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: Fortytwo

郑州轻工业大学附属中学  郑州    中国 19   2 / 1


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项目描述

根据道格拉斯-亚当斯的小说《银河系指南》,42是生命和宇宙的答案,甚至世界上存在的一切都由超级计算机计算出来,之所以将我们的团队命名为42,是因为它可以使我们在未知和致命的宇宙中站起来。

我们的基地选择在南极的一个熔岩管里,因为它是一个天然的庇护所。所有进一步的研究都将在这里进行。在第一阶段,我们主要可以利用那里原始存在的国际空间站,在此基础上,我们将提前发射无人设备,包括车辆、一些建筑用品和一些必要的食物。

更重要的是,这些模块项目将在月球上组装,周围有月球仙人掌和分析月球表面矿物分布的扫描仪。在第二阶段,我们的宇航员将开始并完善这些模块。因此,我们的基地将有五个部分,如货运模块、存储模块、即时和备用能源模块、自给自足的食物种植模块、研究模块和生活区。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们想在月球上任何一个完整的熔岩管上建立我们的基地,因为月球表面充满了频繁的陨石撞击、高能紫外线辐射和高能粒子,以及极端的昼夜温度变化。熔岩管不仅提供了一个理想的住所,而且靠近附近的矿产资源。

我们考虑的第一个因素是,它们经受了数十亿年的时间考验,证明自己是可靠的结构。第二个因素是磁悬浮电梯可以让宇航员到达月球表面工作,因为月球的高原地区可以通信,所以我们在这里设置了一个信号站。玄武岩平原是一个合适的登陆点,风化层的收集,以及地下矿物资源的提取。

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。

由于我们的基地在月球下的熔岩管中,所以理想上有足够的空间。在确认生活住宿的位置后,我们将充气形成一个加压的环境。然后我们将使用3D打印技术,用月球混凝土建造一个膜来加固它。由于月球的环境特点,我们将使用折叠的太阳能和温差能源。

更重要的是,地面上的建筑将添加金属膜以防止风化,而通道将直接由高等级致密的硅质颗粒水泥为基础的混凝土建造,作为外部皮肤。

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)

一方面,月球的熔岩管将保护宇航员不受月球灰尘、辐射和月球表面陨石的影响,但我们将加强熔岩管,以防止潜在风险部分的可能坍塌。

另一方面,这些地下环境可以与空气形成压力,以这种方式模仿地球上的1个大气层,强大的过滤器将过滤灰尘和硅石,创造一个可呼吸的大气层,让宇航员享受阳光。

最重要的是,仙人掌将检查表面状况,以确保为漫游者和宇航员提供一个安全的环境,并向漫游者发送有关矿藏的信息。

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

在月球上获取液态水是一件多么奢侈的事情。我们别无选择,只能用太阳能钻头深入月球内部,融化冰层,进一步提取液态水,通过自身的管道传送到液态水处理设备。一部分通过圆形管道输送到电解水装置,产生氧气和氢气,然后通过管道平均分配到每个房间,然而氢气通过单独的管道传输到氢气处理器,燃烧可以持续提供能量。另一部分从月球表面提取的液态水通过矩形管道被输送到水净化装置,在那里被净化成饮用水并储存。最重要的是,水收集车由顶部的太阳能电池板供电。

在开始的时候,我们将带来一些包装好的食物和一些种子,这样我们就可以在一个温室里种植蔬菜(食品栽培模块),更重要的是我们可以饲养动物(黄粉虫),我们将在那里种植土豆、绿豆和大豆,以获得碳水化合物、糖、钙和纤维,维生素A、K、C,因为那里的土壤很肥沃。同时,我们将收集月球土壤,利用固氮菌和人类粪便,实验性地种植含氮植物。我们可以利用一些人类不吃的部分,如农作物秸秆、菜根和腐烂的叶子来饲养动物,为宇航员提供优质蛋白质和更合理的氨基酸配给。

我们设想了两种类型的能源,第一种类型可以在简单的设置后立即使用,例如,太阳能和温差能,正如我刚刚提到的,这两种能源可以立即使用,月球仙人掌使用这两种能源来保持工作。第二种类型需要提取和复杂的步骤,例如核聚变装置,利用氦-3聚变获得能量,水和二氧化碳产生甲烷和氧气。

按元素划分,月球土壤含有43%氧气、21%硅、13%铁、8%钙、6%铝、5%镁和4%其他元素。我们可以使用风化层进料系统,最初将火山灰倒入进料系统,通过进料系统进行短暂的处理,然后输送到反应器中。氧气通过反应器中甲烷的碳热还原过程从土壤中分离出来,最终通过旋流器将废物从气体中分离出来,通过这样做,氧气将最终通过液化储存起来。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

我们的月球营地的主要目的是科学,进行基于研究的实验,同时我们将为人类在月球上的居住奠定根本性的基础,以便我们的后代可以永远生活在那里。所以我们有一个谨慎的想法,我们的第一批定居者应该是科学家和工程师。

我们相信他们将是最合适的,可以适当地运行日常的实验,同时也可以维护和升级定居点的复杂系统。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

月球上的生活充满了危险,所以宇航员在执行任务时需要尽可能地避免这些危险。最初,月球的白天和黑夜与地球上的有区别,所以我们将在月球基地建立一个与地球类似的昼夜周期,以确保宇航员的正常生活。之后,为了确保宇航员能够了解突发的紧急情况,我们将在两名宇航员之间设定一个工作班次,当发生紧急情况时,其他宇航员将被立即召集起来,而两个班次将有两到三个小时的重叠时间用于社会活动,如下午茶时间。最后但并非最不重要的是,我们非常重视宇航员的身体素质,以确保他们的健康,以便能够以积极的状态进行进一步的研究,因此我们的宇航员每天都在客厅使用跑步机、VR和其他设备进行锻炼。

不管是什么班次,这里的时间是由宇航员的班次决定的。早上,宇航员们会起床后到生活区吃早餐,之后他们会锻炼40分钟到1小时左右。在开始一天的工作之前,宇航员要做的第一件事是将昨天的工作上传到地球总部,从那里他们会得到整个新一天的任务,这些任务一般是维护基地的设施,观察温室植物和动物的生长情况,以及在月球表面进行的调查和采集类任务。

下午,宇航员们聚集在工作区,通过享受一杯提神的茶和与其他同事的社交活动来保持精力和恢复体力。

晚上,宇航员们将有一个完整的组织,并备份他们一天的工作。之后,每个宇航员有大约一小时的私人时间与家人聊天,或阅读《银河系搭车指南》等书籍,或欣赏地球的壮丽景色和宇宙的奇观。

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