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。 月球漫步者

Champittet学院  犁头    瑞士 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。

我们月球营的目的是为2-4名宇航员提供最有效、最实用和最安全的环境,让他们在其中长期生活。

我们选择的营地由两个生活区、三个地下模块(用于资源/水储存和温室)、一个通信中心、一个地下实验室、一个水融合过滤设施、一个核电池(位于与营地其他部分的安全距离)和一个太阳能电池板场组成。

不同模块之间的通勤将通过室外隧道完成,这使得连接的方式安全而高效。气闸也将确保所有空间之间的安全。

营地的结构将由每个模块的隧道连接而成,每个模块的长度约为5-10米,以确保在灾难性事件中,所有模块都能安全地与危险隔离。

营地通过系统的设施提供所有重要的必需品。

你想在哪里建造你的月球营?

经过深入研究,我们根据我们的选址标准(温度、水的可用性、材料的可用性、太阳能捕获潜力和科学兴趣),选择了月球两极大环形山边缘的高山。

首先,月球两极含有宝贵的冰,这在两极是独一无二的,具有科学价值。另外,经过在月球上的实验,由于我们的核聚变过滤设施,它将有希望成为可饮用水。另外,通过电解水可以分离成氢气和氧气,用于燃料和生命支持。

然后,另一个关键资源是阳光,由于高定位和月球两极,阳光几乎是永恒的,这意味着我们的太阳能电池板将不断收集能量。

最后,月球两极的温度比较恒定,与表面其他地方的极端温度变化相比,这意味着宇航员对新环境的适应会更容易,设备维护也是如此。

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。

对于外部建筑(大地穹顶、隧道和其他建筑),我们将使用3D打印概念,它将使用月球土壤作为建筑材料的主要成分。该机器将由一个机械臂组成,打印一种被称为 "Lunarcrete "的地质聚合物混凝土混合物,主要由月球上的雷石组成,这些雷石将通过LEB(月球挖掘刀片)挖掘出来。另外,月球土壤中独特的二氧化硅和含铁矿物的混合体可以用微波熔化成玻璃状固体。

对于地下建筑,如仓库和温室,宇航员将使用LEB,能够挖掘大洞,随后将用3D打印机械臂完成墙壁的建造。月球挖掘刀还可以用来清理和改造基地周围的土地,用于其他建设项目,如着陆区和太阳能板场。

食品
电器
空气

由于基地位于月球两极的实际位置,那里有6亿吨近乎纯净的冰,可以成为水的主要来源。位于我们基地边缘的聚变过滤设施将接收挖掘出来的冰,并使其可以饮用(通过多种物理和化学过程),为宇航员提供非常大量的这种重要资源,不仅可以用于饮用,还可以用于其他卫生工作,如淋浴和上厕所。

基地最初的宇航员的主要食物来源将是从地球上带来的食品,以罐头和脱水的形式。对于第一批宇航员来说,第一次旅行带来的食物应该是足够的,直到可以开始从温室(一个专门的地下模块)生产食物。温室不仅能生产重要的氧气,而且还能种植土豆、西红柿、甜菜等食物。以后,温室可以根据在场宇航员的数量或储存能力,扩大生产更多的货物。

首先将有太阳能电池板,由于存在大量和持续的阳光,在月球两极将有很高的效率。位于太阳能电池板场旁边的两个电池将储存捕获的电力。
然后,将有一个核电池,位于与主基地的一个安全距离。氦-3在月球土壤中很丰富(它是由太阳风在数十亿年中产生的),是可行的聚变动力反应堆的关键成分。它不会留下任何辐射性废物,并且每公斤的能量产量很高。

宇航员呼吸所需的氧气最初将通过人工生命支持-系统的形式使用,这将为他们提供足够的氧气,直到温室的功能足以产生氧气并成为主要来源。温室将包含一个专门用于生产氧气的植物的区域,如杜鹃花、楝树和Sansevieria Trifasciata Zeylanica(蛇类植物)。
然后,月球土壤的质量为40-45%的氧气,这意味着它可以利用太阳能加热到2500开尔文,并从它的矿物中解锁,每公斤土壤产生100克的可呼吸氧气。

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。

在我们的设施和专业模块先前覆盖了所有重要资源之后,剩下的主要威胁被列为辐射、陨石和温度。

大地穹顶形模块的设计是为了分散和减少任何影响,刚性墙壁的平均厚度约为0.5米,这足以防止小型小行星和太阳辐射,以及对寒冷的月球温度进行绝缘。在月球两极周围还居住着许多熔岩管,这些熔岩管是很久以前在月球上流动的玄武岩形成的。它们可以宽达300米,温度稳定在-20℃。这些熔岩管可用于未来月球基地的扩建,或作为第二选择,以备第一地点受损或根本无法运作。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

为了保持健康,宇航员必须保持有规律的睡眠时间,保证8-9小时的睡眠,每次保持16小时的清醒状态。

醒来后,宇航员们要在其中一个生活区吃饭,并听取当天的情况介绍。他们被要求每天至少锻炼2小时,以保持强壮的肌肉和骨骼,因为月球微弱的重力会对他们返回地球产生不利影响。

然而,宇航员们最初将完全致力于营地的建设。宇航员将首先通过月球挖掘刀(LEB)大量挖掘月球土壤/岩浆,然后通过化学程序测试其特性,并将其变成有用的 "月球混凝土",用3D打印机械臂建造基地。

在完成训练营后,宇航员的一天将主要包括研究和实验。他们会根据自己的独立专长和实验本身的条件或要求,或者以团队形式工作,或者单独研究。

例如,一名宇航员可以专注于研究生活在太空中对人类和植物的生理影响,在宇航员身上以及在温室中的不同时间进行测试和实验。另一位宇航员可以研究月球本身,探索和分析环境(景观、陨石、极地冰层),并在实验室设施中对月球土壤/石膏进行实验。还有一名宇航员将完全致力于营地的福祉。他/她将监测营地的功能和不同的机制,如太阳能电池板、核电池、温室、存储设施、通信设施等。如果只有2名宇航员在场,他们都将定期监视基地的性能和组件。

由于营地的规模、复杂性和重要性,有必要不断核实营地的状况。在一天结束时和最后一餐时,所有宇航员将在生活区会面并汇报情况。另外,他们还需要在睡觉前对整个营地做最后一次检查。

基本上,16个小时的 "清醒期 "由3顿饭组成,期间宇航员必须开会,2个小时的身体调节,研究和实验,以及对月球基地的持续维护。



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