月基极端环境的物资储存系统的制作方法

本发明属于月基极端环境的人类活动领域，尤其涉及一种月基极端环境的物资储存系统。

背景技术：

人类在地球上生存了几千年，经历了战争、自然灾害等灾难，也学会了在和平时期进行战略物资储备抵御灾害。但是，随着科技的发展，人类改造地球的能力与破坏地球的能力同步增长。与以往不同，大规模杀伤性武器及大自然的报复极大地危害着人类的生存。此外，不断略过地球的小行星也对地球造成极大的威胁。人类应该思考怎样进行地球物种/基因以及战略物资的储备了。而储备的地点最好的位置就是月球。

如何在月球上建设能够抵抗月球极端环境的物资储存系统成为了人类延续文明的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种月基极端环境的物资储存系统，能够在月球的极端环境下存储战略物资。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种月基极端环境的物资储存系统，所述物资储存系统设于月球的恒温层中，所述恒温层的温度保持恒定，所述恒温层距离所述月球的月表至少为1米，所述物资储存系统包括隔热层、储热层、切换组件和储物舱，所述隔热层外露以吸收太阳光，所述隔热层覆盖所述储热层和所述储物舱，所述隔热层的导热系数小于所述储热层的导热系数，所述隔热层开设有通道，所述储热层通过所述通道与外界连通，以接收太阳光的热量，所述切换组件设于所述通道，并用于切换所述储热层是否与外界进行热量交换，所述储物舱设于恒温层，所述储物舱包括导热壳和容纳空间，所述导热壳与所述储热层连接，所述容纳空间为由所述导热壳围合形成的封闭空间，所述容纳空间用于储存物资。

一种实施方式中，所述容纳空间设有储物架，所述储物架采用上述储热层的材料制作形成所述储物架包括多个储存位置，根据物资的不同种类储存在所述储物架的多个储存位置的不同位置。

一种实施方式中，所述储热层与所述导热壳的第一端连接，所述导热壳具有与所述第一端相邻或相对的第二端，所述第二端设有进出门，所述进出门与外界连通，人通过所述进出门进出所述容纳空间。

一种实施方式中，所述进出门的数量为至少两个，人在进出所述容纳空间时，至少两个所述进出门中的至少一个所述进出门处于关闭状态。

一种实施方式中，所述切换组件包括驱动件、隔热板和导热板，所述驱动件与所述隔热板及所述导热板连接，所述驱动件驱动所述隔热板封闭所述通道时，所述储热层与外界无热量交换，所述驱动件驱动所述导热板封闭所述通道时，所述储热层与外界有热量交换，以用于接收太阳光的热量。

一种实施方式中，所述驱动件包括推拉机构，在第一方向上，所述推拉机构、所述导热板和所述隔热板依次连接，所述推拉机构推动所述导热板和所述隔热板在所述第一方向上往复运动。

一种实施方式中，所述通道自所述储热层向外界沿第二方向延伸，所述驱动件设于所述隔热层，且所述第二方向与所述第一方向相交。

一种实施方式中，所述通道填充有导热件，所述导热件的导热系数大于所述隔热层的导热系数，所述导热件的一端与所述储热层连接，所述导热件相对的另一端与外界连通。

一种实施方式中，所述导热件包括填充部和延伸部，所述填充部填充所述通道而与所述储热层连接，所述延伸部与所述填充部连接，并突出于所述隔热层背向所述储热层的表面，所述延伸部覆盖至少部分所述隔热层的表面。

一种实施方式中，所述隔热层为月壤，所述储热层为月岩。

通过上述设置，隔热层降低储物舱的热量损失和储热层存储热量，使得储物舱内的温度较为恒定，同时，设置切换组件，储热层可吸收外界太阳光的热量或向外界释放热量，以调节储物舱内的温度，从而克服月球的极端环境，有利于人类进行深空探索。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的物资储存系统的结构示意图；

图2为图1的物资储存系统的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

随着科技的发展，人类改造地球的能力与破坏地球的能力同步增长。与以往不同，大规模杀伤性武器及大自然的报复极大地危害着人类的生存。此外，不断略过地球的小行星也对地球造成极大的威胁。

可以理解的是，未来只有在人类极少活动(往往是极端环境)的地区适合储存，此外，月球等外星球几乎没有人类活动过，也适合储存，但也处于极端环境。以月球为例，月球作为地球的唯一卫星，是人类进行深空探测的前哨，建设月球的物资储存系统是建立月球基地、将月球纳入人类活动范围的重要举措。然而由于月球表面微重力、近真空、极大温差(-183℃—127℃)及超低热导等极端环境，难以建设物资储存系统。

月壤由于其较低的导热系数，使得月表1米深度以下存在一个恒温层，月球恒温层随月球纬度变化在-20℃—180℃之间，所以满足多种物资的存储要求。物资储存系统所储存的物资可以为地球物种(基因)、冷冻的人体、粮食、重要信息备份等。根据上述物资的温度要求，可将物资储存系统设置在月球相应的纬度中，使得物资储存系统能够具有适合对应物资的储存温度。

基于对于恒温层的研究，本发明实施例提供了一种极端环境的物资储存系统，物资储存系统设于月球的恒温层处，恒温层的温度保持恒定，恒温层距离月表11的距离a不小于1米。该物资储存系统可以在月球建设，也可以在其他外星球建设，能够提供一个适宜人类活动的环境。特别是随着我国探月工程的实施，短期内可实现在月球的建设。火星的探测也有实质性进展，可以预见，不远的未来，也可以实现在火星的建设。

请参阅图1和图2，该物资储存系统包括隔热层10、储热层20、切换组件30和储物舱40，隔热层10外露以吸收太阳光，隔热层10覆盖储热层20和储物舱40，隔热层10的导热系数小于储热层20的导热系数，隔热层10开设有通道101，储热层20通过通道101与外界连通，以接收太阳光的热量，切换组件30设于通道101，并用于切换储热层20是否与外界进行热量交换，储物舱40设于恒温层100，储物舱40包括导热壳41和容纳空间401，导热壳41与储热层20连接，容纳空间401为由导热壳41围合形成的封闭空间，容纳空间401用于储存物资。

具体的，隔热层10可以为恒温层100的一部分。储热层20设置在隔热层10下。储热层20可以为恒温层100的部分，优选储热层20的厚度要小于恒温层100的厚度，即储热层20要被恒温层100完全覆盖；储热层20也可以深入其他地层中，一端被恒温层100覆盖，另一端不被恒温层100覆盖。导热壳41的材料可以为铜、钢、硅合金铝等材料，导热壳41可以为储热层20的一部分，即导热壳41与储热层20为同一材料。切换组件30与通道101的数目可以为多个，以提升热交换的效率。

通过上述设置，隔热层10降低储物舱40的热量损失和储热层20存储热量，使得储物舱40内的温度较为恒定，同时，设置切换组件30，储热层20可吸收外界太阳光的热量或向外界释放热量，以调节储物舱40内的温度，有利于物资储存系统克服月球极端环境的不利条件，有利于人类进行深空探索。

一种实施方式中，请参阅图1，隔热层10为月壤，储热层20为月岩。具体的，恒温层100可以包括月壤和月岩，导热系数较低的月壤构成隔热层10，隔热层10的月壤的厚度a至少为1米，隔热层10可以为恒温层100的一部分。储热层20设置在距离月壤的表面11至少一米深的恒温层100内，储热层20材料可以为位于月壤下天然的导热系数较高的月岩。导热壳41的材料可以为月球的风化层上的月尘或者是月岩等材料，导热壳41可以为储热层20的一部分，即导热壳41与储热层20均为月岩。通过上述设置，有利于物资储存系统更好地与外界进行热交换。

一种实施方式中，请参阅图1，容纳空间401设有储物架42，储物架42采用储热层20的材料制作形成，储物架42包括多个储存位置，根据物资的不同种类储存在储物架42的多个储存位置的不同位置。具体的，储物架42采用储热层20的材料制作形成，当储热层20采用的是导热系数较高的月岩，储物舱40内的部分热量可以被储物架42储存。储物架42可以为多个，排列成多行多列，以充分利用容纳空间401。储物架42可以设置多层，进一步充分利用容纳空间401。通过上述设置，有利于充分利用容纳空间401。

一种实施方式中，请参阅图1，储热层20与导热壳41的第一端411连接，导热壳41具有与第一端411相邻或相对的第二端412，第二端412设有进出门413，进出门413与外界连通，人通过进出门413进出容纳空间401。具体的，在第二端412处可以设置升降系统60，进出门413与升降系统60连接。通过设置进出门413，有利于向物资储存系统输入物资或者物资储存系统输入向外界输出物资。

一种实施方式中，请参阅图1，进出门413的数量为至少两个，人在进出容纳空间401时，至少两个进出门413中的至少一个进出门413处于关闭状态。具体的，两个进出门413所位于的平面不重合，两个进出门413具有间隔距离。当人从升降系统60进入容纳空间401时，先打开第一道进出门413，进入两道进出门413之间的间隔空间后，将第一道进出门413关闭，再打开连接容纳空间401的第二道进出门413，进入容纳空间401后，再将第二端进出门413关闭；当人从容纳空间401进入升降系统60时，先打开第二道进出门413，进入两道进出门413之间的间隔空间后，将第二道进出门413关闭，再打开第一道进出门413，进入升降系统60后，再将第一道进出门413关闭。人可在两道进出门413之间的间隔空间内穿脱防护服，在充满大气的储物舱40内不需要传防护服，在外界需要穿防护服。通过上述设置，人在进出容纳空间401时，至少有一道进出门413关闭，避免容纳空间401内的热量逃逸至外界。

一种实施方式中，请参阅图2，切换组件30包括驱动件31、隔热板32和导热板33，驱动件31与隔热板32及导热板33连接。驱动件31驱动隔热板32封闭通道101时，储热层20与外界无热量交换，驱动件31驱动导热板33封闭通道101时，储热层20与外界有热量交换，以用于接收太阳光的热量。具体的，隔热板32的材料可采用导热能力较弱的合金或是月壤，导热板33采用导热能力较强的合金、塑料或月岩。隔热板32的数量可以为多个，以提高隔开热量的效果。当物资储存系统建立在月球上时，隔热板32优选为月壤，月壤的导热系数较低，适宜隔绝热量。

可以理解的是，月昼时，月表温度较高，切换组件30通过导热板33封闭通道101，使得储热层20能够吸收太阳光的热量，使得储热层20的温度升高以储存热量；月昼初入月夜时，切换组件30切换为隔热板32封闭通道101，储热层20停止吸收热量，切换组件30与隔热层10将热量截留在储热层20内；进入月夜后，月表温度较低，储物仓40的温度会降低，需要释放热量对储物仓40升温，切换组件30通过隔热板32封闭通道101，使得储热层20不会向月表释放热量，而储热层20向储物仓40释放热量，使得储物舱40的温度保持在合适范围；月夜初入月昼时，储热层20的热量已释放，需重新对储热层20充能，切换组件30切换为导热板33封闭通道101，储热层20重新开始吸收太阳光的热量。

通过上述设置，切换组件30的结构简单，使得储物舱40能够保持适宜储存物资的温度。

一种实施方式中，请参阅图2，驱动件31包括推拉机构311，在第一方向91上，推拉机构311、导热板33和隔热板32依次连接，推拉机构311推动导热板33和隔热板32在第一方向91上往复运动。具体的，第一方向91上，推拉机构311、隔热板32和导热板33依次连接也可行。推拉机构311可采用液压、气压、机械或电磁等方式完成推拉的动作。通过上述设置，使得切换组件30的切换速度快，进一步提高切换组件30调节储物舱40的温度的准确性。

一种实施方式中，请参阅图1和图2，通道101自储热层20向外界沿第二方向92延伸，驱动件设于隔热层10，且第二方向92与第一方向91相交。具体的，第二方向92优选为重力方向，第二方向92垂直于隔热层10的表面11，太阳光能够直射通道101。第二方向92优选与第一方向91垂直。通过上述设置，有利于储热层20单位时间内吸收/发散更多的热量，提高储热层20的热交换效率。

一种实施方式中，请参阅图1和图2，通道101填充有导热件50，导热件150的导热系数大于隔热层10的导热系数，导热件50的一端与储热层20连接，导热件50相对的另一端与外界连通。具体的，导热件50的材料可采用铜、钢、硅合金铝、金刚石等导热性能较好的材料，导热件50也采用与储热层20相同的材料，保证导热件50的导热系数大于隔热层10的导热系数，使得储热层20能够通过导热件50与外界顺利地进行热交换。导热件50的材料优选为月岩，月岩具有导热系数较高，且能够在月球上就地取材等优点。

可以理解的是，位于切换组件30靠近隔热层10的表面11一侧的导热件50吸收太阳光中的热量，并将其储存起来，当储物舱40需要吸收热量时，能够较快地吸收导热件50中的热量，使得储物舱40较快地升温。位于切换组件30靠近储热层20的导热件50储存着部分储物舱40的热量，当储物舱40需要发散热量时，导热件50能够较快地将热量散发至隔热层10的表面11，使得储物舱40较快地降温。

通过设置导热件50对热量进行预处理，便于储热层20能够更快地吸收/散发外界热量，有利于提高储物舱40调节温度的效率。

一种实施方式中，请参阅图1和图2，导热件50包括填充部51和延伸部52，填充部51填充通道101而与储热层20连接，延伸部52与填充部51连接，并突出于隔热层10背向储热层20的表面11，延伸部52覆盖至少部分隔热层10的表面11。通过上述设置，延伸部52伸出隔热层10的表面11，增大了导热件50与太阳光的接触面积，进一步提高了热交换效率。

一种实施例中，请参阅图1，物资储存系统可建设在地球的月球模拟环境中，物资储存系统作为模拟实验系统，用于进行物资储存系统的测试，如测试储热层20以及隔热层10在月球不同纬度应用时的最佳厚度，有利于人类在月球上建设物资储存系统。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。