月亮营地

Moon Camp Pioneers画廊2020-2021

在Moon Camp Pioneers中,每个团队的任务是使用Fusion 360三维设计一个完整的月球营地。他们还必须解释他们将如何利用当地资源,保护宇航员免受太空的危险,并描述生活和工作设施。

团队。 海伦堡营地

尼德代尔高中和社区学院  佩蒂尔桥    英国 15

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项目描述

我们的月球栖息地被设计为人类在月球上的第一个长期殖民地,作为进一步殖民和人类利用月球资源的一个起点。

 

其主要目标是

  1. 进行月球地质学、月球重力和其他月球特定领域的研究。
  2. 在月球上建立一个长期的人类存在。
  3. 为进一步探索太阳系的目的生产燃料。

 

在月球上建立殖民地将是人类的一项不朽的成就,并将激励新一代的工程师、科学家和宇航员将人类的火炬带到新的世界。

人居署将作为人类进一步开发月球和利用其资源的基础。

你想在哪里建造你的月球营?

我们选择在薛定谔火山口建造我们的栖息地。我们选择这个地方是因为它有大量的熔岩管和内环内相对平坦的表面;这有利于未来在表面的发展。

 

它也靠近南极和沙克尔顿火山口。在两极附近建造基地是有利的,因为人们认为那里有冰,可以将其加工成可用的水。

 

薛定谔环形山是月球上少数几个显示出近期地质活动迹象的地点之一,这是进一步研究月球地质组成和发展的一个很好的机会。薛定谔环形山的表面下有熔岩管,可以为基地建设提供一个天然的地下区域。这是很有利的,因为在地下建造基地可以提供对太阳辐射和微陨石的保护。

你打算如何建造你的月球营?描述一下你将使用的技术和材料。

营地将由统一的模块建造,由密闭的门隔开。这使得基地的建设和维护更加容易。它还使基地模块化,这意味着可以相对容易地进行扩展。

 

栖息地的墙壁将使用从地球运来的统一矩形钛板建造。这些面板将使用电子焊接技术焊接在一起。电子焊接比其他焊接方法更有优势,因为它不需要任何气体,而且在真空中工作。屋顶将以类似的方式建造,但采用三角形面板。地基将使用钛梁建造,地板将用统一的铝板建造。

 

一些较大的模块,如气垫舱,必须由充气式模块建造。这是因为很难将这种尺寸的基地模块运到月球上。墙壁将有多层,以增加安全性。每层都将有单独的传感器,因此可以监测压力,并在其增长之前注意到泄漏。墙壁将由钢柱支撑。

使用充气式模块也使交付和施工更加容易。唯一的问题是,出于安全考虑,这些模块不能作为主要的底舱使用。

 

重型设备应在现场组装。大型内部设备将由定居者在组装前移入基地内部,这是为了避免在通过气闸移动设备时可能出现的复杂情况。内部设备将在基地完全加压的情况下进行组装。

月球上的环境对宇航员来说是非常危险的。解释一下你的月球营将如何保护他们。

为了保护栖息地免受辐射和微陨石的影响,它将被建造在一个熔岩管内。基地的每个部分都由气密门隔开,因此,如果一个隔间出现增压故障,其他区域也会受到保护。栖息地有一个带有手术室的医疗舱。在紧急情况下,居住者将能够疏散到地面前哨。  

 

生境生命支持系统可以单独控制每个隔间的气流。这样做的目的是,如果基地的一个部分出现紧急情况,操作部分仍然可以运作,而不会对通风系统造成危险。

 

该栖息地还配备了一个灭火系统。如果检测到火灾,生命支持系统可以用氩气淹没隔间,以降低氧气浓度,并将火扑灭。这不会损坏敏感设备。任何居民都需要提前疏散。

解释一下你的月球营将如何为宇航员提供。
食品
电器
空气

将使用配备有中子光谱仪的卫星进行勘测,以寻找合适的采冰地点。一旦找到一个位置,欧空局的探矿系统将降落并开始采冰。一个火箭将被用来把冰从采掘地点运送到基地,在那里进行处理。然后,冰将被储存在罐子里,在那里它将被太阳辐射融化。电解和加压系统将被用来提供氧气和氢气,它们将被用作火箭燃料、呼吸空气和氢燃料电池的燃料。

在食品方面,我们将使用气培系统进行作物生长。与其他作物种植方法相比,气耕法具有优势,因为它不需要土壤,而且与水耕法相比,它的用水量更少。
大豆将被种植为蛋白质和脂肪,甘蓝将被种植为维生素K、C、E和钙。马铃薯将被种植以获得碳水化合物和维生素A。
一些不易腐烂的食品将从地球上运来,因为在这样规模的基地不可能现场生产所需的一切。宇航员还将每天服用维生素补充剂,以保证他们不会出现任何维生素缺乏症。

电力将全天使用不同的方法进行生产和储存。

当是月球日的时候,太阳能电池板将被用来生产电力。电解将在白天产生氢气和氧气。氢气和氧气将被储存起来供氢气燃料电池使用,因为太阳能电池板在夜间不能运行。

电解设备将只在白天供电,以避免出现氢气不足。这是因为为燃料电池生产氢气所需的能量比燃料电池中的氢气所释放的能量要多。

最初,氧气的来源将不得不从地球上进口。一段时间后,可以通过电解水开始本地生产氧气。现场的植物生长将有助于改善空气质量。空气将通过一个基地范围内的通风系统进行循环,确保二氧化碳从空气中被过滤掉,不会造成危险的堆积。氮气或另一种类似的惰性气体需要作为稀释剂,以确保栖息地的大气不会危险地富含氧气。稀释剂将需要从地球进口。

解释一下你的月球营的主要目的是什么(例如:商业、科学和/或旅游目的)。

以宇航员海伦-沙曼命名的海伦伯勒营将主要侧重于对月球的科学研究和探索。它将产生宝贵的科学发现,不仅对欧空局而且对国际合作者。还将从营地的长期任务中获得宝贵的经验。这些经验将证明对那些致力于将第一批人类送上火星和其他天体的人来说是非常宝贵的。

 

这项任务本身是有风险的,所以在早期阶段不会有旅游机会。然而,在未来,可能会有一些平民访问的机会,类似于过去对国际空间站的付费访问。

 

基地也可能有商业扩张的机会,例如,在前往火星和其他地方的途中,为商业航天器着陆和加油,或者也许出口在月球上发现的稀有材料。但是这些任务需要事先仔细评估和计划。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

在欧洲中部时间早上7点,白班将被唤醒。选择欧洲中部时间是因为ESOC(欧洲空间操作中心)使用这个时区,而且这也是大多数欧空局宇航员将对准的时区。

起床后,他们将穿上衣服,使用洗手间设施 - 然后在开始轮班前吃早餐。队员们将按2小时轮班工作,每4小时有一次娱乐性休息。

在主栖息地内工作的人员还将监测关键系统,如生命支持和电力。每个宇航员每天将值班12小时,但这不会是持续的工作,他们将有娱乐性的休息和午餐时间,以确保他们不会过度疲劳。将使用旋转睡眠时间表,以确保至少有2名居民,其中一名是系统专家,一直处于清醒状态。这是为了确保不断观察所有系统,必要时可以随时进行不定期的维护。

栖息地有一个健身区,其中有两台阻力运动机,使用机制作为阻力而不是重力。一台是划船机,用于保持上半身的力量和肌肉质量,另一台是健身自行车,用于保持心血管和有氧健身,以及力量和防止骨骼和肌肉萎缩。住户们都会有一个指定的时间,在那里他们可以使用健身房里的锻炼设备。这对于确保他们的肌肉和骨骼结构不因较低的重力而退化是至关重要的。

在娱乐时间内,居民可以使用自己的个人笔记本电脑,每台电脑都有500GB的个人媒体。

在换班的重叠期间,居民们将有时间进行团队建设活动,以提高士气和合作。在这段时间里,他们还将一起做饭和吃夜宵/早餐。换班领导将进行简报,以确保任何必要的信息都能转达给下一班,并在任务日志中正式标注每天的开班/结班时间。



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