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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。

The Moon Vanguard

郑州轻工业附属中学河南省郑州市-河南省中国 19 5 / 2 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

基地建设的主要目的是在月球环境下进行科学研究，其总体可分为五大功能区：生存保障区、智能工厂区、满足发射和接收火箭或探测器的发射区、发电区、月球资源区。

第一阶段：利用从地球运来的材料，先在生存区建造氧气发生器和水循环系统，在发电区建造太阳能电池阵，最后在月球资源区建造冶炼中心。

中期：利用冶炼中心提供的建筑材料和3D打印技术，进一步建设各个区域。

晚期阶段：在所有建筑建成后，将进行进一步研究，向深空发射探测器或改进机器人系统。利用中央监测站对整个基地进行全方位的监督。

未来，基地可以通过发射接收区从地球上获取资源，基地结构本身可以支持基地的持续运行，在此基础上，基地可以进一步完善和扩大。

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）。

正如谚语所说，"人类对太空的向往源于原始的探索欲望"。建设月球营地可以帮助人类了解宇宙的真相，也可以为人类科技发展提供重要支持。

因此，我们的月球营的主要目的是能够在月球上实现定居，同时进行各种科学工作。最后，达到短期内有宇航员值班，长期使用无人智能操作的结果。

要实现科研目标，将基地作为通往遥远深空的中转站；开采月球资源，建设能在月球环境中正常运行的冶炼装置；建设实验室，使其成为多学科实验的理想场所。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们计划在月球上的88.9°S建立我们的基地。在杰拉奇火山口的东部边缘，该火山口几乎处于南极。同时，由于纬度高，可以拥有几乎永久的太阳能和大量的水冰沉积，为基地的水和能源获取提供了有力的便利。特别是撞击坑北坡的日照率达到97%左右，北部高坡具有抵御陨石的作用。坑内海拔稳定，地势平坦，面积大，有利于基地的建设

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。

在营地建设之初，宇航员将暂时居住在空间充足且合适的月球登陆飞船中。在这个阶段，与宇航员同时到达的无人3D打印设备开始了基地的建设，建设初期将使用来自地球的建筑材料，然后通过冶炼装置对月球表面的雷石层进行冶炼，将雷石层的肽和铝与来自地球的玻璃纤维和复合塑料纤维混合起来作为3D打印材料。

在施工过程中，将建筑表面设计成真空保温结构，这样可以更好地应对月球的昼夜温差，其真空隔离结构可以有效解决陨石问题，当陨石落到建筑表面时，这种真空结构可以分散陨石的冲击力，所以可以解决陨石问题。

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？

在建造月球营地时，我们考虑到辐射、陨石和热波动对宇航员的损害。因此，我们在前期采用了真空隔热板和防辐射材料的组合，达到了防辐射和降低舱内温度的目的。月球冶炼装置建成后，利用月球土壤等月球资源来建造建筑材料。由于月球土壤本身具有导热性差、抗辐射能力强的特点，可以起到良好的保护作用。

抗辐射：月球土壤，抗辐射材料

温度差异：中央监测站用于检测温度和控制基地的温度，同时在基地外使用真空保温板来减缓基地的温度变化

陨石：基地选址的独特地形和建筑表面的真空隔热板的真空隔离结构可以分散陨石的冲击力

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：由于基地位于月球上的南纬88.9°，我们将使用无人驾驶的采水车在月球南极的永久冻土中获取水冰。通过基地强大的水循环设施，用过的废水在使用前会被回收和净化。提高用水效率。

食物：在早期阶段，宇航员将食用从地球带来的再水化食物（一种与水接触前体积较小的食物，与水接触后携带并膨胀成可食用的食物），以度过早期建设阶段。在中期，利用已建成的淀粉合成中心，根据合成生物学理论，收集宇航员呼出的二氧化碳，通过一系列反应，最终转化为有机食物。在基地建设的后期阶段，可以通过同时种植基地获得食物。

电能：在火山口的北坡，建设太阳能阵列，有效地利用大面积的光照条件来产生能量，利用生产氧气时产生的氢气来电解水，开发氢能，并利用月球土壤中的氦-3进行可控核聚变

空气：电解从永久冻土中获得的水，通过电解水产生氧气，也可以通过在种植基地培养富氧藻类获得氧气，月球表面的氧化金属内的氧气可以通过冶炼装置获得，通过转换装置转化为氧气。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

我们将把航天员生活中产生的废水输送到我们的超级水循环系统中，废水流经净水机后进行净化处理，使废水得到充分的利用。对于生活中产生的其他垃圾，我们将利用微生物处理器，使这些生活垃圾成为微生物的食物，同时利用氧化还原反应原理，利用这些微生物为空间站的各种设备发电。同时，收集宇航员呼出的二氧化碳，并利用二氧化碳食物生成装置对二氧化碳进行再利用。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

我们将通过微波光子雷达与月球卫星进行通信，再通过卫星与地球和其他月球基地进行通信，确保通信能够无延迟地进行。通过微波信号的连接，我们月球营地的数字孪生系统可以被营地和地球同时检测和控制，从而实现营地内各种信息的实时传输。

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，机器人学、植物学和天文学会是我们科研的重点，我们营地的智能工厂可以生产月球车、采矿车、服务机器人等各种机器，而航天员可以依托智能工厂进行机器人研究，创造更好的机器产品。主要研究如何在低重力状态下保持机器人和月球驱动运动的正常运行，主要采用数字孪生系统监测机器人和月球驱动部件的工作状态数据。

在植物种植舱中，我们将研究植物在低重力环境下的生长情况，通过分析植物的生长数据，利用转基因技术培育出能更好地适应月球低重力环境的植物，为在月球上长期生存提供食物供应。

在火箭发射台，我们可以进行太空探索，在发射台我们不仅可以接收来自地球的各种物资，还可以为进一步的太空探索做准备。

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？

为了确保宇航员能够顺利完成登月任务，每个宇航员在登月前都必须在地面接受 "魔鬼训练"，以便宇航员能够在月球的低重力环境中行动和操作。

在登月前，航天员主要在舱外训练模拟器、低重力环境舱、舱外服试验舱和虚拟现实训练器四台设备上进行月球基地相关设备的操作训练和月球基地对外活动的训练，包括正常操作和程序训练，以及故障识别、判断和处理训练。虚拟现实训练器可以完全模拟宇航员在月球上的各种活动，并模拟与地面人员的联合训练演练。

除了上述各种有针对性的专项训练外，航天员还需要进行身体力量训练，航天员的力量训练包括上肢力量训练和核心力量训练，以保证航天员在低重力环境下的长期身体健康。

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。

我们的登月任务需要物资、火箭和航天器。在宇航员登陆月球之前，他们首先依靠物资运输火箭将早期基地建设中使用的材料运送到指定区域，然后利用航天器将宇航员送到指定的着陆点。在月球营地的智能工厂里，我们将建造月球车来探索月球表面，建造采矿车来开采月球雷石，建造水车来开采南极洲的永久冻土。重新使用将宇航员运送到月球的航天飞机，往返于地球，当返回地球时，航天飞机被修理和检查，以确保下一次运送的成功。宇航员将使用探索月球表面的月球车来探索月球表面的新目的地.