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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。

Moon Precedent Camp

上海青浦高级中学上海-青浦中国 15, 16 6 / 1 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

自古以来，人类对神秘的天空进行了无数次的想象，期待着无尽的星空。我们并没有放弃对未来的探索。而在月球上建立营地，将是进入深空的第一个真正步骤。

我们营地的名字是月亮先例营地，这意味着它是世界上第一个先例。

在月球营地，我们将为宇航员提供一个完整的生活营地，为科研活动提供更便利的环境，并通过对月球地质的探索创造科学价值。

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）。

科学研究是对月球资源的利用。广义的月球资源包括位置资源、环境资源和物质资源。位置资源是指月球相对于地球的独特位置和运行规律。例如，月球的一面总是面向地球，这非常有利于不间断地观察地球。另一面始终面向地球，电磁环境非常 "安静"，适合进行射电天文观测等科学探测活动。环境资源是指月球独特的环境特征，如高真空、低重力、弱磁场、大温差、高辐射，可用于特定的科学实验和材料制造。月球物质资源主要包括矿产资源和能源资源。矿产资源包括钛、铁、铬、镍等金属矿产资源，非金属矿产资源如月球土壤、玄武岩和低浓度挥发物（H、He、C、N），氧气资源和陨石资源。能源资源包括氦-3资源、水冰资源和太阳能资源。月球探测作为深空探测的第一步，将有助于我们在月球上建立完整的基地后进一步探索深空。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们决定在沙克尔顿地区建造月球营，有两个原因。首先，地下永久冻土层很有可能能够利用水资源，这将长期维持船员的饮水问题，甚至建立一个自给自足的水循环系统。第二个原因是这个地区的年光照时间占70%以上，可以把太阳能转化为电能。

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。

我们打算在月球的沙克尔顿地区建立一个月球营地，那里有丰富的水和月球土壤，可以满足建筑和生活需要。我需要从地球上用火箭发射一台3D打印机和一台月球车。漫游车挖出土壤。3d打印机打印出一层层的月球土壤来完成主要结构。核反应堆和循环器等内部机械在地球上建成后被运到月球。

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？

月球的恶劣环境主要有三个问题：温度、辐射和空气。

营地的外壳将采用多层结构，内部和外部都有仿生装置，外观类似于气象站的百叶窗。旋转部分装有一种金属丝，它能随着寒冷而膨胀和收缩。当光照温度超过标准时，金属丝受热膨胀，使叶片打开，具有高辐射和散热能力的表面朝向太空。当光温迅速下降时，金属丝遇冷立即收缩，使每个叶片紧闭，抑制了卫星的散热。

外层将是屏蔽辐射的金属铝，其余的将是陶瓷或高分子材料，层与层之间填充氕。

最后，在空气供应不足的情况下，将在室内安装多个空气锁。

此外，基地将有一个圆顶保护，这样，在发生无法防御的陨石袭击时，我们仍然可以前往佩里火山口避难，然后再返回重建营地。

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？

水

人类日常生活中排出的水分为尿液、粪便水、皮肤蒸发物、呼吸道排出的水。前者由厕所的下水管道输送到种植区，经过干燥、粉碎、加入启动剂培养和发酵，形成植物生长的有机肥料。多余的污水将被输送到能源区，在水处理模块中被净化成生活用水。同时，在极度缺水的情况下，可以收集月球的地下水。

食物

设置了种植区，用阳光或灯光来恢复照明环境，模拟适合植物生长的温度和压力。选择藜麦、红薯和马铃薯作为碳水化合物和蛋白质的主要来源，而番茄、黄瓜和胡萝卜则补充了各种维生素、膳食纤维和微量元素。

能源

电力主要来自于能源区的核反应发电和太阳能发电。核反应发电为科学研究领域、月球车和其他耗能仪器提供电力。太阳能保证了日常生活中用电的稳定性。

氧气

人类呼吸所排放的二氧化碳通过每个区域的通风系统被输送到种植区进行氧气交换。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

月亮营的废物将根据不同的性质进行处理。生活垃圾：排泄物、厨房垃圾，将被运到种植区，为植物施肥。废水将部分灌溉在植物上，部分进入水处理组件：消毒组件、多层过滤组件和去除挥发性物质，净化成干净的水。其他废物将被重新利用，一些无法处理的废物将由漫游车运送到遥远的垃圾填埋场。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

宇航员携带VHF无线电，将声音和生物传感器数据从他们的宇航服传送到月球营地通信系统，该系统以S波段将信号传回地球，这是一个超高频段，可以穿透地球电离层而不发生偏转或反射，在太空中被广泛使用。而为了确保月球远方的月球营地不与地球直接接触，我们将发送一颗中继卫星到登陆月球的拉格朗日点L2的轨道上，确保与地球和月球远方的实时通信。

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）。

我们月球营的科学主题是地质学和机器人学。月球物质资源主要包括矿产资源和能源资源。矿产资源包括钛、铁、铬、镍等金属矿产资源，非金属矿产资源如月球土壤、玄武岩和低浓度挥发物（H、He、C、N），氧气资源和陨石资源。能源资源包括氦-3资源、水冰资源和太阳能资源。作为地球资源的重要补充，月球资源对人类社会的可持续发展有着深远的影响。月球上的物质资源非常丰富，有必要对月球进行地质研究，对月球进行分析。同时，月球独特的环境资源，如高真空、低重力、弱磁场、大温差、高辐射等环境特点，可用于具体的科学实验和材料制造。我们还将开展机器人研究，帮助月球营地更好地适应生活、生产、研究和其他活动。

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？

宇航员培训计划将包括：

体能训练：在月球上进行各种活动是不可避免的，所以要保证有足够的体能来应对月球上的一系列挑战和任务。
心理训练：月球上只有几个人，所以需要这种训练来帮助宇航员首先克服对未知外太空的恐惧和对月球上孤独的恐惧。
特殊环境因素耐力和适应性训练：月球的重力和其他环境因素与地球不同，所以需要这种训练，以防止宇航员在月球上的不良反应导致生命危险。
生存训练：提高宇航员的生存能力和在危险情况下的生存能力
航天器技术培训：确保宇航员安全抵达月球并安全返回地球
医学知识培训：在一定程度上，航天员可以保证身体健康，避免大病小病。