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Moon Camp Pioneers 2022 - 2023年项目画廊

在Moon Camp Pioneers中，每个团队的任务是使用他们选择的软件3D设计一个完整的月球营。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危险，并描述他们月球营地的生活和工作设施。

Skyhook

第一名 - 非欧共体成员国

上海青浦高级中学上海-青浦中国 17, 16 6 / 0 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

我们的月球营是在2035年建立的月球基地，以应对地球的能源危机和在月球表面长期驻扎研究。该基地的主要目的是以低成本将氦-3等能源从月球运送到地球，在月球上开展材料科学、生物科学和其他学科的研究，并研究生活在月球上的宇航员的身体状况。

1.2 - 你为什么要建造一个月球营？解释你的月球营的主要目的（例如，科学、商业和/或旅游目的）。

我们月球营的目的是在月球上开发用于科学研究的氦-3能源，以更有效的方式将廉价和清洁的核聚变材料带到地球，并在月球研究基地探索利用月球土壤和其他类型的能源来应对人类在未来几十年可能遇到的能源危机。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

位于月球沙克尔顿环形山边缘（0.0°89.9°S），该处是永恒的日光区，含有克里普岩（南半球月球表面连续光照时间为86%）。在极点附近，受温度和角速度的影响，月球的大部分水资源被冻结在地下，这对月球营的发展是友好的。另外，数据显示，环形山中的氢气含量要多得多，这表明可能存在水冰。在沙克尔顿环形山附近有马拉佩特山，无论月球如何旋转，其山顶总是可以看到地球，适合建立一个大规模的地面通信中心。此外，山的背面适合做无线电信号屏蔽区，因为它可以完全消除来自地球的电磁干扰，从而有利于无线电望远镜的安装。

2.2 - 你打算如何建造你的月球营地？考虑你如何利用月球的自然资源，以及你需要从地球带来哪些材料。描述一下技术、材料和你的设计选择。

与地球相比，月球上有大量的氦-3资源，可以作为原料通过核聚变产生热能，通过发电机和变压器转化为电能，并储存在地下超级电池中。此外，月球土壤中富含的二氧化钛和氧化铝等氧化物，可以通过氧化还原装置还原，生成水和相应的金属。

我们打算将月球土壤中的角砾、碎石和其他材料与水混合，使其成为混凝土，以建造我们月球基地地面以上的主要建筑的外壳部分。从地球上，我们将携带一台3D打印机，将混凝土材料制成建筑，这可以大大减少对地球运输能力的依赖。同时，我们将在混凝土中混合玻璃纤维，以提高基地外壳的隔热性能。在基地中，将在不同区域放置恒温装置，以确保宇航员有一个舒适的工作和生活环境。

2.3 - 你的月球营地如何保护并为你的宇航员提供庇护以抵御月球的恶劣环境？

我们在月球营的反陨石任务由三部分组成，外层由激光反导弹完成，中间层由防空导弹技术完成。多套近防炮将在前两次中拦截剩余的陨石碎片。而在雷达的帮助下，他们可以准确识别该物体是否是陨石。我们的穹顶可以有效地保护我们免受终端陨石小碎片的攻击。此外，我们将在地下设立一个避难层，让宇航员保护自己的人身安全，并生存到地球支援人员的到来。

3.1 - 你的月球营将如何为宇航员提供可持续的水、食物、空气和电源等基本需求？

a )水
Ⅰ.供水
1.由输送装置输送。
2.电解水产生的氢气可以还原月球土壤中丰富的氧化物，生成水。
Ⅱ.水循环系统
1.空间站内呼吸作用产生的水蒸气通过凝结返回到水库。
2.厕所污水和其他生活污水的净化循环。
b) 食物
1.种植站内种植的土豆和白菜可以构成部分供应量，通过精确的灌溉和栽培技术，可以实现较高的生长速度。
2.通过运载火箭，将真空包装的太空食品定期运送到基地。
3.用备用的压缩食品储存，以备紧急饱腹。
c) 权力
Ⅰ.主要的能源来源
1.核聚变装置
氘用于核聚变装置，让原子核外的电子摆脱原子核的桎梏，原子核相互聚合。大量的电子和中子的释放就是巨大能量的释放。
2.太阳能发电
由于月球没有大气层，太阳能电池板可以在很大程度上转换电能，而多余的电能将储存在电池中。
d) 空气
1.通过电解水发生器。部分氧气被送入通风系统供人呼吸，多余的氧气被储存在露天，冷冻成 "氧冰"。
2.在种植站利用植物的光合作用产生氧气，排出二氧化碳。
3.其余的空气成分，基本上不会减少。但是，为了防止泄漏，储藏室里还储存有压缩气体。
4.在漏气的情况下，储存室里有一种压缩气体，足以平衡三倍的内容。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

在塑料制品方面，我们可以通过3D打印机直接输入航天员产生的生活垃圾，成为打印机的原材料，生产更多的东西。在人类垃圾方面，我们有专门的生物和化学区域进行处理，成为太空中农作物的肥料。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

我们的月球基地通过基地中间的电磁加速轨道向空间站或地球发射运输航天器。装备有离子推进器的航天器，将推进剂电离，利用电场加速离子喷出形成推力，可以以较高的速度往返月球基地。同时，基地还配备了月球车，实现各基地的物资交换。基地之间有信号基站，加强无线电信号，使基地之间的通信更加方便快捷。

4.1 - 什么科学课题将是你月球营的研究重点？解释一下你计划在月球上做哪些实验（例如地质学、低重力环境、生物学、技术、机器人学、天文学等主题）。

该营地将作为月球研究的一线基地，主要负责月球地球物理、月球土壤材料、月球表面种植等方面的科学研究。月球上的矿物可以通过基地中心的电磁加速轨道运往空间站或地球。由于没有空气阻力，航天器可以通过这个装置轻松加速到一定的发射速度，这也解释了基地天钩名称的意义。月球实验室还可以拥有接近地球上的研究设施，实现月球表面研究的可行性。月面种植也是基地的一个重要研究课题，种植区可以满足月面科研工作中所有人员的食物供应。同时，实现太空育种，培育单位面积产量更高的品种，解决当前的粮食安全问题。基地还将进行机器人研究，以便研究人员在科学研究活动中使用机器人手臂。

5.1 - 在你的宇航员培训计划中，你会包括哪些内容，以帮助宇航员为登月任务做好准备？

为了防止低重力的影响，宇航员将每天做练习。每天两次练习的目的是确保进入太空时的身体状况。我们的宇航员将有不同的角色，并将在地球上学习具体的技能，根据他们的角色擅长不同的领域。例如，团队中的医生将学习受伤的基本治疗，防止医疗容器被损坏或被占用的情况。工程师将学习地面机械的维护，防止月球营地发生损坏。飞行员将学习如何控制航天器，防止自动驾驶技术的失效，并手动操纵航天器和月球车。数据分析员将分析基地的能源使用和生产情况，维持基地的正常运行。然后他们还将研究基地内各种设备的使用，实践各种只能在月球环境下进行或容易在月球环境下进行的物理和化学实验。同时模拟种植区的植物栽培的监测和护理。宇航员需要熟悉返回返回舱的逃生路线，以及在紧急情况下救生仪器的使用。宇航员将反复练习基地的检查过程，以防止可能危及生命的问题和漏洞。宇航员将在近乎真实的模拟中探索月球环境，收集生命的痕迹和各种数据。训练计划将持续20天，以确保宇航员完全熟悉他们未来在月球营地的生活。日常训练结束后，仍需完成一天的数据整理和收集等整理分析工作和日志整理。

5.2 - 你未来的月球任务将需要哪些航天器？描述在你的Moon camp中发现的飞行器，并考虑你将如何往返于地球，并探索月球表面的新目的地。

在货物运输方面，我们使用了三台电磁轨道炮，月球表面的托卡马克装置可以为我们提供持续的电能。我们把月球上的资源放在炮里，然后通过电磁轨道炮的巨大加速度把它们送到月球同步轨道，与我们的天钩飞船对接，上升到更高的空间站。在人员运输方面，我们为宇航员建造了往返高轨道空间站的航天飞机，可以直接从月球表面的跑道上起飞，我们还有太空巴士，在月球空间站和静止空间站之间形成飞行。漫游车的后部可以安装不同功能的隔间，形成一个模块化的设计，以应对不同的情况。如运输舱、探索舱、建筑舱。