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: Club Astro Lycée Lafayette

Lycée général et technologique LAFAYETTE  克莱蒙德-费朗    法国 16, 17   7 / 0

项目描述

我们是克莱蒙费朗的拉斐特高中的天文俱乐部。今年,我们和我们的科学老师一起参加了与欧空局法国宇航员托马斯-佩斯凯的阿尔法任务有关的圆球实验。我们在学校的课程中都是以航空和航天工程或天体物理研究为方向。因此,我们带着巨大的动力答应了我们的老师,参加这次比赛。 在我们开始讲述我们对这个挑战的解决方案之前,我们要向大家介绍一下我们在整个项目中使用的工作技巧。我们的工作方法包括列出我们遇到的或很有可能遇到的问题:一旦列出这些问题,我们就把这些 "大 "问题分成许多 "小 "问题,以更具体的方式满足我们的需要。 解决几个小问题,使我们能够面对一个普遍的约束,而不是直接解决它,这确实更简单。一旦我们所有的团队同意使用的技术,我们就开始创建一个功能规范,这将使我们在进入3D建模部分时更有效率,更有成效。我们的模型是基地在第一次任务中的视图,所以只有基本模块。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们的基地需要水来运作,所以基地绝对必须位于水的附近:在月球上我们可以找到以冰的形式存在的水,主要在月球的两极,所以我们的基地将位于月球两极中的一个。

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。
我们选择了制作一个模块化的基地,这样确实可以根据将要进行的各种考察来扩大它。 我们知道,月球表面受到来自太阳的不同辐射的照射,为了保护我们自己,我们决定把基地埋起来。 这也有一个好处,那就是保护它免受潜在的陨石撞击。 为了挖掘雷石,我们想到了使用里面有虫子的瓦片来移动和挖掘雷石。这样做的好处是重量很轻,而且我们可以通过将几段瓦片端对端地放在一起来制作长条形。模块的选择是根据几个标准决定的:主要的一个标准是,一旦底座被埋,模块必须能抵抗石膏对它施加的压力。然后我们发现,带有圆边的方形模块更容易建造,我们选择了这种形状。为了确认我们的选择,我们去问我们的工程科学老师,这个选择是否能抵抗它所要承受的不同力量。他检查后告诉我们,不幸的是,这并不是事实。所以我们最终选择了一个半球形的模块。为了便于运输,这个模块将由三角形相互拼接而成。可以在地面上组装,以方便在现场组装。我们不同的模块是通过加压管相互连接的。
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)

我们在月球上的营地使我们能够保护宇航员在这个充满敌意的表面上免受许多危险的困扰。 事实上,我们知道月球上没有大气层,因此也没有呼吸的可能性。这就是为什么我们的月球基地将在类似于地球或国际空间站的条件下进行水密和增压。为了确保这种密封性,我们将在每个连接处使用密封件。我们从美国宇航局和欧空局的网站上了解到,月球上的雷石是尖锐的、刺激性的,所以为了保护宇航员,我们在月球表面提供了一个机库,以确保基地内没有雷石。如果不慎出现这种情况,我们的过滤器仍将确保宇航员的安全。为了保护我们的宇航员免受危险的辐射,正如第2.2部分所解释的,我们决定将我们的基地埋起来。

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

水将是我们月球基地的重要资源,事实上,它将被用来为船员提供水分,用于农作物,最重要的是通过水电解系统为基地生产氧气,该系统还将产生氢气,氢气可作为燃料使补给火箭离开地面。
它可以通过利用现有的冰直接从月球上回收,或者直接从地球上带来,特别是在最初的几天。此外,基地内还有一个水循环系统,以减少水的消耗。

基地需要为船员提供食物,然而月球上没有真正的食物来源,所以食物必须通过补给火箭从地球运来。然而,由于基地的模块化,可以毫无问题地增加一个温室模块或养殖模块来养鸡,这将减少补给火箭的数量,同时提高船员的生活质量,早上吃新鲜鸡蛋比罐头食品要好得多。

基地也需要动力,所以我们将使用太阳能电池板,因为月球没有大气层,所以太阳能电池板的效率比地球上高得多。当然,这些太阳能电池板将必须伴随着蓄能器,以便在夜间储存能量,但月球上的昼夜周期持续30个地球日,因此我们将需要更多的蓄能器。
但不幸的是,为了获得水,基地必须位于两极,那里的阳光最少,这就是为什么决定增加使用核电池来弥补这一损失的原因。

在月球上有一个问题,那就是我们在月球上找不到任何空气。宇航员需要空气,所以我们没有任何选择,从地球上进口大量的氧气和氮气罐来保证人类的呼吸。此外,如果我们可以使用月球土壤中的氧气,我们可以用更多的氮气罐来代替氧气罐,这样我们就可以有效地利用地球火箭的空间,因为月球土壤的主要成分是氧气(超过40%)。如果我们能开发出在地面上取氧的技术,我们就可以用这种技术在二氧化碳中取氧,而二氧化碳是我们的废气。我们可以用电解水的方法来获取氧气,这样我们就可以完全独立于这种气体,而把火箭留给其他需要的产品,如水或食物。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

我们的月球营的主要目的是做一些关于人类在另一个环境(不同的重力,没有空气等)中生存能力的研究。实验将持续很多年,如果实验成功,我们可以明确地说,我们可以在月球上生活。然而,如果结果不尽如人意,我们将拿回我们的东西并安全返回地球。我们在月球上的小基地之后的下一步是在这颗卫星上建立殖民,并开始创造一个新的文明,所以它的主要目的是旅游。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

在长期的任务中,一天的管理对于避免站内团队成员的任何过度工作是至关重要的。为此,每周的时间表将在地球上设计,并在每周一开始时分发。每周将在5天工作(周一至周五)和2天休息(周六和周日)的基础上进行衔接,时间将是UTC。每一天也将被精心准备和组织。它从早上7点开始,当最后一个人必须清醒的时候。宇航员们将在上午8:30之前准备好自己的东西并吃早餐。上午8:30,所有成员聚集在一个会议室,在那里,指挥官向每个成员下达了地球上传送给他的当天的任务命令,并作了总体介绍。从上午9点开始,每个宇航员将忙于完成地球要求他做的事情。宇航员必须在上午11点和下午2点之间休息1小时。工作日在下午5:30结束,在会议室举行30分钟的当天情况汇报会。在这之后,宇航员们可以自由地做他们想做的事情,直到晚上11点。晚上11点,基地进入夜间模式,宇航员应尽可能地呆在自己的房间里。如果有什么特别的行动(EVA,生日,救济,......),可以改变这一天的规划。

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