月亮营地

Moon Camp Pioneers画廊 2021-2022年

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。

Team: Lunastro 11

阿尔伯特-爱因斯坦体育学院  柏林    德国 16   6 / 2


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项目描述

在靠近北极的月球上,我们将生活在靠近北极的月球陨石坑内的一个玻璃穹顶内。火山口的直径应该是50米左右。在这个圆顶中,我们将建立一个种植平台和一个鱼菜共生系统,其中的水族箱将延伸到生活区,形成一个和谐的氛围。整个内部空间将充满可呼吸的空气。从我们的穹顶开始,将有一条隧道通向我们的液体镜望远镜,用于科学探索宇宙,另一条隧道通向我们的经济区,我们将在那里向地球出口氦-3。在月球坑的地面上将是我们的生活区,最多可容纳8人。在那里,我们将有带隔板的卧室,让我们有机会决定是否要在私密的地方睡觉,或与我们附近的同伴一起睡觉,还有大浴室来照顾我们的卫生。

 

 

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们将在北极附近建造我们的月球营,那里的优势是太阳几乎永久照耀,因此我们可以很容易地使用太阳能系统作为能量来源。我们发现那里也有很多环形山,甚至在一些地方可以发现水冰。我们可以拆解和使用这些。由于火山口本身已经提供了一定的保护,我们决定将我们的基地部分地建立在火山口中。这应该有大约50米的直径和20-30米的深度。由于所有的陨石撞击,这样大小的陨石坑在月球上并非不常见。北极的缺点还在于太阳总是照耀着那里,所以除了火山口之外,那里非常温暖,而且对宇航员的日夜节奏产生了严重影响。

2.2 你打算如何建造你的月球营?描述一下技术、材料和你的设计选择。

我们打算主要用混凝土建造我们的基地,因为混凝土的所有成分都可以在月球上找到,而且水泥所需的金属都是月球土壤的成分。但是,由于手工建造会太辛苦,我们通过我们的多用途火箭将一个巨大的混凝土3D打印机的部件运到我们的站。

我们的观测站在科学研究的意义上发挥着重要作用,因为月球上不存在大气层,与地球相比,它提供了一个优势。它使我们能够在没有任何光污染的情况下进行更精确的观测,因此是新的科学研究的理想工作空间。此外,我们决定采用液态镜望远镜,因为与普通望远镜相比,它们更容易运输,也更便宜。液态镜望远镜使用流银来反射光线。流星银被设置为旋转,获得抛物面的形状。因此,我们的望远镜包括三面镜子:作为主镜的流银镜和两面较小的镜子,它们将光线反射到探测器中,而探测器则传输
每个无线连接到计算机的信息。然而,我们应该记住,由于月球上温度的变化,普通的流银会立即蒸发。这就是为什么我们使用一种叫做 "Ecoeng 212 "的离子液体代替流银。它即使在较低的温度下也能保持流动性,在室温下也不会蒸发。

2.3 月球上的环境对宇航员是非常危险的。解释一下你的月球营将如何保护他们。(最多150字)

我们还需要保护,以防陨石击中基地。为此,我们在月球表面上方的上环建立了稳定的支撑。穹顶提供了额外的保护,它是由铝氧氮化物制成的,比钢强三倍,也是为了在国际空间站上用作窗户。氧氮化铝可以利用月球土壤中的铝和水培系统产生的氧气在现场制造。这个过程将不需要额外的氧气,因为氧化铝是月球岩石的一部分。

走廊和主要建筑的墙壁将由钛制成,因为这种材料在高达400°C的温度下仍能保持坚固,并能抵御较小的陨石。此外,内部的温度由钛合金很好地调节,因此不需要太多的加热或空调。

为了确保充分的辐射保护,墙壁上涂有一层薄薄的铅垂,然后提供充分的辐射保护。为了宇航员的安全,生活区将位于地下。

2.4 解释一下你的月球营将如何为宇航员提供。

食品
权力
空气

清洁的水将通过首先在北极周围开采冰矿来获得。然后我们将加热水冰,收集产生的水蒸气,将其冷却,这样你就有了可以用于日常生活的清洁水,即鱼菜共生系统。
此外,我们通过水解将水分成氧气和氢气。我们将其储存在穹顶外的特殊罐中。我们主要将氧气用于呼吸,将氢气用于提供能量。

为了保证我们在月球上的食物,我们将建立一个鱼菜共生的设施。鱼菜共生厂是鱼类和植物的混合养殖。为此,我们需要两个大的容器,一个用来养鱼,另一个用来养植物,一个使植物自动的水泵,将容器连接在一起的管道,以及鱼的含硫食物(如落叶植物或交叉开花的蔬菜)。此外,细菌也来为植物生产肥料。通过用含硫食物喂鱼,它们的粪便中含有铵,在细菌的帮助下可以分解成硝酸盐,这些硝酸盐通过水泵被输送到吸收硝酸盐的植物中。而这些植物反过来又生产出鱼类需要的含硫食物。
在基地的顶层,我们有一个农业区,种植着粮食安全的农作物。

在我们的月球陨石坑周围,我们将在其中放置穹顶,由于安全的原因,建造一个可以在里面安然生活的建筑,我们将放置大量的太阳能电池板,以吸收北极上永久闪耀的太阳光。为了防止在月食时发生停电,我们正在将阳光储存在燃料电池中。现在从这些太阳能电池板获得的电力可以用来将水分成能量和温暖。另一种可能性是核裂变,在真空中模仿不存在的大气和温度的振荡,因为它的速度和效率。核裂变的唯一缺点是,我们不得不从地球上进口必要的部件。

我们将创建一个鱼菜共生系统,由于鱼类产生的氮化合物,我们能够在水中种植植物,特别是蓝藻和绿藻。然后,我们就可以从植物的光合作用中获得可呼吸空气的氧气,以及由我们和鱼类产生的氮化合物所带来的二氧化碳。这些氮化合物的另一个用途是,我们可以把它添加到空气的其他成分中,我们可以在月球岩石中找到。因为人类每天要呼吸大约12.5立方米的空气,我们要在水箱中保存一些空气。分离极端嗜水微生物的金属氧化物是另一种潜力,它完全不需要动力,我们只需要细菌来完成这个过程。我们还可以从我们的水中过滤出氧气,这些水来自于北极的冰。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

我们的基地分为三个区域:主区(我们的生活区)和两个侧区。第一个较小的区域是为天文观测而建的:我们将使用我们的望远镜进行在地球上无法进行的困难研究。由于最小的光污染,望远镜将处于一个有利的位置,以便研究太阳系和其他地方。研究结果将使我们在地球上受益,并为未来的任务提供额外的知识。在第二个穹顶,你可以找到我们的提取实验室。在月球上建立一个基地并不便宜,所以我们也必须考虑到一些商业方面的问题。我们有一个想法,就是用漫游车来提取月球尘埃中的氦-3。这种稀有的气体,每公斤价格约为1500万美元,是地球上最昂贵的物质之一。这将为我们的任务提供资金,同时它将被用于许多不同的原因(用于聚变能源、科学或医疗目的)。在未来,我们也将能够成为一种 "中转站",用于目的地更远的任务。我们将成为一个提供燃料、支持和维护的后勤基地。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

目前宇航员的日常工作并不取决于他们的具体职责。有三组人有一个调整后的时间表。下面将说明第一组的日常工作。必须考虑到,其余两组的作息时间各推迟了8小时。

晚上休息好后的第一件事应该是在早上七点开始工作。因此,每个宇航员都必须相应地安排他们的晨练。因此,每个宇航员都自己决定何时起床。工作四小时后,有一个小时的休息时间。这可以用来吃第二次早餐或午餐。接下来是三个小时的工作。剩下的时间由自由时间和一小时的出勤组成。第一班的出勤时间在晚上七点到八点之间。一般来说,考勤与自由时间没有太大区别。如果出现紧急情况或要求,第一班必须做出反应,因为第二班在吃午饭,第三班在睡觉。出勤后,每个人都可以自由地开始他们个人的晚间活动,并上床睡觉,为第二天的工作提供良好的休息。

第一班。

  • 07:00 - 11:00: 工作
  • 12:00 - 15:00点钟:工作
  • 19:00 - 20:00点钟:出席会议

 第二班。

  • 15:00 - 19:00时:工作
  • 20:00 - 23:00点钟:工作
  • 03:00 - 04:00点钟:出席会议

 第三班。

  • 23:00 - 03:00点钟:工作
  • 04:00 - 07:00点钟:工作
  • 11:00 - 12:00点钟:出席会议

其他项目。

  三取一

 

  郑州轻工业大学附属中学
    中国
  俱乐部Astro Lycée 拉斐特

 

  Lycée général et technologique LAFAYETTE
    法国
  马拉罗

 

  第比利斯公立学校 #130
    乔治亚州
  月球仪

 

  图多尔-维阿努国家计算机高级学校 科学
    罗马尼亚