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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: Cebulião

Liceum Ogólnokształcące COGITO  Zgorzelec    Polónia 14 ou mais novo, 16, 18

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

A nossa base fica no fundo da Cratera de Shackleton, perto do pólo sul da lua. Consistirá numa cúpula insuflável em forma de bola feita de Kevlar 29, metade da qual será enterrada na superfície lunar e a outra metade coberta de rególito. A parte seguinte será um arco feito de tijolos lunares, que actuará como uma garagem e um espaço fora da base e ao mesmo tempo protegido da radiação. O objectivo da nossa base é estudar a lua para uma melhor compreensão do mundo à nossa volta, verificar os efeitos da permanência humana a longo prazo no espaço e estudar a possibilidade de extrair He-3 do rególito lunar. A base é suposta ser tão leve quanto possível, portanto as cúpulas (esferas) serão insufladas, e a garagem planeada será feita apenas de materiais da lua. A base será o lar de 4 astronautas e será constituída por cinco andares. Cada andar terá uma função diferente. O interior da base será estilizado de tal forma que os astronautas terão o maior conforto psicológico possível e ao mesmo tempo a menor massa possível enviada da Terra, por exemplo, plástico estilizado sobre madeira. No futuro, a base deverá ser auto-suficiente, para que isso seja possível, a base pode ser facilmente expandida (utilizando rovers que já estão na superfície da lua) com segmentos com mais hidroponia.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

Planeamos construir uma base no pólo sul da lua na cratera de impacto de Shackelton. Uma vez que a órbita da Lua está inclinada apenas 5 graus da eclíptica, o interior desta cratera está na escuridão eterna, graças à qual os astronautas serão protegidos pela sombra das crateras da radiação cósmica e das mudanças radicais de temperatura. Além disso, é possível encontrar água sob a forma de gelo na cratera sombreada. O grande espaço plano no interior da cratera é muito útil para locais de aterragem, estradas futuras e expansão da base. Os picos ao longo da borda da cratera são quase continuamente iluminados pela luz solar, gastando cerca de 80-90% de cada órbita lunar exposta ao sol, pelo que somos capazes de criar uma exploração solar para fornecer continuamente electricidade à base.

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

Na primeira fase, dois tipos de rovers serão trazidos à superfície da lua. Um para desenterrar a superfície e outro para nivelar / imprimir com regolito. As escavadoras tratarão de escavar um fosso para a base insuflável ou ajustar uma das crateras mais pequenas para caber sob as estruturas da esfera. Ao mesmo tempo, será iniciada a construção do arco (garagem). O arco será construído com tijolos de regolito lunar queimados em impressoras solares especiais. Estes tijolos serão colocados na superfície insuflável de forma a formar um arco de apoio (agindo como aquedutos romanos). Quando todos os tijolos forem colocados, a superfície insuflável será removida, o que nos dará um grande espaço sob o arco, que podemos utilizar livremente. O terreno sob o arco será também abaixado para aumentar o espaço disponível para nós. A própria base será feita de Kevlar 29 e colocada num semicírculo escavado, e depois insuflada para preencher todo o espaço do poço. A esfera será colocada de tal forma que, ao sair da base (parte residencial), entrará imediatamente no arco. A fase seguinte da construção envolve enterrar a base e o arco com uma camada de rególito para proteger contra as radiações. Serão enterrados com um rover com uma impressora, colocando lentamente a estrutura de protecção camada por camada. As impressoras em movimento serão ajudadas pelas escavadoras de escavação previamente necessárias.

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

A maior ameaça na superfície lunar é a radiação cósmica e os micrometeoritos. A primeira característica de segurança é a localização da própria base, que será numa cratera profunda. A fase seguinte de protecção é uma espessa camada de rególito na área de habitação e na garagem. A base é concebida com menos hipóteses de exposição dos astronautas à radiação, de modo a que, quando saem da área de habitação, fiquem imediatamente protegidos pelo grande telhado da garagem. Uma garagem é um local onde os nossos astronautas poderão executar trabalhos que requerem muito espaço ou que devem ser executados fora da base, por exemplo, manutenção de rovers, desempacotamento de provisões da Terra. Em caso de emergência, os nossos astronautas descerão ao nível mais baixo da base, onde estão mais bem protegidos da radiação. As erupções solares devem ser monitorizadas para máxima segurança dos astronautas.

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

Dentro da cratera de Shackleton a tripulação poderá encontrar água sob a forma de gelo. Para obter água potável, o gelo deve ser derretido. A água deve ser preparada numa fábrica de processamento de água, porque a água pode ser poluída. Às outras tarefas das instalações de processamento de água pertence a monitorização da água e o fornecimento da quantidade estimada de fornecimento de água. Ajudará na gestão dos abastecimentos de base. A água será reciclada da urina e da atmosfera de base, graças a que o ciclo da água será fechado e quase toda a água será novamente utilizada.

No início do estabelecimento da base, os alimentos serão fornecidos por serviços a partir do solo. Embora ao longo do tempo, a quantidade de alimentos produzidos na base deverá ser aumentada, a fim de se alcançar a auto-suficiência. A fonte alimentar é a hidroponia no convés da base. A vantagem desta solução é a grande variedade de plantas disponíveis. Podem ser seleccionadas especificamente para as dietas específicas dos astronautas para lhes proporcionar o valor nutricional de que necessitam. A base será também equipada com explorações de insectos onde os insectos serão mantidos para diversificar a dieta da tripulação e acrescentar uma fonte de proteínas fácil de manter. A composição da dieta será consultada com dietistas na Terra para ajustar a dieta às necessidades da tripulação. Isto irá manter os astronautas saudáveis.

A electricidade será obtida principalmente a partir de painéis solares. Os painéis serão colocados no topo da cratera, onde são quase sempre iluminados (porque a cratera está no pólo sul) e ligados à base por um cabo que será coberto com uma camada de rególito ao longo de todo o seu comprimento por rovers (para proteger contra micrometeoróides) . Dispositivos como os rovers serão alimentados por geradores termoeléctricos radioisótopos (principalmente rovers que foram colocados antes da construção da exploração solar). Numa noite lunar, obteremos energia a partir de baterias; hidrogénio acumulado pelo veículo mineiro e hidrogénio que será produzido por electrólise da água quando tivermos demasiada energia (por exemplo, a partir de painéis solares durante o dia).

O ar é uma parte essencial do LSS (Life Support System). O ar consiste principalmente de oxigénio e azoto, devendo a sua proporção ser tão semelhante quanto possível à atmosfera terrestre. Para manter proporções de mistura de ar, a base será equipada com sensores para medir e corrigir a composição da atmosfera de base. Inicialmente o ar será transportado a partir da terra. Nas etapas seguintes, a base produzirá ar a partir da electrólise da água. O Sistema de Suporte de Vida não só fornecerá oxigénio e removerá dióxido de carbono da atmosfera da base, mas também evitará a acumulação de gases tais como amoníaco e acetona que os humanos emitem em pequenas quantidades.

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

O objectivo da nossa base é estudar a lua para verificar os efeitos da permanência humana a longo prazo no espaço e estudar a possibilidade de extrair o raro isótopo de hélio (He-3) da superfície. O hélio-3 é um combustível potencial do futuro que pode ser utilizado em reactores de fusão avançados para gerar electricidade na Terra. Vamos colher este isótopo com um veículo de mineração lunar. O veículo extrai e processa o regolito lunar, movendo-se lentamente ao longo do solo lunar ao longo de um caminho designado. Um veículo de mineração pode ganhar aproximadamente 66 kg de He-3 num ano. Funciona apenas em dias lunares, porque necessita de muita energia que a nossa base recebe do sol. O veículo obtém muitos compostos químicos do rególito, incluindo H2O (para uso directo na base) e H2 (como armazém de energia numa noite de luar).

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

O dia do astronauta começa com a casa de banho matinal. Durante este tempo, ele pode utilizar as ricas instalações sanitárias da nossa base. Assim, ele poderá começar a trabalhar limpo e refrescado. As suas tarefas diárias incluem inspeccionar a base para detectar quaisquer defeitos, por exemplo fugas, depois disso poderá iniciar o seu trabalho na pesquisa científica que lhe foi atribuída nessa altura. As suas próximas tarefas serão completar a documentação técnica e científica em falta, o que permitirá o funcionamento eficiente da base e facilitará reparações e melhoramentos futuros. As tarefas da tripulação incluirão também o cuidado dos alimentos cultivados na base. Cuidar do estado das plantas, plantando-as e preparando-as para o consumo. Por outro lado, nas explorações de insectos, a solução nutritiva deve ser reabastecida, o que permitirá que a dieta dos astronautas seja devidamente equilibrada e que a tripulação possa receber alimentos frescos. Durante os intervalos, o cosmonauta poderá descansar num espaço especialmente preparado na base. Também poderá comer e utilizar o ginásio no piso superior da base. Isto permitir-lhe-á manter a forma e condição adequadas nas condições de gravidade reduzida. Durante a estadia, será também obrigatório monitorizar o estado de saúde a fim de contrariar quaisquer efeitos indesejáveis de estar fora do solo. O horário da tripulação será irregular, porque as tarefas para a tripulação não serão semelhantes de dia para dia. A tripulação realizará experiências científicas em muitos campos, incluindo a estrutura geológica da lua, o impacto da baixa gravidade, a possibilidade de extrair He-3 da superfície, o estudo do vento solar, etc. Uma impressora 3D estará também disponível para os colonos. Isto permitir-lhe-á imprimir as ferramentas e artigos de que necessita em tempo real. Para o funcionamento, muito importantes serão as passerelles espaciais da tripulação. Isso ajudará a manter a base e as infra-estruturas fora da base, tais como tanques, robots de mineração e painéis fotovoltaicos. A maior parte dos trabalhos da tripulação terá lugar debaixo do telhado para os proteger da radiação. Para os primeiros astronautas, a principal tarefa é assentar, verificar a tecnologia e conduzir a investigação. A investigação sobre He-3 pode encorajar os investidores, graças à qual as próximas missões apenas irão expandir a nossa povoação para fazer da lua o nosso novo lar.



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