攻讀學(xué)位
研究生留學(xué)
本科留學(xué)
高中留學(xué)
留學(xué)信息
留學(xué)資訊
留學(xué)活動(dòng)
留學(xué)產(chǎn)品庫
成功案例
留學(xué)博客
院校庫
留學(xué)規(guī)劃師
您的位置:首頁 > 啟德動(dòng)態(tài) > 太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day7

太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day7

  • 2017年09月05日 15:03
  • 來源:
  • 點(diǎn)擊:623 次
全球 入讀本科 入讀高中 入讀預(yù)科 背景提升
【導(dǎo)讀】太空城市設(shè)計(jì)大賽清華集訓(xùn)營已經(jīng)進(jìn)入到第七天了,期間大家一起觀看了火星救援這部電影,那我們?nèi)绾我哉_的方式觀看這部電影呢?毛勇博士讓大家一起來找下在這部電影中出現(xiàn)了哪些不科學(xué)的地方。到底有哪些呢?
            
昨天晚上,大家一起觀看了火星救援這部電影,那我們?nèi)绾我哉_的方式觀看這部電影呢?毛勇博士讓大家一起來找下在這部電影中出現(xiàn)了哪些不科學(xué)的地方。




火星上的大風(fēng)暴
大風(fēng)暴是不可能在火星上出現(xiàn)的?;鹦巧系臍鈮汉艿停坏降厍虻陌俜种?。換句話說,即使是火星上的風(fēng)速達(dá)到了160公里每小時(shí),其實(shí)風(fēng)力也就相當(dāng)于地球上16公里每小時(shí)的風(fēng)力,這點(diǎn)風(fēng)也就能放個(gè)風(fēng)箏。
所以,其實(shí)電影中所描寫的大風(fēng)暴不可能出現(xiàn)。雖然原作作者安迪·威爾自己也知道這一點(diǎn),但是他也有他作為故事的“造物主”的權(quán)利:“我需要一個(gè)讓航天員離開火星的方法,所以我在這里稍微杜撰了一下。而且,難道你不覺得突如其來的大風(fēng)暴感覺很酷嗎?”
不過這卻是故事最重要的設(shè)定,沒有這火星上的大風(fēng)暴,男主角馬特達(dá)蒙也就不用繼《拯救大兵瑞恩》、《星際穿越》之后,再度耗費(fèi)這么多人力了。

宇宙飛船的模型構(gòu)建
從火星軌道航天器的圓環(huán)直徑和旋轉(zhuǎn)速度來看,模型的構(gòu)建基本是科學(xué)的,可以確定這種設(shè)計(jì)是的確能夠人工創(chuàng)造出一個(gè)介于火星與地球之間的重力水平的。
只是這個(gè)宇宙飛船實(shí)在是太超前了——看起來既龐大又復(fù)雜而且成本也十分高昂。建造宇宙飛船不是為了讓人們能夠坐在上面去看宇宙的,而是為了把來自地球的一小群專家成功送上火星的,是為了讓他們帶回能夠?yàn)榛鹦怯?jì)劃提供參考的有效數(shù)據(jù)的?;蛟S未來的某一天,我們能夠看到這樣的宇宙飛船,就像在哥倫布遠(yuǎn)航幾百年后才有的遠(yuǎn)洋客輪那樣。但是,如果三桅帆船已經(jīng)出現(xiàn)了,甚至是遠(yuǎn)洋巨輪都出現(xiàn)了的話,哥倫布恐怕也就不會(huì)再想著去任何地方了吧。

火星上的重力
馬特·達(dá)蒙在火星上保持著地球般的移動(dòng)方式是不科學(xué)的,因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中的火星的重力只有地球的三分之一。NASA也曾做過設(shè)想,結(jié)論是要在火星上行走的最有效的方法就是用跳的方式進(jìn)行大步移動(dòng),或是拖著腳進(jìn)行小步移動(dòng)。劇中的宇航服參考了2030年之后真實(shí)任務(wù)使用的太空服為原型,每套至少重達(dá)40磅。但是因?yàn)橹亓Φ脑蚱鋵?shí)只有三分之一的重量,所以行動(dòng)起來應(yīng)該會(huì)更輕盈一些才對(duì)。


自制水資源
火星表面沒有湖泊、河流或者海洋,火星宇航員必須有他們自己的水補(bǔ)給來源。
而馬特·達(dá)蒙選擇了從火箭燃料中分解出了氮和氫,之后他把氫氣與氧氣混合在一起燃燒生成了水。
毋庸置疑,這肯定是可行的,但如果換做是我被困在火星上的話,恐怕只會(huì)想到讓水從土壤中出來吧。火星溫差很大,夏天時(shí)從攝氏零下153度到22度,水在火星上僅以冰的形態(tài)存在,是被凍住的“生命源泉”。雖然在低緯度上土壤內(nèi)僅有約5%的水份(從重量上來說),但在兩極附近的土壤水份卻高達(dá)60%。



廁所
這是一個(gè)有點(diǎn)奇怪的地方。處理廢棄物最簡(jiǎn)單的方法是把它們用袋子裝起來,然后封口,之后每天燒掉即可這是沒錯(cuò)。
但利用溫室系統(tǒng)或物理化學(xué)過程進(jìn)行廢物再利用——將其轉(zhuǎn)化為燃料、水和氧氣,其實(shí)理論上說是更有效率的啊。難道他們真的會(huì)回去分門別類的封裝上,并貼上寫有宇航員名字的標(biāo)簽來作為以后的科學(xué)研究材料嗎?我無法想象會(huì)有誰想要把這些東西帶回地球,或是直接在火星上研究它。你不是去火星上研究你自己的糞便去的,你是要在那里了解火星的好嗎?
不過該片中大部分的情節(jié)還是非常的真實(shí)的,結(jié)合了虛構(gòu)和真實(shí)兩種敘事元素,而這兩種元素都來自于NASA和其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)完成的和未來在21世紀(jì)30年代的探索任務(wù)。NASA已經(jīng)研發(fā)出多項(xiàng)在電影中展示的科學(xué)技術(shù)。

棲息地
在火星表面,瓦特尼在居住艙Hab內(nèi)待了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,這可以說是他遠(yuǎn)離地球的家。未來登陸火星的宇航員也需要這樣一個(gè)家以避免以飛沙為伴度過火星上的歲月。目前,在NASA的約翰遜航天中心,機(jī)組人員就在人類探索研究模擬項(xiàng)目(HERA)中為長(zhǎng)航時(shí)深空任務(wù)做訓(xùn)練。

植物農(nóng)場(chǎng)
在《火星救援》中,瓦特尼把居住艙變?yōu)橐粋€(gè)自給的的農(nóng)場(chǎng),長(zhǎng)出的土豆成為第一種火星主食。如今,在近地軌道,生菜是太空中供給最充足的農(nóng)作物。在國際空間站中,Veggie是一個(gè)有效的新鮮食物生產(chǎn)系統(tǒng)。
使用紅、藍(lán)、綠光,Veggie能夠使植物生長(zhǎng)在一個(gè)類似于枕頭的東西里,這是一個(gè)擁有基質(zhì)和肥料以及微孔表面的小袋子,宇航員可以從這里收割食物。


污水再生
在國際空間站上,一滴汗、淚甚至是尿都不會(huì)浪費(fèi)。環(huán)境控制和生命支持系統(tǒng)無處不在地對(duì)水進(jìn)行再生和循環(huán),包括尿液,洗手水,漱口水以及其他來源。通過水再生系統(tǒng)(WRS),水被回收,過濾,準(zhǔn)備再次使用。一位宇航員曾舉例說過:“昨天的咖啡會(huì)變成明天的咖啡。”

氧氣制造
在國際空間站上,宇航員擁有氧氣制造系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以循環(huán)處理航天器中的空氣并高效穩(wěn)定地提供可供呼吸的空氣。這個(gè)系統(tǒng)通過電解反應(yīng)生產(chǎn)氧氣,把水分子分解成氧分子和氫原子。氧氣被釋放進(jìn)空氣中,氫氣被排進(jìn)太空或輸入Sabatier系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)利用空間站的大氣的剩余副產(chǎn)品來生產(chǎn)水。


火星宇航服
火星的地表環(huán)境并不歡迎人類。大氣中也幾乎沒有任何可供呼吸的氧氣。宇航員在居住艙外采樣和維修時(shí)必須穿著宇航服。每天瓦特尼都需要身著宇航服在火星地表進(jìn)行很長(zhǎng)時(shí)間的艙外工作,而且更為棘手的是他必須要在火星表面長(zhǎng)途跋涉,所以他的宇航服必須足夠靈活、舒適、可靠。NASA正在研發(fā)能夠在火星上使用的宇航服。工程師考慮了從火星漫步到巖石采樣的一切需求。

火星車
一旦人類在火星表面著陸,他們必須在那里居住一年以上才能等到最小地火距離點(diǎn)并返回地球。這樣宇航員就會(huì)有大量的時(shí)間在周圍地區(qū)開展實(shí)驗(yàn)和探索工作。
但是宇航員必然不能夠被限制在步行距離范圍之內(nèi)進(jìn)行考察,為了走得更遠(yuǎn),他們必須擁有一部有力的、可靠的、靈活的火星車。在《火星救援》中,瓦特尼駕駛他的火星車進(jìn)行過幾次急轉(zhuǎn)彎。甚至為了生存,他不得不對(duì)火星車經(jīng)行了非傳統(tǒng)的改裝。
在今天的地球上,NASA也正致力于讓“多任務(wù)空間探索車”(MMSEV)能夠面對(duì)多種環(huán)境。MMSEV已經(jīng)被用于NASA的模擬任務(wù),用來幫助解決某些機(jī)構(gòu)已經(jīng)想到的一些可能會(huì)發(fā)生的問題,甚至是用于尋找一些可能被隱藏的問題。


離子推進(jìn)
戰(zhàn)神三號(hào)計(jì)劃的成員所搭乘的赫密斯號(hào),就是利用離子推進(jìn)器來完成的地火轉(zhuǎn)移運(yùn)輸。核推進(jìn)比沖高,可以節(jié)省大量的攜帶推進(jìn)劑,是當(dāng)前正在研發(fā)的載人深空探索項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)之一。
這個(gè)技術(shù)允許像NASA的Dawn飛船用很少的燃料去執(zhí)行一些瘋狂的任務(wù)。Dawn飛船已經(jīng)完成了五年多的持續(xù)加速,總加速達(dá)到了驚人的25000英里/小時(shí)。這比其他飛船的推進(jìn)系統(tǒng)都要厲害的多。它已經(jīng)完成了人類對(duì)谷神星和灶神星的第一次觀測(cè)。
太陽能電池板
火星上沒有加油站,沒有油井,也幾乎沒有風(fēng)。只有太陽能才能讓宇航員在火星任務(wù)中走得更遠(yuǎn)。電影中Hermes飛船就使用太陽能列陣來獲得能源,瓦特尼也正是利用了太陽能板才能使自己在火星上成功生存下來。
在國際空間站,4個(gè)太陽能列陣能夠提供84-120千瓦的電力,這些能量足夠40個(gè)家庭使用。空間站并不需要滿功率使用,然而萬一出現(xiàn)事故,能量冗余反而有助于減少事故的風(fēng)險(xiǎn)。
自2000年以來,太陽能系統(tǒng)一直為空間站提供能源,并處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下。NASA研制的Orion飛船將帶人類飛向比以往更遠(yuǎn)的地方,它也是使用太陽能陣列作為未來任務(wù)的能量來源。它的陣列板可以在陽光下獲取能源的同時(shí)給鋰離子電池充電。假如Orion飛船在月球的背面——沒有陽光的位置,電池也能為飛船運(yùn)行提供足夠的能源。


在2017年的春天,奧巴馬的繼任者應(yīng)該會(huì)和1961年的肯尼迪一樣有勇氣和決心說,我們可能會(huì)在他(或她)的第二個(gè)任期結(jié)束前登上火星。
這是一種政治意愿,這是對(duì)于《火星救援》而言的真正意義所在。這仿佛就像是在說:“我們可以做到這一點(diǎn)。只要我們肯去思考,一定能夠成功戰(zhàn)勝這些困難。”期待實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃的人也許就會(huì)從我們這次訓(xùn)練營中的同學(xué)產(chǎn)生了。
老師在測(cè)試同學(xué)們做的模型


老師給同學(xué)們講解關(guān)于3D打印的原理。3D打印機(jī)(3D Printers)簡(jiǎn)稱(3DP)是一位名為恩里科·迪尼(Enrico Dini)的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī),它不僅可以“打印”一幢完整的建筑,甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。


同學(xué)們?cè)谛蕾p3D打印作品








3D打印是一種累積制造技術(shù),3D打印機(jī)是一種可快速成型的機(jī)器,它通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。其基本原理是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),以可粘合物質(zhì)為材料,通過打印一層層的粘合物來構(gòu)造物體,但3D打印機(jī)堆疊的方式多種多樣,使得其原理又有所不同。下面是幾種3D打印機(jī)常用的堆疊技術(shù):
1、“噴墨”:3D打印機(jī)噴頭于鑄模托盤上噴出一層液態(tài)塑料物質(zhì),并置于紫外線下進(jìn)行相應(yīng)處理,使得鑄模托盤下降微小距離以為下一層的堆疊提供空間。
2、“熔積成型”:于3D打印機(jī)噴頭內(nèi)熔化塑料,以沉積塑料纖維的方式形成薄層用于堆疊。
3、“激光燒結(jié)”:3D打印機(jī)以粉末狀微粒為打印原材料,首先于鑄模托盤上噴灑一薄層粉末,熔鑄成指定形狀后,由液態(tài)粘合劑進(jìn)行固化處理。
4、“激光燒結(jié)加強(qiáng)版”:3D打印機(jī)在打印包含孔洞或懸臂這種結(jié)構(gòu)時(shí),除“激光燒結(jié)”外,還需在材料中加入凝膠劑等物質(zhì)來提供支撐,這部分粉末不會(huì)被熔鑄,最后用水或氣流便可沖洗掉形成空隙,起到占據(jù)空間的作用。


同學(xué)們?cè)隗w驗(yàn)飛行模擬器

同學(xué)們覺得今天的課程豐富多彩趣味多多,除了太空知識(shí)還有關(guān)于3D打印及時(shí),晚上同學(xué)開始他們的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),用3D軟件設(shè)計(jì)他們?nèi)松械谝粋€(gè)作品。

相關(guān)閱讀:
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day1
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day2
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day3
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day4
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day5
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day6
太空城市設(shè)計(jì)大賽-清華集訓(xùn)營現(xiàn)場(chǎng)來稿-Day8


2018-2019屆國際太空城市設(shè)計(jì)大賽報(bào)名已經(jīng)啟動(dòng)啦!啟德作為官網(wǎng)唯一合作機(jī)構(gòu),提供大賽官方報(bào)名入口,歡迎您咨詢報(bào)名! 點(diǎn)擊查看大賽詳情<<

您可以通過以下3種方式報(bào)名,還能咨詢了解更多大賽信息和相關(guān)優(yōu)惠活動(dòng)

1、歡迎撥打免費(fèi)咨詢電話400-1010-123; 

2、歡迎 點(diǎn)擊這里 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)咨詢; 

3、填寫報(bào)名表單,我們會(huì)在1-3天內(nèi)與您聯(lián)系,為您解疑答惑。

用戶感言:

    熱門活動(dòng)

    留學(xué)產(chǎn)品:

      熱點(diǎn)新聞

      留學(xué)博客

      為什么選擇啟德教育
      國內(nèi)留學(xué)規(guī)劃與出國
      培訓(xùn)的國際教育機(jī)構(gòu)
      中國較早聚焦于國際教育
      一站式服務(wù)的企業(yè)
      在北上廣深等國內(nèi)41個(gè)城
      市設(shè)立了65個(gè)分支機(jī)構(gòu)
      在澳大利亞、加拿大、英國以及越南設(shè)有境外公司
      值得信賴的國際教育機(jī)構(gòu) Teaching Lifelong Success
      關(guān)于啟德
      啟德簡(jiǎn)介 啟德動(dòng)態(tài) 客戶意見 聯(lián)系我們 加入我們 網(wǎng)站地圖
      出國留學(xué)
      美國留學(xué) 加拿大留學(xué) 澳大利亞留學(xué) 新西蘭留學(xué) 英國留學(xué) 愛爾蘭留學(xué) 法國留學(xué) 德國留學(xué) 荷蘭留學(xué) 意大利留學(xué) 西班牙留學(xué) 瑞士留學(xué) 北歐留學(xué) 匈牙利留學(xué) 俄羅斯留學(xué) 中國香港求學(xué) 新加坡留學(xué) 韓國留學(xué) 日本留學(xué) 馬來西亞留學(xué) 中國澳門求學(xué) 泰國留學(xué) 迪拜留學(xué)
      啟德分支
      北京 廣州 深圳 上海 武漢 濟(jì)南 青島 煙臺(tái) 成都 重慶 杭州 寧波 南京 蘇州 無錫 合肥 石家莊 邯鄲 鄭州 西安 太原 天津 呼和浩特 蘭州 珠海 長(zhǎng)沙 福州 廈門 南寧 沈陽 大連 長(zhǎng)春 哈爾濱 南昌 昆明 海口 佛山 東莞 中山 汕頭 境外公司: 澳大利亞 英國 加拿大
      考試培訓(xùn)
      托福培訓(xùn) 雅思培訓(xùn) GRE/GMAT
      啟德學(xué)游
      美國學(xué)游路線 加拿大學(xué)游路線 英國學(xué)游路線 澳洲學(xué)游路線 其他學(xué)游路線
      特色服務(wù)
      國際預(yù)科 來華留學(xué) 新高考
      友情鏈接
      關(guān)注啟德教育:
      啟德小程序 留學(xué)想要的 都給你
      跳轉(zhuǎn)鏈接 關(guān)閉
      留學(xué)考培問題輕松問
      獲取驗(yàn)證碼

      申請(qǐng)取消授權(quán)

      手機(jī)請(qǐng)直接輸入:如1860086xxxx

      座機(jī)前加區(qū)號(hào):如01059992xxxx

      請(qǐng)輸入您的電話號(hào)碼,點(diǎn)擊通話,稍后您將接到我們的電話,該通話對(duì)您完全免費(fèi),請(qǐng)放心接聽!

      關(guān)閉

      向我提問

      姓名:劉詩詩

      分公司:?jiǎn)⒌卤本?/p>

      負(fù)責(zé):加拿大

      本人允許通過電話、短信形式聯(lián)系,確認(rèn)咨詢需求預(yù)約