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。 弗洛雷特-肯德里卡

肯德瑞克文法学校  布拉克内尔    英国 17至18岁

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项目描述

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描述一下你的月球营项目。

我们的月球营地设计是一个位于月球上的基地,最多可容纳三人。它利用月球当地的资源优势,提供可呼吸的空气、清洁的水、食物,并防止辐射和流星。我们设计的月球营地是可持续的和经济的,同时确保宇航员的安全,并充分满足他们的所有需求,包括生存和研究。我们相信我们的营地也可以作为美国宇航局月球门项目的潜在地面基地(如果月球门上出现紧急情况,他们需要营地的供应)。还应该注意的是,我们的Fusion 360设计已经缩小了80倍,以便于3-D打印。

你想在哪里建造你的月球营?

我们将在皮里火山口的北缘建立我们的月球营地,因为这里有四个山区。这些未命名的 "永恒之光的山峰 "是我们选择的地点,因为拥有永久的阳光将意味着该地点有资格建立一个太阳能农场,从而拥有可靠的电力来源。虽然我们的太阳能电池板和农业圆顶将在山区的表面,但我们将在地下挖掘我们的主要基地(包括我们的生活区,实验室,健身房)。地下基地的一个好处是,我们将受到陨石和辐射的保护。此外,在永恒之光的山峰上,将意味着温度将相对稳定(它将平均为-50℃;与西伯利亚和南极洲等地的冬季条件相当)。

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。

匹兹堡大学的拉里-拜尔首先提出的是Lunarcrete,一种类似于混凝土的建筑材料,由再生石制成。我们的基地将主要由这种材料和铝建造。月球混凝土是一种理想的材料,因为它在月球营地将是一种现成的资源,而且它的密度与铝大致相同(约3克/立方厘米),这意味着它将能够承受上方地面的重量。气闸将在表面,以便于进出基地,我们的农业农场将被淹没在水中,使天花板暴露在阳光下,但它也受到保护。宇航员将用隧道在各个房间之间移动,每个房间都有气闸,这样万一某个房间有一些损坏,整个基地也不会受到影响。 

食品
电器
空气

氢燃料电池既可以提供饮用水,也可以提供太阳能电池板以外的备用能源储存。就其产生的电力而言,它们的体积很小。有了这个,我们将需要氧气(可以从月尘/农场获得)和氢气的供应。此外,由于我们的基地将位于月球北极,很可能我们将能够使用其月球冰作为水源。使用氯滴可以对其进行消毒,以杀死病原体,并需要进行适当的过滤以去除高浓度的化学物质。

这些作物将在水培介质中生长。水培技术被农民用于商业用途,因为它能在比传统方法更短的时间内培育出健康的植物,而且不需要不断浇水,因为水可以重复使用,你可以通过将营养物质溶解在水中来控制营养水平。种植一系列作物意味着需要不同的条件来种植它们,所以农场将有几层楼都暴露在阳光下,但温度和湿度都得到控制。食物准备工作将在基地进行,电力由电池板/燃料电池提供。

如前所述,我们的位置有一个令人难以置信的优势,那就是处于一个永恒的阳光地带。位于我们基地表面的太阳能电池板将有一个恒定的电源(由于处于永恒阳光的山峰上),并能够提供可靠的能源,使基地能够顺利运行。我们将拥有的一个备用能源是氢气燃料电池,它将氢气和氧气结合起来,并在此过程中释放能量。它们的唯一废品是水,将用于烹饪和清洁等。

欧空局的氧气工厂提取被困在月尘中的氧气,因此将是我们的主要氧气来源。由于光合作用,植物将成为氧气的第二来源,帮助维持一些氧气。我们将努力使空气的压力与地面的地下压力相匹配,以防止内爆。大气层将是30-40%的氧气,其余为氮气,将以液氮的形式运输。为了防止废物和有毒气体的积累,将使用碱石灰来吸收二氧化碳,并使用活性炭过滤器来清除通风系统中的甲烷。

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。

月球混凝土具有与陆地混凝土相同的抗拉强度,使其成为一种能够承受周围地面重量的坚固材料。由于基地建在地下,它将得到很好的保护,不受陨石和辐射的影响。太阳能电池板和农场的屋顶将不会用商业玻璃建造,因为它太脆了。月球玻璃将为太阳能电池板和农场提供保护,因为它与玻璃纤维有许多共同的特性,但由于它是由岩浆制成的,它减少了将玻璃纤维运输到月球的成本。由于它是透明的,它还能使阳光到达农场进行光合作用。通过确保宇航员为自己和基地保持高标准的卫生,他们将受到保护,免受任何可能因基地外的辐射而变异的微生物的影响。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

宇航员经过8小时的睡眠后,使用设置在格林尼治标准时间的闹钟醒来。梳洗完毕后,他们在出发前吃了一顿高蛋白早餐,开始一天的工作。

每天对生命支持系统进行维护检查,包括机械、调节器(保持恒定的大气成分)和过滤器(防止有害微粒进入),以确保所有条件的安全。宇航员必须每天在健身房锻炼2小时;由于引力场强度较低,需要较少的力量来移动。如果他们不遵守这种严格的锻炼制度,他们将失去肌肉质量和骨密度,一旦回到地球,这将不利于他们的健康。 

 

宇航员在圆顶区穿好衣服,这是一个有两个门的气闸,以防止空间站内的空气外泄。防护服有压力,并备有纯氧(帮助肺部排毒)和1.9升的水,可通过管道饮用,以便进行长时间的月球行走。一旦到了外面,宇航员就会收集月球样本,用于开展实验和研究。如果他们必须前往其他月球区域(例如,环形山或月球冰区),则使用配备导航系统的月球旋转车。如果在营地附近工作,宇航员会回来吃在厨房准备的午餐。 

 

每天的进食时间可能是不规则的,因为徒步或漫游探索可能一次持续5-8小时。他们可能只在太空行走前和行走后吃全餐。宇航员可能会携带水果或谷物棒(打开后立即食用,以防止漂浮的碎屑)作为长时间月球行走的零食。全天的膳食由农场种植的新鲜农产品和补充营养的食品组成。可用的厨房允许加热和烹饪饭菜,与在地球上的情况类似。采集的样品被运到实验室,在那里使用各种仪器(如光谱仪)对化学成分进行分析。数据以数字方式转换,然后发送到地球进行进一步计算和记录。宇航员使用带有几个强大的天文望远镜的观测站来研究主要的恒星、星系和行星,这些都是在月球上可以更好地观察的。在月球上度过漫长的一天后,他们回到营地,参观农场,为晚餐培育植物。晚饭后的几个小时是通过打牌、健身或与家人联系等休闲活动来放松。



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