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Moon Camp Pioneers Galeria 2021-2022

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.

Team: Conatur Lunar

Escola de Gramática Oldham Hulme  Oldham    Reino Unido 17, 16   4 / 2   Segundo lugar - Estados membros da ESA


Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

Em missão Conatur Lunar, a nossa base Sanctuário pretende ser uma instalação de investigação inovadora, procurando descobrir e compreender melhor a história geológica da superfície lunar. 

  • A fase primária será centrada na auto-suficiência: com ênfase na construção e na recolha dos recursos necessários.
  • Em seguida, os agentes secundários do nosso projecto irão orientar-se para a investigação e experimentação.

A investigação através do nosso laboratório, envolvendo a análise aprofundada da formação e composição do pó lunar, será utilizada na construção de um registo mais preciso tanto da lua como do passado do nosso próprio planeta. Eventualmente, os dados por nós recolhidos serão utilizados para informar os avanços modernos na colonização lunar e na tecnologia de exploração.

SanctuárioO modelo 3D do nosso desenho ilustra a intenção do nosso desenho para proporcionar protecção, ao mesmo tempo que permite a realização de tarefas. O plano subterrâneo é composto por regiões habitacionais, técnicas, agrícolas e de armazenamento, que fornecem à nossa tripulação de quatro pessoas os instrumentos necessários para viver e trabalhar confortavelmente durante o decorrer da sua missão. 

Enquanto Conatur Lunar''.Os objectivos preliminares do projecto são baseados no exame - os resultados obtidos poderiam eventualmente permitir-nos avançar para uma terceira fase mais complexa.

  • Se os dados permitirem, o sucesso da nossa base nas suas fases iniciais e a experiência em primeira mão dos astronautas pode ser vista como uma possibilidade de avanço para a colonização lunar. Espera-se que, com a capacidade de expansão, bem como avanços como a produção de combustível, as aplicações dos nossos projectos possam progredir de uma mente singular para multi-funcionais no futuro.
2.1 Onde pretende construir o seu Campo Lunar?

Planeamos situar a nossa base na borda da cratera De Gerlache. Localizada ao longo do membro sul da lua, (com coordenadas lunares 88,5°S, 87,1°W) proporciona uma orientação de face à Terra, ideal para minimizar as distâncias de viagem e os canais de comunicação.

As provas apoiadas por 24.000 imagens de câmaras de área ampla e 31.500 de área estreita indicam que o nosso site está situado perto de um ponto de iluminação eterna. Com valores mínimos e máximos diários sentados a 64% e 98%, De Gerlache pode ainda ser visto como favorável devido à sua capacidade de permitir a colheita de energia solar. 

A própria borda da cratera proporciona o terreno ideal, servindo como uma área de terreno plano que será utilizada para a colocação de plataformas de aterragem, painéis solares e equipamento de investigação. Paralelamente, a presença de depósitos de gelo lunar permitirá a colheita autónoma de água.

2.2 Como planeia construir o seu Acampamento Lunar? Descreva as técnicas, os materiais e as suas escolhas de concepção.

A primeira fase de construção da nossa base pretende ser não tripulada. Permitiremos a utilização de robótica e de uma perfuradora de túneis de 17,6m de diâmetro para perfurar a lateral da cratera. Ao traçarmos as coordenadas de aterragem perto de um tubo de lava conhecido, permitimos uma expansão futura, caso necessitemos dela. O local subterrâneo ilustra uma defesa natural contra a radiação e impactos dos detritos, para além de capitalizar do ambiente natural, (isto é, redução da mão-de-obra através da adaptação do espaço natural das cavidades).

Ao aceder à cratera, a broca será utilizada para alongar o espaço disponível, e a robótica seguirá por detrás da libertação dos insufláveis para evitar que a estrutura entre em colapso. As condições atmosféricas serão fabricadas através do transporte de gases tais como H₂, N₂ e O₂, enquanto que a robótica irá colher o solo lunar como material de impressão 3D para construir as fundações e paredes externas. Também irão montar as almofadas de aterragem externas necessárias para permitir a próxima fase de transição.

A fase seguinte enviará a nossa tripulação tripulada juntamente com o equipamento e materiais mais específicos que necessitam de instalação - isto incluirá a montagem de equipamento especializado como o O₂ recuperadores, a montagem dos nossos rovers e o reforço de quaisquer estruturas susceptíveis de serem danificadas em trânsito. Após a intervenção humana, a base deverá estar totalmente funcional e a tripulação ficará estacionada, com a robótica a servir agora como aparelhos de assistência e reparação.

2.3 O ambiente na Lua é muito perigoso para os astronautas. Explique como o seu Campo Lunar irá protegê-los. (máximo 150 palavras)

Vários perigos representam um risco elevado, cada um dos quais deve ser enfrentado individualmente para preservar a vida:

A radiação situa-se em 60 microsieverts, (aproximadamente 200 vezes os níveis da Terra). A tripulação usará dosímetros para monitorizar o seu grau de exposição. Áreas sob ocupação pesada, ou seja, dormitórios e alojamentos, conterão uma blindagem aumentada como mitigação adicional.

O gradiente de temperatura projectado da nossa base pode ser aquecido para satisfazer os requisitos de habitação humana, utilizando energia solar e sistemas de troca. Os Geradores Termoeléctricos Radioisótopos, (RTGs,) serão utilizados como sistema de reserva.

A implementação de detectores herméticos de fugas de selo, modificando tecnologias como MFS-TOPS-42, alertará e permitirá à tripulação sair da base através de uma câmara de ar caso ocorram quaisquer erros na manutenção das condições atmosféricas.

Barreiras físicas leves, por exemplo, escudos Whipple recheados, reforçarão as estruturas de superfície consideradas vulneráveis, aumentando a sua protecção contra impactos de hipervelocidade. 

O desenho da base fornece mais defesa natural, utilizando o espaço da cratera situado no subsolo.

2.4 Explique como é que o seu Acampamento Lunar irá proporcionar aos astronautas:

Água
Alimentação
Energia
Ar

A maioria das substituições de água do astronauta será obtida a partir de depósitos de gelo lunar. A base utilizará a Célula de Combustível do Vaivém (SFC), o Sistema Gerador de Oxigénio (OGS), o Conjunto de Remoção de Dióxido de Carbono e a Reacção Sabatier (SR), a fim de reabastecer e reciclar um abastecimento constante de água:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + electricidade
OGS: 2H₂O + electricidade →2H₂ + O₂
SR: 2H₂O + → → CH₄ + →

A filtragem de águas residuais como a urina e a água dos chuveiros, juntamente com a remoção controlada da humidade do ar da cabina, assegurará que nenhuma saída possível vai para o lixo. As fontes secundárias obtidas através do solo lunar são aplicáveis mas não ideais, uma vez que produzem rendimentos relativamente baixos.

Como é utilizado numa vasta gama de aplicações, ou seja, desde a electrólise à higiene, temos de administrar apoio após falha do sistema. Em caso de redundância, a nossa base tem tanques de H2O de emergência instalados que podem ser utilizados enquanto o problema é resolvido, (ver ar).

Ao lutar pela longevidade, o crescimento de produtos frescos será exemplar, uma vez que é mais provável que sustentemos as necessidades de vitaminas e minerais corporais por períodos prolongados, em vez de tomarmos multivitaminas.

Baixas concentrações de azoto no solo lunar, (5ppm,) significa que primeiro enviaremos uma quantidade da Terra com sementes e fertilizantes. Portanto, a matéria orgânica residual será reciclada.

Para começar, a exploração aquapónica subterrânea assegurará um rendimento para a continuidade da missão. No entanto, há uma elevada procura de energia envolvida, uma vez que a intensidade luminosa é proporcional ao crescimento das plantas.

Procuraremos desenvolver Habitats Vegetais Avançados numa fase secundária de produção. Utilizando uma gama de LEDs, bem como um substrato de argila que controla a libertação de fertilizantes, água e minerais, e sensores para monitorizar o crescimento das plantas. A redução da necessidade de interacção física diária com as plantas e uma maior intensidade energética resulta numa maior aptidão para a colonização a longo prazo.

A principal fonte de electricidade para a nossa tripulação virá de painéis solares com uma alta concentração de células fotovoltaicas por cm². Combinado com as taxas de luz diárias do local, iremos maximizar a eficiência da absorção da radiação solar, consequentemente utilizada na produção de energia.

Além disso, as células de combustível de hidrogénio serão utilizadas para armazenar o excesso de energia acima da procura da estação, o que significa que durante os períodos de baixa iluminação, o consumo ainda é maleável. Sempre que possível, o desvio do fornecimento de energia do laboratório será também focalizado para sistemas de vida.

Como mencionado nas nossas propostas de gestão de riscos, a tripulação terá acesso ao RTG caso necessite: mas devido aos riscos associados à contaminação radioactiva, esta é considerada mais como uma saída de emergência. Assim, iremos implementá-la como uma fonte exterior, situada na borda da cratera, num contentor reforçado no subsolo.

Os gases trazidos com a robótica assegurarão que um ambiente atmosférico seja inicialmente preparado para a chegada do astronauta. O Método Sabatier não só produz água, mas quando seguido de electrólise será o nosso principal método para obter oxigénio. A extracção do rególito também pode ocorrer e será utilizada em conjunto com instâncias que beneficiarão dos produtos de liga metálica formados nos ânodos.

Embora seja verdade que o consumo de oxigénio e a expulsão de dióxido de carbono ocorrerão através do crescimento de plantas na base, as condições serão monitorizadas e controladas a tal ponto que a afetação na base será considerada negligenciável.

As condições baroscópicas incluindo a composição do gás, pressão e níveis de humidade serão todas monitorizadas durante a missão, e os tanques de ar devem ser utilizados como redundância no caso de falha dos sistemas de reabastecimento de ar.

2.5 Explicar qual seria o principal objectivo do seu Campo Lunar.

Conatur Lunar''.A finalidade do projecto pode ser categorizada em esquemas de curto prazo, (ST) médio prazo, (MT) e longo prazo, (LT):

ORIENTAÇÃO INVESTIGATIVA:

→ para combinar as disciplinas STEM dos membros da tripulação e os conhecimentos actuais com provas experimentais no local, a fim de obter uma melhor compreensão tanto da história geológica lunar como por associação, a história geológica da Terra. (ST)

→ para utilizar a experiência pessoal e a própria missão para melhorar as técnicas, resolvendo problemas na perspectiva das viagens espaciais. (MT)

ORIENTAÇÃO PARA O AVANÇO:

→ para lutar pela possibilidade da colonização lunar, empurrando as tecnologias de sucesso existentes para se tornarem aplicáveis a um maior número e demografia da vida. (LT)Se Sanctuário se revelar eficaz no estabelecimento de um ambiente de trabalho de alta tecnologia capaz de sustentar a vida humana, o nosso objectivo global será aprender e passar da nossa investigação pioneira para uma maior viabilidade, e num cenário ideal, contribuir para a criação de uma vida lunar comercial e doméstica.

3.1 Descreva um dia na Lua para a tripulação do seu astronauta do Campo da Lua.

Ao longo do tempo a habitar SanctuárioA rotina diária consistirá em manutenção e investigação equilibrada com tempos livres igualmente importantes, a fim de manter um equilíbrio saudável entre trabalho e vida pessoal. Embora não houvesse turnos nocturnos escalonados, uma rotação determinaria um astronauta "de plantão" para cada noite em caso de emergência. 

Os astronautas começariam os seus turnos com tarefas de higiene. A utilização de champô sem enxaguamento reduziria maciçamente o consumo de água e aliviaria a luta da microgravidade. 

O pequeno-almoço na primeira hora do turno consistiria em artigos ricos em nutrientes como ovos mexidos, para aumentar a sua ingestão diária de calorias para cerca de 2.800 calorias. Propomo-nos tomá-los em embalagens biodegradáveis, para aumentar a sustentabilidade a bordo. Isto seria seguido de testes de monitorização biomédica para verificar como o seu corpo se está a adaptar ao ambiente para futuras expedições. 

As tarefas de trabalho diário da instalação incluiriam a elaboração de relatórios sobre dados de investigação. Para além desta função-chave de investigação, a tripulação teria de realizar também tarefas de manutenção essenciais. Depois de verificar se receberam comunicação do centro de controlo de volta à Terra, seriam delegadas tarefas específicas de investigação. 

Ao almoço, seria consumida uma refeição rica em proteínas, com variação de refeições para melhorar a qualidade de vida. Testar novas formas de cultivar plantas utilizando a tecnologia LED permitiria o crescimento de diferentes alimentos frescos para complementar o jantar, bem como desenvolver mais perspectivas de sustentar a vida no Espaço. 

A actividade física na base lunar seria um aspecto chave dos seus estilos de vida, incluindo a participação em exercício 1 hora por dia para mitigar a deterioração muscular. 

A comunicação à noite com a família e amigos permitirá a ligação à Terra. O tempo social beneficiará grandemente os astronautas que estarão com as mesmas poucas pessoas todos os dias. A investigação adaptativa também pode ter lugar, liderada por actualizações diárias de outros laboratórios na Terra. 

A fim de manter os astronautas saudáveis, após terminarem quaisquer tarefas finais de manutenção na base, retirar-se-ão para o seu quarto durante 8 horas de sono. Os beliches especialmente concebidos permitem a fixação de sacos de dormir para combater a questão da gravidade reduzida, para permitir que o sono repousante rejuvenesça para o dia atarefado seguinte. Acreditamos que a comunidade de pessoas com as mesmas convicções viverão juntas com sucesso na base, dada a oportunidade de passar tempo a trabalhar naquilo de que gostam individualmente, bem como a trabalhar em colaboração.

Outros projectos:

  Lunastro 11

 

  Albert-Einstein-Gymnasium
    Alemanha
  LunarX

 

  A Academia Kingston
    Reino Unido
  Astronautas das Marianas

 

  IES Mariana Pineda
    Espanha
  DMH

 

  Escola Secundária Matemática Dr. Petar Beron
    Bulgária