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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。

Snail from moon

公立学校#4在Zhiuli Shartava之后  鲁斯塔维-克维莫-卡尔特利    乔治亚州 14, 15   5 / 2 英语
三维设计软件:Fusion 360



1.1 - 项目描述

该项目是为 2022-2023年月亮营 比赛。在这个项目的框架内,我们创建了一个科学的月球营 "来自月球的蜗牛",这让我们有机会研究那里发生的过程。我们在互联网上搜索官方信息,研究、处理,并在Fusion 360的帮助下创建了一个三维模型。

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)。

科学研究是月球营的最重要目标。它将为科学家提供史无前例的研究机会。
我们营地的主要优势是有机会进行长期研究和实验。科学家们将能够利用它作为观察月球及其环境的基地,研究月球地质事件、月球表面的组成和监测辐射环境。对于行星/月球的殖民化,了解太空生活对人类健康的影响是至关重要的,因此另一个潜在的研究领域可以是研究太空对人类的影响。它可以成为开发长期太空任务所需技术和协议的试验场。
月球营将是研究月球和宇宙的一个重要步骤。这将使科学家有机会进行创新研究,并扩大我们对宇宙和空间的认识。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营?解释一下你的选择。

在月球的南极建造营地有几个优势。在有阴影的陨石坑中存在冰是一个,因为水是一种关键资源,可以用来维持基地和制造燃料。另外,它还可以通过分析其中的同位素来研究太阳系的历史。
在南极建造营地的另一个优势是它在空间探索方面的战略位置。南极位于科学兴趣场所附近,如艾特肯盆地。该地区还提供了观察月球和监测太阳风和空间天气的机会。
最后,在那里建设基地可以为国际合作创造独特的机会。许多国家和空间机构都表示对月球探索感兴趣,在南极的共同月球营地可以成为科学研究、技术发展和人类探索合作的中心。

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。

三维打印技术有可能彻底改变月球上的建筑结构,特别是使用月球上的雷石作为建筑材料。这个过程包括使用3D打印机将雷石层沉积到预先确定的模式中,以创建所需的结构。
在月球上使用3D打印技术的优势之一是减少从地球上运输材料的需要,因为雷石可以作为建筑材料。月球表面有丰富的雷石,估计足够建造一个基地。3D打印技术的另一个优势是它在设计方面的灵活性。结构可以为特定的需求而设计,可以适应现有的环境和资源。3D打印技术可以快速有效地建造,这在这种恶劣和遥远的环境中非常重要。然而,在月球上进行3D打印也有一些挑战。主要挑战之一是需要开发一种能够在恶劣的月球环境中工作的打印机,包括高辐射水平和极端的温度波动。此外,雷石将需要被提炼和加工,以确保其作为建筑材料的效用。尽管有这些挑战,3D打印技术为建设一个可持续的、具有成本效益的和高效的月球营地提供了一个有希望的方法。随着持续的研究和开发,3D打印技术可以在实现人类探索和月球科学研究方面发挥关键作用。

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?

保护宇航员免受恶劣月球环境的影响是营地的首要任务。月球没有大气层,其表面充满了强烈的辐射、极端温度和微流星体。因此,月球营地的设计必须能充分保护民众。保护的一个重要方面是提供安全的生活空间。月球营的结构必须被设计成能够承受微流星体的撞击,并为月球表面的极端温度波动提供绝缘。此外,结构应配备气闸,以防止可呼吸空气的散失,从而保持稳定的室内环境。

   保护宇航员的另一个关键方面是提供一个可靠和强大的生命支持系统,以确保居民能持续获得足够的氧气、水和食物。同样重要的是在那里回收废物,以减少对来自地球的供应品的需求到最低限度。一个月球营地还需要足够的辐射屏蔽,以保护居民免受月球表面高水平的辐射。这可以通过结合水、雷石和金属合金等材料来实现,在结构周围形成一个保护屏障(这些材料可以在月球上开采)。

   除了这种物理保护外,月球基地必须有一个可靠和持久的通信系统,以保持与地球的联系,并接收关于空间天气和其他潜在威胁的最新信息。居民还将需要定期接受应急程序和疏散协议的培训,以确保他们在紧急情况下的安全。

   保护宇航员需要结合物理保护、生命支持系统、辐射保护以及通信和培训协议。通过在月球营地的设计中仔细考虑这些因素,将有可能为人类科学研究创造一个安全的生活空间。

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?

营地将需要整合来自当地资源的水提取和循环系统。一种方法是从月球岩石中提取水。这种水可以被处理和储存,作为饮用水或用于其他用途。
为了提供食物,月球营地需要一个可持续和可靠的食物生产系统。水耕法,在营养丰富的水中种植植物,将允许在受控环境中生产新鲜水果和蔬菜,而不需要土壤或大量的水。另外,使用藻类或其他微生物作为食物来源,因为它们在一个封闭的系统中快速有效地生长。
我们将需要包括一个可靠和可持续的发电系统。月球接受持续的阳光,使太阳能,通过太阳能板,成为一个可行的选择。另一种方法是利用核能,通过小型裂变反应堆或放射性同位素热电发电机,将放射性同位素衰变产生的热量转化为电能。这提供了一个可靠和持久的电源,但需要仔细处理以确保安全和防止环境污染。这两种来源可以一起使用。如果RTG供应失败,将使用太阳能电池板。然而,太阳能电池板不会是永久性的电源,月球营地的主要电源将是核能。
我们需要运行一个可靠和高效的空气净化系统,它可以去除空气中的废物,并提供持续的氧气供应。一种方法是利用植物通过光合作用产生氧气,这也提供了一个新的食物来源。另一种方法是使用空气过滤系统,可以去除污染物,保持稳定和健康的室内环境。在种植植物之前,我们可以将水分解成H2和O2,既给我们提供氧气,又给火箭提供燃料。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物?

月球营地需要纳入一个废物管理系统来处理宇航员在月球上产生的废物。一种方法是使用一个闭环系统,尽可能多地回收废物,减少对补给任务的需求和对环境的影响。这个系统包括处理和储存不同类型的废物的技术,如食品废物、人类废物和其他类型的废物。有机废物可以被堆肥或用作植物生长的肥料,而无机废物可以被回收或利用3D打印技术转化为有用的原材料。任何不能回收或再利用的废物必须安全储存,以防止环境污染。废物管理系统必须精心设计,为宇航员提供一个高效、可持续和安全的环境。

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信?

与地球和其他月球基地保持通信,对月球营地的成功和安全至关重要。为此,月球营需要运行一个通信系统,提供可靠和有效的数据、语音和视频信号的远距离传输。一种方法是使用月球轨道上的卫星网络,可以在月球营地和地球或其他月球基地之间传输信号。这需要部署一个通信基础设施,包括天线、发射器和其他设备。通信系统的设计必须能够承受恶劣的月球环境,包括极端温度、辐射和微陨石撞击。它还需要定期维护和更新以确保最佳性能。此外,必须在月球基地建立紧急通信和备份系统的协议和程序,以确保在设备故障或其他不可预见的情况下进行通信。

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)。

在月球营进行的科学研究旨在增加我们在各个领域的知识,如地质学、天文学和技术。以下是将成为月球营重点的研究课题:

月球是一个丰富的地质环境,在月球营进行的研究将帮助我们发现更多关于它的形成和演变。一项实验可能涉及钻探月球表面,收集岩石样本进行分析,这将使我们更好地了解月球的组成和地质历史。
月球的低重力环境为人类生理学和材料科学等领域的研究提供了独特的机会。例如,宇航员可以进行实验,研究长期暴露在低重力环境中对人体的影响,或者测试新材料在这种环境中的质量。
月球环境也提供了一个研究辐射和其他因素对生物体的影响的机会。可以对植物在低重力环境中的生长和发展进行研究,这可以教会我们如何为未来的长期太空任务种植食物。

 

月球营地可以成为为太空探索设计的新技术和机器人的试验场。例如,可以部署机器人来探索人类难以进入的月球区域,或帮助建设和维护月球营地。
 月球的位置和缺乏大气层使其成为天文观测的理想场所。月球营地可以容纳望远镜和其他太空探索设备,例如在被地球大气层阻挡的波长下观察宇宙。

在月球营进行的研究将有助于了解月球及其以外的宇宙,并为未来的太空探索和殖民化铺平道路。

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?

 为了让宇航员为登月任务做好准备,培训计划必须涵盖广泛的技能和知识,包括身体素质、技术知识和心理承受力。下面是一些可能包括在宇航员培训计划中的例子:

身体素质:宇航员必须有良好的身体状况,以承受恶劣的太空旅行和月球环境。锻炼包括心血管运动、力量训练和耐力活动,如游泳和跑步。此外,为了应对在低重力环境下工作的挑战,如穿着宇航服行走或跑步,还需要进行专门的训练。

技术技能:宇航员必须熟练掌握各种技术技能,包括操作航天器和月球车,操作科学设备,以及进行太空行走。培训应包括设备的模拟和练习,以及各种情况下的程序和协议的指导。

心理承受力:宇航员必须做好心理准备,以应对月球任务中的隔离、禁闭和压力。培训应包括压力管理技术、团队建设练习和紧急情况模拟,以帮助建立耐力和团队合作技能。
   宇航员培训计划必须是全面和严格的,旨在为宇航员准备好应对月球任务的独特挑战,并确保其安全和成功。
月球科学和地质学:宇航员必须了解这次任务的科学目标和月球的地质学。培训包括课堂教学、到地球上与月球相似的地方实地考察,以及模拟将在月球上进行的科学实验。跨文化交流:宇航员团队可能包括来自不同国家的人,因此需要进行培训,以促进跨越文化和语言差异的有效沟通和团队合作。

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。

首先,将需要一个能够载人的航天器。它必须能够往返于月球,同时在旅途中为宇航员提供安全的环境。此外,还需要火箭来发射航天器。一旦航天器到达月球,将需要月球登陆器将宇航员从航天器运送到月球表面。这个着陆器必须能够将宇航员送回航天器,以便他们返回地球。美国航空航天局的阿特米斯计划是目前最好的登月任务之一。
环绕月球需要各种机器人车辆。漫游者是围绕月球表面旅行的最佳方式,这些车辆可用于进行科学实验和收集数据。总的来说,未来的月球任务将需要各种航天器,包括航天器、火箭、月球穿梭机和机器人车辆。