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。 克雷加团队

扬-克雷加国家学院  布加勒斯特    罗马尼亚 16, 15, 17

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项目描述

我们的月球营地被设计成一个在月球表面完全运作的前哨,在整个月球周期中可以进行科学探索和发现。该基地由模块化的六边形房间组成,最终将塑造出一个具有无限房间组合的蜜蜂,并采用了与以往不同的设计方法。月球营地是专门为容纳六名宇航员和支持他们的正常生活习惯而设计的。每个房间都准备了各自的设备和用途,如医疗或研究。这将确凿地引导我们向太空探索和开发迈进,月球上有丰富的矿物和金属,如用于开发太阳能电池的硅,或可用作燃料的氦-3。通过将这些材料运送到地球上,我们将为我们的星球提供可持续的能源来源。

你想在哪里建造你的月球营?

我们想把月球基地建在月球南极附近,更确切地说,是建在沙克尔顿环形山的边缘,因为那里是一个持续暴露在阳光下的地方,因此会给营地带来更多好处。靠近南极将节省探索中所需要的电力和物资,因为要走的距离会更短。与其他月球地点相比,温度的变化将不那么剧烈,这一点对于为宇航员创造一个更自然的气候极为有帮助。由于持续的阳光照射,基地几乎可以完全依靠太阳能运行,所以我们不需要很多电池来控制能量的损失。此外,我们将有机会获得月球上最大的水源之一,即位于南极的充满冰的火山口,这些冰可以被开采和融化,以便为船员获得可饮用的水。

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。

为了建造基地,我们将同时使用模块化部件和3D打印部件。着陆后不久,宇航员将暂时安顿在一个充气帐篷里,同时一个小型漫游器开始扫描环境中的缺陷和障碍物,将所有文件发送到3D打印机进行处理,然后开始建造。地板将由六个碳纤维复合材料的三角形制成,由于其耐高温和重量轻。它们将被安装在一起,形成六边形的结构。所有的房间都由六个LED灯照明,每个角落都有一个,并由一个走廊系统连接,其形状是在六边形之间。在建立一个坚实的基础后,我们将开始3D打印钛制的矩形墙,以确保强度和对基地的保护。之后,将在基地的所有内墙涂上金属涂层,以提供额外的保护,防止太阳辐射。这种结构可以很容易地封住一个房间或根据需要增加多个房间。

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。

太空人必须克服的最具挑战性的因素是:空间辐射和微型陨石、重力。然而,他们也将面临行为上的风险。从外部危险来看,在前往月球的过程中,宇航员可以利用他们周围的货物作为抵御辐射的保护罩,其质量越大,保护作用就越大。到达月球后,他们将呆在一个充气帐篷里,上面覆盖着一层保护性的月球土壤,与此同时,3D打印机器人将建造基地。为了使基地安全,我们计划用厚厚的墙壁。为了防止高温,我们可以使用由硅纤维制成的热屏蔽瓦片。为了保持船员的心理健康,他们将与家人和朋友保持密切联系,还允许他们携带0.5公斤的物品,以便更有家的感觉。基地内将有一个健身房和一个休闲区供他们使用,这将使他们能够保持社交技能和健康,这对长期来说是极其重要的。

解释一下你的月球营将如何为宇航员提供。
食品
电器
空气

许多报告指出,水以冰的形式存在于月球两极,由于我们把基地设在沙克尔顿环形山附近,我们将能够进入南部地区的水源。冰块将被开采出来并运回基地,放在外面的一个容器中,让其被太阳能融化。一旦融化,水将开始流经地下管道系统,最终进入基地的抽水系统。此外,我们希望从空气和尿液中回收水,从而建立一个封闭的系统。

起初,宇航员将不得不吃他们从地球上带来的物资。其余的食物将在水培舱内种植,直接在月球基地内种植,在未来一两个月内为宇航员提供部分基于植物的饮食。到那时,我们将拥有完全生长的植物(如西兰花、绿叶蔬菜、青花菜、豆类、红薯等),因为它们具有营养价值。为了使他们的选择多样化,宇航员将有一台食品3D打印机供他们使用,它可以烹饪各种菜肴。船员们将接受营养学家的检查,以确定他们的代谢特点,这将允许利用最佳的饮食计划,减少不必要的食物消耗。

我们的主要能源将来自高效的太阳能电池板。由于沙克尔顿火山口附近几乎恒定的太阳辐射,我们在白天将不需要其他电源。然而,在晚上,我们将需要使用电池来克服不活跃的太阳能电池板。其中一个解决方案是使用氢气燃料电池。我们将从水的电解过程中获得氢气,从而产生O2和H2。一个替代方案是燃烧甲烷获取能源。甲烷可以从萨巴蒂尔反应中获得,该反应将二氧化碳和H2变成水和甲烷。

首先,氧气可以从水的电解中获得,它可以与氮气结合,为基地内的宇航员建立可呼吸的空气(21% O2,78% N2)。 剩余的氧气将被储存在加压容器中,供宇航员在太空探险时呼吸。氧气也可以从月球表面获得,它是43%的氧气,利用熔盐电解法。到目前为止,还没有证据表明在月球表面可以发现大量的氮气,所以我们将不得不使用从地球上送来的压缩氮气,除非有新的发现表明情况并非如此。

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)。

我们的月球营的主要目的将是一个科学的目的。通过在月球表面安置船员,我们希望进行多种科学探索和实验,以便更好地了解环境,从而使我们能够为未来的任务、世代甚至是商业旅行建立更好、更强大的空间效率基地。然而,基地三分之一的人员将由游客组成,这将帮助我们资助探险和其他必需品。一些科学研究可能包括学习微重力对生物体的影响,或更好地了解月球的地质和组成。研究人员指出,月球土壤很肥沃。如果这一点是准确的,它可能为开发新的化合物打开大门。最后,开采月球表面将使我们离进一步的太空探索和开发更近一步,这对地球是有益的,因为我们都知道,我们星球的资源是有限的。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

宇航员将分三班工作,每班由两个人组成,因此在任何时候,总有两个成员醒着,以备不时之需。将创建一个人工昼夜循环,以保持每个班次的自定义昼夜节律。

首先,在醒来之后,船员们可以使用浴室设施,并进行他们通常的晨练。之后,他们可以去拿一些早餐(在食品3D打印机中制作),可以从水培托架或厨房中拿。如果他们愿意,太空人可以在健身房做一些锻炼,在跑步机上跑步,举重,骑自行车,甚至在运动室做一些瑜伽。

按照早上的惯例,机组成员必须检查整个基地的机器和系统,以确保一切工作正常,没有任何系统是关键的。如果机器的某个组件或部分被损坏,它将被送到工程部,由工程师进行处理。如果一个部件碰巧无法修复,新的部件将以必要的速度被3D打印出来。工作人员的每个成员都被赋予了全天的具体任务。植物学家将管理水培舱,以确保船员有足够的食物吃;工程师的主要任务可能是修复和维持工作系统,或分析和设计新的部件。如果外面的温度在生存范围内,宇航员可以进行不同的探险活动。其中一些可能包括从南极钻取冰块,然后用它填充基地外的水室,或者从月球表面取回不同的岩石、矿石或标本。船员们还将进行研究以增加我们对月球的了解,如月球的地质学或微重力对生物体的影响。探险队和研究人员都可以帮助我们更好地了解环境,从而发展可持续的未来基地。在完成他们的任务后,船员们有一些自由时间来放松,玩一些游戏,听音乐,看电影,或给他们的朋友和家人打电话。在睡觉之前,他们要吃晚饭,也许还可以随心所欲地使用卫生间的设施,并看一看远处的我们的地球。



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