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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: Aquasis

Escola Superior de Matemática "Dr Petar Beron"  Varna    Bulgária 18   2 / 1


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Descrição do projecto

A água é fundamental para a vida, e é a única coisa que torna o nosso planeta tão único. Toda a funcionalidade do corpo de cada espécie viva reside na água. Em termos simples, é vital para o desenvolvimento das colónias espaciais. Vindo desta perspectiva, o primeiro passo para conquistar a Lua é aprender a utilizar adequadamente o seu depósito de água.

Aquasis será simultaneamente um centro de investigação para a exploração do gelo de água nos postes lunares e, de certa forma, uma central eléctrica para os foguetes que vão utilizar a Lua como ponto de partida para a exploração do espaço profundo.

2.1 Onde pretende construir o seu Campo Lunar?

Planeamos construir a nossa base lunar no Pólo Sul da Lua. O Pólo Sul parece ser o local que nos poderia proporcionar as melhores condições de vida. Foi recentemente confirmado que existe potencialmente uma grande quantidade de gelo de água e que a sua maior concentração ocorre dentro dos centros das crateras do Pólo Sul. Para além de utilizarmos este depósito de gelo para fornecer água potável aos astronautas, usá-lo-íamos para produzir hidrogénio e oxigénio, para que pudéssemos criar uma atmosfera respirável. Poderíamos também utilizá-lo para cultivar plantas, produzir combustível para foguetes, e como escudo contra a radiação espacial. Por falar em fornecimento de energia, embora o Pólo Sul esteja, na sua maioria, coberto de sombras, certas áreas como as jantes das crateras estão expostas à luz solar contínua durante longos períodos de tempo.

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

Não é segredo que o transporte de materiais para o espaço exterior, ou na nossa ocasião - para a Lua, é comparativamente uma experiência dispendiosa e desafiante. Considerando os custos actuais dos voos espaciais, seria melhor se não dependêssemos demasiado dos recursos da Terra. A primeira coisa que nos vem à mente quando discutimos diferentes opções é a impressão em 3D utilizando solo lunar. Para além disso, há muitos metais e grandes depósitos de elementos da Terra traseira que podemos tirar partido na Lua. O solo lunar, também conhecido como rególito, por exemplo, daria um excelente material de construção. Combinando-o com polímeros, seremos capazes de criar a matéria-prima necessária para a impressão 3D. O rególito não é abundante em materiais orgânicos como o solo da Terra, e não o utilizaríamos para o cultivo de plantas. No entanto, a sua vantagem mais significativa em termos da sua aplicação na construção é que poderia fornecer-nos protecção tanto contra a radiação como contra temperaturas extremas. Além disso, estando a NASA e a ESA igualmente envolvidas na investigação das propriedades do solo lunar, já temos um terreno a pisar, pelo que teremos uma base sólida para uma maior investigação em primeiro lugar. Outros materiais locais promissores são, com grande certeza, o vidro lunar e alguns dos metais que podemos extrair directamente da Lua como o alumínio, ferro, silício para a produção de painéis solares, etc.

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

Para as áreas expostas à radiação espacial, utilizaremos alguma da água que colhemos para protecção. As duas coisas que fazem da água uma fonte tão eficaz de protecção contra a radiação são a sua densidade e a sua barateza. Já a utilizamos para protecção contra a radiação em centrais nucleares, que é semelhante à radiação cósmica, pelo que temos alguma experiência no terreno. As paredes do povoado serão preenchidas com água. No interior da camada de água serão colocados sensores, que verificarão os níveis de radiação e nos fornecerão informações sobre a eficácia do escudo. Contudo, por razões de segurança, a área principal de habitação será construída no subsolo, onde a radiação tem pouco acesso.

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

Água
Alimentação
Energia
Ar

A água será extraída do gelo escondido dentro da área do Pólo Sul utilizando máquinas autónomas e transportada para o local principal de operação por um eléctrico das partes centrais inóspitas e frias da cratera, onde as partículas de água se acumulam sob a forma de gelo devido às temperaturas constantemente extremamente baixas, para o quase todo o ano iluminado pela borda do sol, onde se encontra a nossa base principal. Dependendo da finalidade para a qual utilizaremos a água, será necessário um certo processo de tratamento. No caso da obtenção de água potável, o gelo teria de ser derretido, e depois a água que dele sairmos será filtrada, purificada, e mineralizada. A água que escavamos será também utilizada para a aerofonia, blindagem e produção de combustível para foguetes, dividindo-a em hidrogénio e oxigénio utilizando energia solar.

Os alimentos de origem vegetal vão ser produzidos no nosso módulo Aeroponics. Além disso, iremos fabricar outros produtos como carne, por exemplo, num laboratório para conseguir uma dieta equilibrada, o que é crucial para o bem-estar dos astronautas. A chamada carne de cultura é cultivada por células animais num laboratório. A cultura acontece dentro de um biorreator, que simula o ambiente do corpo do animal. À medida que as células atingem a densidade esperada, estão a ser separadas do caldo em que foram colocadas. Quase nenhum animal está envolvido, uma vez que a sua participação se limita à remoção do tecido através de uma biópsia, que quase certamente será feita na Terra.

A nossa fonte primária de electricidade serão os painéis solares, pois o local que escolhemos está exposto a luz solar suficiente para alimentar a base. O problema que enfrentamos ao trabalhar com painéis solares é que a sua eficiência é bastante baixa. Estima-se que seja um pouco mais de 20%. Este desafio seria superado através da utilização de fibras de nanotubos de carbono que têm a capacidade de absorver o calor residual da banda larga e convertê-lo em electricidade. Este método ajudar-nos-ia a aumentar a eficiência dos painéis solares em quatro vezes, atingindo mais de 80%. A energia solar que produzimos será também utilizada para criar combustível hidrogénio, separando o oxigénio e o hidrogénio da molécula da água.

No início, vamos trazer tanto azoto como oxigénio da Terra para produzir ar na base. Assim que começarmos a extrair água das profundezas das crateras lunares, ser-nos-ão apresentadas duas opções adicionais. Ou retiramos oxigénio da água e misturamo-lo com o nitrogénio que importamos da Terra ou fazemos uso de heliox. O heliox é um gás respirável composto de hélio e oxigénio, cuja densidade é inferior à do próprio ar. É utilizado na medicina, uma vez que diminui a resistência das vias respiratórias e é normalmente empregue por mergulhadores que nadam nas profundezas aqui na Terra. Seríamos capazes de produzir totalmente na base utilizando recursos locais, obtendo o oxigénio que necessitamos da água e extraindo hélio da Lua.

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

Estima-se que os postes lunares tenham mais de 600 mil milhões de quilos de gelo de água. A água é necessária para as futuras colónias humanas, pelo que faz muito sentido concentrarmo-nos na exploração do depósito de gelo lunar. A água seria potencialmente o marco miliário na conquista da Lua devido às suas muitas aplicações. O nosso objectivo é criar uma base auto-suficiente que não dependa dos abastecimentos da Terra. Antes de comercializar a Lua através da criação de empresas e da construção de uma indústria, teremos de observar e estudar o ambiente local, sendo a água inicialmente a principal prioridade. A água é um tesouro que tomamos por garantido, mas é tão essencial para a vida que poderíamos defini-la como o nosso recurso mais valioso.

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

A primeira coisa de manhã que os nossos astronautas farão será servir as suas necessidades de higiene como tomar banho, escovar os dentes, etc., de um modo geral, preparando-se para o dia. Antes da hora do pequeno-almoço, passarão cerca de meia hora a fazer exercício dentro do ginásio, no módulo vivo. O desporto é vital para a boa saúde, especialmente quando se vive e trabalha sob as condições de um ambiente tão distinto deste da Terra. Após o treino, irão tomar o pequeno-almoço, discutir as suas tarefas individuais durante o dia e ter uma rápida conversa matinal para os acordar. Depois disso, dividir-se-ão em grupos e começarão a trabalhar. Esses grupos serão formados da seguinte forma - trabalhadores do módulo aeropónico que cuidam das plantas e examinam o processo de crescimento; pessoas que se preocupam com a logística, organização e organização dos armazéns; os cientistas dentro do laboratório que se ocupam do tratamento da água e da manutenção dos biorreactores; aqueles que estão envolvidos na extracção do gelo da água para fora das crateras, verificando e mantendo o estado dos robôs mineiros e dos sistemas de transporte. Cada astronauta será também obrigado a verificar os sistemas de apoio, monitorizar o equipamento técnico e responder às chamadas do Centro de Controlo de Terra. Através do processo de trabalho, cada membro da tripulação terá a possibilidade de descansar sempre que achar que a carga de trabalho é demasiado intensa, cada um definirá o seu próprio horário, e quando terminar as suas tarefas, o dia de trabalho terminará. Durante o jantar, voltarão a reunir-se à volta da mesa para partilharem algum tempo na companhia um do outro. Antes de se deitarem, os astronautas terão algumas horas para si próprios quando escolherem entre visitar o ginásio, participar em actividades no centro de entretenimento, e comunicar com a sua família, familiares e amigos na Terra através de e-mails, chamadas, e conversas em vídeo.

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