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: Moon and Future

郑州轻工业大学  河南省郑州市    中国 19   3 / 0


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项目描述

我们建设月球营地的主要目的和方向是为了便于我们独特的资源开发和应用,在宇航员登月和地球物质应用方面进行研究,对月球岩石和土壤中的原材料、稀有元素的含量进行分析,探索土壤培育农作物的可能性,并含有供人类利用的物质;研究月球的生存机制,观察和记录月球上熟悉的生物的生长过程和生长状态,并与地球上的生物生长进行对比实验。为此,由于以科学研究为主要方向,所以为了发展和研究,我们将建立科研实验室、生物实验室、作物培养室和储存仓库。

我们主要采用3D打印技术和无线激光信号传输技术来建造机器人汽车。建筑材料可以考虑使用月球上现有的材料,如月球土壤和月球岩石碎片。

研究中使用的材料和设备的运输是由 "智能运输系统 "控制的。数据由ROS系统进行分析,并将数据传输给电机。ROS和电机之间的关系是通过驱动文件建立的,用于驱动机械臂的关节转动,并驱动电机工作,智能控制将允许宇航员召唤机器人车辆来帮助喊话。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

月球北极80°N和85°N之间的熔岩管是一个适合建立月球基地的地点。月球的南北两极总是被太阳照耀着,这可以为地面上的栽培室的农作物提供阳光,并为太阳能电池板提供大量的太阳能。北极比其他地方更适合居住,温度在-50到0摄氏度之间,北纬80度到85度之间的温度比北极高。南北两极地区存在水冰,有利于水资源的收集和研究。月球熔岩喷发形成的熔岩管深而宽,有利于躲避宇宙辐射和陨石。

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。

考虑到运输的时间和成本,基地材料将采用月球土壤和月球岩石碎片,利用3D打印技术和无线激光信号传输施工机器人。月球基地分为熔岩管内的主基地和垂直地面上的生物培养和实验区。基地将被支撑在熔岩管内。基地建在一个密封的半球形中,从上到下分为生活、储藏和实验三层。基地的内壁用聚砜(PSF)包裹,聚砜是一种通过缩聚反应制备的热塑性工程塑料,含有大量的氢元素,以防止宇宙辐射的入侵。

生物培养区和实验区由气阀严格密封;一楼为实验区,二楼为训练区。培养区的外墙玻璃中间是一个压力层。内部和外部的压力差需要压力层来承担空气压力。内有防刮层,外有防撞层;内层装有折叠式遮阳层,也是采用PSF构造。ROS系统和光敏传感器用于控制栽培作物的护理需求。其功能是在农作物满足光照需求时进行铺设,防止农作物枯萎。

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)

月球没有大气层来保护它免受来自太阳的紫外线照射,高能宇宙辐射也很严重。因此,月球的内壁被5-7厘米的含氢PSF覆盖。

信号塔将实时扫描天空。当陨石接近时,数据将被传送到防空系统,从而使导弹发射器摧毁陨石或偏离轨道。

将主基地建在熔岩管内,有利于避免宇宙辐射、陨石侵袭、极端温度(室内有恒温控制系统,保证极寒环境下的基本生产舒适度)和沙尘暴等危害;月球环境不适合长距离探测,因此需要一个激光信号塔,以激光信号为媒介远程控制探测智能机器人月球车进行长距离月球探测。

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

在基地的居住层设置了一个区域来储存水。采用水循环系统和RO技术,即反渗透技术,回收日常生活用水,如洗衣水、人呼出的水蒸气,甚至尿液。同时,我们可以考虑在北极熔岩管道基地附近开采水冰,进行制水的信誉实验。
水循环系统通过THE ROS系统与基地相连,航天员可以依托计算机平台及时对系统进行检查和控制。对于管道的清理和维护,"鼠妇仿生变形机器人用于管道检测 "可以减少人力的浪费和经济成本。

除了一些储存的非易腐食品如饼干外,在基地上方的地面上将设置一个培养室,用于培养蔬菜、瓜果和种植植物,可以满足食物的需要;同时,蔬菜、瓜果的食物残渣将在真空环境下转化为肥沃的土壤;种植所需的土壤在月球上无法使用,大部分需要从地球上运来。因此,考虑到土壤的短缺,大部分农作物将在水溶液中栽培,减少对地球的依赖。

月球的太阳辐射比地球的强,所以有大量的太阳能可用。主要的能量收集。折叠式全向太阳能光伏发电装置360°无死角,用于收集太阳能并储存在电池中,满足各种能源需求;太阳能电池板可以安装在探索机器人车和遥控机器人上,使其直接供应能源。
其他能源,如建立小型核电站和通过电解水产生的氢气,都可以作为燃料使用。

氧气可以通过电解水产生,氢气可以作为燃料使用。室内种植一些植物和藻类,加上植物培养室中作物的光合作用,不仅可以产生氧气,还可以吸收二氧化碳;月球土壤也含有大量的氧气,可以在实验室中加热提取。
基地采用 "仿麒麟甲虫拍打式机构净化器用于室内空气过滤 "加强基地在空气净化和回收方面,净化器采用HEPA滤网,借鉴甲虫的特性,将翅膀放在出风口两侧,与一般空气净化器相比,增加了出风口的表面积,提高了空气净化的效率。其次,它的翅膀可以折叠,折叠后有保护罩,有效减少待机时的收纳空间。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

月球营的主要目的是科学研究:在月球上进行天文观测;在月球上建立一个空间发电站,供地球使用;开发月球的各种矿产资源,研究月球岩石和土壤中的矿物,以及月球上可生存的机械,为水冰等水资源的太空生产提供可行性研究,并讨论这些研究对人类的可用性;探索地球生命在月球上的生长,并与地球上的生长进行比较。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

我们的航天员在清晨起床后,到洗浴区进行洗漱,由轮值成员在厨房准备食物,然后开始吃饭,如果有吃不完的食物残渣,就放到指定的真空区域进行土壤发酵。

短暂的休息后就是进入工作状态。

负责生物培养的航天员直接乘坐电梯到培养室进行农作物的日常培养,而样品则依靠 "智能运输系统 "控制的小型遥控车转移到负责生物实验的实验员处进行研究。

负责基地外设施的宇航员穿上宇航服,出去检查设施的完整性,检查矿物的收集情况。回到基地后,他们回到负责矿物回收的智能控制人那里。

负责月面探测和智能控制的航天员到工作区检查并记录机车的探测进度,用遥控机车将睡眠时采集的矿物送到仓库,并选择这一天要研究的材料送到实验室层,供材料科研实验人员研究,获取实验数据。

午餐后,宇航员们进行午休。下午的工作时间结束后,他们继续履行各自的职责。之后,各区的实验人员同时在工作区统一整理今天和过去的实验数据。

培养室中作物的光照时间得到满足后,培养器在光敏控制系统的帮助下拉起遮光层,收获第二天的晚餐和早餐、午餐。

晚餐结束后,航天员们检查基地设备的正常运行情况。在正式休息前,他们可以利用锻炼机完成日常锻炼的需要,保证身体的正常锻炼量。经过一段时间的放松,他们洗漱、休息,为第二天的工作做准备。

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