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: Three-dimensional player

郑州轻工大学附属中学  河南省郑州市    中国 19   4 / 1


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项目描述

月球营的第一阶段被设定为科学探索阶段,以自给自足的资源设置。我们将采用数字结对技术,一方面我们将建设一个虚拟的数字基地:基地内的设备将基于5g技术和各种传感器实现万物互联互收,我们只需要在基地内的系统就可以轻松获得基地内各部分的任何数据;另一方面,我们建立数字月球。数字月球的建立将基于 "月球资源探测车 "的传感系统,它将收集基地外的数据,实时上传到数字月球系统,用于绘制数字月球地图,最终建立一个包含资源分布、地形、温度变化等详细信息的数字月球系统。我们要做的是资源的探测和获取,解决水资源的获取问题;建设生物研究室,探索植物在太空环境中的生长状况,培育能够提供微量元素和能源的太空植物;基地将建设天文观测站,进行深空探测。基地将建设太阳能板阵列,用于获取电力,并建设太阳能发电板,用于获取电力。在早期,我们的任务是继续探测月球并在月球上生存下来

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

月球基地建立在月球北极,太空船的月球探险家们在月球弧线上有凝结的水(冰);tic与月球北极的陨石坑相间,初步估计有0.01-0.3亿吨。在月球北极建立月球基地可以直接获得水,而且月球两极有昼夜现象,可以获得连续的阳光,用于基地的发电。另外在月球北极地区filoraus陨石坑东北方向发现了直径50公里的熔岩洞,这是一大群地下熔岩洞的入口,可以承受来自太空的辐射,在未来的探索中,如果在我们的月球营地内部发现岩洞,将移入熔岩洞。

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。

建设:采用充气基地,将压缩的充气袋从地球上运来,在月球期间冲成气体,然后连接起来进行组装,最后在基地外面覆盖上厚厚的月壤,以防御部分空间辐射。对于基地内的部分设备,如桌子、柜子等,我们会从地球带压缩材料到月球,然后用3D打印机打印出相关设备,此外还可以在月球基地内打印回收废旧材料,重新使用。

材料与技术:

纳米有机硅粘合剂与二氧化硅纳米颗粒相结合,创造出一种机械强度高、自清洁的反射涂层。该涂层的峰值透光率为99.9%,水接触角为161°,硬度为4.2gpa。它可以应用于太阳能电池板的自清洁。

用电沉积法在氧化铟锡(ITO)-镀膜玻璃表面沉积2nm带正电的TiO2纳米颗粒,可以吸附带负电的月尘颗粒,处理后TiO2/ITO镀膜玻璃基板的透光率从75-87%提高到85%左右,用于探测设备中的摄像头表面,达到防尘效果,保证良好的透光率。

在月球后续的月球车上,可以连续工作14天,进入月夜后,由于无法通过灯光发电,会关闭所有耗能功能,只开启唤醒功能和定位功能,进入休眠状态。14天后,可以自动唤醒,在寒冷的夜晚利用放射性同位素衰变发电的核电池向月球探测车输送热量。

 

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)

在底座的外面建了一个月土壳,用来抵御部分射线。聚酰亚胺本身具有机械强度高、介电性能好、温度稳定性高、耐辐射等优点。Du等人使用紫外激光对聚酰亚胺进行表面改性,使用高压氩气清除表面激光变形时产生的碎片。结果表明,在使用低功率强度和高脉冲重叠的激光处理情况下,可以实现激光纹理聚酰亚胺表面的超疏水性,体现了低表面能的表面性质。金属铝是所有金属中对辐射盛行反射率吸收率较高的一种。在月球底座外壳和月球车外包裹的三明治式聚酰亚胺加铝加聚酰亚胺结构,既能有效防止辐射和保温,又能防止金属铝的氧化。

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

由'月球资源探测车'获得的水资源的具体位置和储备,以及相关数据被传输到数字月球系统,由基地总控制室的宇航员清除,了解月球资源的细节,他们远程操控 "月球资源采集车 "到指定地点进行水资源采集。资源采集车首先通过太阳光的反射加热冰层,降低冰的硬度。然后用液压冷冻机打破冰层,接着用水桶铲打破冰层,最后倒入处理装置进行热过滤,获得纯净水并去除废物。收集车最后将水资源输送到基地的资源收集分配单元,按需分配水资源。

在初始阶段,月球营地的食物供应主要来自地球。此外,月球基地将建立自己的蔬菜研究实验室。我们将研究不同蔬菜在月球环境中的生长状况,收集相关数据,进行分类和分析,并制定相关的栽培方案。最后,根据相关数据和方案,培育出既能在月球环境中健康生长,又能为航天员提供各种无机盐和能量的蔬菜。扩大这类蔬菜的种植面积,提高蔬菜的产量,达到自给自足的目的,并将剩余的蔬菜出口到地球,获得经济效益。

电能是通过照射的太阳能电池板产生的,然后储存在电池中,为基地提供电力。氧气和氢气是通过电解水资源获得的,氧气用于制造空气,氢气可以作为航天器的能源,当月球基地的能源充足时,月球基地将成为深空探测的能源补充站,并将多余的能源输出到地球,获得经济效益。此外,我们的月球营地将有一个3D打印回收装置,以回收资源。例如,宇航员在使用报废的设备后,可以将其分解分类,放入3D打印机,就可以打印出自己想要的新设备,实现资源的循环利用。

通过水电解得到的氧气将被输送到 "资源室储配室"。"月球资源储配室 "储存着压缩的氮气和二氧化碳。"月球资源储配室 "通过数字双胞胎连接到数字基地,氮气和二氧化碳根据基地内的空气比例和各种数据的分析按比例混合产生空气。由于月球的低重力环境,基地内的微小固体颗粒长期滞留在空气中,危害航天员的健康,因此基地还配备了空气过滤系统,通过循环过滤去除漂浮在基地内的微小灰尘颗粒,改善空气质量。

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进行科学研究。在深空探测方面:由于地球的观测空间总是受到地球大气层的影响,影响观测精度,月球基地建立天文台进行深空探测;将建立研究室进行植物种植,研究具有自给自足目的的蔬菜种植;月球基地还通过数字结对系统,将数字基地与数字月球连接起来。等到月球基地自给自足后,多余的能源资源将出口到地球,以获得经济效益,维持月球营地的长期发展,未来它将成为人类探索外部空间的第一个中转站。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

航天员早晨起床洗漱后,可以自由选择绑腿机、旋转自行车、跑步机、举重机等各种健身器材进行健身锻炼,一起吃早餐,然后开始一天的工作。宇航员们将首先到总控室对月球营地进行全面检查,确保基地内的无线电通信设备、观测站、资源储配装置、太阳能板阵列等设备的正常运行和空气质量,室温等参数正常。然后,宇航员们将履行各自的职责。负责深空探测的航天员将通过远程操作打开天文台穹顶,调整望远镜方向,采集宇宙图像,进行分析处理,并将图像信息传输到地球进行深入分析;负责植物研究的航天员将在生物实验室完成工作,通过电子显微镜、无菌操作台、孵化器、栽培柜等设备对植物进行研究分析,制定和修改相关栽培方案。负责资源采集的航天员将检查月球资源储配室的资源储备情况,然后操作月球资源采集车在有冰的地方采集水资源,并将采集到的资源运送到资源储配室;负责资源探测的航天员将远程控制资源采集车对月球进行探测和采集样品,并采集各种数据,传输到数字双系统。晚间,航天员将与地球上的工作人员召开会议,总结一天的工作,讨论存在的问题,制定相关的解决方案,并计划下一步的工作。一天的工作结束后,宇航员可以在卧室里聊天、喝茶,与地球上的家人进行视频通话。

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