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。 CAMS Nova

加州数学和科学学院  卡森    美国 17至18岁 第三名--非ESA成员国

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。

我们的Moon camp项目由8个主要结构组成,每个结构都有一个重要的用途。我们的温室的目的是为宇航员提供食物。宇航员在我们的实验室里进行研究和项目工作,实验室里也有黄粉虫箱。我们有5个生活模块连接到一个公共区域。更多的生活模块可以使用我们的3-D打印机和来自我们的雷石加工厂的雷石来建造。空气过滤系统中心负责分配和调节各建筑的气流。我们的另一个建筑是水净化和提取厂,它提供来自微波月球冰的水。我们的月球营还有一个向心力人工重力站,宇航员可以定期去地球重力下锻炼。月球营地的主要能源来自于太阳能电池板场,它将提供一天中75-99%的能量。

你想在哪里建造你的月球营?

我们选择在月球两极建立我们的月球基地,因为它有最可持续的环境给宇航员。月球两极的温度比月球的其他地方要低得多。两极约有86-89%的时间被阳光照耀,由于近乎恒定的阳光,温度的波动较小。这使得宇航员的生活条件更容易调节到最佳温度。月球两极也是许多资源的所在地,包括月球冰,它是一个可能的水源。它们位于月球的永久月影中,只有在两极才被发现。此外,在我们选择的地点有许多火山口和洞穴。在这些地方可以建造地下建筑,增加对气压、小行星撞击和温度变化的保护。

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。

我们的月球营的结构将在地球上部分建成,但不是组装的。我们的许多结构,包括构成我们生活区和实验室的测地穹顶,都被设计成可折叠/拆卸的子部件,以方便运输和保存空间。适合在月球表面高效工作的工业建筑机器将在结构和宇航员之前到达,以清理月球地形。程序化的软体机器人将协助月球营地的建设。因为软体机器人是由顺应性材料组成的,它们很灵活,可以完成更多种类的任务,而且对人类来说,在周围工作更安全。在月球营建成后,这些机器人将继续协助修复结构。新的建筑将使用增材制造快速建成,因为我们将带来一台巨大的工业3-D打印机,利用丰富的雷石建造结构。

食品
电器
空气

由于水是人类生存所必需的重要资源,我们选择在月球两极建立营地,那里有水源。月球的冰将用微波模块融化,为我们的水文系统提供水,这些水将用于农业、水化、卫生、能源和研究。氢气燃料电池,帮助发电机生产电力,使水进行光解,产生氧分子和氢离子,用于火箭燃料。作为废品产生的多余的水被收集起来,并与温室渗水和可接受的人类废水相结合,进行循环利用。

我们的营地将保持一个平衡的膳食计划,结合多种食物来源。在温室中种植的高营养植物,使用回收的水和土壤,将提供碳水化合物。温室由袋状金属结构加固,可以防止陨石碰撞,同时允许光线进入,并可适应鱼菜共生,以防土壤变得稀缺。为了确保宇航员获得他们所需的所有营养,实验室生产维生素补充剂和脂肪。除了温室作物外,黄粉虫农场为宇航员提供了急需的蛋白质,因为黄粉虫繁殖迅速,营养丰富。

该营地在月球两极利用太阳能发电,月球两极的太阳辐照度大于1367.6瓦/米^2,使用移动的太阳能板场来面对太阳。一些电力被储存在电池中,以便在月食期间使用。电能也是由机电发电机产生的,这些发电机由向心力空间站永久提供动力。空间站不断旋转,提供机械能,同时也创造了人工重力。空间站的旋转非常有效;由于月球的重力降低,以正确的转速开始旋转以模拟重力所需的力量也随之降低。

提供一个最适合人类生活条件的氛围是至关重要的。营地中的氧气将由多种来源提供,包括温室中植物的光合作用。此外,氧气发生器将利用二氧化碳和水来产生更多的氧气。空气过滤系统中心在不同的建筑物内分配和调节稳定的气流,并保持正确的氮气、氧气、氩气等比例,这可以防止二氧化碳的窒息。空气过滤系统中心还设有海藻池,为消费提供营养,同时也帮助生产氧气。

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。

月球有一个极端炎热和寒冷的恶劣气候。为了保护宇航员不受月球条件的影响,我们的设施有控制温度。低水平的重力会导致宇航员经历骨骼和肌肉的损失。我们的月球营有一个人工重力室,里面有锻炼设备,宇航员可以用它来防止肌肉和骨骼系统的严重损害。太空营的建筑是球形的,是为了抵御微陨石的撞击。像大地穹顶这样的结构被使用,这样的模块是安全和耐用的。生活在月球上会暴露在持续的辐射中。住在我们空间站的宇航员将受到阻挡辐射的电磁场发生器的保护。生活区、储存罐、空气过滤中心、微波水提取模块和氢燃料电池都位于地下通道,进一步保护宇航员免受辐射、气候和陨石的影响。

描述一下你们月球营宇航员团队在月球上的一天。

宇航员在月球营的一天大约从早上6点开始,晚上9点左右结束。他们的时间表是仿照生活在国际空间站的宇航员的作息时间。我们月球营的居民每天有三顿饭,并被要求在向心性人工重力空间站中记录两个小时的运动。生活在低重力环境中会损害你的骨骼和肌肉质量,仅在一个月内就有1-2%的骨骼质量退化。通过在地球重力条件下的锻炼,可以防止宇航员身体的长期衰弱。白天,机组成员根据他们的专业领域工作,研究人员监督他们的项目并分析他们的数据。获得批准在营地开展项目的研究人员花时间收集关于营养、健康、太阳系、月球冰、月球土壤特性等方面的数据。队员们去探险,探索和绘制月球表面,以及测试新的表面和隧道的安全性,以帮助决定营地将向什么方向扩展。维护和建设是由人类工人与软体机器人一起完成的,由于软体机器人是由符合要求的材料组成,并充满空气,而不是像大多数机器人那样的硬金属,因此在其附近工作要安全得多。回到实验室,宇航员们从事一些项目,如研究月球土壤中的水汽沉积。我们营地的一个研究项目的例子是调查雷石的化学构成,最近发现雷石含有微米大小的矿物颗粒,这些矿物颗粒被薄薄的非晶质边缘所包裹,这表明它曾被暴露在太阳风中。目前有一种误解,认为无定形边缘是辐射破坏的结果,然而电子显微镜显示,无定形边缘是由微陨石撞击月球后的水汽沉积物质构成的,将收集更多的数据来支持这些新的观察。除了放置进行研究的设备和用品外,实验室还放置了黄粉虫箱,提供了良好的营养和蛋白质来源。月球营的居民可以使用实验室里建造的望远镜,观看太阳系的其他部分。



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