje Luninega površja, kar zagotavlja pomembne podatke za razvoj lunarnih virov in okoljske raziskave.
Vesoljske znanstvene raziskave: Z izgradnjo znanstvenoraziskovalnih satelitov v Lunini orbiti se lahko izvajajo vesoljski znanstveni poskusi in raziskave, kot so študije sončnega vetra, kozmičnih žarkov, mikrogravitacijskega okolja itd.
Baza za raziskovanje globokega vesolja: Sateliti, ki krožijo okoli Lune, lahko služijo kot odskočna deska za raziskovanje globokega vesolja in so pomembna podpora za prihodnje raziskovanje Marsa in nadaljnje raziskovanje vesolja.

Trenutno imamo ljudje na voljo tehnologijo za pošiljanje satelitov v lunarno orbito. Tako sta na primer program Apollo v Združenih državah Amerike in kitajska sonda Chang' e uspešno poslala sondo v lunarno orbito. Čeprav so stroški pošiljanja satelitov v lunarno orbito razmeroma visoki, se pričakuje, da se bodo z razvojem vesoljske tehnologije postopoma zniževali. Poleg tega lahko sateliti v lunarni orbiti zagotovijo pomembno podporo za prihodnje raziskovanje in razvoj Lune, zato se naložba dolgoročno izplača. Izgradnja satelitov v lunarni orbiti je smiselna tudi s praktičnega vidika. Skratka, gradnja satelitov v orbiti Lune je zelo pomembna ter izvedljiva s tehnološkega, ekonomskega in praktičnega vidika. Z nadaljnjim razvojem vesoljske tehnologije bo gradnja satelitov v lunarni orbiti v prihodnosti postala realnost.

Ekološki park je poskus:

Lunarni ekološki park mora zgraditi zaprt krožni ekosistem, ki bo omogočal preživetje ljudi in drugih organizmov. To vključuje gojenje hrane, zagotavljanje kisika, obdelavo odpadkov itd. Za izgradnjo lunarnega ekosistema je treba rešiti številne izzive, na primer, kako gojiti pridelke v okoljih z nizko lunarno gravitacijo in kako ohraniti stabilnost ekosistema. Lunarni ekološki park lahko služi kot znanstveno raziskovalna baza za raziskave lunarne geologije, biologije in okolja. Hkrati lahko lunarni ekološki park postane tudi baza za razvoj lunarnih virov in vesoljskega turizma.

Vzpostavitev lunarnega ekološkega parka je zahteven in obetaven projekt, pri katerem se veselimo sodelovanja mladih, ki si želijo sodelovati!

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

Astronavti so posebne vrste poklic, ki se ukvarjajo z vesoljskimi dejavnostmi v vesolju. Opravljati morajo posebne naloge, kot so spremljanje leta, upravljanje, nadzor, komunikacija, vzdrževanje in znanstveno raziskovanje, v posebnih okoljskih razmerah in lahko normalno živijo. Zaradi tega morajo opravljati strogo usposabljanje, da imajo odlične fizične in psihološke lastnosti, močno sposobnost prilagajanja posebnim okoljskim dejavnikom vesolja ter obvladajo vesoljsko plovilo in dokončajo misijo, morajo imeti različna znanja in veščine. Vsebina usposabljanja astronavtov vključuje: telesno vadbo, izobraževanje o teoretičnem znanju, psihološko usposabljanje, usposabljanje za vzdržljivost in prilagodljivost posebnim okoljskim dejavnikom, usposabljanje za preživetje in usposabljanje za tehnologijo vesoljskih plovil, usposabljanje za tehnologijo vesoljske medicinske tehnike, usposabljanje za znanje in tehnologijo vesoljske znanosti in uporabe, usposabljanje za preživetje in celovito usposabljanje. Prav tako je treba v mikrogravitacijskem stanju plavajočega silosa z ničelno gravitacijo občutiti okolje nizke gravitacije in se vnaprej prilagoditi lunarnemu okolju. Da bi zagotovili dovolj dobro telesno in psihološko kakovost astronavtov za hitro prilagoditev na posebno okolje, je treba občutiti okolje nizke gravitacije v mikrogravitacijskem stanju plavajoče kabine z ničelno gravitacijo in se vnaprej prilagoditi lunarnemu okolju. Izvedite tehnično usposabljanje, kot so vesoljska plovila, da bodo astronavti lahko vstopili v nekatere raziskave in polete na Luni.

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.

Na krovu imamo vesoljsko plovilo Tianwen-11, ki ga je neodvisno razvila Kitajska in je razdeljeno na naslednje tri dele:

Kapsula s človeško posadko: v glavnem prevaža nekaj znanstvenikov in manjše število udeležencev tabora na Luni.
Poveljniški modul: smer gibanja vesoljskega plovila nadzoruje umetna inteligenca, po prihodu glavnega dela na Luno pa ostane v lunarni orbiti in opravlja nadzorno funkcijo.
Predal za tovor: v glavnem je odgovoren za prevoz predmetov, potrebnih za lunin tabor, in nekaj hrane.

Na Luni bomo izdelali svoj rover in ga prepeljali.

Običajno bi se na Zemljo vrnili v kapsuli s človeško posadko. Za pobeg z Lune imamo sistem za prekinitev izstrelitve, ki je namenjen za nujne primere.
V lunini orbiti imamo poveljniški modul (to je satelit za zaznavanje), ki bo spreminjal gibanje Lune in lahko v realnem času spremljal razmere na površini Lune. Astronavti lahko vozimo lunarna vozila ali sonde za raziskovanje Lune glede na razmere na površini Lune.