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Moon Camp Pioneers Galeria 2020-2021

No Moon Camp Pioneers a missão de cada equipa é conceber em 3D um Campo Lunar completo usando a Fusão 360. Têm também de explicar como irão utilizar os recursos locais, proteger os astronautas do perigo do espaço e descrever as instalações de vida e de trabalho.

Equipa: Lado escuro do queijo

UTC Portsmouth  Portsmouth    Reino Unido 16

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

A nossa missão na base Lunar será dividida em 4 fases iniciais:

Na Etapa 0, uma pequena equipa seria enviada para montar uma impressora automática Laser Sintering 3D antes de regressar a casa, para produzir os tijolos necessários à construção da base e, numa missão separada, montar o pequeno reactor nuclear com alguns especialistas

A fase 1 incluirá 2 foguetes, 1 enviando recursos de construção (estruturas, tendas e câmaras de ar) e o outro trazendo a tripulação inicial - utilizando as estruturas facilmente construíveis e tijolos impressos (produzidos continuamente entre as missões) podem construir as 3 cúpulas centrais iniciais. 

A fase 2 incluirá mais materiais de construção para produzir 3 cúpulas exteriores maiores para expandir a base, também recursos para sustentar a tripulação e para a investigação - mais pessoas virão no 3º e último foguete da fase 2 para completar a tripulação completa. 

Na Fase 3, será enviada uma equipa de socorro para substituir a tripulação inicial que subiu na Fase 1, bem como qualquer equipamento ou material solicitado pela tripulação - esta carga útil funcionará como resposta a quaisquer problemas ou necessidades apenas identificáveis pela tripulação para assegurar que quaisquer problemas imprevistos tenham um lugar no plano a ser resolvido. 

Todas as cargas úteis serão entregues por foguetes Arian 5 uma vez que têm uma capacidade ideal e a funcionalidade de cargas úteis duplas quando o equipamento está a ser enviado juntamente com os tripulantes.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

A nossa base lunar ficará situada perto de Stöfler, que é uma cratera nas terras altas do Sul. O lado sul tem luz solar durante a maior parte do dia, o que nos fornece energia através dos painéis solares, bem como luz para realizar tarefas ao longo do dia. Devido às crateras em escuridão constante, há acesso ao gelo lunar, que é um recurso importante, especialmente nas fases posteriores da operação das bases (para fazer combustível para foguetes). Como o objectivo final da nossa base é tornar-se uma base de lançamento de foguetões), estar no lado sul permite que os foguetões realizem uma manobra de fisga à volta da terra à medida que partem para a sua viagem para o sistema solar. Isto dará à embarcação um grande impulso na velocidade sem utilizar muito combustível, tornando os lançamentos ainda mais eficientes.

Como planeia construir o seu Acampamento Lunar? Descreva as técnicas e materiais que utilizaria.

O nosso Moon Camp será modular para que novas estruturas possam ser facilmente acrescentadas à medida que a base se expande. Cada estrutura feita de 3 camadas (vista no nosso modelo com a análise da secção) e câmaras de ar para saídas e entradas. A camada interior será de poliéster revestida a PVC (inspirada nas tendas de alpinismo e estufas herméticas) uma vez que pode ser facilmente presa à camada 2 e é completamente hermética - pelo que pode ser pressurizada e tornar-se um espaço vivo para a tripulação. A 2ª camada será uma estrutura metálica de triângulos fazendo uma cúpula, uma vez que os arcos têm a forma mais forte e os triângulos são robustos e fáceis de construir. A armação de metal pode ser construída à mão a partir de postes de alumínio de 50mm de diâmetro pelos tripulantes em fatos espaciais. A 3ª e última camada será uma cúpula de pedra de tijolos produzidos com solo lunar, que serão fáceis de montar com formas entrelaçadas e se apoiarão fora da estrutura metálica - serão feitos por robôs automáticos de impressão SLS Regolith programados para os produzir enquanto deixados na lua após a Fase 0, para que os tijolos estejam prontos para a Fase 1. Após as 4 fases iniciais, haverá 6 cúpulas com 6m de diâmetro e 3 com 12m de diâmetro. Os 6 pequenos serão para: Uma cozinha, controlo de energia e oxigénio, salas de estar, ginásio, centro de comunicações e baía médica. As 3 maiores serão cada uma dividida ao meio pelo polímero (tão hermético), sendo metade de cada uma para algas e hidropónicos e as outras 3 metades para uma oficina, laboratório e área de armazenamento.

O ambiente na Lua é muito perigoso para os astronautas. Explique como o seu Campo Lunar irá protegê-los.

A prioridade número 1 relativamente ao desenho da base da lua é a segurança da tripulação. As estruturas da base são feitas de cúpulas que são naturalmente as mais fortes para garantir a longevidade, bem como para proteger os tripulantes de quaisquer duches de asteróides ou detritos espaciais. O material interior da tenda é um poliéster forte e revestido para garantir a ausência de rasgões ou fugas. Os níveis de radiação da superfície da lua são cerca de 200 vezes superiores aos da Terra devido à sua falta de atmosfera que bloqueia o CMBR - é por isso que o pedreiro exterior da cúpula é tão espesso como é (500mm), uma vez que absorverá a maior parte da radiação e será parado pela tenda (que será reflectora). Finalmente é a ausência absoluta de falhas de ponto único - todas as cúpulas têm múltiplas vias de acesso, energia solar com apoio nuclear, Sistema de Geração de Oxigénio e Algas - nenhuma falha por si só poderia quebrar o sistema.

Explique como é que o seu Campo Lunar irá fornecer aos astronautas:
Água
Alimentação
Electricidade
Ar

A maior parte da água virá do sistema de recuperação de água (WRS), que recolhe a água ambiente (condensação e humidade) bem como a urina. A água é também criada num sistema Sabatier; combinando o hidrogénio produzido pelo OGS (ver 2.4 D) com dióxido de carbono para produzir água (calor e metano). Esta água pode agora ser utilizada para qualquer número de utilizações. O calor pode ser utilizado para aquecer a base e o metano armazenado para ser utilizado como combustível. A outra água para os tanques de algas, um fornecimento de água fresca para misturar no sistema e mais tarde utilizada na produção de hidrogénio e oxigénio para combustível para foguetes; virá dos depósitos de gelo na lua.

Durante as fases iniciais da missão, os astronautas viverão das rações enviadas com eles da Terra. Estes fornecimentos serão reabastecidos com os outros desembarques necessários para a missão. Na primeira fase, uma das três 'Agro domes' será criada na Lua. Estas baías hidropónicas domésticas (entre outras coisas), nas quais os alimentos necessários para alimentar a base lunar podem ser cultivados. As fases seguintes trarão as infra-estruturas necessárias para as outras duas baías. No entanto, um fornecimento regular de rações da Terra será ainda trazido para actuar tanto como uma fonte de segurança como para complementar os minerais e o sal do astronauta. A hidropónica permite aos astronautas e às equipas de terra controlarem quase inteiramente o crescimento das culturas, calendarizando as colheitas e fornecendo nutrientes para um crescimento frutífero. As culturas cultivadas serão geneticamente modificadas para crescerem de forma maior e mais rápida do que as culturas naturais; maximizando a produção alimentar.

A maioria das operações espaciais são alimentadas por painéis solares, são excelentes. São também mais eficazes no espaço do que na Terra, uma vez que não há atmosfera para reduzir a intensidade da luz. Uma vez concluída a nossa base lunar, serão utilizados três conjuntos de painéis solares ao lado de um pequeno reactor nuclear, um reactor de neutrões rápidos (FNR), utilizando um refrigerante Na-K-C. Como funciona de forma fiável (no espaço) eliminando o risco de SCRAM (ou derretimento). Proporciona outra camada de protecção à perda de energia em caso de falha, no topo das três matrizes de painéis solares separadas. Para além de fornecer a procura de energia de base. Será instalado numa cratera próxima que funcionará simultaneamente como um escudo num acidente, mas também manterá o reactor na sombra, ajudando ao arrefecimento. Quando o reactor FNR precisar de ser substituído, as tecnologias emergentes, como um reactor-híbrido nuclear, têm potencial para ser ainda mais eficazes.

A maior parte do ar é reciclado, utilizando um sistema de geração de Oxigénio (OGS). Este sistema utiliza a electrólise para dividir a água em oxigénio e hidrogénio. O hidrogénio produzido é utilizado no WRS (ver 2.4 A). Este é o sistema utilizado no ISS e tem sido utilizado em submarinos há mais de 50 anos. O que significa que foi testado, testado e todas as suas principais falhas que só aparecem na prática foram eliminadas a ferro. Os sistemas nunca podem ser perfeitos e é provável que haja perdas de ar, o ISS lida com estas através de entregas de oxigénio a partir da terra. No entanto, vamos reabastecer o oxigénio com tanques de algas na base. Ambos os sistemas funcionarão em conjunto para fornecer um fornecimento de ar respirável suficiente para a tripulação. Se houver uma brecha na base, as áreas com fugas podem ser isoladas, uma vez que todas as portas são herméticas.

Explique qual seria o principal objectivo do seu Campo Lunar (por exemplo: fins comerciais, científicos e/ou turísticos).

O objectivo da nossa missão é estabelecer uma base auto-sustentável na lua como pré-requisito para uma Estação de Abastecimento de Viagens Espaciais. No futuro, o nosso objectivo será chegar cada vez mais longe na nossa galáxia para investigar, explorar e possivelmente habitar novos corpos celestiais no universo. Durante as viagens espaciais (por exemplo, lançamentos lunares e mars), a maioria do combustível é utilizado para escapar à atmosfera da Terra e isso reduz grandemente o alcance da nave espacial. A nossa base será utilizada para parar e reabastecer depois de escapar da Terra antes de ser lançada de novo e de viajar para onde quer que a nave vá. É por isso que o nosso desenho de base é altamente modular para que possa ser expandido para um porto maior com instalações de reabastecimento após a missão inicial de 4 Etapas.

Descreva um dia na Lua para a sua tripulação de astronauta do Campo Lunar.

O nosso objectivo é que um dia na lua para a nossa tripulação reflicta de perto um dia de trabalho na Terra, a fim de ajudar a tripulação a adaptar-se mais fácil e rapidamente ao novo ambiente, bem como reduzir a sensação de anormalidade das suas vidas terrestres. Os dias começarão com exercício no ginásio - que conterá uma passadeira com um arnês de bungee para simular uma gravidade mais forte - seguido de pequeno-almoço, a fim de dar energia às pessoas para o dia seguinte, para que a tripulação se reunisse para um briefing matinal do comandante, bem como quaisquer avisos da tripulação ou do controlo da missão. A seguir, cada membro da tripulação teria uma tarefa matinal ou tarefas que dependeriam dos seus papéis individuais. Na 1ª fase da missão haverá 4 tripulantes: Um comandante também especializado em botânica, um médico e 2 engenheiros - trabalhos de exemplo poderiam ser a criação de novas estruturas para as fases seguintes, a manutenção da base ou equipamento ou o controlo de hidroponia (em fases posteriores). Na fase 2 a tripulação será preenchida acrescentando outro botânico (mais especializado) (uma vez que o papel de liderança dos comandantes é a sua principal prioridade) um cientista de investigação e outro engenheiro como construtor e manutenção do equipamento é tão essencial para a missão. Após as tarefas da manhã, será um período de almoço e algum tempo livre, dependendo de quantos / como são urgentes os trabalhos durante esse dia em particular. Depois virão as tarefas da tarde que (tal como de manhã) dependerão dos papéis individuais dos membros da tripulação. As tarefas de investigação seriam importantes, uma vez que a nossa base terá de realizar testes extensivos para cumprir o seu objectivo como pré-requisito para uma paragem da nave espacial, mas também grupos em todo o mundo interessados na investigação lunar, tais como universidades, poderiam apresentar pedidos de testes e amostras semelhantes à forma como o ISS apoia a investigação global, bem como fornecer uma fonte secundária de financiamento para o projecto da base lunar. Pretendemos que o dia se mantenha consistente, no entanto, somos inflexíveis em que as decisões de programação devem ser tomadas caso a caso, uma vez que responder a desenvolvimentos novos e imprevistos é tão essencial para prosperar fora do planeta que as pausas e outras faixas horárias podem ser sacrificadas e reembolsadas numa data posterior, se necessário. Após as tarefas do dia estarem concluídas, os membros da tripulação terão um jantar e tempo livre para relaxar e se divertirem antes de dormir.



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