# task4（童年给我的这个网站里的）
任务四需要分析殖民地建设对环境的影响并探寻降低影响的途径。对此本文首先对环境影响进行量化，由传统火箭的燃料燃烧方程
$$
CH_{4}+2O_{2}\longrightarrow CO_{2}+2H_{2}o
$$
可知产生的废气为二氧化碳和水蒸气。因此本文对于环境污染量化为二氧化参排放量和水蒸气排放量。并且通过燃烧方程得到每千克燃料的排放量如下表
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/be/be123f9ad39a2ce420417ce371849459.png)
依据上述数据本文对于问题一中的三种情形下的不同方案给出排放结果图如下
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/55/55880d8a798f2fb66ba8b09b9ef4e48e.png)
可以发现火箭对于环境的影响远远大于电梯，这为我们后续的方案调整提供思路。
## 三维帕累托前沿思想下的方案调整
任务一中的方案选择基于时间与成本两方面，对于任务四，本文新增环境方面的影响，具体环境函数为
$$
EP=Emission_{CO_{2}}+Emission_{H_{2}O}
$$
得到帕累托前沿解图表如下 
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/28/28984c0725735e990bdff5f05f6a07d8.png)
可以发现其存在明显的膝部区域，同样依据依据膝点求解方法，本文得到膝点为139年（可以分析一下为什么 和问题一一样，我认为原因是火箭在环境影响、成本、时间效率上都劣于电梯 ，这导致二维帕累托前沿与三维帕累托前沿的膝部区域高度重叠，因此会产生膝点不变的现象，对此我们可以对模型参数进行调整，火箭每次装载货物为150吨——看下面一个括号）（我有一个中肯建议，把火箭的运输能力直接变成150每一次发射，这样子火箭在这个运输能力上比电梯优秀，那么依照童年的思路，就是这个帕累托前沿的膝点就会改变（和任务一不一样至少），就是让这个火箭一次可以带更多货物上去。也算是方案调整了。就是我感觉这样比较合理 ，要不师姐你和童年说一下，这是我想到和题目说的调整模型契合的一个方向点）（就是因为我们算出来和前面这个139年的一样，所以我们为了更好降低环境影响，使得火箭最大化利用它的装在能力，为什么可以呢，因为火箭装载多了，意味着相同货物下火箭发射次数减少，排放就少了。）（还有一个思路就是多少的环境污染我们可以接受，可以设定一个阈值，然后在这个阈值下去选择时间和成本总体考虑最优的方案，也可以是方案调整的一个方向）
## 可再生能源下的使用 
在最大化利用火箭运载能力的基础上，本文考虑使用可再生能源以降低月球殖民地建设对于地球环境的污染并得到如下图表：
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/62/62bde6f8973c42deebd62c27fd14bb2c.png)
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/08/08c3356e04023fcf3c12fc5de6747f41.png)
可以看到采用可再生能源可以进一步降低对环境的污染，相对减排率达到14.6%。





# task4（童年说让我自己写一个思路，我也不懂他啥意思，然后下面这个是我的想法——建议直接忽略，因为我写到一般发现确实写不下去，这个没用我觉得）
任务四需要分析殖民地建设对环境的影响并探寻降低影响的途径。对此本文首先对环境影响进行量化，分为气体排放、土地占用、噪音污染、电磁辐射污染。
1.气体排放
对于气体排放，本文的量化指标为废气排放量
由传统火箭的燃料燃烧方程
$$
CH_{4}+2O_{2}\longrightarrow CO_{2}+2H_{2}O
$$
可知产生的废气为二氧化碳和水蒸气。因此本文对于环境污染量化为二氧化参排放量和水蒸气排放量。并且通过燃烧方程得到每千克燃料的排放量如下表
![](https://oss-liuchengtu.hudunsoft.com/userimg/be/be123f9ad39a2ce420417ce371849459.png)
那么废气排放量最终量化的函数为
$$
V_{p}=V_{CO_{2}}+V_{H_{2}O}
$$
2.土地占用
本文认为环境的影响包括土地的使用，因此本文将土地占用作为影响环境的指标，量化为土地占用面积$S$
3.噪音污染
对于火箭而言，发射时的巨大噪音会对周围产生污染，本文将噪音污染量化为噪音影响面积
$$
S_{n}=\pi \cdot[10^{\frac{200-L_{limit}-11}{20}}]^{2}
$$
其中$L_{limit}$为噪音阈值，本文取65db，200为火箭通常的声功率（基于猎鹰九号的数据）
4.电磁辐射污染
对于太空电梯而言，其需要大量电能实现货物运输，因此需要高压电提供能量，必然会产生电磁辐射污染，本文将其量化为污染面积，