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.
Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi Samsun-Turquia Turquia 15, 16 6 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
In our project, we aimed to design a Moon camp where our targeted trained astronauts will stay comfortable, maintain their scientific research and explore the Moon. We tried to build our camp, easily constructed in line with the available possibilities. In our base’s structure we used biomimicry and we carried our world’s features to the Moon. As an example, in our base’s main structure we used sunflower’s sun tracking and lotus flowers anatomical features to maintain a stable solar energy generation when possible and as our lunar module’s design we used grasshopper biomimicry because of them being able to land on their legs every time they jump. While we built the Moon camp in our main base with our unmanned rovers, we planned to provide their energy from our Energy Generating and Emergency Camp (EGEC) that we will use for its having sunlight %98 of the day. After the construction of the bases, the astronauts will get to work they are assigned to. In order to make sure that all astronauts provide for all their needs and do not delay their work, we planned a schedule. With this system we believe that works can be done on time.
O nosso principal objetivo é utilizar o nosso acampamento lunar como base para a realização de investigação científica. Como continuação da investigação, exploramos a Lua. Com os nossos rovers lunares tripulados e não tripulados, planeamos ter missões em que recolhemos e devolvemos amostras do solo lunar, rochas, etc. à nossa base e fazemos com que essas amostras sejam estudadas extensivamente pelos nossos astronautas treinados. Porque, como dizem os cientistas, acreditamos que a Lua pode ser uma fonte de recursos valiosos. Para apoiar estes objectivos, como mencionado, providenciámos laboratórios para os nossos astronautas, onde eles trabalharão ativamente. Como já foi referido, os laboratórios também proporcionam um local para os nossos astronautas investigarem no domínio da astronomia. Sendo estes os nossos principais objectivos, pensamos também que, nas próximas fases de construção deste acampamento lunar, que serve de primeiro passo, se chegará a estabelecer uma presença permanente na Lua.
Planeamos estabelecer a nossa base principal (Alpha) na Cratera Arquimedes (39,7° N, 4,2° W), que está localizada na região sudoeste da Lua. O piso plano da cratera proporciona uma superfície relativamente estável para a construção de uma base lunar e uma área de aterragem para foguetões espaciais, e a temperatura estável torna-a um local adequado para os astronautas viverem e realizarem investigação. Para além disso, a cratera tem fontes de água subterrâneas que são essenciais para sustentar a vida e gerar energia.
Uma vez que a luz do sol atinge maioritariamente a cratera De Gerlache (88,71°S, 68,7°W) durante 14 dias por lunação, decidimos estabelecer a EGEC na cratera, que fica apenas a 220 quilómetros da cratera Arquimedes. A crista é ideal para produzir energia com painéis solares de hidrogénio, uma vez que recebe luz solar até 98% do dia.
Para produzir as estruturas principais da nossa base, utilizaremos as nossas grandes impressoras 3D. Depois de construirmos a nossa estrutura principal, planeamos criar uma camada protetora, que consistirá em regolito lunar, para proporcionar a base lunar mais protegida que conseguiríamos construir.
Utilizaremos o regolito da Lua para construir as bases porque;
Em conclusão, se o regolito lunar for encontrado na Lua, será fácil construir bases tão rapidamente quanto possível após a aterragem dos astronautas.
O regolito lunar, que contém ferro, alumínio e silício, é um protetor e absorvente de radiação e tem uma elevada refletividade, razão pela qual optámos por utilizá-lo como camada protetora.
Além disso, é um bom material para proteção contra meteoritos, actuando como uma barreira que resistirá aos meteoritos e evitará quaisquer danos que possam danificar a base e os equipamentos. Além disso, é capaz de absorver o impacto dos meteoritos, o que seria perigoso para o habitat lunar.
Além disso, proporciona isolamento térmico para a base e o equipamento na superfície da Lua. Com a ajuda da camada que fornece, pode absorver e libertar calor e, de facto, ajuda a regular a temperatura.
Em termos de proteção contra eventuais perigos, temos duas formas e um plano de emergência que vamos acordar.
Em primeiro lugar, vamos utilizar um sistema de alerta precoce que detectará meteoritos que se aproximam da Lua e da base. De acordo com a velocidade do meteorito, o seu tamanho e o local onde se encontra, os astronautas vão deslocar-se em função das circunstâncias, pelo que têm dois caminhos possíveis:
Plano 1: Se o meteorito for suficientemente pequeno para não danificar a nossa base, os astronautas serão evacuados da base para o abrigo que ficará por baixo da nossa base, de modo a ficarem cobertos pelo regolito lunar espesso que lhes dará segurança. Depois de o perigo ter passado, os astronautas detectarão os danos sofridos pela base e começarão a repará-la através de rovers.
Plano 2: Se o meteorito for grande e estiver perto da nossa base, vamos ativar o nosso plano de emergência que consiste em ir para a nossa base Bravo através de rovers o mais rapidamente possível após a nossa evacuação.
Para fornecer água, planeamos recolher água gelada nos locais cobertos pela sombra. Para evitar qualquer infeção, esta água gelada recolhida será derretida e filtrada. O último produto, a água filtrada, será armazenado em tanques de água para necessidades futuras. Para além disso, o Sistema Alternativo de Suporte Micro-Ecológico de Vida (MELISSA) será utilizado para ter água limpa de uso diário (urina, usos de higiene, etc.).
Para fornecer fontes de alimentação, utilizaremos a agricultura sem solo (Agricultura Hidropónica). Neste sistema, que garante produtos mesmo em condições agrícolas adversas, as necessidades de água e nutrientes das plantas são satisfeitas de forma controlada. Na agricultura sem solo, o risco de doenças provenientes do solo é diretamente eliminado, a necessidade de mão de obra extra é reduzida e obtêm-se mais produtos através do processo. Uma das suas principais vantagens é que os sistemas hidropónicos utilizam apenas 10% da água utilizada na agricultura normal. Além disso, está planeada a produção de alguns suplementos alimentares ricos em proteínas, vitaminas e minerais, utilizando uma certa espécie de alga verde chamada "Chlorella" no nosso biodome.
Quando for necessário, o oxigénio será fornecido através de painéis solares de hidrogénio e do biodome. Para além da purificação da água através da MELISSA, estamos a planear converter o CO2 em O2 através de microalgas. De acordo com algumas estimativas, 1 kg de algas pode produzir entre 1 e 2,5 kg de oxigénio. Tendo em conta que o consumo diário de oxigénio de um ser humano médio é de 0,75 kg, embora este método não seja a forma mais utilizada atualmente, é uma forma notavelmente eficiente de produzir oxigénio.
Como fontes de energia, vamos utilizar três formas diferentes: painéis solares de hidrogénio, reactores de fusão e a energia que obtemos através da queima de resíduos. As explicações pormenorizadas sobre estes métodos utilizados são apresentadas na secção do visualizador externo.
Estamos a planear tratar os resíduos através de várias soluções:
A primeira forma de os tratar é a compostagem. Os resíduos orgânicos na Lua podem ser transformados em solo através da compostagem e podem ser utilizados para o cultivo de plantas e para a agricultura.
A segunda forma de tratar os resíduos é queimá-los com oxigénio. Durante este processo, os resíduos orgânicos presentes nos detritos são queimados e, como resultado deste processo, será libertada energia que está planeada para ser utilizada como recurso para a nossa base, para além dos painéis solares de hidrogénio e dos reactores de fusão. Por outro lado, embora esta opção nos forneça energia, também pode causar algumas desvantagens. Para evitar estas possíveis consequências, deve prestar-se atenção ao conteúdo dos materiais a compostar e os gases que podem ocorrer após o processamento devem ser controlados de forma a não prejudicarem a atmosfera.
Para assegurar a comunicação com outras bases, são utilizados satélites que operam na banda VHF do espetro das ondas de rádio. O satélite, concebido para fornecer esta comunicação, tem um design de mastro para imobilizar o satélite no solo e reduzir a perda de potência do sinal. No topo desta estrutura, encontra-se a estrutura do corpo, que contém o circuito eletrónico e a antena parabólica móvel, que também reduzirá a perda de potência do sinal, apontando a antena para outro satélite.
Para além destes, para fornecer comunicação com a Terra, também planeámos utilizar o satélite na nossa base principal para comunicar com um satélite em órbita da Terra. A principal razão pela qual escolhemos um satélite que está fora da atmosfera para fornecer comunicação é para evitar a possível perda de sinal.
Estão a ser realizados muitos estudos científicos no nosso mundo. Levar estes estudos para a Lua pode dar-nos muitas vantagens. Também acreditamos que algumas pesquisas podem ser feitas de forma mais abrangente na Lua. Por exemplo:
Astronomia: A falta de atmosfera e a baixa poluição luminosa da Lua fazem dela um excelente local para a observação astronómica. O terreno vazio também nos permite construir grandes telescópios e laboratórios para trabalhar. Com os nossos telescópios de alta tecnologia, podemos observar as estrelas, as galáxias e muito mais com uma visão mais clara.
Geoquímica: Este ramo da ciência oferece-nos a oportunidade de observar de perto os processos químicos que constituem a Lua e os minerais presentes nos recursos subterrâneos. Estas informações podem servir de fonte para futuras investigações e experiências.
Campo de ensaio para tecnologias futuras: Com os terrenos baldios e a ausência de atividade humana, os projectos futuros podem ser testados sem quaisquer consequências nefastas. Isto pode ajudar-nos a experimentar livremente a nossa tecnologia e a desenvolvê-la mais rapidamente tendo em conta os resultados.
Novas áreas de recursos: É um facto comum que os recursos da Terra são limitados, o que nos leva a um novo problema: "Onde podemos encontrar novos recursos para utilizar?". É aqui que a superfície da Lua, rica em elementos e compostos, se torna útil. Podemos recolher e armazenar estes recursos e utilizá-los nas nossas outras experiências ou necessidades.
Sismologia lunar: A sismologia lunar pode ser definida como o movimento do solo, como os terramotos lunares e os eventos de movimento na superfície da Lua. Apesar de já terem sido instalados vários sistemas de medição sismográfica, ainda existem limitações e falta de informação. Novas descobertas podem levar a novas formas de obter energia através dos terramotos lunares
E mais investigação pode ser feita.
Após a seleção dos astronautas, estes completarão um programa de formação de, pelo menos, três a quatro anos, tal como é implementado na ESA, antes de irem para o espaço pela primeira vez.
Como primeiro passo, terão uma formação básica que dura 12 meses. Durante este período, os astronautas aprenderão todos os sistemas da estação espacial, os veículos de transporte e os princípios das operações robóticas. Além disso, vão aprender a montar um acampamento lunar, painéis solares de hidrogénio, ou a ter oxigénio no biodomo, etc. Vão ser informados sobre os princípios do sistema de que vão precisar. Além disso, vão habituar-se a viver sem gravidade e a controlar o seu corpo num ambiente sem gravidade.
Após a formação de base, terão uma formação de pré-afetação em que aprenderão mais e desenvolverão os seus conhecimentos sobre os sistemas da Estação Espacial e receberão formação especial em vários locais, como Houston, nos EUA, Star City, na Rússia, o Centro Tsukuba da JAXA, no Japão, e Saint-Hubert/Montreal, no Canadá.
Após estas etapas de preparação, os astronautas estão prontos para serem destacados para uma missão e começam a receber formação sobre a missão que lhes foi atribuída. Durante este processo, vão ser treinados com a sua tripulação para que se habituem uns aos outros. Além disso, aprendem as suas responsabilidades e como trabalhar em conjunto. Além disso, vão ser informados sobre o que fazer numa situação de emergência e sobre os planos de evacuação.
Após a sua chegada à Estação Espacial ou à Lua, continuarão a sua formação através de comunicações em direto entre a Terra e os vídeos. Além disso, continuarão a aprender as operações dos robôs e das naves espaciais, experimentando-as em direto e em simulação.
Existem 3 rovers concebidos para que os astronautas possam completar com sucesso as suas missões na Lua. As principais tarefas destes rovers são a construção, a perfuração, o armazenamento e o transporte dos astronautas. Um dos elementos mais importantes do projeto são as rodas dos rovers. As rodas dos rovers são inspiradas na roda mecanum e nas rodas do rover mars perseverance. As principais características destas rodas são o facto de serem resistentes às dificuldades que podem ser encontradas na superfície lunar e de facilitarem o transporte. Especificamente, a caraterística das rodas Mecanum é o facto de se poderem mover de qualquer forma. Ao mesmo tempo, a inspiração no rover perseverante de Marte permitiu que o veículo tivesse uma rotação completa de 360 graus. Por outro lado, tendo em conta o transporte de e para a Terra, utilizámos a biomimética das patas de gafanhoto no módulo lunar para facilitar a aterragem e acelerar a descolagem.
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