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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。
郑州轻工业附属中学 河南省郑州市-金水区 中国 19 4 / 2 英语
三维设计软件:Fusion 360
随着人类对外太空探索的深入和太空探索技术的发展,人类对月球的认知不断增强,建设月球营地已成为人类进一步探索外太空的必要手段。这将为人类在外太空的生存积累经验。
我们将基地模块分为五个部分,分别是中央能源供应区和分布在其周围的生活区、厂房区、车辆区和医疗区。
在能源方面,我们设计了一种仿生花结构的太阳能板,并加入了电解质涂层技术。一方面,电解质涂层的抗静电能力可以防止月球尘埃和静电的附着和破坏;另一方面,它可以通过旋转性最大限度地利用太阳能。
我们建立月球营的目的是为了在月球上生活和探索深空。通过宇航员在月球上的生存和发展,为人类在外太空其他星球上的生存积累技能和经验,寻找人类可以迁徙的星球;同时,还可以探索和研究月球未被发现的科学价值,如分析月球表面物质,探索太阳系的演变等。
我们决定将月球营地设在Whipple环形山,靠近月球北极,位于北纬89.1度和东经118.2度。首先,Whipple环形山有很高的雷达反射特征,这表明相对纯净的冰矿床至少有2米厚。这些冰层是饮用水的来源,也是液氢和液氧火箭推进剂的来源。此外,惠普尔环形山毗邻一个占据其北缘的大型、准永久性的阳光高原。在那里,平均80%的时间都能看到太阳。这个准永久性阳光照射区域的温度按月球标准来说是相当温和的,平均约为-50°C,±10°C。
首先,在基础阶段,我们将使用月球土壤作为主要建筑材料。我们将通过从地球运到月球的巨型3D打印机等设备对月球土壤实施激光3D打印。也就是说,月球土壤将通过激光熔化和重新凝固,通过化学反应凝固,并与胶合材料混合。利用3D打印技术进行建设。它可以满足月球基地持久运行所需的关键部件的需要,是未来月球基地运行和维护的关键配套技术。此外,基地的玻璃材料将采用月球特有的冲击玻璃和硅酸盐玻璃融合后的玻璃材料,并配以适当的熔炼条件和熔炼剂。这种玻璃材料可以保护基地免受宇宙辐射的影响,同时保证高抗压性。此外,一些特殊的建筑材料或设备将从地球上运来,当基地稳定后,将通过原地生产补充,实现基地材料的自给自足,然后有选择地扩大。
除了使用月球撞击玻璃与硅酸盐玻璃的融合玻璃,撞击玻璃对空间辐射的抗辐射能力,以及用辐射屏蔽材料覆盖其他建筑物之外,我们还将考虑最合适的任务时间。
我们的建筑材料中使用的月球土壤具有很好的隔热性,基地内的恒温系统可以保护宇航员不受温差的威胁。
首先,将在基地设立空气过滤设备,以有效过滤空气中的灰尘颗粒。其次,将为人员提供特殊的保护设备,如衣服、口罩和眼镜,以减少他们与月球尘埃的接触。
极地地区的基地将减少陨石坠落的可能性,雷达和其他设备将被放置在月球基地周围,以探测和早期警告来袭的陨石。
水:我们的基地将以水冰作为整个基地的主要水源,以水循环系统为主要框架。惠普尔火山口含有至少2米厚的相对纯净的冰层,这表明该基地的可回收水冰资源将是非常可观的。此外,基地的水循环系统将极大地提高水资源的利用率。
食物:从早期阶段,宇航员将吃从地球带来的食物,直到基地的植物舱中第一批作物成熟。我们将在植物舱中种植各种植物,以保持宇航员在月球上的营养平衡和身心健康。
空气:首先,通过电解水获得的氧气将是基地所需空气的主要来源。另外,负责种植的植物室除了保证食物供应外,还会种植一些适合月球环境的植物,如草类、藻类等,通过产生氧气和消耗二氧化碳,也可以成为基地所需氧气的主要来源。
动力:我们通过两种方式解决月球营地的能源问题:一是通过基地中央能源供应区的核电站进行核聚变,核聚变的核心材料氦三在月球上极为丰富;二是通过分布在基地周围的仿生太阳能电池板进行太阳能发电,这也将是基地的主要能源来源。这两种方法可以完全满足基地的能源需求。
我们的月球营将采取多种措施来处理宇航员在月球上产生的废物。首先,我们将采用封闭式生态系统,通过植物和微生物处理宇航员的有机废物。其次,我们将采用先进的回收技术,回收水和其他可再利用的材料。最后,我们将把不能再利用的废物送回地球或埋在月球表面。我们将建立一个专门的废物管理团队,负责监督和管理废物处理过程,确保废物处理符合环境标准。通过这些措施,我们将尽量减少对月球环境的影响,并确保我们的月球营地保持清洁和可持续发展。
为了保持与地球和其他月球基地的通信,我的月球营将使用各种通信技术。我们将建立一个包括卫星中继、高频无线电和激光通信在内的通信网络。我们还将使用漫游车来部署通信设备,并在战略地点建立通信枢纽。此外,我们将有一个通信专家团队,负责维护和排除通信系统的故障。通过使用先进技术和熟练人员的组合,我们将确保我们的月球营地在任何时候都与地球和其他月球基地保持联系。
在我的月球营中,生命科学的主题将是我们研究的重点,即研究生物、空气、水和其他物质在极端环境中的变化,加深我们对生命系统的理解,并探索是否有可能在月球上生存和繁衍。以下是我计划在月球上进行的一些实验:
探索月球及其环境:通过研究月球的地质学、地貌学和大气层,探索月球的起源、演变和未来发展趋势。
能源和材料开发:利用月球的自然资源,包括水冰和氦-3,来进行能源开发和基地建设的实验。
生命科学研究:研究微生物、植物和动物在月球环境中的适应性和反应机制,为深空探测和生命科学研究提供支持。
空间技术研究:通过在月球表面或轨道上进行各种实验,提高空间技术和工程的水平和能力,如测试新航天器和设备的性能,探索太阳系和宇宙等。
体能训练:宇航员需要有良好的身体状况来应对任务的严酷性。这将包括力量训练、心血管运动和灵活性训练。
失重训练:宇航员在执行任务期间将经历失重,因此他们需要为这种感觉做好准备。他们将在零重力环境下进行模拟训练。
模拟训练:宇航员需要掌握操作航天器和登月舱所需的技能。模拟训练将帮助他们学习如何在低重力环境下有效工作。
特定任务的培训:宇航员还将接受针对月球任务的培训。这将包括学习月球表面、地质特征和进行实验。
心理训练:太空旅行的隔离和限制会对宇航员的心理健康造成影响。宇航员将接受心理培训以帮助他们应对这些挑战。
作为月球基地竞赛的参与者,我认为未来的月球任务需要一种航天器,能够安全可靠地将人员和货物运送到月球并探索月球表面。这种航天器需要具备以下特点:
高自动化和智能化:航天器需要有高度的自动化和智能化能力,以便能够在月球表面进行自主探索和操作。
在月球基地,我发明了一种叫做 "月球车 "的交通工具。月球车由多个车轮组成,可以在月球表面行驶。它配备了高度自动化和智能化的系统,能够在月球表面进行自主探索和操作。
在探索月球表面时,我们可以寻找新的目的地,如火山口、山脉、山谷等,并探索和收集样本。我们还可以建立基地,进行科学实验,以更好地了解月球的特点和环境。
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