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。

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郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市    中国 18   2 / 1


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项目描述

我们计划在月球上建立一个生活和工作区,供人类进一步探索。为了船员的安全和更有效的采矿和资源利用以及其他温度方面的考虑,我们计划将营地设在北极的皮里火山口附近。对于营地的具体建设,我们采用了模块化建筑。构建一个良好的生态系统,使采矿、工作、生产、生长形成一个良好的循环。例如,开采钛铁矿、C、Mg、Si和其他资源来生产火箭燃料和其他工业资源,然后为开采矿物提供能源动力。冶炼钛铁矿时产生的氧气用于工作区的人们。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们发现北极的peary Crater是一个理想的水和光的位置。能与地球保持畅通的通讯;有良好的光照条件,能充分利用太阳能;能满足氧气、水等维持生命的消耗品的制备需要;周围有丰富的资源,能满足月球资源研究和利用的需要;地形比较宽阔平坦,有利于航天器的起飞和降落。月球极区约有70%~80%的时间处于阳光下,太阳能电池可以为月球基地提供充足的电力,极区温差小,极区有大量的月海,应该是建立月球科学研究的理想区域。

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。

模块化设计的特点是自由组装和拆卸,大部分主要结构将在地球上建造,由航天器运到月球表面。特殊部件可以在月球表面进行组装,或者在时机成熟时在月球上建立专门的建筑基地。这符合我们对营地的理想。我们的一些建筑使用了先进的3D打印技术,因为它可以直接从计算机生成部件,而不需要机械加工。他们可以创造出传统制造技术无法做到的形状;有了好的设计理念和工艺,就可以简化制造过程,减少月球异质性给我们带来的不利影响。考虑到腐蚀的建筑物,防止银河系宇宙辐射的最佳元素是氢,它可以在建筑材料中储存水。它也可以由氢化和氮化硼纳米管制成,或者至少衬以氢化和氮化的顶棚,这种顶棚非常坚固,但也含有氢,可以保护宇航员免受辐射,并能承受非常高的温度。还有月球的本土资源土壤、岩石等等。

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)

月球营地不仅可以预测行星轨迹以提前保护自己,还可以预测太阳表面活动(太阳风)以防止强辐射天气,以及低辐射天气宇航员探索仓库。为了保护宇航员免受宇宙辐射和微陨石雨的影响,两级洞穴是一个不错的选择。同时,专门建造的通道连接建筑物,以减少宇航员在月球表面的直接行走,建筑材料的选择也是为了隔离和吸收宇宙辐射。在月球上,我们选择了一个月球土壤比较丰富的地区。宇航员可以利用附近的天然屏蔽材料,例如将月球土壤或风化的土壤堆放在庇护所的顶部。

 

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

泰勒斯说"一切由水组成",充足的水是生存的基本条件。水主要以冰的形式存在于月球两极的撞击坑的永久阴影区。温度太低,人类无法直接取水,需要派寻冰机器人去收集水,然后返回营地。宇航员的废物也可以通过离心法生产饮用水。离心净水装置是由离心力驱动的,当液体从原水入口进入,通过孔碗与过滤介质加入悬浮物,固体颗粒会被拦截在过滤介质上,液体通过滤饼层流出来,最后完成滤液和滤饼的过滤操作。

无土栽培的兴起对探索月球具有重要的参考价值。将无土栽培空间放在光线充足的地方,减少资源消耗。植物的光合作用并不是要吸收所有的光,而蓝光和红光的波长是植物生长的基本条件,它们也是将电能转化为光能的最有效的颜色。蛭石也可用于土壤。蛭石具有非常好的吸水性,水在蛭石中的传导受重力影响很小。它的密度低,重量轻,容易带入天空。

月球上有丰富的氦3,这对工厂的运行节奏很重要。氦核聚变利用氘和氦-3为核电站提供动力,不产生中子,安全,无污染,不排放辐射。这是很容易控制的核聚变。大型太阳能发电厂也可以建在常年有阳光的地方,为生活区和其他业务提供能源。

为了满足对空气的需求,我们计划主要通过水的电解来实现。大约一半的月球土壤是由富含氧气的硅或氧化铁组成的。把土壤放在1000摄氏度的炉子里,它就会从固体直接变成气态。然后这些气体经过化学反应,产生水,可以从中提取氧气。而在提取氧气后,主要剩下三种物质:氢气和甲烷可以被送回炉子里,而富含金属的月球尘埃则被留下或进一步加工成其他用途。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

科学是首要目标,商业是次要目标。月球探索是一项非常昂贵的工程,商业实验要有资金,商业活动要有科学保障。在月球营地初期,我们主要进行科学地质勘探,寻找矿物,利用机器人等技术手段锁定目标矿区,然后进行商业开采,主要开发钛铁矿等,与地球上的客户进行长期商业合作,形成良性循环。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

早晨,宇航员不用牙刷和牙膏刷牙,而是咀嚼一种类似口香糖的物质,通过沉积在口香糖上的污垢来清洁牙齿。洗脸也不需要干净的水和毛巾,只需用湿卫生纸擦脸,并把这种湿纸贴在梳子上梳理,计算洗发水。

 

在太空的失重环境中,宇航员通常会出现口渴、水的摄入量减少、食欲不振和大量的剩饭,导致体重下降和营养不良。为了应对这种情况,宇航员需要根据自己的口味来定制日常饮食。由于月球环境与地球不同,食物需要用柔性包装密封。

 

太空中的马桶也是一种真空。为了上厕所,你必须坐在一个精心设计的马桶上。如果是大便,不是用水冲,而是用一个特殊的泵将大便吸进一个塑料盒。每次都会更换一个新的盒子,这些装着粪便的塑料盒子被弹射到太空中。如果是尿液,则被泵入一个特殊形状的杯子,通过橡胶管抽入地板下的水槽。里面有一个独特的浴袋,你可以洗澡了。

 

在探索时,宇航员穿上宇航服,并携带枪支以防受伤。由于月球上存在真空,宇航员需要佩戴无线电话与队友保持联系。同时,宇航员需要克服身体对环境的应变反应,以及意外伤害,甚至面临无法返回地球的风险,在外太空徘徊。

 

有时,宇航员可以通过无线电与地球沟通,分享他们的生活,缓解他们的孤独感。

其他项目。

  银河系团队

 

  郑州轻工业学院
    中国
  马丘比丘团队

 

  PAUC
    秘鲁
  塞莱娜号

 

  郑州轻工业大学附属中学
    中国
  DinozauriSRL

 

  Liceul Teoretic Emil Racovită Baia Mare
    罗马尼亚