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: Truman

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市    中国 18   4 / 2


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项目描述

我们的计划是在月球上建立生活区、健身区、会议室、观察室、实验室、火箭吊装基地、机房、气房、动力室、雷达、净水区、垃圾库、智能控制太阳能装置,以及载人月球车和无人月球车,能源供应主要是太阳能和核电互补,在氦-3核电没有被熟练开采或应用之前。我们的基地大部分能源将采用太阳能,我们的营地有一个巨大的防护罩 用于调节营地的气压和温度,我们的月球营地目前几乎可以保证6名宇航员的各种生活需求,但这只是我们的初步计划,随着宇航员的增加,我们可以随之扩大我们的月球营地,逐步完善各种功能,实现更完美的月球营地。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

因为月球表面有很多小坑,而且表面不平整,为了避免这些问题,我们的营地建在一个大而浅的火山口里面。而且在陨石坑内可以防止一些来自太阳和宇宙的辐射,也有利于保持恒温。但我们的太阳能装置是建在沙克尔顿火山口旁边的永昼区,以保证基地有源源不断的能源,而且沙克尔顿火山口内有人类生活必需的水资源和水冰形式的氢气资源,所以我们在收集水和能源时,也可以检查太阳能装置。

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。

我们月球营地的大部分物品都将是3D打印的,普通打印无法打印的物品将由运输火箭运到月球,3D打印的耗材可以由月球上的无人驾驶车辆开采月球岩石。我们营地的所有建筑外壳都将被包裹在气凝胶中,以达到最佳的隔热效果。基地的内部保护壳由有机玻璃拼接而成,外部保护壳由铝合金拼接而成。对于一些部件的组合,我们将利用真空环境进行原子焊接,这样可以减少工作量,提高工作效率。月球车的主要结构我们用钛作为原材料。

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)

月球上经常发生陨石撞击,所以建筑材料需要有很好的抗压能力,我们会在建筑材料上使用月球岩石和月球土壤,利用3D打印技术建造建筑外壳,其次,我们会在建筑外壳上使用特殊材料的保温砖,防止高强度的照射,保持建筑内的温度,并且雷达可以监测是否有陨石撞击,让航天员做好应对工作。为了防止航天员受地心引力影响,造成肌肉萎缩,我们还在生活区设立了运动室,供航天员锻炼肌肉

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

对于营地水源的获取,首先,宇航员到达月球后会携带一些水,供近期使用,期间我们会利用无人车对营地周围的月壤、月矿、冰等资源进行持续开采,并从中提取水源,最后通过净水设备使水源可以饮用,储存在净水区的水箱里供宇航员使用。部分水通过太阳能电解得到氢气和氧气(部分通向气室)作为备用能源,在缺水的时候可以转化为水。当材料火箭将到月球上从月球上获得氦-3能源时,它也可以带来一些备用的水资源。

我们营地的植物基地模拟蔬菜大棚来建造。它是由弧形钢体承重,防止外部伤害。同时,顶部有智能调节灯,应对每次长达14天的月黑风高之夜,选择不同颜色的灯光,达到植物的最佳生长效果,可以保证农作物的正常生长。考虑到月球重力问题,我们的农作物供水都是从地下取水,以保证土壤湿度。植物基地和空气支持室是相互连接和交换的,以达到最佳的空气成分。我们还将种植一些藻类植物,以迅速满足宇航员的食物需求(也可以生产大量的氧气)。

能源部分由氢气和太阳能以及后期的核能来满足,但前期的主要能源还是太阳能,氢气主要是用于能源和水资源的互补。我们的能源是由动力室统一输出到各个房间,每个房间的用电量都有记录,传输通道的每个距离都会有一个检测器,当电力出现问题时,可以及时锁定位置进行维修。

氧气发生器主要依靠电解水来产生氧气和氢气,水源来自火山口的冰层,通过无人月球车的开采实现供水。通过空气支持室产生的正常数量的空气将通过管道连接到整个营地的每个房间,管道每隔一段距离就会有探测器,一旦发生故障,就会及时锁定位置进行维修。空气室将定期更新空气,呼出的二氧化碳将被输送到植物室,供给植物光合作用,同时产生氧气。

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做科学和能源研究,我们正在研究月球土壤中的氦3,希望我们可以用它来解决我们未来面临的能源问题,我们要找出最好的方法来把它弄出来,运输它,使用它。同时,还要研究月球的其他材料,研究月球的地质变化,找到有用的信息进行处理,从而解决现实中的一些问题。而在外太空对月球的观测将比在地球上有更多的优势,我们将利用这一优势来预测宇宙中的卫星或一些陨石的运行轨迹,充分发挥其价值,同时我们也将探索宇宙,寻找其中的奥秘。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

由于月球上的太阳不像地球上那样有规律地照耀,我们将遵循地球上的作息时间,以减少宇航员生物钟多年来的变化所带来的负面影响。早上7点,宇航员们将在柔和的灯光和轻柔的音乐中起床。此时,智能中央控制系统将帮助航天员调整厕所的水温,方便航天员起床后洗漱。而营地里的座椅也会自动调整到航天员习惯的高度和角度,方便航天员洗漱后进行晨读。8点钟,宇航员开始晨练,他们可以选择在健身区或在客厅与其他人一起打太极拳或跳广场舞。八点半,航天员开始自己的工作,有的负责检查营地内设备的正常运行,有的负责一些科研实验,有的负责驾驶月球车外出采样,航天员们都在忙自己的工作。十二点时,宇航员们回到客厅看一些电影,吃午饭。午餐后,他们将开一个小会。在这个时候,宇航员可以讨论一些科学研究的情况,或者分享一些生活中的趣事。下午3点,宇航员们开始下午的工作。晚上,宇航员们一起做了晚餐。经过一天的忙碌,宇航员们做了他们最喜欢的方式来放松。晚上9点,生活区的灯光颜色变得宜人,让宇航员们洗个澡,洗去一天的疲劳,在轻柔的音乐中入睡。

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