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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。
在维拉德卡瓦尔斯 特拉萨-巴塞罗纳 西班牙 17 3 / 0 英语
三维设计软件:Fusion 360
https://sites.google.com/iesviladecavalls.cat/tellus-mooncamp-challenge-2223/
营地从最初的入口开始,通向一条走廊,在那里你可以对月球上存在的有害颗粒进行排毒。接下来是防护服室,接着是另一条走廊,通向主房间。主房间模块有密封门以确保安全,外部为六边形,但内部略呈圆形,以提高氧气浓度和压力。我们选择了六边形的形状,因为它能最大限度地利用空间。
六角形的每一面都通向不同的房间,并有额外的门以保证氧气安全:实验室模块、温室模块、通信模块、生活区模块(包括卧室、浴室、餐厅和厨房模块),以及包括车辆净化区的建筑车间模块。
在外面,我们建立了一个用于通信的天线,并安装了太阳能电池板。你还会发现月球车和我们用来从地球到月球的宇宙飞船。
我们的任务旨在建立一个可容纳多达8人的前体基地,为未来的月球任务服务。同时,该基地将促进对月球土壤成分的研究,包括可能存在的冷冻水和矿物,并能在月球独特的低重力环境中进行各种科学实验(月球表面的重力为1.62 m/s²,而地球表面的重力为9.81 m/s²)。这些调查将加深我们对月球环境中的材料、技术和生物系统的理解,为未来的探索和定居工作提供信息。这些科学目标与更广泛的月球探索目标相一致,包括加强我们对月球起源、地质和支持人类探索和定居潜力的理解。
我们提议的月球营地的地点是 宁静之海 由于其大而平坦的地形,为航天器着陆和基地建设提供了一个合适的区域。我们已经确定,这个地点提供了可及性、科学潜力和操作安全性的最佳组合。
考虑的关键因素之一是辐射水平,因为辐射可能因地点不同而有很大差异:与月球上的其他地区相比,宁静之海的辐射水平被认为是相对较低的,使其成为我们任务的安全地点。
然而,理想地点的选择也取决于任务目标。例如,如果目标是寻找月球上的冰冻水,位于南极地区的Nobile或Clavius火山口可能更适合。
月球基地由五个模块组成:一个生活区模块,宇航员可以在空闲时间休息,一个衣服室,以及连接不同模块的几个管道。这些模块将在地球上建造,并使用SpaceX的 "星船 "飞船运往月球。一旦到达月球表面,一辆漫游车将把这些模块运送到基地的指定位置。一旦建成,这些模块将用月球材料覆盖,以保护它们免受空间碎片和低温的影响。
值得注意的是,月球的环境与地球截然不同,其严酷的温度可以从-173°C(-280°F)到127°C(261°F)不等,这取决于位置的不同。此外,月球没有保护辐射的大气层,这给宇航员带来了风险。因此,建造月球基地的材料必须仔细选择,以确保它们能够承受月球上的极端条件,并保护宇航员免受伤害。
为了确保基地适合恶劣的月球环境,它将采用轻质材料建造,如墙体采用铝,墙体之间放置隔热材料以防止热量流失。温室舱的门和一些门将由甲基丙烯酸酯制成,这种材料重量轻且耐用,足以承受恶劣的月球环境。
我们的月球基地旨在为在高度恶劣环境中居住的宇航员提供全面保护。在月球上,没有大气层,也没有对宇宙和太阳辐射的保护,所以基地必须提供对这些威胁的保护。为此,基地的大部分结构都是用月球材料建造的,使其更有抵抗力,而且建造成本更低。此外,该基地有一个先进的密封门系统,在空气泄漏或发生紧急情况时自动关闭。
为了使宇航员免受月球低温的影响,该基地将在墙壁和外涂层中配备一系列隔热材料。这些材料将有助于保持基地内的热量,防止月球上的寒冷进入。基地还将有先进的加热和冷却系统,为宇航员保持一个舒适的温度。
此外,该基地的设计将最大限度地利用太阳能,这是月球上丰富和免费的能源来源。基地外部将安装太阳能电池板,这将提供必要的能源来维持基地的运作,并为宇航员的设备供电。该基地还将有水和空气循环系统,以确保月球上生命的可持续性。
总而言之,我们的月球基地是一个坚固和耐受的结构,旨在为在充满挑战的恶劣环境中占据基地的宇航员提供全面保护。
水是生存最基本的东西之一,这就是为什么月球上的水将是稀缺的。为了获得水,我们的基地将过滤宇航员产生的尿液,而这些水可以用来饮用和种植作物。我们还可以从月球的一些陨石坑中可以找到的冻冰中获得水。然而,在确定是否可以安全饮用之前,我们将进行一些实验,以确保过滤后可以饮用。
为了能够生存,宇航员需要食物,这将由欧空局提供几个月的食物,但之后,宇航员必须通过其他方式获得食物。为此,我们的月球基地将有一个种植区(温室模块),那里将种植各种蔬菜和水果,如土豆、胡萝卜、西红柿和玉米。
空气无疑是最重要的资源。这就是为什么我们的基地除了能够过滤水之外,还将能够过滤宇航员产生的二氧化碳,并通过微藻将其转化为O2,同时可以产生少量的氧气。
为了产生能量并使所有电子设备在基地工作,我们将利用太阳能,通过位于基地周围的太阳能电池板发电。这些能量将被储存在电池中,以备一些太阳能电池板出现故障或在漫长的夜晚。
我们的月球营地回收宇航员生产的一切,以尽量减少对月球的环境影响,确保基地生活的可持续性。
这些塑料废料将被用来制作3D打印的长丝,并在基地制造工具和备件。
食物和废物残渣将被用于制造堆肥,而堆肥将被用于种植植物。这减少了从地球上发送大量食品和农业用品的需要。
宇航员产生的尿液将被过滤,转化为饮用水,并储存在水箱中供个人饮用和耕种。此外,液体废物也会被处理,以获得清洁和安全的水。
除了这些系统之外,月球基地还有一个处理和储存危险废物的设施,如废旧电池和其他有毒材料。
当我们为即将到来的月球营地任务做准备时,我们将面临的最大挑战之一是由于涉及到的距离太远而保持与地球和其他月球基地的通信。为了应对这一挑战,我们已经确定了一个可能的维持通信的解决方案:在月球营地建立一个发射站(带天线),以发送和接收来自地球和其他月球基地的无线电信号。
重要的是要考虑到由于遥远的距离而造成的通信时间延迟,并制定相应的计划,以尽量减少其对月球基地运行的影响。我们还应该考虑通信系统的冗余,以确保持续和可靠的连接。
在我们的月球营地,研究将集中在各种科学主题上,包括月球地质学、低重力环境、生物学、技术和机器人。我们可以进行的一些实验的例子是::
月球地质学:我们将研究月球的地质特征,如月球内部的结构、土壤的成分以及有价值的矿物的存在。我们还可以分析我们从月球带回的岩石和土壤,以更好地了解其地质历史。
低重力环境:我们将研究月球的低重力环境如何影响生物,包括人类。例如,我们可以研究低重力如何影响肌肉和心血管系统。
生物学:我们将研究月球上是否有生命,或者是否有允许生命存在的条件。我们还可以研究植物和动物如何适应月球环境。
技术:我们将开发新的技术来帮助我们在月球上生活和工作,如空气和水供应系统、通信系统和探索月球表面的车辆。
机器人技术:我们将使用机器人来执行危险的任务,如火山口勘探和样品采集。我们还可以使用机器人在人类难以到达的地方进行实验。
天文学:我们将从月球上观察宇宙,那里没有大气层,人工光线较弱,可以进行更精确的观察。
我们的登月任务的宇航员培训计划将包括以下内容:
进行广泛的身体和心理训练,以适应太空中的生活和工作条件,包括微重力和暴露于宇宙辐射。应特别注意任务期间的心理健康和压力管理。
使用特定科技设备的培训,如宇航服、月球车和收集样本的工具。维护和修理培训也应包括在内,以便能够在任务期间解决任何可能的技术问题。
训练导航和驾驶月球车,以及月球行走和离开航天器。应注意月球表面的特殊性,如火山口和岩石的存在,以及如何在这些条件下处理飞行器。
太空生存课程,学习如何处理太空中的紧急情况,如航天器丢失或关键设备的故障。急救和心肺复苏培训也应包括在内。
进行行星科学和地质学方面的培训,以了解月球环境和规划任务的科学范围。应注意识别和收集岩石样品,并随后在实验室进行分析。
地面任务模拟,练习在实际任务中要执行的任务和程序,包括与空间站的通信和与其他船员的团队合作。
通信和团队合作方面的培训,以确保与任务团队和空间站的顺利沟通和有效协作,以及不同机组成员之间活动的协调。
我们的月球任务将需要4种车辆:2辆月球车用于土壤调查和在其他环形山寻找水,以及2辆运输车,一辆用于载人,一辆用于运送材料。每辆月球车的载重量为250公斤,在月球上的航程为150公里,最高时速为18公里。人员运输车将能容纳4名宇航员,而物资运输车将有1.5吨的载货量,并有一个起重系统来有效地装卸物资。所有车辆都将由SpaceX星际飞船火箭运往月球,并留有一个可伸缩的起重机。每辆车都将配备先进的通信、导航和安全技术,以确保任务的有效性和安全性。我们专门设计了上述漫游器中的一个。
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