imagem interactiva da descoberta

Galeria do projecto Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

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.

Broccoli

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   4 / 2 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360



1.1 - Descrição do projecto

Devido à crescente procura de recursos minerais pelos seres humanos, construímos uma base lunar -Kale Crest-lunar na Lua para transportar recursos raros da Lua para a Terra através de um elevador espacial para fins comerciais, científicos e outros. Em termos de materiais de construção, utilizamos materiais periféricos (geopolímeros na superfície lunar) para satisfazer as necessidades de construção; Em termos de estilo, adoptamos um design de terraço em forma de nuvem submersa, que é bonito e prático; Durante o processo de construção, utilizamos a impressão 3D para adicionar diferentes substâncias à mistura, de modo a satisfazer diferentes necessidades; Nas áreas de habitação e lazer, temos muitas instalações recreativas para garantir uma vida de alta qualidade aos astronautas.

1.2 - Porque é que quer construir um Campo Lunar? Explique o objectivo principal do seu acampamento lunar (por exemplo, fins científicos, comerciais e/ou turísticos).

A "Cabbage Summit" tem como objectivo satisfazer a crescente procura de minerais e energia para fins comerciais. Escavamos minerais e energia na lua e transportamo-los para a órbita síncrona e para a estação espacial através de elevadores espaciais. Alguns dos minerais são utilizados para trocar por materiais necessários para a vida lunar, e o resto será transferido para a conta da empresa sob a forma de moeda virtual. A "Cabbage Summit" está empenhada em extrair minerais de alta qualidade para aliviar a crise mineral da humanidade. Transportamos os compradores na segunda semana de cada mês par da Terra. Se houver necessidade, por favor marque xxxxxxx.

2.1 - Onde queres construir o teu acampamento lunar? Explica a tua escolha.

A base de Kale Crest está localizada num poço na região equatorial de Jinghai. A região equatorial tem a cobertura mais espessa do solo lunar e um teor abundante de hélio 3, o que está de acordo com a intenção original da construção da base; a velocidade angular da região equatorial é igual à velocidade angular da órbita lunar síncrona e a sua elevada velocidade de rotação permite a construção de elevadores espaciais. Devido ao terreno do poço, a temperatura no poço na área de Jinghai é mantida a 17-19 graus Celsius durante todo o ano, o que pode garantir que a base esteja livre da maior parte da radiação cósmica e da interferência de poeira, reduzindo muito a pressão sobre a sobrevivência. Devido à baixa gravidade da Lua, as pessoas só precisam de recorrer a dispositivos hidráulicos de elevação para subir e descer.

2.2 - Como tencionas construir o teu acampamento lunar? Pensa na forma como podes utilizar os recursos naturais da Lua e nos materiais que terás de trazer da Terra. Descreve as técnicas, os materiais e as tuas escolhas de design.

O corpo principal do Kale Crest adopta a tecnologia de impressão 3D e o material da fundação utiliza principalmente geossintéticos (betão lunar) da superfície lunar, que podem proteger contra a radiação cósmica e os micrometeoritos. O reforço de fibra e fibra de vidro, semelhante à estrutura de batata frita, é incorporado no meio para melhorar o desempenho de suporte de pressão do pavimento. Durante o processo de preparação dos geopolímeros, 98% da água pode ser reutilizada. Para além do activador alcalino que tem de ser transportado da terra, mais de 90% da restante água pode ser obtida da lua, assegurando uma elevada taxa de utilização dos recursos in-situ.

Para a parte da parede, utilizamos vidro de silicato de bário com excelente desempenho em termos de protecção contra a radiação, e colocamos uma mistura de meteoritos da superfície lunar e periclase como camada de isolamento exterior para resistir à extrema diferença de temperatura diurna da lua.

O elevador espacial é um método semelhante ao transporte por elevador que transporta minerais extraídos para a órbita síncrona lunar. No entanto, a distância entre a superfície lunar e a órbita síncrona é muito remota, o que exige que o material tenha uma enorme capacidade de compressão. Por isso, escolhemos os nanotubos de carbono como o principal material para o cabo. Este material tem o rácio de conicidade mais forte entre os materiais conhecidos e pode suportar a enorme pressão da gravidade. Para evitar ataques de meteoritos, abandonámos a tradicional corda cilíndrica e optámos por uma corda em forma de fita. Em comparação com as cordas tradicionais que se partem com o impacto, as cordas em forma de fita podem suportar vários impactos de meteoritos.

2.3 - Como é que o vosso Acampamento Lunar protege e abriga os vossos astronautas contra o ambiente rigoroso da Lua?

O topo da couve é construído num poço, onde a subsidência do terreno estabiliza a temperatura ao longo do ano e mantém uma amplitude adequada à sobrevivência humana. Ao mesmo tempo, as nossas paredes são feitas de vidro de silicato, o que pode reduzir grandemente os danos da radiação cósmica lunar para os astronautas e evitar eficazmente o desgaste da poeira lunar na superfície exterior da base, utilizando as suas propriedades de resistência à radiação e combinando com a topografia do fosso. O ginásio no último andar da base e a pequena rede de descanso na estufa permitem aos astronautas relaxar e aliviar o stress durante os seus tempos livres. Os nossos astronautas receberam formação médica antes de chegarem à Lua, e os medicamentos e dispositivos médicos existentes nas pequenas salas médicas podem tratar doenças comuns.

3.1 - Como é que o vosso acampamento lunar proporcionará aos astronautas um acesso sustentável a necessidades básicas como água, alimentos, ar e energia?

Água
Alimentação
Energia
Ar

A água é a base material da sobrevivência das pessoas. No Kale Crest, as principais fontes de água são o solo lunar e o gelo de água, que podem ser aquecidos e derretidos para obter uma grande quantidade de água. Depois de recolhida e depositada no solo, é transportada para o tanque de captação para descontaminação física e armazenamento, e fornecida aos astronautas para garantir o funcionamento normal do seu trabalho e vida. (95 palavras)
No Kale Crest, há uma grande variedade de fontes de alimento. Os primeiros astronautas eram alimentados e vestidos com comida trazida da Terra. Depois da construção do acampamento, as células de bovinos e coelhos são cultivadas em andaimes de gelatina para produzir carne humana. Os legumes e as frutas (espinafres, couves, pimentos, cenouras, tomates, morangos, etc.) existentes na estufa serão complementados para fornecer aos astronautas as proteínas e os nutrientes necessários. Após a conclusão do elevador espacial, este também fornecerá regularmente à base alguns alimentos que não estão normalmente disponíveis na Lua, diversificando a dieta e fornecendo refeições adicionais aos astronautas. (108 palavras)
Como a nossa Kale Crest está construída num poço natural, a electricidade é uma condição necessária para manter o funcionamento normal da base. Aqui, cerca de 80% das reservas de electricidade provêm de reactores nucleares, que libertam uma grande quantidade de energia durante a fusão do hélio-3. O hélio-3 é injectado na ilmenite, tanto no modo vacancy como no modo gap, e aquecido a mais de 1000K. Neste momento, a quantidade de hélio-3 libertada é a mais ideal. Para além disso, o elevador espacial está equipado com painéis solares rotativos que armazenam a energia luminosa como fonte de energia de reserva em baterias de volante de inércia de elevado desempenho.(97 palavras)
(1) Na camada intermédia no topo da estufa, uma camada de microrganismos (Chilobacterium ammoniacum, Chlorella, etc.) é pavimentada para transportar o oxigénio gerado por eles para baixo para várias áreas através de tubos na parede. Além disso, as plantas da estufa podem fornecer alimentos e ar evoluído, ao mesmo tempo que fornecem uma parte do oxigénio para a base.

(2) O oxigénio é obtido através do choque da folha de ouro com dióxido de carbono. Ao incidir CO2 na superfície inerte da folha de ouro, esta não pode ser oxidada e não deve gerar oxigénio molecular. Por conseguinte, o oxigénio pode ser continuamente libertado da superfície da folha de ouro, e uma grande quantidade de oxigénio pode também ser obtida por este método (119 palavras).

3.2 - Como é que o vosso acampamento lunar vai lidar com os resíduos produzidos pelos astronautas na Lua?

A eliminação do lixo na Lua é uma tarefa complexa que tem em conta múltiplos aspectos, como o espaço limitado, a protecção ambiental e a utilização de recursos. Primeiro, seleccionamos e comprimimos o lixo para reduzir o espaço de armazenamento e transporte. Para os resíduos combustíveis, pode recorrer-se à incineração de resíduos para os transformar em cinzas e fumo e filtrar as substâncias nocivas. Os resíduos não combustíveis podem ser depositados em aterros sanitários. A reciclagem é também um elo importante, através da classificação da reciclagem e da reciclagem, para minimizar a poluição do lixo para o ambiente. Em segundo lugar, na Lua, utilizamos micróbios para processar os resíduos humanos e transformá-los em gases e fertilizantes úteis. A utilização de microrganismos específicos, como as bactérias anaeróbias, pode decompor a matéria orgânica em ambientes com baixo teor de oxigénio e produzir gás metano, proporcionando um valor potencial para a produção de combustível e energia.

3.3 - Como é que o vosso Acampamento Lunar vai manter as comunicações com a Terra e com outras bases lunares?

Terra-lua: Em Kale Crest, temos um detector equipado com uma antena direccional de alto ganho, e um painel solar fornece-lhe 20 watts de energia, concentrando a energia limitada numa área para assegurar a transmissão de informação entre a Terra e a Lua. Existem também estações especiais de recepção de sinais na Terra, que recebem e transmitem sinais através de enormes antenas direccionais. Além disso, utilizamos a nossa própria transmissão de sinais codificados, para que a informação não seja fácil de roubar.

Entre bases lunares: Tendo em conta o ambiente de vácuo da lua, a onda electromagnética é adoptada para a transmissão de sinais entre bases lunares, o que não é confortável com o meio. Quando é necessário comunicar, o astronauta liga o intercomunicador, fala para ele, e o aparelho converte "som - onda electromagnética - som" para restaurar o sinal sonoro. Também utilizam ondas de rádio para transmitir palavras, dados, imagens, etc.

4.1 - Que tópico(s) científico(s) será(ão) o foco da investigação no seu Acampamento Lunar? Explique que experiências planeia fazer na Lua (por exemplo, nos tópicos de geologia, ambiente de baixa gravidade, biologia, tecnologia, robótica, astronomia, etc.).

Na Kale Crest, os nossos cientistas estudam geologia e biologia.

Em termos de geologia, embora já tenha passado muito tempo desde que o homem aterrou na Lua em 1969, houve relativamente pouca exploração das crateras lunares durante este período. Embora o nosso campo seja principalmente orientado para o comércio, continuamos a ter uma forte capacidade de investigação científica. Agora, as nossas experiências já não se limitam a trazer amostras de solo da Lua para a Terra para monitorização. Depois de extrair minérios e solo lunar com um manipulador na área de operações, estes serão transportados para o corpo principal da base por veículos de transporte, o que é conveniente para os cientistas efectuarem investigação. A investigação incide principalmente nos seguintes aspectos: (1) O mineral de zircónio único na zona de Jinghai - a pedra de Jinghai - é estudado através de meios de ensaio de ultra-alta resolução desenvolvidos de forma independente. (2) Estudar quando é que a actividade magmática parou na Lua; (3) estudar a estrutura da rede subterrânea das crateras na zona do mar estático para compreender melhor a estrutura interna da Lua.

Em termos de biologia, tiraremos partido das condições especiais da Lua para transformar os microrganismos produtores de oxigénio trazidos da Terra, a fim de encontrar um microrganismo com maior eficiência de produção de oxigénio e melhor fornecimento para o trabalho e a vida dos astronautas. Ao mesmo tempo, apesar de aderirmos ao princípio da protecção ambiental ecológica e tentarmos utilizar materiais recicláveis, é inevitável produzir uma grande quantidade de lixo difícil de eliminar, pelo que a investigação sobre a decomposição eficiente dos microrganismos do lixo será acrescentada à investigação.

5.1 - O que incluiria no seu programa de formação de astronautas, para ajudar a preparar os astronautas para uma missão à Lua?

A fim de formar os melhores astronautas para o programa lunar "Kale Crest", o nosso programa de formação divide-se em três categorias principais: conhecimentos e competências, aptidão física e aptidão mental.

Conhecimentos e competências: A fim de assegurar uma aterragem lunar e uma investigação sólidas, os nossos astronautas receberão uma formação intensiva em medicina, física, astronomia, engenharia mecânica e outras disciplinas. Além disso, providenciaremos para que os astronautas sejam dotados de competências técnicas relevantes em matéria de conhecimentos especializados sobre voos espaciais, procedimentos de voo e simulação de missões.

Aptidão física: A fim de melhor se adaptarem ao ambiente sem gravidade no espaço, especialmente às actividades fora da cabina, o treino de simulação de ausência de gravidade é a principal prioridade da nossa formação. Realizaremos treinos de simulação de ausência de peso debaixo de água, em que os astronautas usam fatos de treino debaixo de água para praticar a simulação de ausência de peso debaixo de água, o que garante que os astronautas realizarão treinos de simulação de ausência de peso num tanque de flutuabilidade neutra, desenvolverão os hábitos de funcionamento dos astronautas em condições de ausência de peso e completarão treinos simulados para actividades de saída, que também se aplicam à avaliação ergonómica das operações de saída da nave espacial ou da base e à verificação da razoabilidade dos procedimentos de saída. Simultaneamente, também permitiremos que os astronautas efectuem um grande número de treinos de sobrevivência e de salvamento e grandes exercícios conjuntos para garantir a prontidão para todas as missões.

Qualidade psicológica: A formação psicológica é uma parte essencial da formação dos astronautas. Com efeito, a missão espacial obriga a abandonar o nosso ambiente familiar e esta mudança ambiental tem um grande impacto psicológico. Os astronautas precisam de se adaptar primeiro à situação no espaço do ponto de vista psicológico. Aumentar a estabilidade psicológica. Para garantir a fiabilidade da nossa investigação comercial, treinamos toda a tripulação em conjunto para melhorar a sua eficiência e o trabalho de equipa no espaço.

5.2 - Que veículos espaciais serão necessários para a tua futura missão à Lua? Descreve os veículos que encontras no teu Moon camp e considera como irás viajar de e para a Terra e explorar novos destinos na superfície da Lua.

Quando os astronautas precisarem de viajar para novos destinos, utilizarão veículos lunares para a exploração. Estes veículos serão concebidos para resistir ao terreno acidentado e às temperaturas extremas da superfície lunar, para que os astronautas possam atravessar facilmente a superfície da Lua.

Quando os astronautas precisarem de regressar à Terra, utilizarão o Módulo Lunar para regressar à órbita terrestre e depois utilizarão o Elevador Espacial para regressar à Terra. Estes veículos serão concebidos para serem altamente autónomos e reutilizáveis para apoiar futuras missões de exploração lunar.