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.

Cheer

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Kina 18, 19   6 / 1 Engelska
Programvara för 3D-design: Fusion 360



1.1 - Projektbeskrivning

Vår bas är utformad för att vara en bas för boende och preliminär utforskning av månen. Vi vill sätta upp läger på månen och lära oss hur man får tag på vatten, syre, energi och livsmedel på andra planeter. I basens övergripande layout hänvisar vi till lotusformen och delar upp basen i fyra områden: bostadsområde, underhållningskontor, planteringsområde och forskningsområde. Vårt syfte är att upprätta en bas på månen utan föroreningar och att bygga en produktionsenhet för vatten och syre. Väte- och syrekomponenterna i månens regolit används för att få syre och vatten, och vattnet kan återvinnas genom reningscykeln. Vi byggde också en hopfällbar solpanel som använder solenergi för att få den energi som behövs för dagligt bruk, samt radaranordningar och missilsystem som kan krossas när ett meteoritnedslag upptäcks för att förhindra att lägret får meteoritskador.

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

Syftet med månlägret är att tillhandahålla en långsiktig bas där astronauter kan bo och arbeta på månytan så att de kan bedriva vetenskaplig utforskning och teknisk forskning och lösa de olika tekniska och överlevnadsmässiga utmaningar som uppstår i månmiljön. Genom att bo och arbeta på månen kan astronauterna skaffa sig en mängd rymderfarenheter och färdigheter. Samtidigt kan de förstå månens fysiska och kemiska egenskaper, utforska den geologiska strukturen på månen, studera månens ursprung och utveckling och söka efter vattenresurser på månen. Dessutom innebär inrättandet av månläger också en möjlighet för människor att leva i framtiden, vilket ger nya villkor och möjligheter för människor att överleva och utvecklas i rymden i framtiden.

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

  • Plats: Maraport Mountain nära Shackleton Crater på månens sydpol
  • Maraport Mountain exponeras för solljus större delen av tiden och två nära varandra placerade solpaneler genererar kontinuerlig energi.Maraport Mountain, 116 kilometer från Shackleton Crater, förser kratern med ström och kommunikation.Andra kratrar nära Mount Malaport har legat i djup skugga och kan innehålla värdefull vätgas och andra flyktiga ämnen. På en höjd av cirka 5 000 meter skulle Mount Maraport ge möjlighet till siktlinjekommunikation över stora delar av månen, liksom till jorden.

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.

  • Hela strukturen för vårt månläger är baserad på Eco City-strukturen som skrevs av den belgiske författaren Callebeau, som förmedlar vår utforskande filosofi att integrera biomorf, bionik och informations- och kommunikationsteknik. Basen består i princip av en huvudkontrollbyggnad, ett stödområde för boende, ett ekologiskt planteringsområde, ett arbetsområde utomhus och ett säkerhetsförsvarssystem. Huvudkontrollbyggnaden är astronauternas huvudsakliga arbets- och bostadsområde. Arbetsområdet är utrustat med arbetsstationer och annan infrastruktur för att hjälpa astronauterna att utföra sina dagliga uppgifter på ett effektivt sätt. För att astronauterna ska känna sig som hemma på månen har vi utformat individuella utrymmen för astronauterna, t.ex. badrum, kök och sovrum. I dessa utrymmen byggde vi sängar, skrivbord, bokhyllor och andra faciliteter för att hjälpa astronauterna att anpassa sig till livet på basen. Naturligtvis har vi också konstruerat spelhallar, gym och andra underhållningsplatser för våra astronauter, för att hjälpa dem att njuta av kropp och själ, arbete och vila. Slutligen har vi utformat en uppsättning relativt kompletta säkerhetsförsvarssystem, som övervakas av satellitobservationer och fasstyrda radarnätverk i realtid för att garantera basens säkerhet.
    Teknik: vätgasåtervinningsteknik, CO2-fixeringsteknik, halvledarteknik, trycksvängningsadsorptionsteknik, pulskomprimeringsteknik, sensorteknik osv.
    Material: kolfiber, glas, rostfritt stål, trä, plast, järn, monokristallint kisel, polysilikon, fiber etc.

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

  1. Skydd mot meteoriter: Bygga försvarssystem mot meteoriter. Det vi gör är att vi använder ett nätverk av satelliter och ett nätverk av fasstyrda radarsystem, och vi kartlägger alla små meteoriter i flera vinklar, på flera nivåer, och när vi hittar dem skickar vi en signal till kommandocentralen, som skickar en signal till silon, som skickar en interceptor för att förstöra meteoriten och skydda vårt läger.
    Strålningsproblem: Månplattor med en mortise and tenon-struktur som sintras från månens jord och sedan monteras och byggs över vår bas för att minska strålningen.
    Temperaturproblem: Lunarjord har mycket god värmeisolering och kan användas som isoleringsmaterial för månbasens yta. Anläggningens yta kan täckas med ett lager av månjord för att undvika för höga dagstemperaturer och för hög nattkyla.
    De huvudsakliga vattenkällorna för månlägret är intelligent vattenproduktion, polärt smältvatten, bergutvinning och jordtransport. För att bättre kunna utnyttja vattenresurserna har vi byggt vattentankar, vattenlagringstankar, återvinningsanordningar för väte- och syrejoner, lagringstankar, månrover och annan infrastruktur. Vatten från vätgas- och syrejonåtervinningsanordningen kommer att ledas till tanken och sedan till reservoaren, där rovern kommer att transportera det vatten som utvinns ur polärt smältvatten och malm till reservoaren, där det kommer att renas genom utfällning och transporteras till lagringstanken. Vattentanken är ansluten till nästan alla enheter för att förse hela basen med vatten.

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

Vatten:

Vatten är källan till liv. För att vårt månläger ska ha en tillräcklig vattenförsörjning har vi utformat ett komplett vattenförsörjningssystem. De viktigaste vattenkällorna för månlägret är intelligent vattenproduktion, polärt smältvatten, bergutvinning och jordtransport. För att bättre kunna utnyttja vattenresurserna har vi byggt vattentankar, lagringstankar för vatten, anordningar för återvinning av väte- och syrejoner, lagringstankar, månrover och annan infrastruktur. Vatten från vätgas- och syrejonåtervinningsanordningen kommer att ledas till tanken och sedan till reservoaren, där rovern kommer att transportera det vatten som utvinns ur polärt smältvatten och malm till reservoaren, där det kommer att renas genom utfällning och transporteras till lagringstanken. Vattentanken är ansluten till nästan alla enheter för att förse hela basen med vatten.

Mat:

I mitten av lägret har vi skapat ett cirkulärt planteringsområde med en konstant temperatur i planteringsområdet, och vi har satt upp planthyllor och insektsdetekteringsinstrument. I växthyllorna använder vi LED-lampor för att främja växternas tillväxt och förkorta växternas tillväxtcykel. LED-lampor är effektiva och har lång livslängd, samtidigt som värmeeffekten är låg. Astronauterna kommer först att äta mat från jorden, och när odlingsområdena väl är iordningställda kommer vi att odla snabbväxande livsmedel och grönsaker som är lätta att tillaga, t.ex. vete, tomater, jordgubbar, morötter, linser och sötpotatis.

Kraft:

Först använder vi solenergi (månen har ingen atmosfär och är 1,5 gånger mer effektiv än på jorden) med hopfällbara solskördeanordningar som fångar upp tillgängligt solljus och skickar det till olika delar av lägret för att kontinuerligt generera el och vatten.
Den andra är helium-3, som är ett naturligt kärnbränsle, men tyvärr är denna resurs alltför sällsynt på jorden för att kunna användas för storskalig kärnkraftsproduktion. På månen finns det däremot gott om helium-3, med en uppskattad lagringskapacitet på mer än en miljon ton, enligt månundersökningar. Och det är en resurs som är vänlig mot miljön. Under årens lopp tror jag att ni alla har känt av de problem som orsakas av klimatuppvärmningen. Den främsta orsaken är användningen av olika kolresurser, vilket leder till att allt fler växthusgaser släpps ut i atmosfären, så att jordens växthuseffekt blir starkare och starkare. Helium-3, en ren energikälla, utgör inte ett sådant problem eftersom den inte släpper ut växthusgaser som koldioxid. Detta är logiskt med tanke på det akuta behovet av att förbättra miljön.

Luft:

För att producera syre på månen kan enheten användas för smältelektrolys. Denna teknik kan värma och smälta månjord eller sten för elektrolys. Syre kommer att frigöras i form av bubblor från smältan.
Denna teknik är enkel, kräver inga ytterligare reagenser och tar inte hänsyn till materialåtervinning och återanvändning. Förutom syre kan den också användas för att framställa kisel, järn och andra metallmaterial med hög renhet.
Enligt Guo Linli, forskare vid 508 Institute of China Fifth Academy of Astronautics, har 511 Institute of China Fifth Academy of Astronautics genomfört experiment för att producera syre på månens yta med hjälp av Chang 'e-sondplattformen och en liten reaktor, och nått vissa framgångar.

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

För det första kan organiskt avfall och mänskligt avfall från astronauter på månen brytas ned till gödningsmedel i bioreaktorer, som sedan kan användas för att odla växter. Dessutom kan avloppsvattnet omvandlas till vatten som kan återanvändas av astronauterna genom behandlingsprocesser som omvänd osmos och destillation.
För det andra kan det oorganiska avfall och den kasserade utrustning som astronauterna på månen producerar återvinnas och återanvändas. Till exempel kan kasserad utrustning och metalldelar bearbetas till nya delar, och förbrukade batterier och elektroniskt avfall kan återvinnas. Detta minskar inte bara avfallsproduktionen, utan maximerar också användningen av resurser. Slutligen måste avfall som inte kan återvinnas eller återanvändas bortskaffas på ett korrekt sätt. Till exempel genom att bygga deponier på månen, gräva ner avfallet under jord eller göra sig av med det med teknik som smältning vid hög temperatur.

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

Vi kan kommunicera information mellan månen och jorden och månlägret via artificiella satelliter, och astronauternas ryggsäckar med bärbara livsuppehållande system har VHF-radio, som kan överföra ljud och biosensordata från rymddräkter till kontrollcentret, och sedan överföra information via artificiella satelliter. Vi kan inte bara kommunicera utan också övervaka de fysiska hälsoindikatorerna för varje människa i månlägret genom de sensorkläder som människor bär och skydda liv och hälsa för all personal i månlägret.

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.).

I månlägret med konceptet "ekologisk stad" förmedlar vi till världen det utforskande konceptet att integrera biomorfism, bionik och informations- och kommunikationsteknik. Kring detta tema kommer satellitbana, ekologisk park och så vidare att vara de mest intressanta experimenten för oss.

Satellitbanekontroll (banprov, kommunikationsprov, observationsprov, systemprov, kollisionsprov, livslängdsprov):

Förbättra kommunikationsförmågan: Konstruktionen av kommunikationssatelliter i omloppsbana runt månen kan förbättra kommunikationsförmågan mellan jorden och månen och ge bättre kommunikationsstöd för framtida utforskning av månen och månlandning av människor.
Navigations- och positioneringssystem för månen: Genom att bygga navigationssatelliter i omloppsbana runt månen kan man tillhandahålla exakta positionsbestämnings- och navigationstjänster för sonder och astronauter på månens yta, liknande GPS-systemet på jorden.
Observation och utforskning av månen: Konstruktionen av observationssatelliter i omloppsbana runt månen kan ge en omfattande och kontinuerlig observation och utforskning av månytan, vilket ger viktiga data för utveckling av månresurser och miljöforskning.
Vetenskaplig forskning i rymden: Konstruktionen av vetenskapliga forskningssatelliter i månbanan kan genomföra rymdvetenskapliga experiment och forskning, t.ex. studier av solvind, kosmisk strålning, mikrogravitationsmiljö osv.
Bas för utforskning av rymden: Satelliter i omloppsbana runt månen kan fungera som en språngbräda för utforskning av rymden, och ge viktigt stöd för framtida utforskning av Mars och ytterligare utforskning av rymden.

För närvarande har människan tekniken för att skicka satelliter i omloppsbana runt månen. Till exempel har Apollo-programmet i USA och Kinas Chang'e-sond alla framgångsrikt placerat sonden i omloppsbana runt månen. Även om kostnaden för att skicka upp en satellit i omloppsbana runt månen är relativt hög, förväntas uppskjutningskostnaden gradvis sjunka i takt med att rymdtekniken utvecklas. Dessutom kan satelliter i omloppsbana runt månen ge viktigt stöd för framtida utforskning och utveckling av månen, och investeringen är värd det på lång sikt. Ur praktisk synvinkel är det vettigt att bygga satelliter i omloppsbana runt månen. Kort sagt är byggandet av satellitbanor på månen av stor betydelse, och det är genomförbart när det gäller teknik, ekonomi och praktiska aspekter. Med den fortsatta utvecklingen av rymdtekniken kommer byggandet av satelliter i omloppsbana runt månen att bli verklighet i framtiden.

Den ekologiska parken är ett experiment:

Den ekologiska parken på månen behöver bygga ett slutet cirkulärt ekosystem för att stödja överlevnaden av människor och andra organismer. Detta inkluderar odling av mat, tillförsel av syre och behandling av avfall etc. Att bygga ett ekosystem på månen kräver att man tar itu med många utmaningar, t.ex. hur man odlar grödor i miljöer med låg mångravitation och hur man upprätthåller ekosystemets stabilitet. Den ekologiska parken på månen kan fungera som en vetenskaplig forskningsbas för forskning om månens geologi, biologi och miljö. Samtidigt kan den ekologiska parken på månen också bli en bas för utvecklingen av månens resurser och rymdturism.

Att inrätta en ekologisk park på månen är ett utmanande och lovande projekt, och vi ser fram emot att få hjälp av unga människor med ambitioner!

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

Astronauter är ett slags specialyrken som ägnar sig åt rymdverksamhet i rymden. De måste utföra särskilda uppgifter som flygövervakning, drift, kontroll, kommunikation, underhåll och vetenskaplig forskning under speciella miljöförhållanden, och kan leva normalt. Detta kräver att de genomför strikt utbildning, så att de har utmärkta fysiska och psykologiska egenskaper, har en stark förmåga att anpassa sig till de speciella miljöfaktorerna i rymden, och behärskar rymdfarkosten och slutför uppdraget bör ha en mängd olika kunskaper och färdigheter. Utbildningen av astronauter omfattar följande: fysisk träning, teoretisk utbildning, psykologisk träning, uthållighet och anpassning till särskilda miljöfaktorer, överlevnadsträning och utbildning i rymdfarkostteknik, utbildning i medicinsk teknik, utbildning i rymdvetenskap och tillämpning av kunskap och teknik, överlevnadsträning och omfattande utbildning. Det finns också ett behov av att känna miljön med låg gravitation i mikrogravitationstillståndet i den flytande silon med nollgravitation och anpassa sig till månmiljön i förväg. För att säkerställa att astronauternas fysiska och psykiska kvalitet är tillräckligt bra för att snabbt anpassa sig till en speciell miljö, är det nödvändigt att känna den låga gravitationsmiljön i mikrogravitationstillståndet i den flytande kabinen med nollgravitation och anpassa sig till månmiljön i förväg. Genomföra teknisk utbildning såsom rymdfarkoster, så att astronauter kan komma in i viss forskning och flygning på 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.

Vi transporterar rymdfarkosten Tianwen-11 som utvecklats oberoende av Kina och som är uppdelad i följande tre delar:

Bemannad kapsel: Den transporterar huvudsakligen några forskare och ett litet antal månlägerdeltagare.
Kommandomodul: rymdfarkostens rörelseriktning styrs av artificiell intelligens, och efter att huvuddelen har nått månen kommer den att stanna i månbana för att utföra en övervakningsfunktion.
Lastutrymme: huvudsakligen ansvarigt för att transportera de saker som behövs för månlägret, samt lite mat.

På månen kommer vi att bygga vår egen rover och transportera rovern.

Normalt sett skulle vi återvända till jorden i en bemannad kapsel. Vi har ett system för att avbryta uppskjutningen från månen, som är avsett för nödsituationer.
Vi har en kommandomodul (dvs. en detekteringssatellit) i omloppsbana runt månen, som kommer att ändra månens rörelser och kan övervaka situationen på månens yta i realtid. Vi astronauter kan köra månfordon eller sonder för att utforska månen i enlighet med förhållandena på månens yta.