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: Crescent Station

图多尔-维阿努国家计算机科学高等学校  布加勒斯特    罗马尼亚 16   5 / 1


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项目描述

这是一个描述月球营设计的项目 位于 在沙克尔顿环形山附近。这个基地将成为未来人类在该地区扩张的一种手段,使其成为月球上第一个永久的定居点,在第一阶段可容纳4名宇航员。这将在未来进一步扩大,其设计提供了一个增加更多模块的简单方法。此外,模块和连接它们的管子可以很容易地在地球上制造,并以目前的技术带到月球上,使该设计成为卫星上第一个定居点的完美候选。基地的第一阶段将包括一个研究模块、一个生活模块、娱乐模块、植物模块。,漫游器控制模块和存储 及安全模块.这些将由多种类型的漫游器进一步维持,机库配备了雷石处理站、水和氧气存储、登陆平台,太阳能 小组 和天线。船员将能够通过连接管在各模块之间自由移动,并被一层雷公岩屏蔽,但在执行研究任务和维护任务时,他们必须在基地的专用气闸部分穿好衣服。这将由一个系统组成,该系统将允许样品被送入太空。 适当清洗 随着系统的发展,使乘员能够在没有细小月球尘埃污染基地内部的风险下进行EVA,通过确保宇航服的 仍然是 在任何时候都在基地之外. 

2.1 你想在哪里建造你的月球营?

我们选择在沙克尔顿环形山附近建立我们的定居点,因为它靠近月球极点,并有机会获得冰水。 位于 在其底部。然而,由于火山口边缘的突出特性,该定居点将不在火山口内,而是放在其外缘。由于它们的位置和高度,火山口边缘的一些区域可以获得永久的阳光,而这些阳光可以让我们的生活更加美好。 提供 太阳能电池板的能量是无限的。此外,这个位置保证了比更多赤道纬度地区更有利的温度。这些赤道地区在月球夜里会经历极端的温度波动,从高达100摄氏度到低至-150摄氏度。由于其较低的温度,该地点还被提议变成一个巨大的红外望远镜,使我们的定居点成为建造这种结构的完美第一阶段。

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。

我们的目标是拥有一个可扩展的营地,因此尽可能多地使用月球本身的材料是很重要的。月球表面 包含 铁的。 铝材 和钛,将使用我们的漫游器提取和加工。 我们将利用这些资源来建造一些部件 而且还 維修。 另外,这些管子也将使用雷石制作,因为 它是 比水泥更坚固。 虽然如此,但有 仍然需要一些我们只能从地球上获得的材料,至少是我们需要的形式。这些模块将从地球带来,但它们将被覆盖在岩浆中。 以期 确保辐射安全和 可能的影响.每个模块都将在漫游器的帮助下定位,并与另一个模块或一个气闸密封。这些模块是圆柱形的,长度为10米,直径约为5米,虽然内部较小,但大部分不适合居住的空间将被用作存储空间和机器。 

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)

船员的生活区将为所有人类的需求量身定制,确保它将是一个人们可以生活在条件下的区域。 类似于 地球。大气层将利用每个模块中存在的复杂的通风系统进行模拟。辐射防护将通过使用配备了可以3D打印结构的手的漫游车在每个模块上打印的雷石层来保证。这个结构将维持其自身的重量,使用类似于3D打印机在地球上工作的技术。使用这种 的方法,在 最低限度 在不影响安全的情况下,将使用一定数量的材料因此,大大降低了成本。 

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

水是一种重要的资源,所以我们非常关注这个话题。我们的主要想法是,宇航员可以从附近的火山口取出水冰,以保证在月球上的生存。研究车将被派出去执行这项任务,使用一种强大的工具来挖掘月球土壤并提取冰晶,然后将其带回基地。收集到的水将被融化,并从其他颗粒中过滤出来,使其对饮用和农业实践有用。我们打算每周多次进行这一过程,并将剩余的水收集到基地的水库中。

食物也是我们船员的必需品;因此,我们仔细考虑了为宇航员创造一个愉快环境的所有选项。为了确保第一个月的生活,我们将从地球上运送食物,然而在建造的早期阶段,食物模块将被安装,以便在宇航员到达时实现完全自主于地球的运输。植物将在类似于地球上所谓的 "垂直农场 "的条件下生长,选择的作物包括土豆、西红柿、芹菜、豆类和生菜。这些植物富含维生素A、维生素C、钾、蛋白质和钙,所有这些成分加起来足以为我们的宇航员提供他们所需的所有营养。我们还将在温室中使用紫外线灯来帮助植物快速生长,去除不利于生长的光波长。

由于位于沙克尔顿火山口的边缘,我们的月球营地将获得几乎持续的阳光。我们将利用太阳能电池板场来利用这种力量,并将产生的电力储存在氢燃料电池中,比传统的锂离子电池更有效,以便在月球夜间或紧急情况下使用。在充电时,燃料电池通过电解从水分子中分离出氧气和氢气。这些随后被重新组合,释放出大部分的输入能量。

我们的月球营地将有一个类似地球的大气层,由大约21%的氧气组成。所有加压舱内的气体浓度将由生命支持系统严格维持,该系统将持续回收空气中的二氧化碳。这一任务的很大一部分将在植物舱内处理,在那里将通过光合作用产生氧气。因此,富含二氧化碳的空气将源源不断地被输送到植物架上,以确保转换为氧气的最大效率。为了确保所需的气体生产,额外的氧气将通过熔盐电解从月球岩层中获得。此外,这个过程也会产生有用的金属合金作为副产品,可用于未来定居点的扩建。

2.5 解释一下你的月亮营的主要目的是什么。

在其 早期阶段我们的月球营将有一个纯粹的科学目的,重点是为了 建立 人类在月球上的永久存在。 虽然如此,我们 我们设计了我们的定居点,允许几乎无限的扩展,最终也将接待游客,并允许在追求科学目标的同时追求商业目标。在最初几年,营地将作为月球表面的侦察基地和在沙克尔顿火山口建造红外望远镜的手段。我们定居点的主要科学任务将是对月球表面及其地质的第一手研究,使我们对地球的天然卫星的形成有宝贵的了解。次要目的将包括调查新的月球产业的可行性,如采矿和旅游。 建立 第一个月球上的望远镜和改善成本。 安全 和星际旅行的效率。 

3.1 描述一下你的月球营宇航员团队在月球上的一天。

为了最大限度地提高我们月球营地的科学产出,这个定居点应该是全天候活动的。为了实现这一目标,工作人员将被分成4人一组,他们将被安置在同一个生活模块中。每个小组将以这样的方式工作12个小时的轮班抵消,从而覆盖24小时。因此,虽然有些 船员 正在工作,其他人则在睡觉或享受他们的自由时间。不管是哪一班,每个宇航员都会以做卫生、吃早餐和做快速锻炼来开始他们的一天。接下来,机组成员将从地面控制中心接收他们的任务。虽然大多数任务将在安全的定居点内进行,但宇航员也将不得不到外面进行维修或样品采集任务。然而,由于执行EVA的高风险和必要的培训,这些活动将是相当罕见的。在12小时的轮班结束后,每个定居者将有4小时的自由时间,他们可以用来与家人交谈或进行团队建设活动。这也将是供应晚餐的时间,这是船员们聚在一起进行社交的重要活动。虽然月球上有重力,但它比地球上的重力要弱得多,所以肌肉萎缩和骨密度下降仍然是对人类健康的严重威胁。为了弥补这一点,在结束一天的工作之前,宇航员们还必须在带式跑步机上锻炼至少一个小时,并举重。由于我们的月球基地相当大,而团队相当小,宇航员可能将不得不在没有太多人接触的情况下度过大部分工作时间。这一点,再加上紧凑的时间表和在极端环境中生活的压力,会导致严重的心理健康问题,这将阻碍船员的能力。因此,通过组织日常活动,将保持高昂的士气,并进一步加强团队纽带。 空闲时间的活动,如看电影或玩棋盘游戏。在一天结束时,宇航员将有8个小时的睡眠时间,以便在第二天尽可能地休息。 

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