月亮营地

Moon Camp Pioneers画廊2019-2020年

在Moon Camp Pioneers中,每个团队的任务是使用Fusion 360三维设计一个完整的月球营地。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的危险,并描述生活和工作设施。

团队。 讯飞公司

克鲁日Palatul Copiilor  克卢日-纳波卡    罗马尼亚 15至16岁

3D项目的外部查看器

项目描述

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描述一下你的月球营项目。

我们设计的基地,是一个三层结构,每层都有一个独立的充气模块。所有的模块都与一个电梯/楼道相连。模块的半径应与当地的地形相适应,可能在5-6米左右,最高3.5-3.7米高。所有三个模块都将被单独加压。
在垂直轴上,应测量地下8至10米。地面穹顶结构(不是充气模块)将具有半球形的形状。实际尺寸应在最初扫描场地后决定,可能不超过7米直径,不包括覆盖气闸的半圆柱形延伸部分。
使用熔岩管的整个想法是基于在地下潜在隧道网络内扩展结构的可能性。随着时间的推移,一个连续的充气模块链可以从这些入口处辐射出来。

你想在哪里建造你的月球营?

我们认为永久月球基地的最佳位置是Philolaus火山口,位于北纬72.1度;西经32.4度。PC日期为哥白尼时代,其中东部的撞击熔体沉积物是月球上发现的最年轻的熔岩流之一,这意味着通往熔岩管的通道可能足够稳定。观察发现存在相对圆形的竖井,被解释为熔岩管天窗或流后特征。我们没能找到任何更接近极地的竖井。这可能是通往地下空洞的通道,也可能是与月球表面环境条件隔离的巨大的地下空洞网络。在Philolaus环形山的地面上,在熔岩管竖井地点附近发现了一些相对水平和光滑的区域,适合作为登陆点。地球通讯是可能的,因为从菲洛拉斯环形山的大多数位置都可以直接看到它。

你打算如何建造你的月球营?描述一下你将使用的技术和材料。

我们将使用一个两阶段的任务。
第一阶段将是机器人,包含一些自主单元,能够连接在一起加固轴和建造外穹顶。使用的材料将是通过微波或激光加热烧结的月球雷石。印刷技术应该与古陶器中使用的相同,是一种上升的螺旋形,上层建立在下层之上。竖井内部将是一个三层的结构。对于地板,我们已经决定最好的解决方案是一个部分弹性的电缆系统,固定在竖井壁上,像一个蜘蛛网。
充气模块缺乏刚度。为了解决这个问题,我们提出了一个综合设计,其灵感来自昆虫的翅膀。将有一个额外的微管层,用合成树脂填充,能够使整个结构具有刚性。

食品
电器
空气

自Luna 24以来,开发了众多的提取系统,但所有的基本原理都是一样的,即加热材料使水以气体形式释放出来,并将其捕获。
我们打算使用基于欧空局最近由空中客车公司设计的新的高级闭环系统的东西。美国宇航局也开发了类似的系统。由新陈代谢过程产生的二氧化碳将被从模块大气中移除,在萨巴蒂尔甲烷化反应器中与H2反应,生成甲烷和水。一个高效的闭环将导致O2的近乎完全封闭,这将大大减少所需的水补给量。

分配给水产养殖系统模块的空间半径为6米。在中心应该是鱼虾池和生长托盘的阻力结构,分8-10层。托盘应该能够围绕中心独立旋转。
在鱼菜共生的周围,将生长褐藻和酵母。藻类/酵母罐将在一个圆形轨道上旋转。我们打算使用海藻酸盐提取物作为生物墨水基质来打印食物。
我们的设计提供了500平方米的生长区域,理论上足以生产出足够四个成员使用的产品。我们已经考虑到了来自鱼/虾缸的一些动物蛋白。

Kilopower是裂变反应堆,使用铀235来驱动斯特林电机发电。每个单元,应产生1至10千瓦。预期寿命为12至15年。
第一次测试是在2017年进行的(KRUSTY),它的高度不到2米。测试是成功的。
热电发电机(Seebeck发电机),是为外穹顶设计的。在地球上,由于温度变化较小,效率会降低,但在月球表面应该是可行的。太阳能将用于第二阶段,由类似于月球真空沉积摊铺机的漫游车在地面上打印的动力电池。

为了将二氧化碳/水转化为氧气和葡萄糖,我们决定使用一个基于小球藻的发电机。我们的想法是设计一个紧凑的装置,能够在密封环境中维持一个人的生命。微生物的基因组中没有预设的复制数量,所以可以保持一个合理的繁殖率。寿命应该只受技术部件的限制。
我们的设计是基于《西伯利亚联邦大学学报》上发表的结果。生物学1 (2008) 19-39》中指出,在8平方米的面积上,17升的小球藻培养液足以满足70公斤的体重。

你打算如何建造你的月球营?你会使用哪些材料?

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月球上的环境对宇航员来说是非常危险的。解释一下你的月球营将如何保护他们。

这种保护有三个部分,热能、辐射和陨石屏蔽。
考虑到预测的温度(日/夜;晴/阴;内/外)和基地内一些正在进行的放热过程,应该有一个灵活的热交换系统来调节温度。
第一层防辐射保护将是月球表面本身,因为基地的大部分将在地下。
外部穹顶应该有一个额外的保护层,可能基于一些富含氢气的材料。我们认为聚乙烯是最好的选择。
对于长距离的任务,应该有一个积极的保护系统。现有的最佳解决方案是一个双层防护罩,外面是静电正场,以排斥正粒子,里面是负磁场。
没有完美的保护陨石的解决方案。但基地主要在地下,外部的圆顶可以用雷石覆盖,。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

我们的团队由一名医生/心理学家、一名地质学家、一名结构/采矿工程师、一名生物学家/农学专家、一名信息学家、一名天体物理学家组成。
船员的医疗状况良好,还没有报告任何问题。在中间舱吃完早餐后,收集的科学数据被传送到地球。船员们正在接收一些个人信息。
生物学家正离开中央舱,在他的实验室里下降,与温室封闭。他对月球条件下植物发芽的研究对基地的人口扩张至关重要。
熔岩管代表了在月球上建立一个真正的殖民地的完美空间,但食物和能源的自主性是关键因素。
天体物理学家就不太高兴了,他放置在火山口内的巨大射电望远镜仍然表现不佳,所以他不得不花一天时间审查旧数据,以找到并解决这些问题。在下层舱内有很多工作要做,关于水生植物系统。昨天隔离了20个托盘,现在必须对它们的内表面进行清洁和消毒,以便再次插入食物生长循环中。信息学家还在吃饭,他的控制台开始发出警报,另一个采矿单元停止工作。这些自主单元是那些用于打印轴的内部涂层的旧机器,和外部的圆顶它是一个奇迹,仍然在运作。必须把这个多功能机器人带回去修理,这意味着要到外面走走。通常情况下,地质学家是被派往地面的人,但这次,船员的医生/心理学家建议让信息学家去散步。他正在做他的工作,概述船员的身体舒适度。地质学家通过分析雷公岩获得了足够的数据。这些数据被送往地球实验室,以分析过去的太阳活动,并可能将其与历史上的气候变化联系起来。他的梦想是解决地球上的能源危机,在月球表面开采氦气3,正如 "阿特米斯计划 "所估计的那样,仍然是不可行的。氦气就在那里,数量也很可观,但在没有月球空间电梯的情况下,运输到地球的费用将非常昂贵。这位采矿工程师正准备在熔岩管中进行另一次勘探,他在地表下的一个天然圆顶内发现了大量的冰矿,他现在正在进行完整性模拟。



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