In Moon Camp Explorers each team’s mission is to 3D design a complete Moon Camp using Tinkercad. They also have to explain how they will use local resources, protect astronauts from the dangers of space and describe the living and working facilities in their Moon Camp.
Second Place – ESA Member states
Escola EB 2, 3 Professor Abel Salazar Guimarães-Braga, North Portugal 14 0 / 3 Portuguese
https://drive.google.com/file/d/1bm0wI5dT-txJqF5L14l4NvivKaGUrspb/view?usp=share_link
Translation:
The Professor Abel Salazar School Group, through its Science at School Project, hereby participates in the Moon Camp 2023 contest in the Explorers section. This participation reflects a work done by 6 young people from the 9th grade (ages 14 to 15 years) to create a lunar base for 4 astronauts, guided by 2 computer science teachers, a science teacher and the project mentor.
The students created a sustainable base that stores food for a long time through two processes: Freeze-drying/Cryo-dehydration and Heat-dehydration. This process will be optimized in lunar craters that have ice, for two reasons: cryo-dehydration needs very low temperatures (-50º celsius) and to obtain essential water to maintain the base.
We created a vehicle with water sensors and a giant auger to harvest the ice so that the base has the necessary water. Warehouses for storing food have a lifting system that places the containers in an underground gallery to avoid large temperature fluctuations.
We created hexagonal housing modules for the team of 4 astronauts that fit into each other, optimizing the space and inside a lunar cave to have greater protection from radiation and meteorites, powered by solar panels.
Original Text:
O Agrupamento de Escolas Professor Abel Salazar através do seu Projeto de Ciência na Escola, vem por estes meios participar no concurso Moon Camp 2023 na secção Explorers. Esta participação reflete um trabalho feito por 6 jovens do 9º ano (idades 14 a 15 anos) de criação de uma base lunar para 4 astronautas, orientado por 2 professores de informática, um professor de ciências e o mentor do projeto.
Os alunos criaram uma base sustentável que armazena alimentos por longa duração através de dois processos: Liofilização/Criodesidratação e Desidratação pelo calor. Este processo será otimizado em crateras lunares que tenham gelo, por duas razões: a criodesidratação necessita de temperaturas muito baixas (-50º celsius) e obter a água essencial para manter a base.
Criámos um veículo com sensores de água e com uma broca gigante para fazer o harvest do gelo para a base ter a necessária água. Os armazéns para armazenamento dos alimentos têm um sistema elevatório que coloca os contentores numa galeria subterrânea para evitar grandes amplitudes de temperaturas.
Criámos módulos hexagonais de habitação da equipa de 4 astronautas que se encaixam umas nas outras, otimizando o espaço e dentro de uma gruta lunar para ter maior proteção da radiação e meteoritos, alimentada por painéis solares.
Translation:
Our astronauts very much desire to explore the moon for the good of humanity, advancing scientific knowledge to promote a self-sustaining foundation that makes the most of the moon’s meager resources and educates humanity to treat our planet earth’s natural resources with greater respect for that the future of our planet and humanity is guaranteed. We are committed to taking advantage of renewable resources such as light and solar energy, to power our vehicles and housing modules, to take advantage of crater ice, to preserve food for a long time through freeze-drying and dehydration processes, and to promote the planting of plant species used in human food: potatoes, tomatoes, lettuce and cereals, by using the lunar soil and removing the oxygen molecule from the lunar regolith, which exists in large quantities on the moon. We propose a new form of public transport: moving walkways powered by solar energy.
Original Text:
Os nossos astronautas desejam muito explorar a lua para o bem da humanidade, elevando os conhecimentos científicos para se promover uma base autossustentável que aproveite ao máximo os parcos recursos da lua e eduque a humanidade a tratar com maior respeito os recursos naturais do nosso planeta terra para que o futuro do nosso planeta e da humanidade esteja garantido. Apostamos em aproveitar recursos renováveis como a luz e energia solar, para alimentar os nossos veículos e módulos de habitação, aproveitar o gelo das crateras, a preservação de alimentos por longa duração através de processos de Liofilização e desidratação e promover a plantação de espécies vegetais utlizadas na alimentação humana: batata, tomate, alface e cereais, através do aproveitamento do solo lunar e retirando a molécula de oxigénio do rególito lunar que existe em grandes quantidades na lua. Propomos uma nova forma de transporte público: os tapetes rolantes a energia solar.
Close to the lunar poles
Translation:
The ideal location would be at the south pole near the Shakleton crater, but not inside it because of the too negative temperatures. According to the magazine Geophysical Research Letters (2012) the American lunar probe Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) found large amounts of ice on the walls of the crater Shackleton, which is located near the lunar south pole, may contain 30% of its volume interior formed by ice. The Kaguya probe found 12 regional maps of the lunar south pole with craters that may have ice.
Original Text:
O local ideal seria no polo sul perto da cratera Shakleton, mas não dentro desta pelas temperaturas demasiado negativas. De acordo com a revista na revista Geophysical Research Letters (2012) a sonda lunar americana Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) encontrou grandes quantidades de gelo nas paredes da cratera Shackleton, que está localizada perto do polo sul lunar, pode conter 30 % de seu volume interno formado por gelo. A sonda Kaguya encontrou 12 mapas regionais do polo sul lunar com crateras que podem ter gelo.
Translation:
The lunar base will have the following components:
• Hexagonal Modules as cabins for astronauts made of carbon fiber or Materials such as PEEK and polyamide that are resistant against gamma radiation and solar x-rays. These can be coupled, easy to transport because they are light and capable of creating the facilities that astronauts need to live on base;
• Containers to dehydrate food using the Lyophilization process This process will be applied in an ice crater and taking advantage of the moon’s vacuum;
• Containers to dehydrate food by heat process, in places exposed to sunlight;
• Unmanned robotic electric vehicle with drills to drill through lunar ice. This vehicle has the particularity of having a quadruped locomotion system (with 4 legs) and a system to move on rails to transport loads quickly;
• Lunar Telescope being placed in a shadowed crater;
• System of electric conveyor belts for moving astronauts around the different base modules;
• Anti-meteorite missile system for base protection
• Agricultural dome for planting vegetables and tubers for food;
• Lunar probe launch pads;
• Solar panels for base energy production
• Lunar regolith oxygen molecule extraction system
It will take several missions over the years to assemble this lunar base with the prefabricated materials on earth until the base is self-sustaining.
Original Text:
A base lunar terá os seguintes componentes:
• Módulos Hexagonais como habitáculos para os astronautas constituídos por fibra de carbono ou Materiais como PEEK e poliamida que são resistentes contra radiação gama e raio-x solares. Estes podem ser acoplados, fáceis de transportar por serem leves e capazes de criar as instalações que os astronautas necessitam para viver na base;
• Contentores para desidratar alimentos pelo processo de Liofilização Este processo será aplicado numa cratera com gelo e aproveitando o vácuo da lua;
• Contentores para desidratar alimentos pelo processo de calor, em locais expostos à luz solar;
• Veículo elétrico robotizado, não tripulado, com brocas para perfurar o gelo lunar. Este veículo tem a particularidade de ter um sistema de locomoção quadrúpede (com 4 pernas) e sistema para se deslocar em carris para transportar cargas de forma rápida;
• Telescópio Lunar a ser colocado numa cratera com sombra;
• Sistema de tapetes rolantes elétricos de deslocação dos astronautas nos diferentes módulos da base;
• Sistema de misseis anti-meteorito para proteção da base
• Redoma agrícola para plantação de vegetais e tubérculos para alimentação;
• Plataformas de lançamento da sonda lunar;
• Painéis solares para produção da energia da base
• Sistema de extração da molécula de oxigénio do rególito lunar
Serão necessárias várias missões ao longo dos anos para se montar esta base lunar com os materiais préfabricados na terra até a base ser autosustentável.
Translation:
The hexagonal modules that serve as the astronauts’ installations are made with several protective layers against solar radiation, consisting of carbon fiber or materials such as PEEK and polyamide that are resistant against gamma radiation and solar x-rays. The glazing is double and resistant to high or very cold temperatures. It has a heating and temperature regulation system with a heat system using electricity from solar panels. The modules are hermetically sealed, keeping the temperature at 20º celsius. In relation to the vacuum of space, the moon has a low gravity in relation to the earth, the modules have their furniture screwed and cushioned against unwanted impacts, the bathrooms have a suction system for debris. Finally, the lunar base has a missile system to protect against meteorites, to eliminate them or change their trajectory.
Original Text:
Os modulos hexagonais que servem como instalações dos astronautas são feitos com várias camadas protetoras contra a radiação solar, constituídos por fibra de carbono ou Materiais como PEEK e poliamida que são resistentes contra radiação gama e raio-x solares. Os vidros são duplos e resistentes a temperaturas elevadas ou muito frias. Tem um sistema de aquecimento e de regulação da temperatura com sistema de calor a energia elétrica dos painéis solares. Os módulos são hermeticamente fechados, mantendo a temperatura a 20º celsius. Em relação ao vácuo do espaço a lua tem uma baixa gravidade em relação à terra, os módulos tem a sua mobília aparafusada e almofadada contra impactos indesejados, as casas de banho têm sistema de sução dos detritos. Por último, a base lunar tem um sistema de misseis para proteção contra meteoritos, para os eliminar ou mudar a sua trajetória.
Translation:
The base will collect and extract ice as it is close to an icy crater at the south pole, it has vehicles prepared with sensors and drills for ice collection. These modules recycle most of the water they use – around 75%. Food will be preserved through dehydration processes and this water will be recycled. Freeze-drying is a process of water sublimation of a given product, that is, it causes the frozen water to go straight from the solid state to the gaseous state, without passing through the liquid. We created a dome for planting vegetable species used in human consumption: potatoes, tomatoes, lettuce and cereals, taking advantage of the lunar soil, as proven by successful experiments.
The water recovery system recycles urine and breath water. This water is filtered and clean and can be reused. Oxygen is obtained from the regolith and lunar ice through advanced hydrolysis systems and the process called FFC Cambridge, the technique involves “roasting” the regolith in a closed container with hydrogen gas. When heated, the oxygen in ilmenite reacts with hydrogen, forming water vapour, which splits into oxygen and hydrogen.
Original text:
A base fará recolha e extração de gelo por ficar perto de uma cratera gelada no polo sul, tem veículos preparados com sensores e brocas para recolha do gelo. Estes módulos reciclam a maior parte da água que usam – cerca de 75%. Os alimentos serão preservados através de processos de desidratação e essa água será reciclada. A liofilização é um processo de sublimação da água de um determinado produto, ou seja, que faz com que a água congelada vá direto do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo líquido. Criamos uma redoma para plantação de espécies vegetais utilizadas na alimentação humana: batata, tomate, alface e cereais aproveitando o solo lunar como provam experiencias feitas com sucesso.
O sistema de recuperação de água recicla a água da urina e da respiração. Esta água é filtrada e limpa podendo ser utilizada novamente. O oxigénio é obtido pelo rególito e gelo lunar através de sistemas avançados de hidrólise e pelo processo chamado FFC Cambridge, a técnica envolve “assar” o rególito em um recipiente fechado com gás de hidrogênio. Quando aquece o oxigênio da ilmenita reage com o hidrogênio, formando o vapor de água, o qual se divide em oxigênio e hidrogênio.
Translation:
The training involves doing physical exercises in a gym to prevent the astronauts from being physically fit and to prevent muscle loss and bone density in a microgravity environment, involving simulation inside a swimming pool. Astronauts need training in knowledge about planting agricultural products, training robotic rovers to extract ice from craters, training in freezing environments and how to extract ice, training in rescue and relief in uneven places such as craters, training in social communication skills in high stress environments, how to react in emergencies and define strict action protocols for predictable and unpredictable situations. Training involves moving around and doing missions in low-light environments simulating lunar craters. They must also be trained in electronics and mechanics to the point where they can repair faulty systems (solar panels, rovers, electrical and electronic systems. They must be trained in medicine to be able to administer medication and give first aid in the event of an accident. The training involves being educated to obey superior orders and respect the defined rules.In terms of food, you have to be trained to have a diet similar to the one you will have on the moon.
Original Text:
O treino envolve fazer exercícios físicos em ginásio para prevenir manter a forma física dos astronautas e prevenir a perda muscular e densidade óssea num ambiente de micro gravidade, envolvendo simulação dentro de piscina. Os astronautas precisam de treinar os conhecimentos sobre plantação de produtos agrícolas, treino dos rovers robóticos para extração de gelo das crateras, treino em ambientes gélidos e como extrair gelo, treino em resgate e socorro em locais desnivelados como crateras, treinar competências sociais de comunicação em ambientes de stress elevado, como reagir em casos de emergência e definir protocolos rígidos de atuação para situações previsíveis e imprevisíveis. O treino envolve movimentar-se e fazerem missões em ambientes com pouca luz simulando as crateras lunares. Têm, também de ser treinados em eletrónica e mecânica ao ponto poderem fazer reparações nos sistemas avariados (paineis solares, rovers, sistemas eletricos e eletrónicos. Têm de ser treinados em medicina para poderem ministrar medicação e dar os primeiros socorros em caso de acidente. O treino envolve ser educado a obedecer a ordens superiores e respeitar as regras definidas. Em termos de alimentação tem de ser treinados a ter uma dieta igual à que irão ter na lua.
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