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。 辛西娅

Tudor Vianu国家计算机科学高中  布加勒斯特    罗马尼亚 15至16岁

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项目描述

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描述一下你的月球营项目。

辛西娅,我们的月球营地项目,包括一个可容纳五名宇航员的月球基地。该定居点将位于月球南极的熔岩管附近。我们设计的营地有两个主要部分:一个在熔岩管内,人类将在那里生活,另一个在月球表面,靠近熔岩管,呈六角形。连接到六边形的每一边,有五个半球,作为温室、实验室和入口。定居点的两个部分通过从熔岩管到地面的电梯和从电梯到六角形的走廊连接。除了主楼之外,我们还考虑为漫游者和其他车辆建造一个车库,以及一个太阳能电池板墙。

你想在哪里建造你的月球营?

我们打算将月球营建在沙克尔顿火山口附近的一个熔岩管中,该熔岩管是通往月球南极的隧道。我们选择这个地点是因为已知它长期被太阳照耀着。因此,我们可以不断地利用太阳能。此外,美国宇航局的探月者进行的测量表明,沙克尔顿环形山内有大量的氢气,这表明可能存在冰。如前所述,在一个较小的熔岩管中,将建造月球基地的一个部分。它将体现卧室、厨房、浴室和健身房,因为那里的温度恒定在20℃。此外,熔岩管为防止宇宙和太阳辐射以及撞击月球表面的小陨石提供了巨大的保护。宇航员也将更容易获得地下资源。

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。

用从地球上进口的材料建造辛西娅将过于昂贵,所以我们必须使用月球资源来代替。一个类似于美国宇航局RASSOR的机器人将采集月球土壤,另一个机器人将把获得的雷石与宇航员垃圾中的塑料结合起来,形成一种聚合物复合混凝土。然后,一台3D打印机将完成剩余的工作,包括用这种混合物制造墙壁、家具和工具,同时完全自动工作。外墙需要有六米的厚度,以提供防辐射保护,月球营的内层墙壁将看起来类似于太空服的内部。这些层也将完全由机器人建造。因此,宇航员是安全的,我们也节省了大笔的资金。

食品
电器
空气

水对于维持月球上的生命是必不可少的。由于从地球上运输水的成本太高,我们必须从月球泥土中提取。土壤的开采将在位于月球南极附近的沙克尔顿火山口进行。然后,根据美国宇航局月球勘测轨道飞行器传回的数据,收集的土壤含有多达20%的冰水,将被加热和净化,以保证五名宇航员的日常用水需求。 一个宇航员每天最多可以消耗4.5升水。

我们的宇航员所需的食物需要每天提供约3000卡路里的热量、钙和维生素D,这是防止骨骼退化的必要条件。在早期阶段,他们将食用从地球上送来的包装食品,然后逐渐用农业模块中种植的食物取代他们的膳食,农业模块使用水培系统。这涉及到在一个包含植物根部的小型加压室中喷洒富含营养物质的溶液和水。我们将能够种植大豆、红薯、洋葱、藜麦和莴苣。

我们的月球研究站将由安装在沙克尔顿环形山边缘的太阳能电池板提供动力,因为该地区几乎持续接受阳光照射。部分利用的能量将被储存在一个电池中,用于月食情况下的使用。货物的运输将通过由凯夫拉和石墨烯等减震材料保护的电线完成。在初期阶段,该站将依靠从地球上带来的电池组运作,一旦光伏系统建成,这些电池组将被转化为紧急电力储存。

一个人平均每天需要大约0.84公斤的氧气,因此对于五个人来说,我们每天需要生产大约4.2公斤的氧气。我们生产氧气的主要方式是通过对含有丰富的SiO2等氧化物的雷石进行碳热还原。月球土壤的金属氧化物与甲烷一起被还原产生一氧化碳和氢气。然后,一氧化碳与氢气反应,形成水和甲烷,这将在第一个反应中被回收。然后,水将被电解,形成氧气和氢气。

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。

月球上没有大气层,对宇航员来说意味着危险的情况,所以我们的作用是保护他们。六米厚的外墙由月球岩石和塑料制成,在各层之间填充水(以保护宇航员免受太阳耀斑的影响),足以使宇航员免受强大辐射和小行星的影响。月球上的极端温度并不构成问题,因为辛西娅的内部部分具有类似于太空服的作用:它是由具有不同功能的层组成的,如防裂层、Mylar隔热层和囊袋层,因此可以保持18-24℃的恒温,并提供足够的氧气。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

我们的月球营月球前哨的建立,在借助于宇航员团队收集的信息发展关于宇宙的科学洞察力方面具有重要作用。虽然宇航员的日程安排需要保持自然的昼夜节律,但由于对人类健康的直接影响,对月球上一天的感知是抽象的。因此,船员们将严格遵守严格的时间表。该计划意味着在一天24小时的假想中,早上6点起床。为每天休息8小时而设计的区域是睡眠区,位于地下一层,由五个小隔间组成,每个隔间都有一个睡袋。空气分布必须得到永久控制,通风必须是有效的,以减少缺氧的风险。考虑到环境的微重力,早晨的例行工作和个人卫生活动更加困难,因为水的供应是有限的,而且要优先饮用。所有五名宇航员每天吃三顿饭,提供必要的蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素和矿物质,保证营养均衡,存储单元和温室是地面层的基本结构。此外,工作人员必须执行日常任务,主要是维护职责,确保安全和可持续性,或管理和监督位于地面层的两个实验室的实验。对支持系统的日常检查是至关重要的,因为其设计减少了供应需求,回收了大部分的废物。为了减少压力,保持肌肉的质量和张力,船员们在健身区花了大约两个半小时的时间使用运动器械进行练习,因为微重力有利于肌肉力量的丧失。在一天结束时,当所有的任务都完成后,宇航员可以随心所欲地度过他们的夜晚,从他们繁忙的日程中获得休息。



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