月亮营地
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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。

ATLAS

  获得高度赞扬的设计 - 欧空局成员国

GRG19 Billrothstraße 73  维也纳-维也纳    奥地利 16, 17   6 / 3 英语
3D设计软件：Fusion 360 & Blender


3D项目的外部浏览器


External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - 项目描述

ATLAS是我们对不久的将来月球基地可能的样子的设想。ATLAS的特别之处在于，它主要位于月球的一个空的月球熔岩管的地下，这为它提供了免受恶劣的月球环境的保护。基地唯一可见的部分是地面和机库的入口，它们通过电梯与地下区域相连。ATLAS地下基地被封装在自己的人工大气中，被分为五个区域：

  1. 基地入口--气闸、更衣室、电/水/氧气供应和安全室
  2. 中央区域--人工 "花园"，用LED天花板来模拟日光，周围有12个船员宿舍。
  3. 研究和医疗区--医疗设施（手术台、心肺机、护理床、LMD（亮度管理设备）、氧气供应商、呼吸机、CT和MRI扫描机）、水培、实验室
  4. 健身区--健身设备、有线电视机、健身自行车、跑步机
  5. 公共区域--厨房、餐厅和休闲区

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）。

我们想建立一个月球营，因为我们想为未来的太空探索和星际旅行作出贡献。
我们的月球营的目的将主要是科学和旅游。最多两名游客将有可能住在月球基地，体验宇航员的日常生活，这将有助于部分资助该项目。此外，他们可以通过直播他们的经历，提高我们项目的知名度。此外，其他人的存在也可以为宇航员提供心理上的好处。宇航员们将进行实验，研究月球低重力和宇航员长期隔离的长期影响。具体而言，他们将关注基本心理需求、安全需求、社会需求和个人需求。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

在建造月球基地时，必须考虑到月球上许多危及生命的情况，其中包括以下情况：

  1. "不 "的氛围
  2. 强烈的宇宙辐射
  3. 极端变化的温度
  4. 陨石
  5. 供应问题（第3节）

考虑到这些因素，最佳位置是在月球的一个熔岩管道的地下。熔岩管是由古代熔岩流形成的天然地下隧道，熔岩流在表面凝固，但在下面继续流动，留下了一个空洞的隧道网络。这些隧道提供了一个稳定和受保护的环境，免受恶劣的月球条件的影响，同时在平均温度、水资源和周围岩浆中的氦-3浓度之间提供了最佳的折衷。为了保证与地球的通信，只有位于月球日光面的熔岩管才是合适的。

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。

为了节省能源，将在熔岩管内建立一个人工大气。通过这样做，就有可能在没有衣服的情况下生活在大气层中。在人工大气层内，我们的基地是由充满氧气的墙壁组成的，使它们具有热绝缘性。

由于熔岩管的地面是不平整的，有一定的角度，所以应该建造一个基础地面，为设施形成一个水平区域。用钢格子锚定在地面的支撑物是合适的，因为它们易于运输和实用。这可以通过使用化学镙丝来实现。

在施工阶段，将有一个团队驻扎在月球上，需要建立一个临时基地。这个基地应该是简单和快速建立的。碳纤维加固的结构将是最佳的，因为应考虑运输重量的限制。临时基地需要足够的空间来容纳团队、重要的资源、材料和工具，以便建造实际的基地。此外，我们需要一个平坦的表面，让所有来自地球的探测器和携带资源的胶囊能够降落。这个区域必须提供足够的空间供着陆和漫游器或其他运输工具，这些运输工具将把材料和人员带到基地或直接带到施工现场。

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？

在月球的一个熔岩管中建立月球基地，在保护和为我们的船员提供庇护方面有几个优势。

首先，它将保护我们的船员免受辐射的危险。月球没有保护性的磁场来屏蔽有害的太阳和宇宙辐射，这对宇航员的健康是一个很大的风险。熔岩管上方厚厚的岩石层将作为一个天然的辐射盾牌，减少有害辐射的暴露。

其次，熔岩管内稳定的温度为我们的船员提供了更舒适的生活环境。月球表面经历着极端的温度波动，白天的温度高达120°C，晚上则降至-170°C。熔岩管内稳定的温度将为我们的船员提供一个更适合居住的环境，不需要复杂的加热和冷却系统。

熔岩管还能提供天然的保护，防止微流星体的撞击，微流星体会给月球表面的设备和人员带来巨大的风险。熔岩管上方厚厚的岩石层将吸收任何冲击，减少损坏或受伤的风险。

此外，熔岩管为我们的基地提供了一个现成的结构，减少了施工时间和成本。这些隧道可以根据我们的需要进行改造和装备，只需要最小的挖掘。

在熔岩管中建造我们的月球基地，可以提供天然的辐射防护，稳定的温度，防止微流星体的撞击，以及预先存在的结构，使其成为我们的船员在月球上的理想庇护和保护地点。由于熔岩管的存在，温度波动只是一个小问题，而且与地球保持稳定的通讯也很重要，所以基地位于月球日光面的中心位置。

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？

为了确保我们基地的水供应，我们将利用月球石，一种覆盖在月球表面的沙状粉碎的岩石。这种尘埃不仅是氢气的来源，而且富含O2，其氧含量占总质量的50%。雷石将使用太阳能塔式发电厂加热到1000摄氏度以上，使其转化为气体。这样，氧气和氢气就可以通过一个叫做 "熔盐电解 "的过程提取出来。在燃料电池的帮助下，这些物质随后可以转化为自来水。
为了在月球基地提供食物，安装了水培系统，植物通过膨胀的粘土球独立获得所需的水和营养，因此不需要土壤。这些植物包括确保碳水化合物供应的豆类、玉米和土豆，以及豌豆、番茄、莴苣、谷物和萝卜，它们是维生素的良好来源。
利用控制和生命支持系统（ECLSS），一个再生的生命支持硬件系统，为月球基地的工作人员提供清洁的空气。氧气生成系统主要由氧气生成组件和一个电源模块组成。从空气中去除二氧化碳是通过使用吸收剂氢氧化锂（LiOH）的吸收过程完成的。
为了在电力方面完全独立，我们的团队已经计划使用MMR（微型模块化反应堆）。这些紧凑的反应器可以很容易地被运到月球，不需要任何进一步的组装，这意味着它们可以立即开始生产能源。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

为了处理宇航员产生的废物，我们的月球基地将实施各种方法。堆肥将用于处理食物垃圾，这涉及到将有机物分解成营养丰富的土壤。尿液和粪便将使用过滤系统进行处理，该系统可以将固体和液体分开并去除杂质。液体将被处理以生产干净的水，而固体将被单独处理以生产肥料或储存在月球上。
非有机废物，如包装材料，将被收集并储存在月球上的一个指定区域。废物管理将是维持可持续月球基地的一个重要方面，所有的废物材料将被仔细跟踪和监测，以确保安全和有效的处理。通过实施这些方法，我们的月球基地可以大大减少宇航员产生的废物量，并将对月球的环境影响降到最低。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

为了确保月球基地和地球之间的通信，需要在澳大利亚、西班牙和美国安装天线，尽管地球在自转，但通过这些天线始终能确保与深空网络的连接。DSN是一个全球性的深空站网络，主要用于与行星际空间探测器和卫星的通信，以及无线电和雷达天文研究目的。
DSN是一个更大的网络的一部分，并利用NASA的综合服务网络提供的地面通信网络的能力。NISN能够与其他两个网络进行高速数据交换，空间网络使用静止中继卫星作为接收器，将其数据传输到地面站，而近地网络则使用许多中小型天线，在低地球轨道的发射阶段与任务进行通信，并与低地球卫星通信。

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）。

月球的微重力可以模拟骨质疏松症，并通过超声检查、尿液和血液测试来进行更好的研究。另外，可以进一步研究低重力对大脑的影响，因为一项研究表明，太空旅行后，大脑水的分布会发生永久性的变化。还可以探索影响这些变化的因素以及如何减少这些变化。
月球没有大气层，这使它成为天文观测的理想场所。月球上的望远镜可以捕捉到恒星和星系的图像，具有无与伦比的清晰度，不受地球大气层造成的任何扭曲影响。一个可能的实验是在月球表面设置一个望远镜来研究各种天文现象，如寻找系外行星或研究恒星的形成。这只有在望远镜被安置在月球的暗面和卫星网络到位的情况下才能实现。
另一个实验是观察宇宙辐射。月球表面是测量宇宙辐射的最佳地点，因为它到达那里时没有变化，不像在地球上，宇宙辐射被大气层吸收并转化为可能干扰测量的粒子。
此外，月球是一个独特的地质实验地点，因为它缺乏像地球那样的侵蚀或构造活动。在月球上的一个可能的实验是通过收集和分析样本来进行表面调查。这些岩石样本还可以通过提供月球表面过去地质过程的线索，帮助重建月球的地质历史。
最后，我们可以对新的机器人技术进行实验，通过开发机器人来协助月球表面的基地建设、维护和科学研究。月球环境的低重力、极端温度和崎岖地形带来了独特的挑战，在设计这些机器人系统时必须加以解决。

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？

教育：我们的宇航员需要有物理学、生物学或化学的硕士学位。此外，他们还应该有一个航空航天工程的学位，通常宇航员完成这项研究后会获得博士学位。此外，重要的是，我们的机组成员要有采矿和建筑方面的经验，以便建造和运行基地。由于我们将使用最先进的技术，所以我们的宇航员必须带来足够的核物理、化学和材料物理领域的知识，以保持这些系统的运行。
培训：欧空局的要求与美国国家航空航天局相似--三年的培训分为基础培训、高级培训和特定任务培训。传授的基础知识延伸到自然科学、工程科学和计算机科学的所有领域，以便来自不同专业领域的宇航员学生拥有相同的科学知识。此外，经与国际空间站合作伙伴协商，还将增加具体的空间和国际空间站知识、人类技能和语言培训。
随后是宇航员生存训练，宇航员必须在一个未知的地方生存三天，食物很少，只有一个会说语言的向导。
还有隔离训练，在那里训练宇航员的维修技能。在训练过程中，模拟故障，故障和故障信号，然后必须由受训者来修复。
为了减少我们的机组成员之间发生冲突的可能性，我们的宇航员进行广泛的社会培训也是非常重要的，他们在小环境中合作的能力得到了锻炼。

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。

星舰SN15
SpaceX公司的星际飞船SN15将在我们的月球基地和地球之间的运输系统中发挥关键作用，因为它具有可重复使用的特性，可以减少发射成本和飞行之间的维护。星际飞船还可以利用月球表面的资源进行加油，如水冰，它可以被加工成火箭推进剂。
月球车
我们的月球车是一种先进的探索工具，旨在对月球表面进行科学研究。它有六个独立的无气轮胎，可以在崎岖的地形上航行，而它的气闸可以减少进入和离开时的氧气损失，从而可以在恶劣的月球环境中长时间旅行。
ATV
我们的全地形车（ATV）是一种坚固的多功能单座车，专为在月球表面运输而设计。六辆全地形车中的每一辆都有四个独立的无气轮胎和一个安装在其后部的小型设备架，以携带科学仪器和设备。

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