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: Apollo Project

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市    中国 19   4 / 1


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项目描述

随着时代的进步,人类已经掌握了攀登月球的技术。相信在未来,人类将以月球为基站或营地,探索更广阔的宇宙。我们建立的月球营地是一个集生活、生态、娱乐、休闲为一体的。整个结构分为地下三层和地上一层,地面区域是飞行体验区、能量转换储存区,而地下负一层是生活区和生态区,负二层是休闲区和娱乐区,负三层是能量提取区和储存区。在地面区域内放置能源设施,接收能源并向其他区域供应能源;外部放置飞行器,可以进行太空旅行;生活区设有卧室、餐厅、厕所等,保证航天员的基本生活。生态区种植植物,为航天员提供食物来源;我们的休闲区,配有咖啡书屋和唱片专辑,方便航天员休息,记录美好生活;娱乐区配有游乐设施,航天员可以感受校园的青春,挥洒汗水,强健体魄;最后一层是我们的生存保障--能源收集区和储存区,通过探测车和雷达以及采矿车对月球资源的开发利用,为航天员提供生活需求。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我将在月球的沙克尔顿环形山附近建立一个月球营地。沙克尔顿环形山位于月球南极附近的巨大的南极艾特肯盆地,沿着环形山边缘的山峰几乎一直暴露在阳光下,而内部则一直处于阴影之中。极地地区的阴影区域含有人类需要的水冰,也可以用来制造燃料。沙克尔顿火山口周围的一些地点几乎一直暴露在光线下,在这些地方,太阳光几乎总是通过太阳能风板或发电站转化为电能。在这里的白天,太阳照射的极端温度为100°C,在夜间,最低可达到-150°C。这个地点使宇航员的生活和生命变得可靠、安全和可持续。

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。

月球有丰富的资源,在建设月球营地时可以利用月球土壤中丰富的铝、铁、硅等材料,可以用来生产混凝土和金属,用于建造房屋和一些基础设施;在建设初期,把空间站作为资源的中转站,在月球上部署机器人,率先进行初期建设,先建设能源基础设施,这毕竟是建设月球营地最迫切的事情,可以在把人类送到月球后再考虑进行更精细的设计和建设。月球表面的环境对地球相当恶劣,根本不适合人类生活,所以我们计划把月球基地建在月球表面以下,这样就可以利用月球本身的一些优势来抵抗月球的极端环境和太阳辐射,这样既保证了乘员和宇航员的安全,又降低了月球营地建设的难度;月球上没有大气,基地位于The Shackleton Crater附近,所以我们可以建设一个太阳能基地。太阳辐射被直接驱入,进行高效率的不间断发电,然后将电能保存到一个大电池中,完成对基地的能源供应和分配。

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)

在月球,有四大危险:减压、缺氧、低温和辐射损伤。在我们的月球营地,每个区域都有重力控制装置,生活区有重力型鞋,可以让宇航员正常行走;生态园,种有蔬菜,方便宇航员补充维生素;在能源区,负责处理太阳能、水能、电能等能源,制造和利用氧气和水。在探矿区,有漫游车和采矿车,负责收集火山口底部的冰和其他矿物材料;在月球营地外有隔离层,可以避免辐射干扰 期间,还有飞机供航天员外出采矿等。

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

漫游车和采矿车通过隧道工作,在火山口内开采冰块,然后将冰块运回月球营地,进行保温和冷藏。宇航员乘坐直达电梯到下三层,拿起冰块,放置在地面区域和能源区域。地面上的冰块通过太阳光产生的热量保持自然解冻;利用容器收集融化的水,能源区的冰块可以通过一个用甲烷电解水的装置,利用散热原理进行融化。在能源装置中,通过各种能量的转换,在转换过程中,部分能量以热能的形式流失,利用这部分热量将冰块解冻,在电解水装置中进一步运行,可以反复循环使用。

早期食物会从地球运来,后续会建设一个温室生态园,用特殊材料制成,到了月球首先种植白菜和土豆,这两种最能为人类提供养分的植物是成功能在月球下生存的有研究的植物,从地球带来养分,用月球居住的垃圾和生活垃圾为植物补充养分,为宇航员提供食物来源。后期用化学和物理方法合成氨基酸,培育高蛋白的小球藻,增加畜禽养殖,增加种植园的种植数量和种类,为宇航员准备食物,实现自给自足。

关于能源,我们一共有三个途径。第一是通过太阳能电池板接收太阳能,将太阳能转化为电能,然后通过发电机进行能量转化和储存,再由蓄电池进行充放电,从而实现电能和热能的传输。第二种是通过太阳能电池板接收太阳能,直接将能量与蓄电池结合,进行储存和充放电过程;第三种是将甲烷分解,将水电解,将能量传入发电机的装置。发电机通过储存和转换进入电池,电池进行后续的充电和放电过程。

最初,氧气主要通过水电解产生,并储存在高压氧气瓶中。多余的氢气和二氧化碳反应形成水和甲烷,可以单独收集并作为清洁能源使用。水被循环利用,再次生产氧气。以后,当月球营中的植物数量达到一定水平时,生态园的氧气就会自给自足。我们还在每个区域建立了空气处理器,更新室内空气,保证空气的含氧量,将区域内的空气排放到空气处理器中,通过一系列的化学变化,再将净化后的空气导入,从而实现空气循环。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

建立月球营地的主要目的是开发和利用月球资源,为人们提供一个在太空生存和旅行的场所。在人类未来的世界里,科学技术高度发达,人类的精神世界也同样需要提高。在未来,星际旅行往往会成为精神世界发展不可或缺的一部分,开发月球的旅游资源,了解与书本不同的月球,在各种月球旅行项目中通过自己的感受了解月球上的不同世界,进一步打开孩子们的童年思维。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

早上7点,宇航员可以起床穿上磁鞋,在生活区的洗手间做个人清洗,他们可以用无菌纱布制成的指尖和身体特别能吸收的牙膏来清洁口腔,或者通过嚼口香糖来清洁牙齿。8点钟,宇航员们在生活区的餐厅里用餐。吃完饭后,航天员可以到生态园给温室里的蔬菜浇水,研究动植物的生长发育和空间环境变化,然后可以到二楼的休闲区比赛。12点,航天员们到生活区的餐厅吃午饭,吃完午饭后,他们到生活区的卧室午休。午休过后,月球营的航天员们都配备了互联网,他们可以在休闲区喝咖啡,给朋友拍照记录生活,利用互联网进行娱乐和各种信息交流。下午,宇航员可以到二楼使用大型望远镜探索太空,也可以到地面区域乘坐飞行器绕月飞行。晚上7点,去餐厅吃饭,之后可以去生态区散步,看动植物。晚上8点半,进入生活区卫生间洗漱,洗漱完毕后到生活区卧室睡觉,睡觉时宇航员可以戴上眼罩,睡在睡袋里。

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