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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。

Luminous youth

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

3D项目的外部浏览器

1.1 - 项目描述

我们的月球营地有总控区、生活区、实验区、种植区等。总控区可以控制和检测整个基地的情况，一旦有设备损坏，会提醒航天员检查。生活区有卧室、餐厅、健身房和医疗室。卧室里的睡眠舱可以为宇航员提供一个舒适的睡眠环境。宇航员可以在健身房锻炼身体，医疗室可以对宇航员进行检查并采取治疗。实验区有两个实验室，做反重力实验和生命科学实验。种植区建在基地的二楼，便于采光，有水培和土培两个种植室，为航天员提供丰富的食物。还将有能源站来收集和储存太阳能和核能，并有月球车让宇航员在月球上旅行和研究。

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）。

月球环境高度清洁，微重力，无污染，无磁场，无大气层，适合开展物理科学和生命科学实验，新技术实验，新材料合成，特殊生物制品的研究和生产，特别是一些在地球上无法大规模生产的特殊产品。月球上的低重力实验也可以取代一些空间站的微重力实验。此外，它还可以为许多基础学科的观测和研究建立一个理想的科学研究基地，以及为开发特殊材料和生物产品建立一个理想的生产基地。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们计划把营地建在火山口里，我们的营地是以月球远端南半球的一个带有圆形边缘的古老撞击坑为蓝本，叫做科布伦茨火山口。这个地方周围的小陨石坑适合扩建施工，而且这个坑的内部容积很大，坑底的表面很平坦，容易施工。火山口带阴影下的温度稳定在17摄氏度左右，正好在舒适范围内。

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。

第一阶段：一枚地面发射的火箭将运送已建成的建筑部件（由碳纤维强化聚合物和玻璃纤维制成）和组装好的机器人，在月球上拼接起来。营地将由小房间组成，以抵御月球上频繁的地震。首先，建造人类生活区，然后扩大与科学研究有关的区域。

第二阶段：生活环境已经建立起来，剩余的建筑材料将利用月球土壤进行加工。可以提取金属和玻璃纤维，通过3D打印扩大营地的范围。

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？

空间环境的特点是大温差、近真空环境、强辐射和太阳风。

温差大：月球土壤具有非常好的隔热性能，可以作为月球基地的表面隔热材料。还有一种新的恒温宇航服"。

强烈的辐射：月球雷石（土壤）在庇护所上堆积，以遮挡辐射。

太阳风（在火山口边缘的利侧产生电荷）：在月球赤道上建立一个基地，用核电站为月球基地供电。

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:在早期阶段，从地球的液态氢和月球土壤中提取氧气和水是比较方便的。月球土壤可以用氢钛矿还原产生水，或者简单地用熔盐电解处理，获得氧气，然后与液氢反应产生水。或者从地球上带来一定量的水，进行循环利用，用于宇航员的生活用水，包括尿液、汗液、粪便等，都可以通过独特的过滤净化装置进行再利用。在后期阶段，可以在月球南极开发水冰。如果向水冰发射太阳能等辐射，水冰就会蒸发，然后收集起来，水可以被提取并分解成氧气和氢气。

食物:宇航员可以先吃他们带来的食物，然后再吃他们建立了一个微型生态系统后生长出来的食物。微生物圈将容纳马铃薯种子（很可能是人类在月球上的主食，因为它们易于储存和具有淀粉性质）、拟南芥种子和土壤（将月球沙子变成土壤--将其加热，变成具有许多微小凸起和凹槽的物质，为微生物提供栖息地）。然后，加入微生物和有机肥料，将材料变成土壤）。

空气：月球土壤中的氧气生产：月球土壤中有许多含氧物质，包括大量的硅铁氧化银、氧化钙、氧化锰和二氧化钛。"月球土壤中的氧气可以通过熔融电解法提取。熔融电解的主要原料是月球土壤中的钛铁矿和氧化亚铁。每100公斤的月球土壤可以生产20多公斤的氧气。氧气生产的效率可以说是非常高。除了生产氧气外，电解过程还产生铁和硅等副产品，可用于建设月球基地。

电力:现阶段主要通过太阳能供电，后期我们将辅助核能。我们要把太阳能薄膜大规模地应用到月球上。太阳能直接供应给照明系统、通风系统和科研需要，而多余的能量则储存在锂离子电池等高效储能装置中，避免了地球完全阻挡阳光时的能源问题。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

(1) 液体废物回收

月球营配备了相对先进的厕所。该设备将尿液直接抽走，经过复杂的蒸馏和深度净化过程，尿液中的水被回收并净化到饮用水水平。

此外，宇航员的汗水和呼出的水蒸气也可以被净化成可饮用的循环水。因此，空间站能够循环使用水，大大减轻了货物运送的负担，液体废物也得到有效的回收。

(2) 生活垃圾

生活垃圾主要通过收集、压缩、储存、保管等一系列步骤，然后由天舟货运飞船运入大气层进行焚烧，以减少空间污染。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

首先，每个宇航员将配备一个便携式生命支持系统背包，其中有一个VHF无线电，可以将声音和生物传感器数据从宇航服传送到月球营地的主控室，以及从主控室传送到宇航服中的声学信号。月球营地主控室的通信系统使用S波段将信号发回地球，这是一个可以穿透地球电离层而不发生偏转或反射的超高频段。同时，月球营地主控室通信系统还可以利用S波段向其他月球营地发送信号，以保持联系。

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）。

在我们的月球营地，重力科学、生物技术和生命生态学是我们的重点。我们将有四个实验室柜子用于科学实验。变重力科学实验室提供高精度的重力环境，完成不同重力效应的研究和微重力流体和燃烧实验的反应机制。生物技术实验柜配备了各种先进的细胞培养和检测仪器，用于研究生物组织、细胞、生化分子等不同层次的生物对象；生命生态学为植物和小动物的培育提供生态环境，研究月球环境对生物个体生长、发育和代谢的影响，促进人类对生命现象本质的认识；科学手套箱和低温存储柜可以为空间科学实验提供封闭、洁净的操作空间。配备机械臂进行精细操作，可协助科学家实现精细或重复操作，如基因注射、核提取，并为科学样品的储存提供低温环境。