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: Project “Aeneas”

中学 "P. Kr.亚沃罗夫"  普罗夫迪夫    保加利亚 15   2 / 0


3D项目的外部查看器

项目描述

埃涅阿斯 "项目利用了当今可用的技术,几乎不依赖未来尚未出现的概念或技术改进。在第一阶段,我们做了一个适合两名船员的模块化月球基地的设计。我们的月球基地是这样设计的:在运输、资金和后勤方面考虑到最大的有效载荷。第一阶段将包括主模块,它具有基本的非自持功能,如加热、生命支持系统、培训设备、存储等。因此,在最初的几年里,该基地将不得不依靠包装好的物资。随着项目的发展,可以增加更多的模块。例如,一个可以种植作物的植被模块,或者一个可以将月球冰块转化为饮用水的水净化模块。由于微重力对人体的降解作用,每6个月就必须更换一次船员。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们相信,我们的基地的最佳地点将是在一个高海拔的地方,大部分时间接受阳光照射,并且靠近北极。由于多种因素,这样一个地点是理想的。首先,这种类型的地区已知位于黑暗的、永久阴影的火山口附近,这些火山口有可能被利用作为月球冰的来源。此外,这种地区的温度是人类居住的理想环境。据信,其温度约为-500 摄氏度,而且波动很小。例如,这样的一个地点可能是Whipple火山口附近的准太阳光高原。尽管该高原几乎有80%的时间接受阳光,但我们仍将不得不应对月球夜间的危险,如超低的温度和太阳能的缺乏。

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。

埃涅阿斯 "基地将使用轻质材料建造,但同时也很耐用。这些材料包括钛、铝、钢和它们各自的合金。例如,用于我们基地内部框架的一种成熟的材料是2219-T6铝合金,因为它坚韧、轻巧、耐腐蚀。如前所述,基地将是模块化的,因为每个独立的组件都是在地球上建造的,然后运送到月球,在那里,模块通过标准化的对接端口相互连接。如果模块在离基地相当远的地方降落,每个模块都将配备专门的轮胎,能够穿越月球表面。由于内部和外部的压力差异,模块的两个主要形状将是球体和圆柱体。圆柱体类型的模块将配备两个标准化的端口,球体类型的模块将配备两到三个端口,这取决于具体配置。模块本身将提供大量的增强功能。随着时间的推移和诸如植被模块或水净化模块的增加,基地可能会变得更加自给自足。这样的结构也使得增加许多研究模块成为可能,这些模块可以有适合不同需求的不同设备。基地有可能被扩展为旨在提高船员能力或治疗船员士气的模块。

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)

我们的两个主要环境问题是温度和辐射。如前所述,夜晚仍将存在,我们将不得不考虑温度高达 - 150 0C或甚至-180 0C.隔热材料将位于外部和内部之间,由几层不同的隔热材料组成,如聚乙烯泡沫或聚氨酯泡沫。除此之外,一层薄薄的气凝胶将位于内部和最后的泡沫层之间。这种绝缘体的混合物将保护宇航员免受低温和宇宙辐射的影响。我们的团队意识到,这种气凝胶涂层可能被证明是相当昂贵的。然而,我们相信,这将是值得的,因为更好的绝缘将大大减少用于温度控制的电力。

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

第二个到达的模块将是水净化模块。它不仅将被用作饮用水的来源,而且还将提供化学分析的样本。在分析之后,水可以通过电凝法进行处理,这是对月球冰的特定探测器中发现的化学物质和金属的微调。在这个过程之后,将是通过过滤将不需要的物质从水中分离出来的问题。根据我们以前对月球冰的了解和过滤过程的效率,我们相信有可能将一些水用于卫生设施。

随着植被模块的到来,将有可能种植足够的农作物来部分维持船员的生活。开发一个适用于海鲜的模块是可能的,但必须在项目的后期阶段完成。然而,如果开发成功,这不仅将使基地在食物方面完全自给自足,而且还将使船员的扩展成为可能,因为运送非易腐食品的需求将不再存在,从而优化了可用于运送的空间。

由于我们选择的着陆点光照充足,太阳能将是主要的能源来源,并将与第一个模块和物资一起成为初始发射的一部分。尽管该地区几乎有80%的时间可以获得阳光,我们仍然必须考虑到月球的夜晚。由于黑暗时间的减少,它将足以为旨在为基地提供电力的电池充电。然而,随着基地的扩大,将有必要增加太阳能电池板和电池的数量,以满足日益增长的电力需求。

在第一阶段,氧气将不得不从地球进口。我们经历了许多创造空气的方法,但在大多数情况下,我们得到的是纯的或接近纯的氧气,这对呼吸来说是不够的。可呼吸的空气大多由可以在月球上获得的化合物组成。氧气和水蒸气可以通过电解月球上的冰获得,二氧化碳可以作为废物从我们的宇航员那里获得。我们在月球上创造空气的最大问题是氮气,因为它是空气的主要成分,也是最复杂的获得。它在月球大气中的浓度不足,获得它的唯一方法是通过将月球石板加热到极端温度。这将使氮气从雷石中分离出来,在混合气体后,我们将得到一种适合呼吸的类似空气的化合物。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

埃涅阿斯 "的主要目的是进行科学研究,旨在开发月球上潜在的长期居住环境。该项目是向完全自我维持的永久性月球定居点迈出的第一步。该基地的一个主要关注点将是封闭空间和微重力对身体和心灵的影响。该项目的目标之一是开发这些问题的解决方案,以便将来能够在月球上永久定居。基地的一个次要目标将是收集有关月球的数据,并进行否则将相当复杂的研究,例如定期收集样本。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

随着铝制百叶窗的打开和夜间照明的关闭,房间里充满了柔和而温暖的光线。闹钟响起,船员们睡袋对面的屏幕上显示出外面的温度。当他们两个人走到房间的另一边吃早餐和一袋咖啡时。二十分钟后,他们去了当天的指定模块。他们穿过坚硬的气密门,进入长方体形状的房间,进行简短的维护,以确保工作场所的安全。两人开始了长达6.5至7.5小时的工作。随着午餐时间的临近,两人在主舱的生活区会面,并享受由地球上的食物和当地采集的农作物组成的膳食。在一天的第二部分,最好至少有一个人改变他们的活动。例如,如果在 "上午 "他们分析了月球冰的样本,那么在 "下午 "他们可以在植被舱做一些园艺工作,或者也许进行每周的大规模维护检查。

然而,在每天结束时,两人再次相聚在一起,进行两个小时的锻炼。这对长期暴露在微重力环境下是非常重要的,因为定期运动将有助于减缓骨密度的下降速度。船员们到外面去也是相当常见的,无论是收集土壤和冰的样本还是维护。在每天结束时,宇航员有午餐和一些业余时间,这取决于他们当天的具体工作安排。

随着铝制百叶窗在接下来的8个小时内关闭,照亮房间的只有昏暗的LED灯。除了通风设备不断发出的嗡嗡声外,什么也听不到,因为两名机组成员都睡着了。

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