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: Moony
彼得罗克学院 巴恩斯塔普尔 英国 17 3 / 0
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项目描述
月球营的目的是建立一种在对地球来说陌生的大气/环境中自我维持的方法。该基地将是模块化的,随着时间的推移,将有可能扩大这个基地。它也可以作为一个中转点,在太空中进行更远距离的探险,以促进我们对宇宙的了解。 |
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2.1 你想在哪里建造你的月球营?
由于月球上缺乏大气层,这意味着在月球的一天中(大约是29.5天),它可以达到极端温度。如果在这个温度变化如此频繁的地区建立一个基地,在这个地方建立某种 "营地 "将是灾难性的不切实际的,因为必须采取具体措施来维持气候控制。因此,我们得出的结论是,找到一个温度恒定的地点是最好的方案。这意味着营地将设置在月球两极之一的火山口中,那里的温度常年保持在零下153度左右,这将使气候控制变得更加容易,而且比设置在一个温度极热和极冷的地方更加安全。我们选择的火山口是哥白尼,它的直径为93公里,这为月球项目的扩展提供了很多空间。 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。
将是一个可现场建造的模块化布局,因为这是最实用的运输结构的方式,有几个原因。 它可以使材料的储存和运输更加紧凑,这意味着火箭的有效载荷所需的体积更小。 模块化的设计布局意味着基地可以很容易地在以后的任务中进行扩展。此外,最初的基地可以由多个火箭分阶段建造。 将包括一个由房间和走廊组成的网格结构,这两个地方都将包含基本和非基本的设备。选择这种结构设计有几个原因,以及前面列出的原因。 这是一个坚固的结构,在月球表面将是稳定的,因为模块有可调节的腿,使基地可以在不平整的地形上建造。这使我们对基地的确切位置和在不同方向增加基地的大小有了更多的选择。 这种设计比一个大房间要安全得多,例如,如果一个模块出现了严重的紧急情况,它可以与基地的其他部分隔离,以保护其他模块的一切,并通过隔离紧急情况来阻止紧急情况的蔓延。在这种情况发生后,该模块可以被修复并实施回到正常的基地运作中。
建筑材料。 能满足以下要求的,可能包括从地球上运来的碳纤维等材料,形成基地的基本结构。此外,由月球土壤制成的月球混凝土和其他在月球上生产的加固材料(在任何宇航员被送到那里之前)将覆盖基地,以保护其不受恶劣的月球环境的影响。 需要谨慎选择,因为它们可以完全改变基地的物理特性。复合材料(如上面列出的那些)可以提供基地的基本需求。 来自月球环境的安全,包括保护结构免受流星撞击、压力、辐射和空间的冷真空。 在保持基地良好结构强度的情况下,用火箭运输的重量很低。 施工方法。 我们将用来建造月球基地的设备包括。 在派出任何宇航员之前,将初始材料、机器人和物资从地球运到月球,以建立基地。这将是建造基地的准备过程中的一个重要部分。 运送到月球的机器人将由地球上的工程师控制,并将用于建造基地以及额外的保护。 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)
温度--由于月球的温度远低于冰点,基地的每个模块都将被加热到20℃,以防止宇航员被冻死。由于我们选择了火山口的位置,这意味着温度将保持连续,不会改变,所以模块可以保持在这个温度。 月球尘埃 - 众所周知,月球尘埃对宇航员的呼吸有很大的损害,因为其微小的尺寸可以粉碎肺部。为了解决这个问题,将采取适当的通风措施,对空气进行彻底过滤,禁止灰尘在空气中逗留,以帮助确保我们的宇航员安全。 |
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2.4 解释一下你的月球营将如何为宇航员提供。
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水
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食品
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权力
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空气
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可以通过将氢气和氧气(在上述过程中获得)混合在一起,并加入火花或足够的热量以提供启动反应的活化能而制成。水和也可以通过在反应中使用能量来提供(见下文)。月球两极的月球表面部分由冰构成,可以由漫游车收集并转化为可饮用的水。这也可能是一种非常好的取水方式。废水将被回收并加工成可饮用的水。 |
在研究种植植物之前,首先将提供食物。种植植物的一种方式可以是鱼菜共生,用鱼来种植植物,为宇航员生产足够的食物,同时又不是非常耗费资源。 |
电力:电力将来自一个小型核反应堆,可能是EGP-6的现代化版本或其他类似的小型核反应堆。另外,基地的大部分电力将来自于基地周围的太阳能电池板。生产太阳能电池板的一些基本成分可以从月球土壤中获取,特别是硅和金属(铁、铝、镁和钛)。这些(以及其他一些有用的元素和化合物)也可以用来为基地生产其他有用的设备,以及为地外任务在月球上停留加油时提供重要资源。这将大大减少火箭及其有效载荷的重量,使任务更便宜、更有效。 液态氢(在上述过程中获得)可以与电池一起作为一种能源储存形式,在漫长的月球之夜和能源供不应求时为基地提供电力。 火箭推进剂。 主要由氧气和氢气组成(在上述过程中获得)。推进剂的其他成分可以被运到月球上。为地外任务的火箭补充燃料是月球基地的主要目的之一,所以这就是它的生产方式。在月球上加油的火箭是非常有用的,因为从地球上着陆,特别是起飞是非常耗费燃料的。它将减少任务所需的燃料量,减少火箭的重量,如前所述,使任务更便宜和更有效,或使他们能够进一步探索未知的世界。 |
氧化物占月球表面的40%以上,所以氧气将从月球车收集的月球土壤中提取,方法是提供足够的能量来打破键或用碳或氢来还原氧化物。氧气也可以通过将水分裂成氧气和氢气来提供。 |
2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。
我们的月球营地将作为一个主要基地,研究诸如土豆和其他植被等食物如何在月球上生长,以及月球的环境如何影响生长和/或其他因素。月球上食物的生产/生长最终将允许一个自给自足的食物来源,种子能够从植物中收获并重新生长。我们还将研究如何利用来自地球的氧气和氢气的补给来创造一个可呼吸的空气供应,以及一个燃料供应,以允许进一步进入太空的探险。月球上的加油站将允许更大的有效载荷和更多的物资进入月球。 |
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3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。
由于一个月球日相当于29.5个地球日,这意味着宇航员不能使用任何形式的月球时间行事。这意味着宇航员将使用格林尼治标准时间,当英国也使用格林尼治标准时间时,将转换为英国标准时间。这是因为任务控制中心将设在英国。宇航员将在每天早上6点至晚上6点工作,其余时间将用于休闲和休息。 在月球上时,宇航员将严格遵守这一程序。
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