Team: Moon Gag

类别：第 2 名 - 欧空局成员国 第 2 名 - 欧空局成员国 巴塞罗那 - 西班牙  I.E.A. Oriol Martorell

项目描述

2.1.a. 你即将在月球上登陆。你必须对你的定居点的位置做出一些决定。你会在月球表面的什么地方安置你的住所？
靠近月球两极

2.1.b. 解释你在问题2.1中的选择。
我们认为，最好的地点应该考虑到4个主要方面：- 能量的数量和它如何随时间分布；- 与地球的能见度，以便进行无线电通信；- 表面温度变化；- 人类生存的自然资源。分析所有这些方面，我们的选择是靠近两极的地方。在能源方面，像沙克尔顿火山口（南极）或菲洛拉斯火山口（北极）这样的极地地方在大约80%的时间里会有阳光（在赤道上我们会有14个光明日，然后是14个黑暗日，有可能会耗尽能源）。这两个火山口都有100%的能见度，因此，在100%的时间内可以与地球建立通信。建立Moon camp的目标之一是观察宇宙和宇宙（见5.1节）。这些观测站将位于月球的远方（与地球没有直接通信），但我们将在观测站和基地营之间，以及从基地营到地球之间建立通信联系。在温度调节方面，我们的建议是将月球营建在地下（见2.2节）。卫星已经发现了熔岩管，它可以提供对宇宙射线辐射和陨石的保护，并且可以避免大量的挖掘。主要在两极周围发现的熔岩管有一个非常稳定的温度（从-40到-20）。此外，在那里也发现了水（固态的，冰）。冰水是相当深的，但熔岩管也是如此。

2.2.a. 你会把避难所建在哪里：地面上还是地下？
地下

2.2.b. 解释你对问题2.2的选择。
我们认为，将避难所建在地下是非常有利的，主要有两个原因。- 防止宇宙辐射和陨石； - 温度稳定。在月球上挖掘不是一件容易的事，因为我们需要从地球上带来挖掘引擎。然而，人工卫星已经在月球上探测到熔岩管。熔岩管可以非常长（数百公里）和非常宽（从一百米到一公里）。它们内部的温度非常稳定，相对于外部的温度在-176到+250度之间（取决于位置：极地或赤道）。它们的温度在零下40度左右，这是一个人类可以承受的温度，只要穿上大量保暖的衣服，并在准备充分的建筑物中使用正常的加热器。我们的建议是将避难所建在这些熔岩管道中的一个。这样，我们就可以很好地保护自己不受宇宙辐射和陨石的影响，温度也会更加稳定，而且 "不会太差"，我们可以避免巨大的挖掘工作。访问月球的目的之一是观察宇宙和宇宙的情况。观测站将位于月球的远侧，这样就不会有来自地球的干扰。缺点是，它不会与地球直接沟通。那么我们的观测站将通过无线电链接和中继器与BaseCamp相连。而BaseCamp才会与地球直接通信。

3.1.你的月球营的规模将是多少？
一个非常大的月球营在氧气生产、温度稳定、材料使用等方面都需要花费能量。此外，月球营将比国际空间站容纳更多的人。因此，我们计划的月球营的尺寸要让宇航员感到舒适。计划中的月球营的不同部分的尺寸在Tinkercad按比例的三维模型中提供。整体营地可以容纳不同的部分。它们是- 在表面。- 两个入口（第3.5节）； - 太阳能电池板； - 一个大型温室； - 地下。- 控制和指挥室，包括能源储存和消耗（电池）； -连接外部的管道/电梯； -生活区，包括： o工作区（实验室、办公室、植被测试）， o "娱乐 "区（沙龙、厨房、健身房和娱乐） o托儿所 o睡眠区。所建的MoonCamp是一个模块化的解决方案，随着一组新的宇航员的到来，可以很容易地在任何时候扩大规模。

3.2.a. 你的月球营将容纳多少人？
其他

3.2.b. 解释你对问题3.2的选择。
我们的建议是不要有一个大的团队，因为成本很高，但也不要有一个太短的团队，因为有几个技能需要被覆盖。我们将以一组5-6名宇航员开始。他们应该包括一到两名医生、三名有科学-技术经验的宇航员和一名农学领域的宇航员，以便满足营地的所有需要。这样，他们就能在任何逆境面前保持安全。此外，我们需要考虑到，前往月球需要几天时间，所以团队应该自给自足。我们认为，在月球营地有一个医生是很重要的，即使只要他们与地球有直接联系，就有办法向地球提供医疗测试结果，让他们进行诊断，地球可以开出药物或程序。同样重要的是要有技术和科学方面的熟练人员来进行规划、设计、建造（显然有机器人的帮助）、维修营地、进行科学实验等方面的日常工作。同时，水和食物是一个重要的问题，在月球逗留期间应该得到照顾。这就是为什么我们认为包括一名农艺工程师（或生物学家或农艺专家）很重要。请注意，我们正在建造一个模块化的月球营，这样一来，将来可以很容易地扩大规模，让更多的人在月球上生活。

3.3.a. 你会使用哪些当地的月亮资源？
-水冰
-岩石（月球土壤）
-阳光

3.3.b. 解释你对问题3.3的选择。
阳光将通过太阳能电池板捕获并储存在电池组中作为主要能源。电力将被用于整个设备、灯光或需要能源的过程。使用雷石是至关重要的，因为它含有超过40%的氧气。还含有超过20%的硅和10%的铁，这些材料用于3D打印机的建设。钙、铝和镁也存在于岩浆中，也可以被使用。气态的氧气可以通过物理/化学手段从雷公岩中提取出来，并用蒸馏器液化，以便于将其保存在储罐中。由于氧气在正常压力下的凝结温度是-182,95oC，所以在更高压力下的液态氧本身可以用来冷却更多的氧气。在室温下储存的氧气会变成气体。对于第一次迭代，液态氧将从地球上带来，或者通过用太阳能电池板的电力冷却氧气来获得。感谢国际空间站，我们知道大量的水可以通过一个循环系统被重新使用。由于没有100%的效率，地下发现的部分月球水也将被使用。选择月球两极的原因之一是在固体状态下发现的水。我们的项目必须是一个可持续的项目，而不是稳定地提取水和氧气来维持月球的平衡。我们将有替代的水和氧气供应：水的循环系统；螺旋藻能够产生足够的氧气供一个人在8平方米的房间里使用。

3.4.解释一下你计划如何在月球上建造你的项目。你应该包括有关你计划使用的材料和建筑技术的信息。突出你的设计的独特之处。
首先，机器人将被派往月球，以找出开始建造基地的最佳位置。一旦完成了基本的庇护所结构，将发送一个带有船员的航天器和一个可居住的模块来继续建设。地下可居住的区域将首先使用从地球发送的预建模块进行建设。一旦完成，第一个可居住模块将被用作紧急避难所。稍后，项目的其余部分将被建造。在完成建筑项目后，机器人将被派往月球的黑暗面，以便为观测站选择合适的位置。将安装中继器，将望远镜记录的音频和视频信号发送到基地。该基地将由两个主要区域组成，即内部和外部。外面将有入口、太阳能电池板和通信天线，以及天文台。尽管观测站离基地较远，位于月球的黑暗面，但与MoonCamp的中继器将其连接。不同的模块将构成内部。作为一项安全措施，将建造两个不同的入口。此外，还将有一个温室，里面有几种植物，以提供氧气，并为宇航员提供多样化和均衡的饮食。管子将连接温室和一个储存氧气的罐子，并根据需要在模块中使用。此外，还将有电池、水箱，与水循环系统相连，以及一台巨型3D打印机来制造所需部件。

3.5.描述并解释你的月球营的入口设计。
设计的一个重要部分是入口。入口必须在温度、空气成分（氧气）和空气压力方面将外部与月球营内部隔离。这一点非常重要，以至于我们建议为安全起见进行冗余。同时，它必须得到很好的保护，以防止陨石。我们建议在入口链的外部极端位置建立一个保险库。该保险库将处于外部条件下。它将保护一个位于保险库内部的电梯。升降机将作为第一个减压阶段，主要是多余的和安全的原因。在正常情况下，它不应被使用。宇航员将进入升降机内，与在外面一样装备齐全。升降机将下降到营地内部，通过一个长长的管道，根据熔岩管的深度，可以达到几百米。一旦进入熔岩管，将有一个完全减压室，宇航员将在那里穿上或脱下宇航员的衣服。这是一个应适应完全内部或外部条件的室（取决于宇航员是进去还是出来）。同样出于安全考虑，由于月球的极端条件和熔岩管的深度，应该有两个完全准备好的入口。如果其中一个入口被损坏，宇航员将能够使用第二个入口。

3.6.解释月球营如何为宇航员提供保护。
在地下建造模块，可以为宇航员提供辐射保护。辐射可能导致不育或癌症，所以地下提供了高度的保护。还可以防止极端的温度和压力条件。地表温度变化极大（从-150C或-160C到近似250C，尽管两极比赤道更恒定一些），但地下100米的温度要稳定得多。已经发现，熔岩管内的温度在-10oC和-40oC之间。一个加热系统可以将其提高到一个舒适的温度，而不需要大量的能源消耗。另一个重要的问题是压力。月球上几乎真空的压力条件不允许人类生存超过8秒。我们的血管会在大约8秒内爆炸。因此，压力需要被调节到相当于地球大气层的压力。在月球营内，我们也将受到保护，免受可能的陨石撞击，这是很频繁的。

3.7.说明睡眠区和工作区的位置和安排。
我们设计了一个可容纳 6 人的模块化结构，可根据需要多次复制。工作区位于一楼（或二楼），是最大的工作区，由以下部分组成：

- 控制和指挥区：这里将是与地球通信的中心，包括指挥与地球地面控制直接相连的地面天线；控制月球营区的不同部分和系统（水循环、电池、氧气罐等）。

- 实验室：我们将在这里进行各种科学实验，包括食物生长实验室，并在这里处理获得的数据；

- 仓库用于存放大量物资，以确保在月球营地的长期居住。二楼将包括健身房、起居室、厨房和婴儿室（将来可能包括机器人手术室）。橱柜将用来存放较轻的物品，以避免它们因低重力而漂浮。此外，还将使用国际空间站中的尼龙搭扣带。睡眠区将位于三层，设有睡房（每位宇航员一间，因为我们计划在月球上长期停留）和两间浴室。

4.1.描述一下庇护所的电源是什么。
能源的主要来源是太阳能。位于月球两极的主要原因之一正是太阳能（见2.1节）。月球两极有80到100%的阳光，这取决于月球上确切地点的纬度和海拔。这是位于两极的一个主要优势。我们将用太阳能电池板覆盖月球营的外部。太阳能电池板的数量将取决于营地的人数。如3.2节所述，我们将从一组5或6名宇航员开始。整个营地结构将是模块化的，太阳能电池板也将是模块化的，因为太阳能电池板的数量可以作为营地人数的函数进行调整。这些电池板将由营地内的控制室控制，这样它们就可以一直对着太阳（像太阳花一样），并尽可能多地收集能量。电池将位于地下的熔岩管内。电池往往非常大，但没有空间问题，因为熔岩管非常宽，非常长。由于温度原因，电池也将在一个房间内。

4.2.说明水将来自哪里。
由于国际空间站，我们知道大量的水（约97%）可以通过一个循环系统被重新使用。然而，这不是100%的效率，所以还需要在地下发现部分月球水。选择月球两极的原因之一是在固体状态下发现的水，即冰（在2.1节中解释）。我们将在电池附近和水循环系统水箱旁边设置一个水箱。然而，正如在不同章节中提到的，我们希望建立一个可持续的项目，因此我们打算尽可能少地使用月球水。我们不能在不影响月球平衡的情况下稳定地提取水。因此，首先要有一个水循环系统，以及一个替代的水供应。可能我们需要从地球带来水，每次我们的航天器从地球带来一些脚和供应品（材料等）。

4.3.描述什么将是食物来源。
考虑到自给自足的项目，我们认为主要的食物来源应该是来自月球营中建造的食物生长室。食物生长室中种植的主要食物类型将是蔬菜（尽管也可以考虑昆虫）。严格意义上需要的肉类（在可能生长的植物缺乏蛋白质的情况下）将需要从地球带来。从地球上，我们将需要带来种子，甚至可能带来幼苗，以确保它们的生长和生长速度。食物生长室将位于靠近地表的地方。原因是要尽可能地直接利用阳光。它将有一个反向的透明穹顶来收集太阳光。然而，它也将在月球表面有一个盖子，以防出现陨石。

5.1.你想在月球上研究什么？
我们希望将月球用于以下目的：

- 从月球背面观测宇宙。与在地球上观测相比，月球远端没有光污染，也没有大气层，是观测宇宙的绝佳地点。

- 科学实验：由于月球的条件与地球不同，比如重力低得多，因此可以在月球上（就像在国际空间站上一样）进行许多实验。我们可以进行人体实验（这也是为什么团队中要有一名医生的另一个原因），也可以进行植物实验。

- 行星外航行的平台：月球是探索太阳系其他行星（如火星）的绝佳平台。由于月球的重力只有地球重力的六分之一，因此可以很容易地从月球上发射大型航天器，而且能耗较低。目前已经在进行一些研究，以便能够利用电力推进进行发射，并且已经进行了一些测试。

- 旅游：将来月球可以作为旅游地。国际空间站已经在为最终搭载游客做准备。同样，月球也可以成为一个旅游地，供人们游玩。不过，游客之前需要接受全面的培训，他们在参观期间需要非常尊重月球营地正在进行的工作。我们需要指出的是，这将是一个非常昂贵的假期！

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