月亮营地
发现互动图像

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。

Santa Girls

圣玛丽亚学院  珀斯-珀斯    澳大利亚 15   3 / 3 英语
三维设计软件：Fusion 360


3D项目的外部浏览器


External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://a360.co/3miyMsz

1.1 - 项目描述

我们的Moon camp主要是为运行研究和开采氦-3而建造的。它位于极地附近的一个熔岩管内。

它有以下设施：

  • 硅制氧+空气净化模块

  • 净水站

  • 废水处理模块

  • 等离子弧气化模块

  • 绿屋耕作的穹顶

  • 通信模块

  • 观察站

  • 住宿病房：睡眠舱、食堂、健身房和娱乐中心、医疗中心和 ...

  • 氦气开采研发病房

  • 核电站正在建设中!

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）。

氦-3是地球上一种罕见的氦同位素，具有作为核聚变燃料的潜力。月球表面被认为含有大量的氦-3矿藏，可以进行开采并作为未来核聚变反应堆的燃料。我们的月球营地就是为开采氦-3而建的。

除了商业利益之外，还有以下原因：

科学研究：月球提供了一个独特的环境，可以用来研究各种现象，如低重力对人类健康的影响，月球表面的组成，以及利用月球资源的潜力。
国际合作：促进空间探索和科学研究的国际合作与协作的方式。
人类探索： 正在进行的空间探索的一个重要步骤，以及在其他行星或天体上建立人类存在的最终目标。

2.1 - 你想在哪里建造你的月球营？解释一下你的选择。

靠近极地的熔岩管内：这些管子的内部可以大到足以容纳一个月球基地，其稳定的温度和对恶劣的月球环境的保护使它们成为一个有吸引力的月球栖息地。

在月球南北两极的永久阴影区可能有大量的水冰沉积。可以从这些沉积物中提取水，用于饮用、种植农作物和生产火箭燃料。

此外，一个靠近潜在水源的地方，如极地冰层，对硅矿开采是有利的，因为水可以通过一个称为电解的过程来生产氧气，而氧气可以用于生命支持系统和火箭燃料。

氦-3在极地地区可能更为丰富，因为创造水冰的过程也可能捕获了氦-3。

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。

  1. 用月球石料进行3D打印：最有前途的月球营地建设技术之一涉及使用月球泥沙作为原材料的3D打印。这种技术可以大大减少需要从地球上运输的材料数量，而且还可以实现可定制的设计。3D打印可用于创建一系列结构，包括栖息地、实验室、储存设施和其他基础设施。
  2. 充气式栖息地：充气式栖息地是建造月球营地的另一种选择。这些结构可以是紧凑和轻便的，以便运输到月球，并可以在现场充气，以创造一个更大的生活或工作空间。这些栖息地可以用凯夫拉（Kevlar）等材料进行加固，以增加耐用性。
  3. 模块化设计：月球营的模块化设计将允许灵活性和适应性，因为居住者的需求随着时间而改变。每个模块都可以为一个特定的功能而设计。模块化设计还允许在出现损坏或故障的情况下方便维修或更换个别部件。
  4. 发电：太阳能电池板可以用来发电，核电也可以作为一种更可靠和自给自足的能源的选择。发电设施可以设在生活区之外，以尽量减少辐射。
  5. 废物管理：水可以被回收和净化，用于多种用途，废物可以作为一种资源用于发电或生产建筑材料。

 

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？

  1. 辐射保护：辐射暴露是月球上的一个主要问题，因为缺乏大气层，对宇宙辐射和太阳耀斑几乎没有保护。月球营地可以设计成由提供辐射屏蔽的材料制成的厚墙和屋顶，如水、混凝土或月球雷石。营地也可以设在一个天然的庇护所内，如熔岩管，这将提供额外的辐射保护。
  2. 温度调节：月球上的温度可以从极热到极冷。月球营地可以用绝缘材料来调节温度，防止热量流失。也可以考虑使用月球上的地热能源，以帮助调节营地内的温度。
  3. 空气供应：与地球不同，月球上没有自然大气，所以月球营地的设计需要为宇航员提供一个可呼吸的大气。这可以通过创建一个闭环的生命支持系统来实现，该系统可以回收空气并产生氧气供宇航员呼吸。
  4. 防尘：月球表面覆盖着一层细小的灰尘，如果进入肺部或设备就会造成伤害。月球营地可以设计有气闸和过滤系统，以防止灰尘进入，宇航员在营地外可以穿上特殊的衣服和头盔来保护自己。
  5. 结构的完整性：月球表面会受到陨石撞击和地震活动的影响，因此月球营地需要设计成能够承受这些力量的坚固耐用的材料。可以考虑使用可以用凯夫拉等材料加固的充气式栖息地，或者使用月球雷石的3D打印结构，作为可能的解决方案。

 

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：水是维持生命的重要资源，虽然月球表面的水很稀少，但据信在两极附近的永久阴影区以冰的形式存在。在我们的营地里，我们使用太阳能钻机来提取冰块，然后在净水站里进行净化，用于饮用、种植植物和其他用途。
食物：宇航员将需要一个可靠的食物来源来维持他们的任务。我们在月球营地内使用水培系统种植食物，该系统使用营养丰富的水而不是土壤来种植植物。我们还对植物进行基因工程，使其能够在月球的恶劣环境中生长。我们也在实践使用海藻，它可以利用太阳的能量生长并转化为食物。
空气：为了维持生命，宇航员将需要一个可呼吸的空气供应。我们有一个闭环的生命支持系统，可以回收空气并产生氧气供宇航员呼吸。我们的系统包括植物，它可以通过光合作用去除二氧化碳并产生氧气，以及电解等技术，它可以将水分子分成氧气和氢气。
电力：月球接受稳定的太阳能供应，可以利用这些能源为月球营地提供电力。我们使用太阳能板和其他可再生能源技术，如风能或地热能。电池储能系统被用来储存多余的能量，以便在太阳不照耀的时候使用。

3.2 - 你的月球营将如何处理宇航员在月球上产生的废物？

等离子体电弧气化（PAG）模块：

减少废物：我们的PAG模块大大减少了废物，因为它把它们分解成它们的组成分子。
能源的产生：PAG模块以热和电的形式产生能量，可用于为月球营地供电。
资源回收：PAG模块产生的气体经过处理后可以回收有价值的材料，如金属和气体。
环境效益：PAG模块可以防止有害污染物的释放，减少月球污染的风险。

废水处理模块：

 

物理过滤
化学处理：化学处理，如混凝、絮凝和消毒，用于去除废水中的杂质和病原体。
反渗透：这种技术涉及迫使废水通过一个半透膜，它允许水分子通过，同时截留较大的杂质。
蒸发：净化的水蒸气就可以被冷凝并收集起来使用。
回收利用

 

3.3 - 你的月球营将如何与地球和其他月球基地保持通信？

卫星通信：这涉及到使用围绕月球轨道的通信卫星，它可以在月球营和地球之间转发信号。这些卫星被安置在月球轨道上，可以进行持续的通信。
激光通信：它涉及使用激光在月营和地球之间传输数据。
中继站：为了保持与其他月球基地或月球车的通信，在月球表面设立了中继站。这些站点被安置在战略位置上，以便与其他基地或月球车进行视线通信。它们还可以扩大卫星或激光通信的范围。
坚固的通信系统：我们的Moon camp也将配备强大的通信系统，可以承受恶劣的月球环境。这可能包括通信设备的冗余度，备用电源，以及防止辐射和极端温度的屏蔽装置。

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）。

以下是我们Moon camp研究和开发团队的主要工作重点：

开发岩浆挖掘的技术：氦-3被认为蕴藏在月球的岩浆中，这是覆盖在月球表面的一层松散的土壤和岩石。
致力于太阳风的收集：开采氦-3的另一项潜在技术是使用能够捕获太阳风粒子的设备从月球表面收集它。太阳风是来自太阳的带电粒子流，它轰击月球表面。太阳风含有氦-3和其他罕见的同位素，可以通过捕捉和处理来提取氦-3。
努力研究同位素分离技术：一旦氦-3被从岩浆中提取或从太阳风中收集，它将需要与其他气体和同位素分离。这可以通过气相色谱法或激光同位素分离等技术来实现。这些技术涉及到根据气体的分子量或同位素组成对其进行分离。
开发储存和运输的手段：氦-3在标准温度和压力下是一种气体，因此需要在特殊条件下进行储存和运输。这可能涉及压缩气体并将其储存在高压容器中。运输可以使用专门的罐子或管道来实现。

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？

身体素质和健康：宇航员需要有良好的身体状况，以应对在月球上生活和工作的身体需求。训练计划可以包括心血管运动、力量训练和灵活性练习的组合，以帮助保持整体的体能。
生存技能：在月球上生活将需要一系列的生存技能，如建造住所、寻找和净化水以及种植食物的能力。培训项目可以包括生存技能，如野外急救、庇护所建设和基本农耕技术。
月球地质学和科学：执行登月任务的宇航员还需要接受月球地质学和科学研究方法的培训。这可能包括如何收集和分析月球岩石和土壤样品的培训，以及实验室技术和数据分析的培训。
EVA（舱外活动）训练：舱外活动训练对于将在月球栖息地外进行研究或维护活动的宇航员来说至关重要。培训项目可以包括学习如何穿脱宇航服，使用太空行走的系绳系统，以及在真空环境下操作设备。
通信和团队合作：执行月球任务的宇航员将需要作为一个团队紧密合作，并且还需要与地球上的任务控制中心进行有效的沟通。培训计划可以包括团队建设练习和模拟，以及有效沟通技巧的培训。
航天器系统和维护：执行登月任务的宇航员还需要接受操作和维护航天器系统的培训，这些系统将使他们往返于月球。培训项目可以包括学习如何操作生命支持系统、通信设备和推进系统，以及进行日常维护和修理。

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。

月球登陆器：将宇航员和设备从轨道上运送到月球表面。
和探索。
月球车：穿越月球表面的崎岖地形。月球车可用于将宇航员和设备运送到月球上的新地点，以及收集样本和进行科学实验。
月球上升飞行器：将宇航员和设备从月球表面运回轨道。
月球轨道器：围绕月球运行，从月球表面上方进行科学研究。
地球回归飞行器：地球回归飞行器是一个旨在将宇航员和样品从月球运回地球的航天器。
货物运输：将需要一个货物运输工具来运送设备、用品和材料进出月球。
工业/建筑机械

其他项目。