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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。

Galaxy Investigator

郑州轻工业大学附属中学河南省郑州市-金水区中国 18, 19 5 / 1 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

月球营地项目是一个着眼于未来的项目，旨在为人类提供一种在太空中可持续生存的方式。我们一直在探索太空，而建立月球营地将是人类征服宇宙的一个重要里程碑。这个项目致力于设计和制造可持续的基础设施，以实现人类在月球上的科学探索。

我们希望在月球上建立基地，探索在地球上难以实现的实验任务，如在月球永久阴影区进行超低温的超导实验；观察低重力对植物微生物的影响；在没有大气层的月球上观察更遥远的宇宙；而在月球上，通过加热月球土壤，开发地球上稀缺的氦-3和稀土资源。
我们的月球基地也是一个充满人文关怀的基地，我们计划利用基地的旋转，在基地的最外侧模拟地球的重力，避免人们在低重力条件下的危险，并设计专用电梯，让人们安全进出基地。

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）。

我们月球基地的主要目的是进行科学研究。

一方面，我们要解决人类和地球遇到的一些问题。例如，我们将在月球的一些永久阴影区进行超低温超导实验，建造月球车，开采和利用月球充足的矿物材料和氦-3资源，建造能够实现地球和月球能量运输的火箭，解决目前地球上能源不足的问题。

另一方面，我们将利用月球没有大气层的特点进行天文观测，希望月球营能全面系统地开展月球原地探测和空间探测，加深人类对月球和太空的认识。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们将根据科学研究和生活的需要，在月球上选择一个合理的位置。

附近有一个极昼区，我们的基地和月球车的部分能源来自于太阳能板提供的电力。

附近有一个永久阴影，我们的水资源主要来自于永久阴影区的冰水，我们科研中的一些实验也需要永久阴影区的超低温环境。另外，一些氢气、氧气、氦气的液体储存也需要在永久阴影区的超低温环境下进行。

平坦和开放的区域，基地的稳定运行和材料的运输需要平台上的开放区域。

基于上述需要，我们选择了月球南极的沙克尔顿火山口附近的地点。

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。

步骤1： 准备工作。我们计划首先将事先准备好的机器，如3D打印机器人、挖掘机和漫游车运送到月球，并准备一些水和食物供预先使用。

第2步： 选址检测。在月球上找到我们需要的地理环境，漫游车用超声波扫描月球表面，找到开采月球土壤的最佳位置。

第3步： 基地建设。找到合适的位置后，挖掘机进行采集，微波熔化颗粒进行3D打印，主要利用月球土壤表面的风化层来打印基地的外壳，在月球上采集熔化的玻璃珠用于基地的玻璃材料建设。

第4步： 保持漂浮状态。基地的整体框架建成后，可以开始种植一些生态作物，测试各种控制系统检测系统的正常运行。

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？

我们根据月球上遇到的一些环境问题，如低重力、陨石、辐射、高温差等，设计了一个人性化的基地。

重力低： 我们基地自身的旋转可以达到模拟地球重力的效果，可以保护航天员免受微重力对人体的伤害。

陨石： 基地外有一个类似于蜘蛛网的仿生骨架，用来聚集朋友，具有一定的自我修复功能，中心柱在加固基地的同时，也采用了类似于骨头内径与外径之比为8:11的仿生结构，可以使基地抵抗中小型陨石的袭击

辐射： 在施工过程中，我们的表面将覆盖一层月球土壤，利用月球土壤和月岩的特性，可以有效地抵御辐射。

温差： 里面的舱室将覆盖月球土壤，月球土壤极低的导热性使我们能够保持基地井内的温度。

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：我们的基地主要是靠收集月球上的冰水来维持基地的正常运行，舱内有一个水回用的装置，可以将人体和植物排出的废水收集处理后放入储水舱的储水装置中，达到回用的效果。

食物：我们还将仿照已经实现的 "月宫一号 "和空间站的一些设施，建立一个生物再生生命支持系统，生态舱内产生的有机物可以满足宇航员对糖类、蛋白质、脂肪、维生素和矿物元素的需求。

空气：我们的氧气来源主要包括微生物藻类、绿色植物和制氧机。微生物藻类有很强的生产氧气和吸收二氧化碳的能力，绿色植物可以调节氧气和二氧化碳的平衡，我们的基地还可以用制氧机生产大量的氧气。

电力：基地正常运行所需的能源主要来自核电站，日常用电主要来自太阳能电池板转换的电能。我们将在储物间设置大型牲畜电池，通过牲畜电池将电能输送到基地的各个地方。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

液体废物回收装置：收集宇航员的汗水和呼出的水蒸气，可净化成可引用的再生水。

日常生活中产生的排泄物可以简单地在生态舱中进行处理和再利用，并作为肥料使用。

一些无法再利用的有害垃圾需要被脱水、压缩、储存，然后在返回地球时在大气中燃烧。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

该基地与地球接触：我们计划在月球基地附近建立一个观测站，地球总是悬浮在地平线以上几度的地方。可以选择合适的地形，用于低频无线电带电观测的天线可以建在洼地或火山口，以掩盖地球。同时，用于通信的高频天线则专门建在高处，以保持与地球的联系。

基地之间的通信：我们将通过月球通信卫星在月球基地之间建立通信联系，月球通信卫星的轨道是围绕地月拉格朗日点的轨道，通过在这个轨道上运行月球正面通信卫星，可以实现基地之间的稳定通信。

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）。

在我们的月球营地，研究重点是研究超导实验、天文观测、地质学中的矿物资源氦-3资源的利用，以及低重力环境的探索。

月球上的一些永久阴影区常年处于零下100度以下的超导实验的理想环境中；月球没有大气层的事实也使月球成为良好的天文观测点，可以作为人类探索宇宙深处的踏脚石；月球上还含有大量地球上稀缺的稀土资源和氦-3资源，通过把月球上的资源运到地球上，可以促进人类在地球上的更好发展；我们基地的中心，包括生态舱，都在月球的低重力环境中，可以观察到一些植物微生物在低重力环境中的生长。节。

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？

我们的培训内容包括三个方面：一般培训、航天环境培训和飞行模拟培训。

一般培训：航天员的基本训练内容包括：相关的理论知识，如天文学、地理学、地质学、气象学、大气物理学、飞行力学、计算机、无线电导航、驾驶、火箭和飞船构造等；必要的医学知识和救援技术；运动项目包括荡秋千、游泳、滑水、冲浪、滑雪、攀岩和包扎。

航天环境训练包括：（1）飞机飞行训练：锻炼对空中环境的适应性和熟练程度。前庭功能训练，常用螺旋梯、四柱秋千和转椅来预防或减少空间运动病的发生。(2)失重训练：常用飞机进行抛物线飞行和利用中和浮力模拟池进行失重动作练习。(3)超重训练：常用大型离心机来提高人员对超重的耐受力。(4)航天生活环境训练：常用隔离舱来提高人员对太空寂静环境和生活规则的适应性。(5)应急生命训练：根据不同的救生方案，进行弹射座椅或救生塔的救生训练。

飞行模拟训练分为4个阶段，首先是所有航天员熟悉各自岗位的操作内容；其次是飞行科目训练；后两个阶段是飞行程序和各个项目的综合训练，如航天员与地面控制中心的通信、飞行突发事件和故障的综合处理、熟悉飞行任务的全过程。模拟训练还包括航天器着陆训练、航天器对接训练、舱外、舱内、舱外活动、回收和救生等方面的综合演练。用于训练航天员的地面模拟设备通常包括失重飞机、中和和浮力模拟室、人体离心机、真空室和各种飞行模拟器。