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: Blue Flke

郑州轻工业大学  河南省郑州市    中国 19   4 / 4


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项目描述

该项目为航天员提供了舒适便捷的科研环境,并做好科研的后勤保障工作,从而大大提高了科技与商业的转化率。营地主要分为九个部分,即主客厅、总控室、水培种植区、垃圾收集器、能源收集器、卫星发射舱、无人月球车、太阳能电池板和供氧设备,还建有祈祷室供航天员和信徒做日常祈祷,满足宗教需求。

其中,水培种植区的外部由玻璃材料搭建,可以充分接受光照,内部含有温控系统,上端作物为下端鱼类提供氧气,鱼类为植物提供营养,两者形成一个小型的生态系统。

废物收集器收集创建月球营地过程中和宇航员日常生活中的废物。

能量收集器能够利用月球的矿石土壤,通过一系列的生化反应来提取和使用氦-3。

卫星发射模块可以使用导管来传输收集的氦-3所产生的燃料以供使用。

供氧设备采用集中供氧系统,将氧气源的高压氧气减压,通过管道输送到各个气体终端,各个气体终端采用呼吸机、氧气管供气。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

该遗址位于拥有克里普岩的《永恒之日》极地区域附近,以及规模较小的《永恒之夜》区域附近。

因为月球基地所需的资源是太阳能,并使用水冰和克里普岩(用于移动机械动力燃料铀钍),所以必须找到这三种资源都比较丰富的地方。

月球南北两极有大量的水冰,在太阳照射下的极区约有70%至80%的时间,太阳能为月球基地提供了充足的动力,而且温差小,有大量的月海分布,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。

月球营地采用现代技术(混凝土技术、3D打印技术、表皮结构设计),利用硫磺凝固技术建立基础外壳;以月球上的岩石和风化土作为月球混凝土的骨料;将从月球土壤中获得的硫磺 太阳能加热到130°~140°C,作为粘合剂;然后利用月球风化土形成月球玻璃纤维,作为硫磺混凝土的加固材料,提高拉伸强度。

外壳上有一层额外的气囊(皮肤结构设计)。

第一层:微流星体和空间碎片层;第二层:热流星体屏蔽层;第三层:纤维织物屏障层;第四层:多层绝缘毯。

内部采用3D打印技术(技术成熟,简单方便,廉价高效),就地取材,以月壤和氧化镁混合物为材料,打印生活和科研用品。

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)

我们在最外层的气囊中建立了微流星体和空间碎片保护层,热微流星体屏蔽层,可以阻挡高能粒子辐射、宇宙射线、高速微流星体和空间碎片,同时用纤维织物阻隔层保持基地内部气压,多层保温毯可以保持营地内恒温,使航天员能够正常生活和工作。

作为营地的骨架,硫磺混凝土起到了支撑、保护和固定的作用。

该营地定期分析空间辐射、太阳高能离子活动等,预测和跟踪,并安排宇航员的活动。

并采用多种纤维复合面料,以良好的柔软性、耐磨性、耐高温性、耐燃烧性来制作宇航服,减少月球尘埃或火星尘埃对宇航员的损害。

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

月球营地将配备相应容积的水箱,也可以人工制水,科学家利用中子光谱仪在克拉维火山口发现的浓度约为100%至400%,大约相当于一立方米月球土壤中含有0.34公斤水,月球火山口中含有水冰,我们可以将这些水冰蒸馏,制成纯净水,它还可以收集宇航员在太空中的尿液、汗液和水,通过专用净水机处理成清洁饮用水并回收利用。

月球土壤中含有的微量元素与地球土壤相似,但缺乏有机物,所以我们选择水培种植蔬菜,水培营养液需要含有植物生长所需的N、P、K、Ga、Mg、Mn等离子体螯合营养物质,而月球土壤中含有多种天然矿物种类铅、铜。铁等矿物质颗粒,可以满足水培营养液的需要,为了满足宇航员在太空中也能实现肉食搭配、营养均衡,他们还将配备各种太空食品,并根据个人需要进行 "私人定制",以满足宇航员多样化的饮食需求。

我们可以在月球上建造一个极其庞大的太阳能光伏阵列,由柔性晶体硅制成,可以根据太阳角度的变化自动追光,高达100度的弯曲使其可以自主折叠,可以聚集大量的太阳光发电。同时,我们还做了一个能源收集器,里面装满了矿土,把提取的氦-3从中分离出来,从细口抽出热气,把分离出来的气态氦-3吹到对面的管道里,同时收集利用,方便氦-3燃料的充分利用,作为能源使用。

利用月球土壤制备氧气,有大量的二氧化硅、氧化亚铁、氧化铝、氧化钙、氧化锰和二氧化钛等含氧物质,利用熔融电解,把这些物质加热到1600到2500摄氏度,就会通电,这时,月球土壤中的各种元素就会被电解出来,期间会有氧离子,被电解出来的氧离子会自行结合,氧气就形成了。同时,我们还制作了供氧设备,将高压氧气输送到各种气体终端、氧气管、睡眠舱等设备。

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科学和商业。

(1) 开发月球资源,促进技术进步。宇航员可以在营地主控室操作能量采集器,从月球土壤和矿石中提取氦-3能量,并将能量转化为燃料使用,而且营地建在水冰丰富的地区,研究开发水冰和氦-3能量,可以帮助解决地球上燃料不足的问题,实现科学价值。

(2) 卫星发射井也可用于为其他尚未掌握技术的国家发射火箭和卫星,以实现商业价值。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

6点时,宇航员起床,如果需要帮助,可以随时呼唤机器人,机器人可以帮助你完成任何事情,然后穿上宇航服。

6:30,宗教界的宇航员可以到祈祷室祈祷,亲近上帝,感谢上帝赐予新的一天,并使自己的心平静下来。

7:00 在房间里吃早餐 并按照营养师准备的食谱吃水培蔬菜和从地球上带来的肉、蛋、奶等食物,以保证航天员的营养均衡,确保每天所需元素的正常摄入。

8点,开始检查月球营地的各个电路,在各个功能区穿上舱外航天服,查看工作是否正常有序运行,及时补充电源(从地球带来的发电机或太阳能发电站产生的电力)。

11点,与地面通话,汇报月球营地的情况和工作。

12点,宇航员们吃午饭,食物的种类和地球上一样多,你可以选择。

13:00,宇航员可以进入生活区,脱下宇航服,进入睡眠舱,并进行午休。

14:30进行空间辐射分析,并对分析结果进行预测,做出关于空间辐射状况的报告,并假设在强太阳活动时,宇航员需要进入营地,用外壳来保护他们免受辐射。

16:30 最后1小时的体育训练,以防止肌肉萎缩和骨钙流失导致骨质疏松症和其他疾病。

18时航天员可利用 "全链条抑郁症康复服务系统 "小程序进行心理健康测试,以免在枯燥无味的太空生活中感到焦虑,进而出现心理问题。

19:00,我们将吃晚饭,20:00,我们将进行科学实验,研究利用氦气来检查卫星发射的状况。

从22:30到23:00,宇航员可以有自己的自由时间进行休闲和娱乐。

23:00 分析今天 分析和反思今天的工作,阅读明天的工作指示,并计划明天的工作。

23点40分,休息和睡觉。

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