「浙江科技」2022乌镇Lunar Exploration探月计划探索冬令营（4天）月球基建、资源采集、天文观测

“探月计划”科技探索营

人类没有一个时代不仰望月球

人们对它充满了好奇

月球影响了诗人、占星家、历法制定者、牧师……

月球影响了我们每一个人
 

自2004年起

中国陆续发射了五位“嫦娥姐姐”升天

中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实

在顺利完成探月工程的“绕”“落”“回”后

2020年12月23日

成功拿到了月球土壤

而后续的“勘”“研”“建”也在陆续的筹划中

如何为月球基地建设正确的选址？

在没有水和氧气的月球，人类该如何生存？

在月球上如何获取食物？

如何解决月球上的能源供应和通信问题？

探月计划科技探索营

揭开月球基地建设的神秘面纱

满足孩子们对于深空探索的求知欲




 

月球探索·月球基地选址

Lunar Exploration·Lunar Base Selection

中国神话有“嫦娥奔月“，西方的月神有“阿尔忒弥斯”，人类对月球的好奇存在已久。这个千娇百媚的“银盘”上真有嫦娥、有玉兔么？

1609年，意大利科学家伽利略伽利略发明了天文望远镜，并用自制的天文望远镜观察了月球，这部望远镜开创了天文学的另一个新纪元，更是揭开了月亮的神秘面纱。原来人们眼中“千娇百媚”“光鲜亮丽”的月球竟是“坑坑洼洼”的“大麻脸”，它的表面上存在着高山和无数的坑洞的。

伽利略手绘的月面图(来源：互联网)

在基地建设之前，我们要先借用望远镜在这无数的“月坑”及“环形山”中进行选址，找到最合适的建造位置。

你知道伽利略望远镜放大率的计算方式么？

你知道伽利略望远镜是由一个凹透镜(目镜)和一个凸透镜(物镜)构成的吗？

你知道伽利略望远镜的缺点是什么吗？

我们将通过亲手制作望远镜让孩子们了解望远镜的结构原理

体验凸透镜光学折射原理和现象

月球探索·月球基地建设

Lunar Exploration·Lunar Base Building

1、天文辩论赛-培养思维力

月球上是否有生命存在？

-----基于生命起源基础的知识

月球是如何形成的？

-----对行星的起源进行发散性讨论

在月球生存，首要解决的问题是什么？

-----倾向于人类生存的讨论

孩子对于周围的世界发生的任何事情都充满好奇，提出问题，并基于问题进行健康的讨论，通过讨论和交换意见互相说服对方。在辩论过程中，不仅仅是让孩子们感受到有趣和刺激，更是从中激发和拓展孩子们的视野。让孩子们感受如何“舌战群儒”。

2、3D打印-月球基地建设

月球基地不仅是人类在月球上生活和工作的区域，它的存在对天文研究有着尤为重要的作用。在这里，科学家们可以开展天文观测等科学活动，可建立供地球使用的空间发电站，开展月球各种矿物质资源，更是人类探索更远深空的一个“驿站”。

要建设一个基地，需要后勤及时的补给，跨星球供给这一问题显得有点“费时费力”。但只要将3D打印设备发射到月球，就地取材，以月球的土壤为原材料，就可以构建出我们想要的月球基地了。

营员们3D建模的月球基地，将以穹顶为承重的“悬链线””，以提供建造的支撑，并以蜂窝结构为墙面。这样的建筑能有效的遮挡微流星体和紫外线辐射。

月球探索·交通系统建立

Lunar Exploration·Trafic System Building

月球拥有非常丰富的矿物质，通过对月球矿物质的处理，我们能得到宝贵的氦3资源，它是高效、清洁、廉价的核聚变发电燃料，100吨氦3就能满足全球1年的电力要求。我们需要一辆月球车帮助我们将中转站的氦3搬运到指定的发货仓库，等候飞船将资源装载。

“月球车零件结构是怎样的？”

“如何让月球车在能源未被开发的月球正常的行驶？”

“怎样让它完成既定的任务？

面对这些问题，需要孩子们能够像科学家一般，动用他们所学的知识，动手实践、亲手搭建、反复验证、修改、完善.....最终找到解决问题的对策。

没有现成的材料包，在老师的指导下营员们将通过学习Laser Maker绘图软件设计、制作，再通过激光切割机“打印”出月球车所需要的全部零部件。

完成第一步的部件“切割”后，营员们便要开始亲自动手搭建了，通过电路系统安装、马达配置、操控端组装、车轮实验等一些列的操作属于自己独一无二的月球采集车便完成了！

这不仅能够培养孩子们的动手能力与工程思维能力，更是提高了孩子们的协作能力。

接下来的问题是，如何让采集车在能源未被开发的月球表面行驶？月球没有自己的大气，因此月球表面没有刮风和下雨等天气，被太阳照射的月球表面温度高达127摄氏度，由此可见月球表面有着非常丰富的太阳能资源。只要将太阳能装置装到月球车上，行驶问题便解决了，最后它将按照指令完成资源采集任务。

探月路线

月球资源采集赛也是全国白名单赛事：“少年硅谷——全国青少年人工智能教育成果展示大赛”中的一项，冬令营优秀营员将得到国赛通行证。

要在月球生存

我们需要解决的还有水、食物

以及突发情况的急救问题

营员们将按要求通过一系列的生存培训

月球生存战·太空种植

Lunar Survive Challenge·Space Planting

也许所有人都知道，我国的航天火箭可以载人升入太空，但是极少有人注意到，航天不仅载过人，还载过各种物种，包括种子。月球上的“土壤”要么是岩石，要么是火山灰，那如何如何种植这些种子以满足宇航员在漫长太空旅程中的粮食供应呢？

为了生存，我们将尝试通过“水培”(hydroponics)进行植物栽培，这是不需要用土壤种植植物的技术。我们将从最初的育苗开始，培育、移栽、待食物成熟进行采摘。

月球生存战·太空罐头

Lunar Survive Challenge·Space Planting

由于太空环境特殊，所以航天员的食品与我们在地球上的食品要求不同。在微重力下的狭小空间中生活和工作，航天员的口味变得很特别，胃口不好，消化能力变弱。所以航天食品不仅要有足够的营养成分、食物品种多样化、安全卫生，还必须容易储存。

孩子们将亲手体验罐头食物的制作，解决在月球上的“温饱问题”。

月球生存战·太空急救

Lunar Survive Challenge·Space First Aid

航天员都是经过精挑细选、身强力壮的人类佼佼者，他们还能轻易得病？

病因太多了.....

太空大环境因素(如失重或微重力、辐射、高度真空与太空漂浮物)

飞行器小环境因素(隔离与幽闭空间、噪声、生命支持系统与废物处理系统等)

飞行器高速飞行而产生的特殊环境因素.......

我们将对孩子们进行急救训练，以备各种突发情况的到来，让孩子们知道如何预判危险，如何利用自然条件进行紧急避险、如何快速判断伤情、如何利用有限条件对各种伤情进行紧急救护。

月球生存战·失重挑战

Lunar Survive Challenge·Weightless Challenge

在太空失重会是怎样的体验？

在带领下，孩子们将来到乌镇北斗航天科技馆，在那里孩子们可以像在“天宫”空间实验室飞行、工作的航天员一样体验太空“失重”的感觉。并零距离接触神舟飞船和舱外航天服，参观中国未来空间站，加深对航天科学技术原理的感性认知。