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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。

Broccoli

郑州轻工业附属中学河南省郑州市-金水区中国 18, 19 4 / 2 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

由于人类对矿产资源的需求越来越大，我们在月球上建立了一个--凯乐峰--月球基地，通过太空电梯将稀有资源从月球运送到地球，用于商业、科学和其他用途。在建筑材料方面，我们采用周边材料（月球表面的地质聚合物）来满足施工需要；在风格方面，我们采用潜云形露台设计，既美观又实用；在施工过程中，我们采用3D打印技术，在混合物中加入不同的物质，实现不同的需求；在生活休闲区，我们有很多娱乐设施，保证航天员的高品质生活。

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）。

"白菜峰会 "旨在满足日益增长的矿物和能源的商业需求。我们在月球上挖掘矿物和能源，并通过太空电梯将它们运送到同步轨道和空间站。部分矿物用于换取月球生活的必要材料，其余的将以虚拟货币的形式转入公司的账户。"白菜峰会 "致力于开采优质矿物，以缓解人类的矿物危机。我们在每个偶数的地球月的第二周运送买家。如有需要，请拨打XXXXXX。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

卡莱峰的基地位于赤道静海地区的一个坑中。赤道地区月壤覆盖最厚，氦3含量丰富，符合基地建设的初衷；赤道地区的角速度与月球同步轨道的角速度相等，其高转速为建造太空电梯提供了可能。由于坑道的地形，静海地区坑道内的温度常年保持在17-19摄氏度，可以保证基地不受大部分宇宙辐射和灰尘的干扰，大大减轻了生存压力。由于月球的低重力，人们只需要依靠液压升降装置就可以上下。

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。

卡乐峰的主体采用3D打印技术，基础材料主要采用月球表面的土工合成材料（月球混凝土），可以抵御宇宙辐射和微陨石。中间嵌入了类似于土豆片结构的纤维和玻璃纤维加固材料，以增强地板的承压性能。在土工聚合物的制备过程中，98%的水可以被重新利用。除了需要从地球上运输的碱性活化剂外，剩余的90%以上的水可以从月球上获得，确保原地资源的高利用率。

在墙体部分，我们使用了具有优良防辐射性能的硅酸钡玻璃，并附加了月球表面风化物和珍珠岩的混合物作为外保温层，以抵抗月球的极端昼夜温差。

太空电梯是一种类似于电梯运输的方法，将开采的矿物运送到月球同步轨道。然而，从月球表面到同步轨道的距离非常遥远，这要求材料具有巨大的抗压能力。因此，我们选择碳纳米管作为绳子的主要材料。它在已知材料中具有最强的锥度比，可以承受巨大的重力压力。为了防止陨石袭击，我们放弃了传统的圆柱形绳索，而选择了带状绳索。与传统的绳索在撞击时断裂相比，带状绳索可以承受多次陨石撞击。

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？

甘蓝的顶部建在一个坑里，地势的下沉使全年的温度稳定，保持在适合人类生存的范围。同时，我们的墙体采用了硅酸盐玻璃，利用其抗辐射的特性，配合坑内地形，可以大大降低月球宇宙辐射对宇航员的伤害，有效避免月球尘埃对基地外表面的磨损。基地顶层的健身房和温室里的小吊床可以让宇航员在闲暇时放松身心，缓解压力。我们的宇航员在抵达月球前接受了医疗培训，小型医疗室中的药物和医疗设备可以治疗常见的疾病。

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
食品
权力
空气

水是人们生存的物质基础。在卡勒峰上，水的主要来源是月球土壤和水冰，通过加热和融化可以获得大量的水。在地面收集和沉淀后，运到集水槽进行物理净化和储存，提供给航天员，保证他们工作和生活的正常运行。同时，我们还将回收尿液、生活废水、工业废水等，通过化学除杂的方式储存，作为备用水源。(95字)
在卡莱峰上，有广泛的食物来源。早期的宇航员是用从地球上带来的食物来喂食和穿衣的。营地建设步入正轨后，在明胶支架上培养牛和兔子的细胞，以生产人肉。温室中的蔬菜和水果（菠菜、卷心菜、甜椒、胡萝卜、西红柿、草莓等）将得到补充，为宇航员提供所需的蛋白质和营养物质。太空电梯建成后，还将定期向基地运送一些月球上通常没有的食物，使饮食多样化，为宇航员提供额外的膳食。(108字)
由于我们的凯乐山庄建在一个天然的坑里，电力是维持基地正常运作的必要条件。在这里，大约80%的电力储备来自于核反应堆，在氦3聚变过程中释放大量的能量。氦-3以空位和间隙模式被注入钛铁矿，并被加热到1000K以上。此时，氦-3的释放量是最理想的。此外，太空电梯还配备了可旋转的太阳能电池板，将光能储存在更高性能的飞轮电池中作为备用能源。(97字)
(1)在温室顶部的夹层中，铺设了一层微生物(Chilobacterium ammoniacum、Chlorella等)，将其产生的氧气通过墙壁上的管道向下输送到各个区域。此外，温室中的植物可以提供食物和进化的空气，同时也为基地提供一部分氧气。

(2) 氧气是通过用二氧化碳冲击金箔获得的。将二氧化碳冲击到金箔的惰性表面，金箔不能被氧化，不应产生分子氧。因此，氧气可以不断地从金箔表面释放出来，通过这种方法也可以获得大量的氧气。(119字)

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

处理月球上的垃圾是一项复杂的任务，要考虑到有限的空间、环境保护和资源利用等多个方面。首先，我们对垃圾进行分类和压缩，以减少储存和运输的空间。对于可燃垃圾，可采用垃圾焚烧法，将其烧成灰烬和烟雾，并过滤掉有害物质。不可燃垃圾可以在垃圾填埋场进行处理。回收利用也是一个重要环节，通过分类回收和循环利用，尽量减少垃圾对环境的污染。其次，在月球上，我们利用微生物来处理人类垃圾，并将其转化为有用的气体和肥料。利用特定的微生物，如厌氧菌，可以在低氧环境中分解有机物，产生甲烷气体，为燃料和能源生产提供潜在价值。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

地球-月球：在卡莱峰，我们有一个配备了高增益定向天线的探测器，一个太阳能电池板为其提供20瓦的电力，将有限的电力集中在一个区域，以确保地球和月球之间的信息传输。地球上还有专门的信号接收站，通过巨大的定向天线接收和发射信号。此外，我们使用自己的编码信号传输，这样信息就不容易被窃取。

月球基地之间：鉴于月球的真空环境，月球基地之间采用电磁波进行信号传输，这是不适应的介质。当需要交流时，宇航员打开对讲机，对着它说话，设备转换 "声音-电磁波-声音"，还原声音信号。他们还使用无线电波来传输文字、数据、图像等。

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）。

在卡莱峰，我们的科学家研究地质学和生物学。

在地质学方面，虽然自1969年人类首次登陆月球以来已经过去了很长时间，但在此期间对月球坑的探索相对较少。虽然我们的营地主要以商业为导向，但我们仍有强大的科学研究能力。现在我们的实验不再局限于将月球上的土壤样本带回地球进行监测。在作业区用机械手开采矿石和月球土壤后，由运输车运到基地主体，方便科学家进行研究。研究内容主要有以下几个方面：（1）通过自主研发的超高分辨测试手段，研究静海地区特有的锆矿物--静海石；（2）研究月球上岩浆活动曾经停止的时间；（3）研究静海地区火山口的地下网络结构，进一步了解月球内部结构。

在生物学方面，我们将利用月球上的特殊条件，对从地球上带来的产氧微生物进行变异，以期找到一种产氧效率更高的微生物，更好地供给航天员的工作和生活。同时，虽然我们坚持绿色环保的原则，尽量使用可回收材料，但难免会产生大量难以处理的垃圾，因此对垃圾高效分解微生物的研究也将加入其中。

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？

为了给 "卡勒峰 "登月计划培训最好的宇航员，我们的培训计划主要分为三类：知识和技能、体能和心理素质。

知识和技能：为了确保健全的月球登陆和研究，我们的宇航员将接受医学、物理学、天文学、机械工程和其他学科的强化培训。此外，我们将安排宇航员掌握航天专业知识、飞行程序和任务模拟方面的相关技术技能。

身体素质：为了更好地适应太空中的失重环境，特别是舱外活动，模拟失重训练是我们训练的重中之重。我们将采取水下失重训练，航天员穿上水下训练服进行水下模拟失重练习，保证航天员在中性浮力舱中进行模拟失重训练，培养航天员在失重条件下的操作习惯，完成出舱活动的模拟训练，这也适用于航天器或基地出舱操作人机工程学评估和出舱程序合理性验证。同时，我们还将让航天员进行大量的生存、救生训练和大型联合演练，确保为各项任务做好准备。

心理素质：心理训练是宇航员训练的一个重要组成部分。因为太空任务需要离开我们熟悉的环境，而这种环境变化对心理的影响是很大的。宇航员首先需要从心理上适应太空中的情况。增加心理上的稳定性。为了保证我们商业研究的可靠性，我们会对全体船员进行共同训练，以提高他们在太空中的效率和团队合作。