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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: Here We Are Back !

Lycée Germaine Tillion  Sain Bel    França 16, 17   4 / 2   Primeiro Lugar - Estados membros da ESA


Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

Konstantin Tsiolkovsky escreveu em 1911 "A Terra é o berço da humanidade, mas não se pode viver num berço para sempre". O que a humanidade realizou nos últimos 60 anos é completamente inacreditável, graças a pessoas que dedicam toda a sua vida a permitir a exploração do espaço. E agora, queremos deixar o "berço", mais uma vez, para algo maior: ficar continuamente durante meses na Lua.

O objectivo principal da nossa missão chamada "Aqui Estamos de Volta"! ( HWAB-I ) é tomar as medidas mais cautelares, de acordo com as descobertas dos cientistas e investigadores, para manter os nossos astronautas a salvo o tempo todo. A nossa base será composta por 5 espaços, incluindo uma estufa colocada numa pequena montanha para recuperar uma grande quantidade de luz, e irá naturalmente satisfazer todas as necessidades vitais dos astronautas. Planeamos esta missão por um período de 8 anos, com uma tripulação a mudar a cada 145 dias terrestres. Além disso, a ambição da nossa missão baseia-se em in-situ utilização de recursos. De facto, enviar todos os recursos necessários a partir da Terra seria realmente caro e utilizar demasiados voos, sem contar com a percentagem de falhas na descolagem.

Além disso, faremos pleno uso de avanços tecnológicos espectaculares, por exemplo, enviando astronautas com Ariane 6 a bordo do módulo Orion, utilizando o Lunar Gateway ( LOP-G ) como desempenhando um papel enorme em missões, e enviando bastantes rovers mais estruturas ultra-sofisticadas suportadas por ar.

2.1 Onde pretende construir o seu Campo Lunar?

Decidimos colocar a nossa base no Pólo Sul lunar ao lado de uma pequena montanha perto da Cratera de Shackleton por muitas razões :

Para aproveitar a luz solar presente cerca de 90% por lunação. De facto, seremos capazes de converter energia solar suficiente em electricidade para abastecer toda a base e os rovers. Ao colocarmos a nossa estufa na montanha, recuperaremos energia ainda mais tempo.

As flutuações de temperatura são correctas, e a superfície permite-nos encontrar algumas Regiões Permanentemente Sombreadas ( PSR ) nas proximidades.

Em 2009, quando a sonda LCROSS caiu na cratera de Cabeus, não muito longe da nossa localização de base, foi detectada uma quantidade interessante de moléculas de água na poeira ejectada. O regolito lunar também contém uma grande quantidade de oxigénio. Assim, o Pólo Sul é para nós o melhor local para explorar recursos vitais, tanto nas crateras como na superfície.

2.2 Como planeia construir o seu Acampamento Lunar? Descreva as técnicas, os materiais e as suas escolhas de concepção.
  • Primeira fase "αlpha" :

Um primeiro andarilho será enviado para cavar numa pequena montanha para preparar a instalação do espaço vital no seu interior. Além disso, o regolito escavado será extraído, recuperado, e utilizado para cobrir o resto da base.

Nesta altura, serão entregues 4 módulos de estruturas dobráveis apoiadas a ar. Os astronautas a bordo do LOP-G chegarão ao local de base durante uma série de missões para ligar as estruturas juntamente com os conectores do túnel, e para instalar todos os sistemas vitais (previamente transferidos do Gateway à medida que as missões avançam, utilizando o Grande Lander Logístico Europeu ( EL3 )). Estes mesmos astronautas também serão inegavelmente muito importantes a partir da Estação, acompanhando e controlando uma grande parte das instalações do rover.

Um rover de impressão em 3D será também enviado a bordo do futuro aterrador Heracles. Este rover converterá o regolito extraído da montanha combinado com a urina num material sólido imprimível em 3D, a fim de imprimir uma camada protectora nas estruturas de base.

Presumimos que, por enquanto, não foi concebido nenhum robô-armão suficientemente potente para instalar a nossa estufa, mas a sua viabilidade está totalmente assegurada nos próximos anos.

  • Segunda fase "βêta" :

O nosso extractor de gelo "Neptune" aterrará e iniciará o seu processo de extracção para preparar a chegada dos astronautas.

Quando o campo estiver totalmente operacional, após descolarem com Ariane 6 a bordo do módulo Orion e atracarem no LOP-G, os astronautas aterrarão na base e iniciarão a missão.

2.3 O ambiente na Lua é muito perigoso para os astronautas. Explique como o seu Campo Lunar irá protegê-los. (máximo 150 palavras)
  • Uma camada de 1,5 metros de um material extremamente resistente feito com urina e combinação de regolitos irá cobrir a base, protegendo os astronautas dos micrometeoritos e da radiação cósmica mais solar. Da mesma forma, a cúpula espacial vital ficará na pequena montanha, proporcionando uma protecção muito mais elevada.
  • O airless da Lua é outro grande problema. Assim, a base será dividida em 2 compartimentos graças a 1 câmara de ar no conector vital do espaço, permitindo a possibilidade de se refugiar em caso de fuga de ar de um compartimento. Além disso, para manter uma temperatura estável e habitável, a base será isolada termicamente com o aerogel de sílica. As suas capacidades de isolamento são excelentes, mas acima de tudo poderia ser feita com o silício e o oxigénio contidos no rególito.
  • Os astronautas estarão 29,5/29,5 em telecomunicações com a Terra permitindo apoio excepcional e cooperação com as tripulações da missão mais a família, mas também para os avisar em caso de perigo iminente.
2.4 Explique como é que o seu Acampamento Lunar irá proporcionar aos astronautas:

Água
Alimentação
Energia
Ar

Os astronautas precisarão de água para muitos usos diferentes: beber, cultivar legumes, produzir ergolinas de foguetes graças à sua electrólise para missões futuras, e saber mais sobre a história da Lua.
Assim, o nosso rover "Neptuno" explorará a água gelada em Regiões Permanentemente Sombra perto da base ( Shackleton, de Gerlache e a cratera entre estes dois ), e trará este gelo de volta para ser armazenado após ser derretido em líquido e filtrado. Para tal, o rover será ligado a uma torre de reflexão dos raios solares previamente instalada na borda das crateras de expedição : Neptuno e a torre estão ligados entre si graças à sua antena, e o espelho move-se automaticamente para reflectir os raios solares na trajectória do painel solar.
Utilizaremos também a Alternativa do Sistema de Apoio à Vida Micro-Ecológica ( MELiSSA ) para reciclar e purificar a água da vida quotidiana : urina, usos higiénicos, transpiração...

Planeamos instalar uma estufa na montanha, dividida em 2 espaços. No primeiro, os vegetais crescerão em solo fértil ( produzido por compostagem anaeróbica ). Escolhemos os tomates de micro-tina pela sua rapidez de crescimento, e os pepinos ( não requerem cozedura ). O segundo é o compartimento hidropónico onde as batatas doces crescerão pelo seu elevado teor em vitaminas e hidratos de carbono. Iremos melhorar o cultivo hidropónico, uma vez que sabemos que seria a forma perfeita de cultivar legumes durante muito tempo, utilizando muito menos água.
A estufa permite às plantas respeitar o seu ciclo diário: 9 horas de exposição solar, 15 horas de "noite" utilizando um sistema de implantação de painéis de origami. O vidro da estufa reduz a energia solar recebida, e permite a passagem apenas dos comprimentos de onda necessários para a fotossíntese. Além disso, durante as noites lunares, os LEDs com reflectores irão poupar a continuidade do crescimento das plantas.

Uma vez que os raios solares estão presentes quase sempre na nossa localização, esta representa a melhor fonte de energia para gerar electricidade para abastecer a base e os rovers.
Muitos painéis fotovoltaicos serão instalados à volta da base, na estufa (sistema de implantação de painéis), e na montanha. Representará mais de 80% dos nossos recursos eléctricos.
Utilizaremos também a electrólise da água para dividir a sua molécula em Oxigénio e Dihidrogénio, a fim de produzir electricidade através da utilização de uma célula de combustível. Mas não representará a principal produção de energia, uma vez que a água será muito preciosa.
No entanto, devido à noite lunar durante aproximadamente 3,5 dias, vamos armazenar a electricidade em baterias de supercapacitores para a utilizar indirectamente e para fornecer a base mesmo que a luz solar não atinja os painéis. Além disso, poderá proteger os astronautas de um disfuncionamento imprevisto de qualquer sistema de alimentação eléctrica.

O ar é, sem dúvida, o recurso mais importante. Para além de reciclar a água, a Alternativa do Sistema Micro-Ecológico de Apoio à Vida também converterá o CO2 libertado pelos astronautas em O2, graças às microalgas, a fim de lhes permitir obter um ciclo permanente de autonomia. Mesmo que ainda haja anos antes da plena implementação deste sistema, é para nós a forma mais eficiente de permitir uma missão espacial tripulada de longa duração.
Além disso, iremos instalar uma ventilação de ar para dissipar o ar e proteger os astronautas da ausência de fenómenos convectivos do ar na micro-gravidade. De facto, os astronautas poderiam ser mortos se estivessem sempre a respirar o seu próprio CO2 rejeitado.
Nomeadamente que as equipas da missão na Terra também podem informar os astronautas em qualquer altura de uma alteração anormal da pressão do ar.
( Continuamos a observar a evolução do projecto rover do Espaço Thales Alenia sobre a extracção/refinação de oxigénio do regolito ).

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

O HWAB-I será, na sua maioria, uma missão científica, apoiada durante todo o tempo por equipas de missão na Terra e astronautas a bordo do LOP-G. Será uma preparação totalmente completa para futuras missões a Marte, uma vez que nos aperceberemos do efeito psicológico de uma missão a uma tal distância da Terra, e porque ao longo de uma utilização a longo prazo seremos capazes de adaptar cada sistema de modo a torná-los o mais conveniente possível para o futuro. Além disso, testaremos a viabilidade da produção de foguetes ergol utilizando recursos in-situ : porque não a Lua seria a partida de futuras missões ?

Permitiremos também preparar viagens jornalísticas ( 2 ou 3 ) a fim de relatar publicamente como os astronautas estão a viver, o que fazem na vida diária, e mostrar ao mundo inteiro que esta missão tem uma utilidade real.

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

É verdade que uma base constantemente activa seria mais produtiva, mas a cooperação entre os 2 astronautas é o ponto mais importante para a saúde mental e segurança. Terão, portanto, um atraso de apenas 2,5 horas no seu dia.

Depois de acordar, o primeiro astronauta verifica no painel que tudo está a funcionar correctamente (pressão e ventilação do ar, reserva de electricidade, reserva de quantidade de água...). Se tudo estiver operacional, ele vai até à estufa para inspeccionar o crescimento das plantas e recolher os vegetais diariamente. Depois, ele pode juntar-se à cúpula de trabalho para experimentar a produção de ergol a partir de regolit.

Está na hora do outro astronauta acordar. Ambos os colegas de equipa lavam-se simultaneamente, e tomam o pequeno-almoço juntos: o momento para discutirem e apreenderem um novo dia de cooperação.

Uma hora mais tarde, preparam-se para uma Actividade Base Extra ( EBA ) : o segundo astronauta é ajudado pelo seu companheiro a vestir o seu fato EBA e a sair através da câmara de ar de entrada. Sempre em comunicação rádio com o outro astronauta graças à antena, ele irá: extrair amostras de regolito em pontos estratégicos, inspeccionar e reparar os sistemas de base se necessário, recuperar o tanque de gelo minado trazido por Neptune e trocá-lo com outro tanque vazio para permitir que o rover regresse em missão. Quando tudo estiver feito, regressa à base através da câmara de ar, e ambos os astronautas colocam o tanque de gelo no processo automático de fusão e filtragem da máquina.

Depois de comer, 2 horas são dedicadas a uma sessão desportiva que é obrigatória na rotina dos astronautas. Devido à microgravidade, o peso é muito diferente, pelo que o equipamento é especificamente concebido para ser utilizado nestas condições. Uma vez terminada a sessão, os astronautas reúnem-se em frente ao ecrã para fazer uma videochamada com as equipas e a sua família. Mesmo que representem os astronautas mais preparados da história, não temos de esquecer que são sobretudo humanos e que devem manter o contacto com pessoas próximas deles.

Depois, enquanto o segundo astronauta continua a trabalhar, respeitando o intervalo de 2,5 horas, o primeiro adormece a observar O Ponto Azul Pálido imagem para lhe lembrar que mesmo que o nosso berço a Terra seja uma quark no universo, na Lua Ela aparece como um segundo Sol que ainda permanece perto dele e faz brilhar os olhos dos astronautas.

Outros projectos:

  A caravana de prata lua

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  A Atracção da Lua

 

  郑州轻工业大学
    China
  LunarEclipse

 

  Escola pública Baghdati #2
    Geórgia
  Tsia

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China