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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。

Xplorer

Tudor Vianu国家计算机科学高中布加勒斯特-第1区罗马尼亚 16 2 / 1 英语
三维设计软件：Fusion 360

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1.1 - 项目描述

Xplorer是一个面向科学研究和发现月球资源的月球基地，我们以后可以在实验中或生活在那里的宇航员的日常生活中使用这些资源，例如冰芯中的水可以成为能源的来源，也可以保持宇航员的水分。
在内部，我们将努力确保宇航员的安全，同时创造一个空间，使他们能够尽可能地过上与地球上相似的生活。基地将被划分为食品、工作和休息的独立区域。食物区将是一个温室，他们将在那里种植植物并在以后食用它们。
在Xplorer月球基地，能源来源将主要通过太阳能电池板获得，而与地球的联系将借助于无线电望远镜。

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）。

月球营的主要目的是了解月球环境和开发那里的资源。我们不排除失败的选择，但我们准备好一切，尽可能长时间地呆在那里，确保所有条件。探索月球条件，我们将在温室中种植拟南芥植物，这些小植物是基因组分析的模型，并观察它们如何生长。我们将派出三名宇航员，他们将轮流工作，以便每个人都能休息并获得最佳结果。工作时，将有一名宇航员在现场，两名在基地。活动将被组织起来，以便在几天后，每个船员将把他的任务换成另一项任务；这样，它将保持宇航员生活方式的平衡，也将得到不同的结果，从而得出更精确的结论。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

我们认为南极是我们月球营地的理想地点，所以我们决定把它建在那里，靠近沙克尔顿火山口。这里有很多优势，包括持续的照明，有助于太阳能电池板产生的电力，也有助于研究和实验。另一个优势是来自阴影火山口的冰块沉积，这是一个重要的水的来源。这里的温度也比较有利，因为白天不会太高，达到100℃，晚上也不会太低，达到-150℃的极端温度。

https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html

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。

其设计既是为了给人留下深刻印象，也是为了尽可能地对宇航员有用。Xplorer营地有两层。第一层是技术空间，温室就在这里，还有一个电解水的空间，以及一个由水箱提供自来水的厨房。第二层包括工作和休息空间，以及太阳能电池板、射电望远镜和航天飞机的着陆点。

我们将在底座上设置保护层：外层将是3.5厘米的钨；钨是我们想要使用的一种材料，而不是铅，因为它的密度较低，在较高温度下的抵抗力较强，也因为它不像铅那样有毒；它可以防止辐射，也可以防止碎片。陨石。内层将用于保温，我们决定使用以硅胶为基础的含碳气凝胶，这种材料由超过90%的空气组成，这使得它的密度非常低。我们将需要一个中间层来更好地保护基地和宇航员，这层将是一个10厘米的铝层。最后一层我们也将作为中间层使用，由月球石组成。我们希望使用轻型材料，因此它们将更容易运输，尽管所选材料的成本将比其他材料高。

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2019/37/e3sconf_clima2019_06069/e3sconf_clima2019_06069.html

https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438

https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf

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？

月球上有许多危险：辐射、温度、灰尘和岩石碎片。
为了防止月球碎片和陨石，我们将在基地上覆盖一层铝，尽管在两极，落下灰尘和陨石的机会较少。此外，还将有一个雷达，它将帮助宇航员在即将被击中时采取措施。
对于辐射和左边的岩石碎片，我们将在基地上覆盖一层月球雷石。
温度的波动会影响宇航员的活动，也会影响他们的健康，因此需要另一个层。一层二氧化硅气凝胶可以为我们的基地提供热绝缘，并具有非常好的性能。
宇航员将与地球上的同事保持联系，以防发生意外，需要帮助。

https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html

https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/

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

🍴 食物

⚡ 电源

🌬️ 空气

宇航员需要水来生存，也需要水来完成他们在月球中心的项目，因此，由于来自地球的水将是不够的，我们将需要使用月球上的资源。我们将通过两种方式获得水：过滤月球冰芯和从月球土壤中获取。我们把营地安置在南极，因此基地周围会有一些永久阴影的地方，我们可以从那里提取冰矿，然后在冰融化后过滤。

船员们从地球上带来的包装好的脱水食品将持续一段时间，但这并不足够。食物将在微波炉中准备好，并且会有食物留下的证据，因为当有人吃东西的时候，他们会在系统中扫描包装上的条形码。我们想到了有一个温室，我们将在月球土壤中种植植物，这样宇航员就可以随时得到食物。我们将选择种植西红柿、黄瓜和胡萝卜，因为它们易于快速使用，而且含有维生素，还可以种植红薯，因为它们含有维生素和蛋白质。

基地提供了一个太阳能电池板系统，因为在我们要建立基地的地方，将有持续的照明，这将是主要的电力来源。我们也想从燃料电池中获得电力，但我们需要大量的水，这很重要，所以我们通过这种方法获得的能量会比较少，而且我们会在夜间光线较弱的时候使用。

为了更长时间的停留，需要氧气，所以我们要尝试做的是把月球上的石膏变成氧气。我们将如何做到这一点？在使用电解池之前，我们将把月球石放在熔化的氯化钙中，产生氧气和金属，我们可以用氢气烘烤月球石，产生氧气和氢气。植物会释放二氧化碳，因此将安装空气过滤系统。加热月岩的氧气泡将取代二氧化碳。使用水电解，我们将需要大量的水，所以我们将倾向于使用月球岩石进行焊接。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

Xplorer营地的所有东西都将被回收，所以我们不必担心塑料或纸板等类型的垃圾。另一方面，卫生间的垃圾将被烧掉，并装入垃圾袋，放在不允许空气流出的容器内。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

与地球的通信对任何宇航员团队来说一直很重要，因为它代表了在发生故障或紧急情况下的巨大支持。通信也是宇航员可以看到他们的家人或发布自己的视频的方式，例如尼尔-阿姆斯特朗成为第一个在月球表面行走的人。
因此，我们安装了一个射电望远镜，通过接入多颗卫星，帮助维持与地球的通信。

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）。

我们想在Xplorer营地探索的一些主题是生物学和地质学。一方面，通过探索月球条件，我们将在温室里种植拟南芥植物，这些小植物是基因组分析的模型，并观察它们的生长情况。另一方面，我们想更近距离地观察月球土壤，并找出它是否有任何用途。当然，除了这些研究之外，我们的一个主要目标是，不仅在月球上，而且在其他星球上，寻找生命的形式。

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？

我们认为，"Xplorer "号上的宇航员应始终做好准备，无论情况如何。因此，在我们的宇航员培训计划中，我们会包括数学、物理学、地质学、材料加工、生物学和轨道动力学。
他们还应该接受培训，以应对紧急情况，如高或低的大气压力，或应对不适的时刻，如微重力。
训练中最重要的部分之一将是正式训练，在此期间，宇航员将学习如何飞行和降落航天飞机，如何操作每个系统以及如何检测故障。
除了正规的培训，船员应该有良好的身体和精神状态，应该能够在高压条件下工作。
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm