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: Star Explorers

科斯特贝勒中学  Hyères    法国 15, 16   2 /


3D项目的外部查看器

项目描述

我们的Moon camp名为阿姆斯特朗基地,旨在成为一个在各方面几乎自给自足的基地,最多可容纳6名宇航员。它将在未来15年内实施,并在未来20年内实现自给自足。我们的项目是基于许多经过验证的信息,然而,缺乏关于熔岩隧道的信息可能是一个问题。

最初,基地将由地球提供食物和水,因为我们为中期基地规划的设施不可能一投入使用就有最佳性能。所以宇航员将每6个月轮换一次,持续时间约为5年。

第二步,基地的食物、水将自给自足,基础设施也将完全发挥作用。从那时起,搜索可以在数据库内完全有效。宇航员将不再停留6个月,而是一年,如果可能的话甚至更长。

我们的三维模型包含:我们的月球营地位置的表示;可居住的模块;作为轨道、表面和熔岩管之间的电梯的月球着陆器;农业温室、飞马座漫游器、太阳能板。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们的月球基地项目将建在一个熔岩管内,我们将通过位于月球南极(东经160.0°,南纬35.6°)的Mare Ingenii洞进入。这个位置使我们能够长期暴露在太阳下,从而减少极端的温度变化,并为提供电能的太阳能电池板提供最佳阳光。

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。

我们的月球营将由5个名为庇护所的模块组成。它们是由坚固的铝合金和轻质钛合金制成的。每个模块都有一个引擎,可以精确地降落在熔岩管中。一个庇护所由3个可居住的楼层组成;中央楼层作为模块之间的节点。中间的避难所有4条折叠式舷梯,与其他模块紧密相连。我们项目中所有与真空接触的窗户都是由压缩聚乙烯制成的,厚度为几厘米。将保持不动的隔板和家具(工作台、淋浴器、烤箱等)都固定在地球上。其余的部件(3D打印机、医疗床等)将在第一次载人任务期间作为备件带来,并在现场组装。避难所将被改装成欧空局未来的发射器,如阿丽亚娜6号,并将从法属圭亚那的库鲁逐一起飞。可重新点火的第二级将把有效载荷推进到月球,然后在最佳时刻释放模块。太阳能电池板是可折叠的,起飞时不会在整流罩中占用太多空间;它们将与飞马座探测器同时被带到月球上。最后,农业温室将在一次特定的任务中被带来。它在地球上被设计成一个对称的备件,可以很容易地组装起来。至于窗户,透明部分是由聚乙烯制成的。

 

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)

我们的基地位于一个古老的熔岩隧道中,该隧道被挖到地表以下几十米。厚厚的月球土壤层保护宇航员免受月球上的主要危险,如太阳发出的辐射和经常出现的大小流星雨。除了靠近南极,使温度更加舒适(在-50 °C和0 °C之间)外,这个地下位置进一步减少了温度对宇航员的影响(在熔岩管内约为-20 °C)。我们的月球营的制造材料的选择是为了提高这种自然保护。

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

宇航员在起飞时带着水。每个避难所都使用与国际空间站相同的水回收系统:水回收系统(WRS)。它收集来自基地各处的水:厕所、淋浴、所有废水以及空气湿度、冷凝水和汗水。这些水然后被过滤和净化。这使得我们的月球营内有一个几乎封闭的回路:事实上,该系统并不能回收所有使用的水,这就是为什么货船会定期来供应基地。

从长远来看,我们可以想象,宇航员将从两极提取冷冻水,以便更加自主。

在第一次载人飞行任务中,宇航员将带着诸如今天在国际空间站使用的食品储备:冻干的、干燥的、热稳定的或辐照的食品。货船将准时供应这些储备。从中期和长期来看,宇航员将能够创建一个菜园,并收获农业温室内生产的食物。其中一个庇护所包含几个架子,宇航员可以在其中种植螺旋藻,一种具有许多营养和医疗特性的藻类,通过光合作用产生氧气。这种复杂的反应在蓝光的照耀下得以优化,这就是为什么在每个架子上都安装了蓝色的霓虹灯。

电力将由太阳能电池板产生,这些电池板自动调整方向,以捕获太阳发出的最大数量的光线。这种能量将被储存在可充电电池中。宇航员在做运动时,不仅用他们的汗水产生水,而且还从力量机或自行车上产生的机械运动中产生电力。除了这些能源外,每个模块还包含几个碱性燃料电池,从二氢和二氧产生电力(10至100千瓦)和热量。

水和空气的生产是联系在一起的:WRS在基地中循环使用水,并将其中的一部分提供给氧气生成系统(OGS)。通过电解,该系统产生二氢和二氧气体。这个系统的一个子部分将二氢与宇航员呼出的二氧化碳结合起来,产生热量和甲烷,甲烷被下降舱发动机用作燃料。由于其中一个避难所的螺旋藻的光合作用,氧气的生产也得到了保证。庇护所中可用于培养这些藻类的面积约为27平方米/人。在紧急情况下,如果没有这些空气来源,我们的月球营有以前在MIR站使用的Vika系统:它包括用铁粉点燃氯酸钠粉末,一个化学反应从而使产生氯化钠和气态氧成为可能。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

我们的月球营基本上将主持科学任务。其主要目的是测试和发现新技术,以及培训宇航员,以便有朝一日将第一个人送上火星。当然,它也将旨在更多地了解月球,从而了解地球和太阳系。没有大气层和光污染,将为我们提供天文研究和深空研究的新视角。最后,在未来,它可以作为星际旅行的一个先进基地。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

当他们醒来时,宇航员将去公共房间吃早餐,并与其他宇航员聊天。在当天的简报之后,每个宇航员开始与地球上的空间机构团队协调,开始他们规定的日程。任务可以有四种类型。健康。宇航员必须为他们的健康接受医疗测试,或被转移到实验室,研究在月球上长期停留的影响。他们还必须每天至少做2小时30分的运动,以保持良好的身体状态,因为当重力为零或弱时,肌肉和骨骼会退化。-维护:宇航员必须通过在室内或室外进行维护操作来维护月球营的不同部分。他们可以使用车间里的3D打印机来制作破损的零件。他们还必须照顾到农业温室中不同植物的栽培,以及螺旋藻。-研究。宇航员日程表中最大的部分之一是花在研究上。它相当于研究月球、月球的组成部分,也包括月球的特性及其对人体和生物的影响。-舱外活动。这是宇航员们喜欢的任务类型。结合起来,他们研究熔岩管,去表面收集样本,回收电瓶......由于遵循UTC时区的膳食,一天的时间也像地球上一样被点缀着。晚上,宇航员们在公共休息室汇报一天中发现的各种新信息。然后他们将所有这些信息传达给地球上的团队。最后,在吃完夜宵后,宇航员们有了自由时间,他们可以在睡觉前进行个人追求。

其他项目。

  玉兔

 

  郑州轻工业大学附属中学
    中国
  新月站

 

  图多尔-维阿努国家计算机高级学校 科学
    罗马尼亚
  国际下水道和平 联盟

 

  郑州轻工业大学附属中学
    中国
  塞琳娜

 

  尼古拉-哥白尼第一中学
    波兰