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: D.h

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市    中国 19, 18   3 / 1

项目描述

我们计划建造一个地上和地下相结合的营地,以月球为跳板,进一步探索太阳系的其他地方。地上部分主要是一个扁平的球形建筑,为了使它能抵抗陨石的撞击,更好地保护宇航员,所以它的墙壁共有三层建筑。它的最内层是由坚硬的钛合金铸成的;中间层里面使用的是气凝胶材料;最外层使用的是由高延展性的月球土壤与人类尿液结合形成的 "月球混凝土",然后用月球土壤覆盖。我们计划建造两层,给宇航员提供广泛的住宿条件,主要包括:太空农业实验区、生活区、科研区、仓储区。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

在月球远方的微电磁层中;月球的远方不仅资源丰富,地形开阔,适合天文观测,而且还有一个特殊的区域。月球没有和地球一样的大气层和磁场,所以太阳风粒子可以直接轰击月球表面,这些粒子会对人工设备造成损害,使太阳能电池退化,更重要的是对长期在月球上工作的宇航员造成健康危害,但幸运的是,在月球远方有一个特殊的磁场,可以屏蔽50%以上的太阳风,这就是微电磁层。

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。

在月球上建造营地需要尽可能轻的设计和广泛的材料来源。所以使用的材料是月尘,换句话说,就是月壤。这种材料的最大优点是随处可见,月球表面都被这种材料覆盖,覆盖的厚度从20厘米到几米不等。在这里,我们需要使用3D打印机,我们将使用小型漫游车,下面有一个小铲子,将月球土壤运送到需要建造的地方,然后在那里堆上一层薄薄的土壤,然后其他机器将土壤固化,一层一层,直到几个月后整个基地建成。

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)

现场选择了气凝胶材料用于建筑中间层的内部,这种材料很耐用,可以承受高达1400摄氏度的温度,具有良好的隔热性能,足以隔离这些温度。此外,它的顶部有一个穹顶,其巨大的重量可以保护我们。 卫星对温度、冰川速度、地表覆盖率和几何形状的观测,可以发挥预测陨石位置的功能,精确度达到80%。

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

月球土壤中含有硅和金属氧化物,大约平均质量为43%的氧气,从中选出含氧铁矿物,然后用从地球带来的氢气还原含氧铁矿物,就可以制备出淡水。

在封闭的生态系统中,植物可以回收有机废物,将二氧化碳转化为可呼吸的氧气。有了空气和水,在月球上建立了月球农业和水产养殖基地,月球上人们的食物来源得到了充分的保障。还可以在水中种植农作物,使用白色和红色的LED灯,通过调整光线来改变植物的矿物质和维生素成分。

月球土壤中含有大量的 "氦3","氦3 "是一种理想的清洁能源,月球上至少有100万吨的氦3,足够整个地球使用一万年,同时太阳风还在输送氦3,储量有增无减,氦3是一种非常高效的核聚变发电燃料,可称为 "超级能源"。 白天,月球的太阳能极强,太阳能电池板充电,为基地提供电力。

从月球任务中返回的岩浆样品具有极其丰富的氧气储备,大约40%-45%的岩浆重量是氧气。在一个特殊设计的室中,含氧材料被浸入熔盐中,加热到950℃,然后电流通过,引发氧气被提取和迁移,同时它在电极上积累,留下金属粉末的混合物。同时,加压氧气瓶为舱内提供备用氧气源,这些氧气瓶被放置在月球基地上以备不时之需。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

平均而言,月球距离地球约38.4万公里。 因此,一旦宇航员成功在月球上建立基地,就可以以月球基地为跳板,进一步探索太阳系的其他地方,使人类把目光投向更遥远的天体,月球基地可以成为地球上最近的太空基地,方便宇航员执行其他更遥远的太空任务。 同时,人类可以利用太空环境来研究月球和地球的起源和演变。 实验和发展微生物基因工程,封闭环境下的生命支持系统和大规模的人工生物圈;开发和利用月球资源,建立月球企业,发展空间产业:为人们提供太空旅游和其他商业活动。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

宇航员的一天分为三个时段:第一组宇航员6:00-16:00,两组宇航员16:00-20:00进行工作交接,第二组宇航员20:00-6:00。

宇航员的一天将从生活区开始,生活区将提供日常生活所需的一切,他们将被分成两组,错开时间段执行任务,以确保月球营地始终有人监督。

第一组宇航员打开他们的睡袋,洗漱完毕,享受早餐,为当天的任务做准备。

宇航员驾驶月球车环绕整个月球基地,操作氧气机探测土壤,挖掘月球土壤中的硅和金属氧化物,并利用氢气恢复含氧铁矿物以生产淡水,从而为新的一天创造氧气。

然后宇航员们在餐厅享受美味的午餐。

午餐后,宇航员们来到太空农业实验区,观察现有的植物,记录其生长状况,并开始研究培育适合月球环境的新植物。

忙碌的工作结束了,航天员可以进行自由活动了,为了航天员的身体健康,航天员每天必须到康复训练区进行锻炼。

短暂休息后,宇航员进入研究区,进一步开发和研究月球,以月球基地为跳板,进一步探索太阳系的其他地方。

随后,第二组航天员起床,洗漱完毕后,所有航天员一起到会议室,进行工作交接,并做会议记录,第一组航天员进入睡眠舱。

第二组宇航员的日程安排与第一组相似,除此之外,第二组宇航员还要检查整个月球基地的工作情况,以确保月球基地的正常运行。

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