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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。

Future-Moon

郑州轻工业大学郑州-金水区中国 18, 19 5 / 1 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

我们的月球营地位于月球的南极，充分运用了想象力，并结合了一些在地球上还没有普及的新技术。将目前流行的技术与中国传统的建筑技术相结合。建立一个可以满足两到三名宇航员在月球上长期生活的实验，研究泡沫金属、无土栽培等在月球特殊微重力环境下更容易开展的实验。同时，我们的建筑风格结合了国内外各种独特的建筑风格，考虑到月球的特殊环境条件。我们的基地整体采用智能化控制方式，各主体建筑之间以道路相连。主体生活区采用六尖星的形状，既具有对称美，又体现了基地的连续性。

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）。

我们月球营的主要目的是科学研究。我们在矿物研究实验室开展微重力环境材料科学实验，利用微重力消除浮力对流，探索和开发泡沫金属材料，使得有效排出气泡和液滴杂质成为可能，开发高性能金属材料。此外，我们的无土栽培实验室将开发地外光合作用技术，模拟地球上绿色植物的自然光合作用，利用阳光将人类呼出的二氧化碳和月球上原地开采的水资源转化为氧气和碳氢化合物，为无土栽培实验室的植物提供氧气。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们决定在月球南极的艾特肯盆地建立我们的月球营地。首先，该盆地由一个极其巨大的陨石坑组成，它保留了原始的撞击结构。因为从月球深处被撞击喷出的物质是独一无二的，它为我们研究月球的内部结构提供了有利的条件。第二，该盆地有丰富的水资源。在月球的南极有永久的阴影区。这些永久阴影区的温度极低，所以里面可能有丰富的水冰资源。第三，它可以提供大量的能源。每个 "月球年 "将有大约半年的极地日，在此期间有大量的光能。极昼连续光照的特点为科学研究提供了天然的能量 "供给"。

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。

我们将从地球上带来基本的建筑材料、3D打印机、月球土壤采集机械、月球土壤烧制工具和其他基本工具，并在地球上设计完整的施工图，帮助我们建设月球基地。我们将学习中国传统建筑和榫卯连接方法，使用月球土壤采集机械采集月球土壤，使用月球土壤烧结生产月球砖，并使用3D打印机制作榫卯结构，帮助我们实现砖块之间的镶嵌和配合。建好后，我们将利用月球的微重力环境，我们的宇航员可以根据施工图纸将砖块放在相应的地方，而不需要起重机和电梯等大型设备，从而建好房子。由于我们使用的是就地取材的月球土壤，可以有效减少外太空的辐射，大大降低运输成本。完成月球砖的烧制后，就可以进行组装和施工了。通过烧结月球砖，可以分散3D打印一次成型的风险，在某些方面，3D打印可以加强连接，完成结构。

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？

我们将建设高精度的雷达和陨石预警系统，这将使我们有足够的时间避开地外陨石带来的风险和危害；另外，我们的基地将使用月球土壤烧制的月球砖，这可以有效隔离来自外太空的有害宇宙射线，为我们的航天员创造一个舒适安全的生活和研究环境。我们将在基地建立一个中央空调系统，以保持室内环境的恒温。由于太阳能是主要的能源来源，我们的基地拥有基于人工智能控制的BMS电池管理系统，可以有效地合理分配能源，而不用担心空调会断电。同时，我们的墙壁将涂上高分子纳米涂层，以隔离外界的极端温度，减少中央空调的能耗。我们的氧气主要来自月球土壤，可以通过熔融电解产生大量的氧气来获得。它通过地下管道输送到各个房间，为每个房间提供氧气，保证宇航员的正常生理活动。

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？

我们将建造一个月球车，将太阳能和其他辐射集中到月球的水冰中，使这些水冰物质蒸发。在每一侧放置一个冷冻干燥器，将水蒸气凝结成水并收集起来。

我们的食物供应主要来自于无土栽培实验室。我们将使用定制的营养液和人工智能技术，为植物提供合适的营养，并为我们的宇航员提供必要的营养。

我们的能源主要来自于太阳能发电技术。我们将利用太阳能电池板来收集并转化为电能，并通过非接触式电力传输实现电能的合理分配。

我们将收集月球土壤，它可以利用熔融电解产生大量的氧气，为各种板块提供氧气。它还可以实现高纯度硅、铁和其他金属材料的制备，为我们的矿物实验室提供一定的原材料。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

我们的厕所将直接清除尿液；宇航员的汗水和呼出的水蒸气将进入通风系统。这些液体废物通过蒸馏和深度净化等复杂的处理过程被循环利用，并可以被消费。

主要是收集、压缩、储存，然后随天舟号货运飞船重新进入大气层进行燃烧。

我们的舱室采用高温好氧发酵处理，处理后的产品可以作为有机肥料使用。发酵过程中产生的二氧化碳也可以被引入植物舱。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

我们将采用无线波通信，利用无线波的传播功能来传输信息，这样可以省去我们铺设电线的麻烦，实现更自由、更快捷、更方便的信息交流和沟通。

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）。

我们月球营的研究重点是微重力环境下的泡沫金属和地外环境下的人工光合成技术。在矿物研究实验室，我们将开展微重力环境材料科学实验。在微重力环境下，由于浮力造成的对流消失，晶体生长的干扰会减少，生长出来的晶体的缺陷必然会减少。利用微重力消除浮力对流来探索和开发泡沫金属材料，为有效排出气泡和液滴杂质提供了可能。同时，在太空微重力环境下，我们还可以发现一些被重力场覆盖的材料特性和现象，为我们开发高性能金属材料提供有效可行的思路。此外，我们的无土栽培实验室将开发地外光合作用技术，模拟地球上绿色植物的自然光合作用，利用太阳光将人类呼出的二氧化碳和从月球土壤中提取的水资源转化为氧气和碳氢化合物，为无土栽培实验室中的植物提供氧气。