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: Mission Eos

里斯本的慈幼会 - 圣若瑟办事处  里斯本    葡国 18, 17   6 / 2


3D项目的外部查看器

项目描述

"赫尔墨斯 "基地,以古希腊信使和天文学之神的名字命名,代表我们希望将通过它获得的与宇宙有关的所有知识传播给人类。

月球基地基本上将分为两个部分:一个位于马拉佩特山的内部,一个位于外部。

首先,在山的内部,你会发现宇航员的房间、浴室、健身房、公共房间、食堂和通信室。这里也将是我们可以找到储水和过滤舱的地方。此外,还可以进入一个储存室,存放食物和其他材料,在发生任何太阳风暴的情况下,可以作为一个掩体使用。

在山体内部的边缘,你可能会发现研究和观察的中心,以及电力转换和储存室。在基地的入口处,在这些地方之间,会有一个小隔间,专门用于宇航员进来时的服装过滤,以防止任何月球灰尘进入基地的空气。

其次,在外面,将有几个温室和一个用于降落和/或起飞的点。在山顶上,可以看到太阳能电池板,它们将为基地提供电力。

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

该基地将建在月球的南极,更确切地说,是在马拉佩特山地区。这个地区是理想的,因为它一年中有90%的时间暴露在阳光下,因此不像其他月球地区那样容易受到每天温度变化的影响,在很短的时间内,温度可能在100ºC和-150ºC之间变化。这样做的另一个好处是,它可以使太阳能电池板的使用有利可图。

此外,这座山位于像沙克尔顿这样的火山口附近,这些火山口长期处于阴暗状态,并且拥有丰富的基本自然资源,可以保证基地的自给自足,如冰和矿物。它还提供了一个战略登陆点和通信区域,因为从月球和沙克尔顿可以看到马拉佩特。

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。

由于价格和距离的问题,最初的人类任务是不可取的。相反,我们选择将第一步托付给耐受性强的机器人,这些机器人可以从地球上进行远程控制,并将建立基本的结构,以便以后迎接人类的探险。这个结构将由铝制成,这是一种轻质、耐腐蚀的材料,并覆盖(如果需要的话)80厘米的石膏,以保护基地免受辐射。

在建设的第一步,会有一个机器人,能够挖掘和建造一个3D打印机,在月球上创造足够的材料,水和微藻,以便开始为月球土壤施肥,以及太阳能电池板。所有的建设过程都将由人类远程监控,并由机器人制作。.

第二阶段将由人类探险队组成,该探险队还将携带建造温室的材料(结构、LED灯等...)、水、种子、肥料和水过滤系统,以净化从月球土壤中提取的冰。在这个过程结束时,该基地将实现自给自足。

第三阶段将致力于处理与基地功能有关的可能的技术细节,并建立一个将为宇航员提供科学相关数据的观测站。

第四也是最后一个阶段是向世界经济开放的结构,即允许私人资金的介入,这对月球城市的发展至关重要。

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)

当谈到基地位于山体内部的部分时,已经保证了对辐射和陨石撞击的保护,以及极端的温度变化,因为在其内部,它们相对稳定(在-50ºC和-20ºC之间变化)。 

此外,由于有必要保证对月球尘埃的保护,这对人类的健康非常不利,将有一个入口室,利用电磁过程将尘埃从宇航员的衣服中分离出来,并沿基地有一个通风系统,将这些颗粒从空气中过滤掉。

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

最初,水将需要通过航天飞机和补给飞行器,如国际空间站(ISS)使用的飞行器,装在袋子里送入基地。由于在未来,该基地将有一个商业目的,如果需要的话,它可以由来访的船只提供库存。
此外,基地还将使用一个类似于国际空间站的水过滤系统,该系统可以回收基地内使用的多达93%的水,包括宇航员的排泄物。这个系统由过滤器、净化器和一个旋转桶形状的蒸馏器组成,以便产生更多的重力,使水和残留物之间得到更好的分离。
另一个选择是从月球土壤中提取水(冰),这在南极很丰富,使用几种类型的技术。

就像水一样,在最初阶段,食物将主要通过补充任务获得,这些任务将携带脱水的食物。
然而,食物也将逐步主要通过水培温室中种植的蔬菜获得,因为月球的土壤是贫瘠的。在这些植物温室中,将有不同类型的生菜和卷心菜,就像在国际空间站中发生的那样,但由于这些蔬菜的营养价值,还将增加土豆、豌豆甚至大豆。种植西瓜或黄瓜也是一个不错的选择,因为它们富含水分(可以重复利用)和糖分。这些植物将暴露在LED灯发出的辐射中(尤其是红光)。

电力将主要通过位于基地附近的太阳能电池板获得,因为它所在的地区长期暴露在太阳辐射下。
它将同时通过微藻获得,然后用于制造生物燃料,由从藻类中提取的脂类转化而成。这些燃料可用于专门为其设计的发电机。
由太阳能电池板和发电机产生的一些能量将被储存在电池中,作为紧急情况下的供应,例如太阳能电池板系统的故障。
此外,主要用于生产氧气的水电解,也有氢气作为副产品。这种氢气将在一个 "反向 "的化学过程中与氧气反应,因为这种反应会产生电力。

在初始阶段,在基地完全自给自足之前,氧气将被压缩并从地球运到月球。
如前所述,获取氧气的主要程序之一是电解水。在整个基地内,将有通风和空气过滤系统,这将捕获二氧化碳和其他有害气体,这些气体的产生量较小。
植物园和微藻一样,将是一个可靠的氧气来源,由于这些生物的光合作用,捕获碳并释放出所需的气体。
此外,月球土壤中含有丰富的氧气,因为每立方米的岩浆中含有大约630公斤的氧气,这使得从土壤中提取氧气成为一个可行的选择。
生产的氧气将被储存在加压罐中,其设计方式是为了最大限度地减少任何气体泄漏,并监测所有的压力差。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

该任务的主要目的是建立一个自给自足的基地,以便在月球上建立人类生活。

因此,对月球及其特征的研究和调查对于开发为空间居住而设计的设施至关重要。在科学研究和突破方面,该基地将同时发挥空间观测站的作用,并在未来可以作为一个专门研究陨石的地点,将其从轨道上带到月球土壤中。

在任务的更晚阶段,该基地可以作为一个供应站,使用一个轨道对接站,作为空间探索的开端。

此外,为了获得财政支持,将寻求发展太空旅游和促进月球基地某些组成部分的私有化和商业化。

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

(我们决定把重点放在船长的日常工作上,因为他们的工作是最彻底的)。

早上6点45分,宇航员们起床后有15分钟的自由时间为一天的工作做准备。然后,他们会在健身房练习日常的体育锻炼,直到8点钟,省下一个半小时来打理卫生,放松和吃早餐。在这期间,队长会讨论和安排每个人当天的任务。从那时起,每个人的作息时间都不一样,这取决于船员之间的安排。

然而,指挥官总是将他的早晨保留给非常具体的任务,这将分别保证宇航员和基地的福祉和运作。因此,他们将评估通风和过滤系统的性能,寻找分析营地的气体成分,并验证这些气体是否处于合适的水平。他们还需要检查农作物、有机堆肥、灌溉、温度和植物房的湿度等状况。在此之后,他们应该检查专门用于处理和回收水的系统。

在午餐前剩下的时间里,他们将监督其他正在进行的任务,必要时帮助宇航员。在一点半时,团队将吃午餐,由早上选定的人准备,然后放松。

一小时后,继续执行任务,现在船长将直接干预。这样,他们将用科学研究、数据收集和表面探索等任务占据他们的一天。

在下午5:30至6点之间,在结束了他们的任务后,所有船员将在他们之间讨论每个人的表现和全天可能面临的困难和障碍。指挥官将对下午剩下的时间和第二天的工作做出简要指示。

直到晚餐时间,船长将登记当天的事件和其他与基地机制有关的更具体的信息。如果通信条件足够,他们也可以向地球报告这些情况。

晚饭后,将在晚上8点进行,每个人都将有时间放松,而指挥官将对水、空气和食物系统进行最后一次检查。最后,他们还将有时间休息,注意个人卫生,并准备在晚上9点半睡觉。

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