No Moon Camp Pioneers, a missão de cada equipa é desenhar em 3D um acampamento lunar completo utilizando o software da sua escolha. Têm também de explicar como vão utilizar os recursos locais, proteger os astronautas dos perigos do espaço e descrever as instalações para viver e trabalhar no seu acampamento lunar.
Segundo lugar - Estados não membros da AESA
Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi Samsun-Turquia Turquia 14, 16, 17 6 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
Inteiramente concebido pela nossa equipa, o nosso acampamento lunar está situado entre as crateras Shackleton e Shoemaker para acolher 4 astronautas durante a sua investigação científica. A base principal, que foi altamente influenciada pelas folhas das plantas durante a sua conceção, tem camadas que satisfazem diferentes objectivos e é composta por 6 partes diferentes. A primeira destas secções contém as áreas de trabalho dos astronautas, a segunda contém os sistemas de eletrólise e tratamento de água, a terceira tem as áreas pessoais dos astronautas, a quarta inclui as áreas comuns dos astronautas, a quinta contém a sala de materiais e o armazém, e a última é a área agrícola. Para além da base principal, existe a garagem e o observatório, cujos designs são inspirados nas carapaças dos tatus, um módulo lunar e braços robóticos de impressão 3D. Para satisfazer as necessidades da base, como água e oxigénio, ou para a gestão de resíduos, foram colocados vários sistemas na base; foi criado um sistema de comunicação híbrido para fornecer comunicações, foram colocados painéis solares na base e em diferentes regiões para fornecer energia, e foram concebidos rovers para ajudar os astronautas durante as suas missões.
Estamos a planear dar um grande passo na viagem da humanidade à Lua com o nosso acampamento lunar concebido. A base lunar que concluímos, por enquanto, destina-se à investigação científica, mas isto pode ser alterado no futuro. A ideia da nossa base produzida nesta fase foi desenvolvida para apenas 4 astronautas. Este projeto inclui laboratórios e recursos onde os astronautas podem trabalhar em astrofísica, química, biologia e agricultura. No entanto, com a estrutura modular da nossa base, é possível expandir o design e aumentar o raio de ação da mesma. Com o alargamento da base em fases posteriores, a nossa base pode ser aberta para fins comerciais para mostrar ao mundo como é a vida no espaço. Em fases ainda mais avançadas, a nossa base pode ser alargada de modo a possibilitar expedições turísticas.
Estamos a planear construir o nosso acampamento lunar no Pólo Sul, especificamente entre as crateras Shackleton e Shoemaker. A nossa principal razão para escolher localizar a nossa base entre estas duas crateras é tirar partido de ambas. Estudos mostram que a cratera Shoemaker contém vastos recursos de água congelada, hidrogénio e minerais. Assim, podemos utilizar a água congelada para beber, o hidrogénio para extração de água e energia e os minerais para investigação científica. Por outro lado, os valores de temperatura da cratera Shackleton flutuam menos. A cratera recebe luz solar continuamente durante quase 2 meses e 90% do dia, o que significa que podemos poupar mais energia para o nosso acampamento lunar com painéis solares. Uma vez que a distância entre estas duas crateras é de aproximadamente 60-65 km, será possível viajar entre elas. Prevê-se também que o clima do local escolhido seja parcialmente melhor, o que reduzirá ao mínimo as condições adversas.
A construção do nosso acampamento lunar incluirá duas missões diferentes, denominadas A e B. A missão A será concluída de forma autónoma, sem que os astronautas pisem a Lua. Esta fase será executada por rovers especialmente concebidos e braços robóticos de impressão 3D, utilizando materiais de construção como betão e ETFE provenientes da Terra. Em primeiro lugar, o rover nivelador irá preparar o terreno para a base e recolher o solo lunar. A seguir, os rovers autónomos e os braços robóticos começarão a construir a base. A camada interior da nossa base será feita de betão que é constituído por solo lunar. Depois disso, a camada central será feita com ETFE e, por último, a camada exterior será feita com solo lunar que será transformado numa forma utilizável para impressão 3D. O contorno da nossa base será finalizado com a colocação de painéis solares nos telhados. O design geral da nossa base foi inspirado em folhas. A estrutura de três camadas da nossa sede foi obtida a partir da sua textura em camadas, enquanto os corredores da base foram replicados a partir de nervuras. Além disso, o design da nossa garagem e observatório foi inspirado na capacidade dos tatus de se protegerem com o seu escudo. Este design também proporcionou uma estrutura dobrável, o que nos ajudou a poupar espaço. Para além disso, o design da nossa base foi constituído tendo em conta a modularidade e a longevidade, permitindo-nos expandir a nossa base sempre que desejado. Na Missão B, os astronautas aterrarão e colocarão todas as propriedades entregues, o que será o início da vida na Lua.
Os astronautas estacionados num acampamento lunar estariam expostos a um ambiente agreste que pode ameaçar a sua saúde e segurança. Entre os desafios mais significativos que enfrentariam está o de lhes proporcionar proteção e abrigo contra o ambiente lunar extremo. Para o conseguir, a nossa equipa analisou e pesquisou em profundidade as questões ambientais que podem ser enfrentadas no nosso acampamento lunar. Fizemos uma lista dos principais factores que devem ser considerados, como o isolamento térmico e a proteção contra meteoritos e radiação. Neste sentido, procurámos soluções para cada problema identificado e incorporámos essas soluções no nosso design, precisamente na estrutura da nossa base. Olhando para a seleção de materiais em geral, procuraram-se quatro características principais. Estas foram determinadas como materiais reflectores que reflectem a luz solar na superfície lunar e protegem a temperatura, materiais de isolamento térmico que evitam a perda de calor no interior, materiais duráveis que formarão as camadas exteriores do acampamento e materiais leves que serão colocados na fundação para facilitar a instalação da base. Decidimos quais os materiais que se adequariam a cada uma das características, aprofundando e investigando-as. Decidimos utilizar o solo lunar como material refletor. Com esta camada localizada na parte mais exterior da base, também proporcionámos isolamento térmico e proteção contra meteoritos. O material etileno tetrafluoroetileno (ETFE), que formará a camada intermédia da base, aumentará a resistência mesmo com uma camada fina e leve, graças à sua elevada temperatura de fusão, e também nos favorecerá com as propriedades de resistência à radiação de alta energia, recicláveis e duradouras deste material. A camada de betão mais interna fornecerá o isolamento radioativo primário da base. Uma camada de até 1 metro protegerá a base dos raios gama e dos raios X. Os nossos sistemas de purificação do ar e da água também garantirão a segurança dos astronautas no interior da base.
Água: A água é crucial para a vida no acampamento. Numa primeira fase, a quantidade necessária de água será trazida da Terra. Também será construído um sistema de gestão de água que circula continuamente pela base. Este sistema purificará a urina, o suor, a humidade, etc. Ao fazer a purificação, estaremos a reciclar 90% da água. O gelo de água lunar é outra opção a utilizar como recurso hídrico. O gelo de água será retirado com os rovers e armazenado para ser utilizado sempre que necessário.
Alimentação: No início, os astronautas consumirão os alimentos que trouxeram da Terra. Além disso, serão fornecidos alimentos frescos utilizando o método de agricultura aeropónica. Com a agricultura aeropónica, 95% da água será poupada e o crescimento será 3 vezes mais rápido do que com a agricultura tradicional. O nosso objetivo é criar uma dieta saudável para os astronautas. Planeámos cultivar batatas, espinafres, feijões, etc., que têm um elevado valor nutricional e são fáceis de cultivar.
Ar: O nosso sistema de reciclagem inclui um sistema de gestão do ar. A quantidade necessária de água do sistema de gestão de água será enviada para eletrólise. Com a eletrólise, as moléculas de hidrogénio e oxigénio serão separadas. O oxigénio, que se tornou adequado para respirar, será distribuído pela nossa base. O hidrogénio restante será utilizado para produzir água com o nosso sistema Sabatier. O ciclo de fotossíntese das plantas também contribuirá para o sistema de gestão do ar.
Energia eléctrica: A energia é vital para garantir a continuidade da base. Planeámos colocar painéis solares IBC do tipo N, que têm uma eficiência de 23%, no topo da nossa base. Além disso, os painéis solares concentrados (CSP), que convertem a luz solar em calor e o armazenam, serão colocados na cratera Shackleton, uma vez que este local está quase sempre exposto à luz solar. Este sistema contribui significativamente para a base porque é renovável e altamente eficiente.
A gestão dos resíduos é uma questão essencial na nossa base lunar. Desde o início, os nossos planos de gestão foram concebidos para minimizar a despesa com resíduos, seguindo uma política de desperdício zero. Por outro lado, enquanto existirem diferentes tipos de resíduos, é necessário utilizar vários métodos para reduzir e eliminar cada lixo. Os resíduos orgânicos produzidos podem ser convertidos em fertilizantes. Isto fornecerá calor e energia para o sistema de aquecimento da base. Os fertilizantes produzidos podem também ser utilizados para estudos de plantação. Para além disso, os resíduos utilizáveis, como os plásticos, serão usados para criar as necessidades dos nossos campos, utilizando-os para fornecer filamentos em impressoras 3D. Por outro lado, os resíduos sólidos não convertíveis também podem ter várias utilizações. Estes resíduos serão enviados para a atmosfera terrestre e garantirão a sua destruição através da combustão.
Para satisfazer os diferentes requisitos da comunicação espacial, como a fiabilidade e a latência, decidimos criar uma estrutura de comunicação híbrida no nosso acampamento lunar, onde diferentes sistemas satisfazem estes requisitos. O método principal será a comunicação via rádio, como em missões lunares anteriores. Uma vez que é mais rápido, pode ser utilizado um sistema de comunicação por laser quando é necessária uma comunicação instantânea. Para estes sistemas, deve haver uma estação terrestre na Terra e um transcetor e uma antena na Lua. O posicionamento das estações terrestres deve ser próximo do equador, com uma vista desimpedida do céu meridional, para se ter uma visão contínua do acampamento. Finalmente, o acampamento pode também ter um sistema de reserva que suporte a comunicação por satélite, que é o método mais seguro e estudado. O satélite necessário pode ser posicionado na órbita da lua, o que também pode manter a comunicação entre outros acampamentos lunares.
O nosso campo lunar constituiria uma oportunidade sem paralelo para a exploração científica, oferecendo um ambiente único para a realização de investigação numa vasta gama de disciplinas científicas. Os conteúdos que serão incluídos nos estudos a efetuar no nosso campo lunar incluirão definitivamente a estrutura e o ambiente da Lua. O principal fator desses estudos poderá ser o solo lunar. Diz-se que o solo lunar tem potencial para ser utilizado na produção de oxigénio e combustível. Esta pode ser uma área a estudar pelos nossos campistas. Ao examinar o solo e as rochas retiradas da superfície lunar, podem ser investigados minerais e substâncias semelhantes, e pode ser feita investigação sobre a utilização destes materiais. Para além das substâncias, podem também ser explorados vestígios de vida. Ao mesmo tempo, os astronautas podem analisar e descobrir mais pormenores sobre a formação da Lua. Além disso, podem ser efectuados estudos de plantação no solo lunar. Para além disso, pode ser examinada a utilização de vários microrganismos na agricultura lunar, ou podem ser estudados diferentes métodos para tornar possível a agricultura no solo lunar e no ambiente lunar. Ao mesmo tempo que se trabalha nestes domínios, pode ser feita uma cartografia recente e desenvolvida da Lua e das suas características geológicas. Finalmente, podem também ser efectuados estudos sobre a psicologia dos astronautas na base. As mudanças e desenvolvimentos psicológicos destes indivíduos, que viverão isolados num ambiente diferente durante muito tempo, podem ser seguidos através da comunicação com o mundo. Ao mesmo tempo, os astronautas podem ser convidados a manter um diário ou vlog durante o seu tempo no espaço para apoiar este trabalho, criando assim um recurso sobre como é a vida no espaço.
Num campo lunar, os astronautas entrarão isolados num ambiente desconhecido, enquanto observam o planeta onde passaram toda a sua vida a encolher numa pequena esfera azul e verde. É um facto que estas enormes mudanças na vida dos astronautas podem, com o tempo, ter efeitos físicos e mentais sobre eles. Por conseguinte, os astronautas devem seguir um programa de formação para garantir que estão totalmente preparados para lidar com os desafios físicos e mentais de viver e trabalhar na Lua. A nossa equipa preparou um programa experimental para os astronautas que demorará cerca de 3 anos a ser concluído. Na primeira fase, os astronautas terão um ano de formação geral sobre a vida no espaço. Cada astronauta terá uma formação pormenorizada sobre a sua especialidade em fases posteriores. A primeira fase da formação incluirá duas áreas importantes: saúde mental e aptidão física. Com o treino físico, os astronautas familiarizar-se-ão com as duras condições da lua, por exemplo, como se adaptar ao movimento ou reduzir a perda muscular em condições de baixa gravidade. Por outro lado, todos os astronautas devem ter uma formação básica sobre como lidar com os sistemas utilizados na base e noutras naves espaciais, ao mesmo tempo que devem ser treinados para atuar em caso de eventuais avarias. Todos os astronautas devem também saber primeiros socorros e informações médicas básicas. Com a sua formação mental, os astronautas aprenderão a lidar com o isolamento, ao mesmo tempo que aprendem a trabalhar em equipa e a melhorar as suas capacidades de comunicação e de resolução de problemas, uma vez que terão várias pessoas na sua vida no campo. Depois de aprenderem as competências necessárias, os astronautas receberão formação sobre as suas próprias especialidades, como a bio-engenharia, a engenharia química ou a engenharia de voo, e como as poderão utilizar na Lua. O treino dos astronautas não terminará quando aterrarem na Lua, mas continuará com a comunicação com especialistas na Terra, como psiquiatras.
A nossa viagem no espaço começa com uma nave espacial composta por partes do módulo de comando, de serviço e lunar. O módulo de comando será a parte central onde os astronautas controlarão a nave espacial. O módulo de serviço armazenará o motor, o combustível e todo o equipamento utilizado na Lua. O módulo lunar será utilizado para aterrar e descolar na Lua. Olhando para os veículos no nosso campo, há um rover de investigação, um rover de construção e um rover de recolha. O rover de investigação, que tem um armazém, destina-se a ser utilizado pelos astronautas quando viajam e investigam na Lua. O rover construtor tem uma niveladora e uma escavadora que recolhem autonomamente o solo lunar enquanto aplanam o solo para a base e a constroem. O Collector rover recolhe principalmente água lunar, gelo e outras amostras à volta da Lua. Existe também um drone concebido para explorar a Lua com outro ponto de vista.
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