upptäckt interaktiv bild

Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Projektgalleri

 

I Moon Camp Pioneers är varje lags uppdrag att 3D-designa ett komplett Moon Camp med hjälp av valfri programvara. De måste också förklara hur de ska använda lokala resurser, skydda astronauterna från farorna i rymden och beskriva boende- och arbetsfaciliteterna i sitt Moon Camp.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 18   2 / 0 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

  1. Vår måncamping är uppdelad i ett centralt bostadsområde och ett externt planteringsområde, ett forskningsområde, ett gruvområde, ett signalöverföringsområde, etc. Bostadsområdet omfattar enklare stugor som sovrum, restauranger, huvudkontrollrum och gym. Alla kabinväggar är konstruerade i ett mönster av titan kolfiber vatten kalciumoxid (isoleringsmaterial) kompositmaterial (strålningsbeständigt material) titan från insidan och ut. Det yttersta lagret har också ett 1,6 meter tjockt skyddsskikt tillverkat av speciellt månjordsmaterial.
  2. Vi planerar att genomföra vetenskaplig forskning, experiment och forskning om månens utveckling samtidigt som vi garanterar astronauternas säkerhet och boende. Vi kommer att använda månstenar för att absorbera värme och lagra den i en värmeuppsamlingsanordning, som kommer att leverera värme till varje kupé genom rörledningar. Dessutom har vi elektromagnetiska utskjutningsanordningar och kapselformade räddningskapslar som kan ta sig ut från månen i tid i stora farliga situationer.

1.2 - Varför vill du bygga ett Moon Camp? Förklara huvudsyftet med din Moon Camp (till exempel vetenskapliga, kommersiella och/eller turistiska syften).

Vår måncamping används främst för vetenskaplig forskning, för att utforska universums mysterier, mänsklighetens ursprung och resurserna på månen. Vilka resurser finns det som bättre och enklare kan tillgodose behoven av syre, vatten och energi på månen. Används för att utforska odlingen av månens växter, hur man planterar dem väl och hur man gör jordens växter mer produktiva. Dessa vetenskapliga studier har på ett avgörande sätt bidragit till planerna på att fler människor ska kunna bo på månen.

2.1 - Var vill du bygga ditt Moon Camp? Förklara ditt val.

Vi planerar att bygga vårt månläger i den antarktiska Aitkenbassängen i Mare Smythii. Mare Smythii är beläget på månens baksida. Dess centrum ligger på 87,7 grader sydlig latitud och 126,9 grader västlig longitud. Det finns 11 medelstora Yuhai bottom rupture impact craters. Det kan finnas några djupa fördjupningar eller sprickor under dem, så att vattenis kan lagras stabilt där. Det utvalda området har höga nivåer av FTA, OL och CPX, som kan användas för att producera syre och utvinna metaller som järn och titan för att tillgodose de potentiella långsiktiga mänskliga levnadsbehoven. När det gäller att upprätthålla den energi som krävs för driften av vetenskapliga forskningsstationer har detta område den starkaste ljusintensiteten på månytan och är ett av de mest idealiska områdena för att utvinna solenergi under dagen på månen.

2.2 - Hur planerar du att bygga ditt månläger? Fundera på hur ni kan utnyttja månens naturresurser och vilka material ni skulle behöva ta med från jorden. Beskriv teknikerna, materialen och dina designval.

När det gäller byggandet av basen planerar vi att bygga vårt månläger i tre steg:

Steg 1: Vi planerar att först simulera monteringsprocessen på jorden och sedan skicka bostadsmodulen till månen och använda en robot för att montera basen. De material som används kommer från jorden, t.ex. titan, aluminium, kiselsyra osv.

Steg 2: Skicka astronauterna och efterföljande moduler till månen och förbättra gradvis experimentområdet, planteringsområdet etc. Planteringsområdet kan kombineras med kratern, vilket är gynnsamt för utvinning av månis.

Steg 3: Vi planerar att utvinna material från månjordens vittringsskikt lokalt och använda en stor 3D-utskriftsenhet för att konstruera ett 1,6 meter tjockt strålskyddsskikt utanför de nödvändiga modulerna.

Dessutom planerar vi att leverera energi från jordbältet (solpaneler, generatorer etc.), syrekompressorer och luftrenare, stödstrukturer (inklusive byggnader, pelare, anslutningar, konsoler och expansionsgångjärn etc.), vattenförsörjningssystem (avancerad vattenrenings- och återvinningsutrustning), kommunikationsutrustning (inklusive kommunikationssatelliter, kommunikationsutrustning, datorer, nätverksanslutningar etc.) livsuppehållande system (inklusive livsuppehållande system, toaletter, sängar, catering etc.), vetenskaplig forskningsutrustning (inklusive astronomisk utrustning, laboratorieutrustning etc.).

2.3 - Hur skyddar och skyddar ditt Moon Camp dina astronauter mot månens hårda miljö?

Vi tar främst upp strålning, mikrometeoriter och temperaturfrågor i samband med farorna på månen.

  1. För strålningsfrågor: Vi använder tre moduler: grundläggande isolatorer, elastiska kablar och Whipple-skärmteknik, samt specialmaterial från månjord för att förhindra strålningsrisker för astronauterna. Sedan kommer vi att lägga till ett vattenskikt inuti väggen, som effektivt kan absorbera och sprida strålning. Detta kan minimera skadorna av strålning.
  2. När det gäller frågan om mikro-meteoriter: Vi har ett särskilt yttre materialskyddsskikt, och väggarna är byggda av titan, som kan stå emot små meteoriter och höga temperaturfluktuationer. Dessutom använder vi radar för att upptäcka (mikro)meteoriter om ett beslut fattas i förväg.
  3. För temperaturproblemet: vi använder effektiva värmeisoleringsmaterial som grafit, glasfiber och aerogel för att minska värmeöverföringen från inomhus- och utomhusluft och undvika att fluktuationer i utomhustemperaturen påverkar inomhustemperaturen. Använd fläktar, luftkonditionering och andra enheter för att hålla bastemperaturen stabil, och använd energisystem som solpaneler för att tillhandahålla de nödvändiga kyl- och värmekällorna internt.

3.1 - Hur kommer ert Moon Camp att ge astronauterna hållbar tillgång till grundläggande behov som vatten, mat, luft och ström?

När basen har etablerats kommer astronauterna att använda månlandare för att bära med sig gruvverktyg och robotar för att bryta närliggande månis och därigenom smälta, filtrera och rena för att få fram rent vatten. Vi planerar att göra det två till tre gånger i veckan, där en del transporteras direkt till bostadsområdet och en del lagras i vattenlagringsenheter. Urinfiltratet kan dessutom kemiskt omvandlas till ett lim genom att syragrupperna i polymerkedjan omvandlas till estergrupper, vilket förändrar dess egenskaper.
Mat är viktigt för astronauter, och de första astronauterna kommer att äta mat som tagits med från jorden. Naturligtvis kommer den medhavda maten inte att räcka länge, så astronauterna kommer att bygga ett planteringsområde efter att de grundläggande anläggningarna har etablerats, och använda hydroponiska och luftburna odlingstekniker för att plantera några växter: äggplantor, potatis, tomater och andra växter som kan komplettera olika näringsämnen. Med tanke på den långsiktiga utvecklingen förbereder vi oss också för att studera hur man kan använda månjord för att odla växter.
I vårt kraftsystem kommer solpaneler att användas för daglig basal energiproduktion, och vi kommer också att använda en stor mängd helium-3 på månen för att fylla på vår elektriska energi. Omvandla den till likström och lagra den i ett batteri med hjälp av kemisk energi. När elektricitet behövs omvandlar du den kemiska energin till likström och sedan till växelström för strömförsörjning.
Till att börja med skulle vi utvinna lite syre från månens vittringsskikt eller stenar (vilket kräver att syre och kvävgas blandas enligt sammansättningen i ytatmosfären för att människokroppen ska kunna andas direkt). Kväve skulle vi tillföra från jorden. Vi kan också använda smält elektrolys för att utvinna luft. Vi förbereder också att använda en lins för att värma upp marken till 2500 grader för att utvinna syre.

3.2 - Hur kommer ert Moon Camp att hantera det avfall som astronauterna producerar på månen?

Återvinning och återanvändning: Vår måncamping kommer att skapa en sluten miljö som liknar den internationella rymdstationen, vilket gör att avfall som genereras av astronauterna kan återvinnas och återanvändas. Till exempel kan avföring och urin omvandlas till gödningsmedel eller vatten, som kan användas för livsuppehållande system eller odling av grödor.
Oxidativ nedbrytning: Avfall kan oxideras och sönderdelas genom en oxidationsreaktor. En oxidationsreaktor innebär att organiskt avfall blandas med oxidationsmedel som väteperoxid och placeras i en behållare för reaktion under höga temperaturförhållanden. Genom denna reaktion reagerar organiska ämnen med oxidanter för att producera säkrare ämnen som vatten och koldioxid. Vattnet och koldioxiden används sedan för fotosyntes, vilket ger mat och syre.
Komprimerad lagring: Fast avfall, stora bitar avfall etc. kan komprimeras och lagras i speciella behållare i väntan på framtida återvinning eller sophantering.

3.3 - Hur kommer ditt månläger att upprätthålla kommunikationen med jorden och andra månbaser?

Vårt månläger kommer att använda signaltorn och radar för att upprätta kommunikation med satelliter, som kan användas för att ta emot signaler från jorden och tillhandahålla en returväg för överföring av information som bilder, data och röst, vilket upprätthåller kommunikationen mellan lägret och jorden. Sedan ta kontakt med jorden och andra lägerplatser på månen. Dessutom kan radio också användas för att uppnå kommunikation med jorden. När underhåll och driftsättning har slutförts måste radion ta hänsyn till faktorer som elektromagnetisk vågutbredning för att säkerställa högkvalitativ kommunikation.
Dessutom har vår månlägerplats en elektromagnetisk utskjutningsanordning som använder elektromagnetism för att skjuta ut kapselformade kapslar. Efter att ha ställt in hastigheten och planerat rutten kan de överföras till andra månlägerplatser för att upprätta direktkommunikation mellan astronauter.

4.1 - Vilket eller vilka vetenskapliga ämnen skulle vara i fokus för forskningen i ert Moon Camp? Förklara vilka experiment du planerar att göra på månen (t.ex. inom ämnena geologi, miljö med låg gravitation, biologi, teknik, robotteknik, astronomi etc.).

Geologi kommer att vara vårt forskningsfokus.

Insamling av sten och jord: För att förstå månens geologiska historia och egenskaper kan prover samlas in för analys. Dessa prover kan samlas in med hjälp av borrning eller robotar och analyseras med avseende på kemiska och fysiska egenskaper.
Seismisk övervakning: Det förekommer färre jordskalv på månen än på jorden, men de ger användbar information om månens inre struktur. Sensorer för övervakning av jordbävningar kan placeras ut på månens yta för att registrera och analysera insamlade data.
Gravitationsmätning: Genom att mäta gravitationsfältet på månen med hjälp av en gravimeter kan man förstå månens inre struktur och sammansättning. Dessa mätningar kan göras från orbiters eller landers på låg höjd.
Mätning av magnetfält: Genom att mäta magnetfältet på månens yta kan man få en förståelse för de fysiska processerna inuti månen. Dessa mätningar kan göras med hjälp av orbiters eller flygplan.
Topografisk undersökning av ytan: För att upprätta en geologisk karta över månens yta kan man använda laserhöjdmätare eller radar och andra instrument för topografisk undersökning av ytan. Dessa mätningar kan hjälpa till att bestämma storleken och formen på olika geologiska egenskaper på månen.
Mätning av värmeflöde: Genom att mäta temperaturgradienten på ytan och under månen kan man förstå värmeflödet och den geologiska historien inuti månen. Dessa mätningar kan göras med hjälp av borrinstrument eller robotar.

5.1 - Vad skulle du inkludera i ditt träningsprogram för astronauter, för att förbereda dem för en månfärd?

Astronauter måste genomgå tre typer av träning:

Den första typen är grundläggande yrkesutbildning: som astronaut är det första steget att få utbildning i grundläggande teoretiska kunskaper, t.ex. atmosfär, astronomi, geofysik, rymddynamik, kommunikation, datorer osv. Dessa utbildningar är alla relaterade till rymdteknik, medicin och fysiologi. Genom att förbättra de grundläggande kunskaperna inom dessa huvudämnen kan en solid grund läggas för framtiden.
Den andra typen är flyguppdragsträning: astronauter måste ha en robust fysik, och på grundval av detta måste de också genomgå strikt fysisk träning. Uthållighetsträning för övervikt: Raketer har vanligtvis extremt hög acceleration under start, och utan träning kan astronautens kropp inte tolerera detta. Att simulera sådan träning kan hjälpa astronauterna att hålla sinnet klart och anpassa sig till och slutföra flyguppgifter; Viktlöshetsträning: Under omloppsflygningen befinner sig rymdfarkosten ofta i en mikrogravitetsmiljö, där astronauterna ofta har yrsel, vilket påverkar operationen. Därför är det nödvändigt att simulera Huangjings viktlöshet för att hjälpa astronauterna att eliminera sin rädsla för viktlöshet. Under tyngdlöshetsförhållanden måste astronauterna genomföra övningar som att ta på och av rymddräkter, äta och gå. Universum och rymdfarkoster är speciella miljöfaktorer, och astronauterna måste förbättra sin tolerans genom träning.
Den tredje typen är yrkesutbildning: astronauter måste stanna på månen under lång tid, genomföra vissa experiment, vetenskaplig forskning, resursutforskning och annat innehåll. De måste också behärska kunskapen om att genomföra vetenskapliga experiment och förmågan att använda olika maskiner.

Utbildningen syftar till att göra det möjligt för astronauterna att leva ett normalt liv på månen, utföra vetenskapliga undersökningar och utforska månen.

5.2 - Vilka rymdfordon kommer ditt framtida månuppdrag att behöva? Beskriv de farkoster som finns i din Moon camp och fundera på hur du ska resa till och från jorden och utforska nya destinationer på månens yta.

Rymdfarkosten för månfärden måste kunna ta emot och bära en tillräckligt stor last, eftersom resan från jorden till månen kräver att man bär med sig en hel del material och förnödenheter, och rymdfarkosten måste kunna bära dessa saker. Rymdfarkosten kommer att docka med rymdstationen i rymden, fylla på energi från stationen och flyga till månen.

På månen monterar astronauterna löstagbara månroversmoduler som tagits med från månen och som kan slutföra utforskningen och insamlingen av resurser. (Dessa avtagbara månroversar och utforskningsrobotar är alla moduler som konfigurerats från jorden och monterats på månen)
På månen kommer små raketer från jorden att monteras och styras av jordmedlemmar för att flyga till jorden
Vi sätter ihop en detekteringsrobot som kan upptäcka resurser och terräng, analysera platsens lämplighet för att bygga en bas och ge feedback till astronauterna.