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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.

Avalon

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 19   5 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360



1.1 - Descrição do projecto

Construímos o Moon camp utilizando um modelo científico, residencial e comercial. Partindo da premissa de assegurar a saúde física e mental dos astronautas, exploramos ainda mais o desconhecido da Lua através da investigação científica, familiarizamo-nos com o ambiente lunar através da experiência de vida e promovemos a combinação da investigação científica e do desenvolvimento económico através de ideias comerciais. O nosso acampamento lunar tem como objectivo procurar e extrair os ricos e valiosos recursos minerais da Lua, estudar os segredos do espaço, explorar a engenharia genética biológica e microbiana, promover o desenvolvimento da ciência humana, promover o progresso da indústria espacial, descodificar mais problemas genéticos e explorar as condições adequadas para a sobrevivência permanente do ser humano, estabelecer a ligação entre a Lua e a Terra, aplicar a ciência e a tecnologia à vida, para criar um ambiente confortável, inteligente e amigo do ambiente.

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).

Extrair, processar e transferir recursos na Lua; Utilizar o vácuo e as condições de baixa gravidade na Lua para algumas experiências especiais ou projectos de investigação científica; Investigar a engenharia genética biológica e microbiana em condições de baixa gravidade e de raios múltiplos para promover o desenvolvimento da genética e da medicina; Como estação de transferência, ligar o universo à Terra, explorar o espaço; Encontrar outros ambientes adequados à sobrevivência humana; e combinar produtos científicos com o desenvolvimento comercial para promover o desenvolvimento económico e promover produtos científicos.

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

O Mar da Tranquilidade será a nossa primeira escolha para a localização do Acampamento Lunar. Não há concentração de massa (concentrações de massa) ou campo gravitacional elevado no centro do Mar da Tranquilidade, o que reduziria a influência da gravidade nos astronautas e reduziria a dificuldade da investigação científica. Além disso, a diferença de temperatura entre o dia e a noite na superfície da Lua é muito grande, mas as crateras lunares situadas na zona do Mare Tranquillitatis têm uma temperatura estável, o que pode proporcionar um local de habitação para os seres humanos, assegurar as actividades humanas normais e garantir uma investigação científica eficaz. Hogan, professor associado de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias na Universidade de Purdue em West Lafayette, Indiana, também disse que as cavernas seriam habitats lunares estáveis porque forneceriam protecção contra alguma da radiação solar e micrometeoritos. Os estratos também protegeriam as pessoas dos raios cósmicos, segundo a NASA.

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.

Em termos de forma e estrutura, o poliedro escalonado e a combinação de métodos acima do solo e subterrâneos são adoptados para garantir melhor a firmeza e a segurança do acampamento lunar. Na parte acima do solo, usamos vidro colorido para filtrar as substâncias nocivas na luz solar directa no solo e extrair a luz normal para garantir a iluminação do acampamento lunar e a fotossíntese das plantas. Ao mesmo tempo, foi utilizado solo lunar para cobrir a metade superior do acampamento, reduzindo o impacto da radiação e outros factores na Lua. Além disso, serão utilizados motores principais a oxigénio líquido e querosene para transportar materiais especiais entre a Terra e a Lua, assegurando que o acampamento lunar dispõe da tecnologia e dos materiais mais avançados. Além disso, será construído um sistema de transporte por teleférico na parte acima do solo para facilitar o transporte de materiais no subsolo, e serão abertas condutas subterrâneas para assegurar o fluxo normal entre as várias áreas. Ao mesmo tempo, serão transportadas provisões da Terra para garantir a vida dos astronautas.

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

O solo lunar é um material de construção que bloqueia a radiação cósmica nociva e isola para manter o equilíbrio da temperatura e evitar que diferenças de temperatura excessivas e temperaturas extremas prejudiquem os astronautas. O sistema de controlo principal está equipado com um sistema de defesa para monitorizar o ambiente externo 24 horas por dia, a fim de garantir que o campo lunar responda imediatamente em caso de danos e abandone as peças danificadas, se necessário, para reduzir as perdas. A instalação de robots de patrulha, a detecção de alterações no ambiente, o alarme atempado, a inteligência artificial e o duplo seguro. Será criado um sistema de fuga para garantir a segurança dos astronautas.

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

1)Água

A água condensada produzida pela transpiração da planta no silo da planta é purificada e usada como água doméstica depois de ser reabastecida com oligoelementos pelo sistema. As águas residuais da purificação biológica e a água recuperada da urina são utilizadas juntamente com o azoto para a irrigação das plantas. O hidrogénio reage com o dióxido de carbono para produzir metano e água numa reacção Sabaj. A presença de gelo de água em regiões permanentemente sombreadas das regiões polares da Lua pode ser um candidato a recurso hídrico.

2)Alimentação

A biomassa não comestível (como resíduos de culturas, raízes de vegetais e folhas velhas) pode ser utilizada para alimentar animais que fornecem aos astronautas boas proteínas e um rácio razoável de aminoácidos. Também pode ser bioprocessada com resíduos como fezes humanas e resíduos alimentares para produzir substratos semelhantes ao solo que podem ser reciclados para o cultivo de plantas.

3)ar

Os excrementos, os resíduos de cozinha e os resíduos domésticos das pessoas nas zonas habitacionais são decompostos em carbono fixo por microorganismos. O ar rico em dióxido de carbono produzido pelo tanque de plantas é purificado e enviado para o tanque de plantas para a fotossíntese. O ar rico em oxigénio produzido pelo tanque de plantas é purificado e enviado para o tanque composto para as pessoas e os animais respirarem e fornecer oxigénio para o tratamento de resíduos.

4)potência

O período de rotação da lua é de cerca de 21 dias, e haverá um período de cerca de meio ano de dia e noite polares, proporcionando muita luz, que pode ser utilizada para a produção de energia fotovoltaica. Foram realizadas experiências sobre as características de produção de energia do sistema de energia da célula de combustível nas condições de vácuo extraveicular, baixa temperatura e microgravidade, regra de resposta de potência variável e características de interface da reacção electroquímica. De acordo com o princípio de Sambatier, o hidrogénio e o dióxido de carbono reagem a 300℃~400℃ para produzir metano e água. O metano é usado em motores de foguetes, a água é separada em hidrogênio e oxigênio, e o oxigênio é usado para respiração e como combustível.

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

Um acampamento lunar pode utilizar um método de armazenamento selectivo para armazenar diferentes tipos de resíduos em diferentes contentores. Os resíduos orgânicos podem ser armazenados separadamente e tratados por meios como a digestão anaeróbia ou a compostagem; os resíduos metálicos podem ser recolhidos, seleccionados, fundidos e reciclados; e a compressão de materiais recicláveis, como o plástico, em pedaços sólidos para serem enviados para a Terra para reutilização. Os resíduos que não podem ser reciclados são temporariamente armazenados em instalações subterrâneas para evitar o impacto no ambiente lunar.

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

Baseia-se principalmente na tecnologia de comunicação por satélite. Os batalhões lunares têm de instalar equipamento de satélite e ligá-lo a redes de comunicação na Terra para permitir a comunicação entre a Terra e outras bases de batalhões lunares, assegurando simultaneamente a velocidade e a estabilidade da transmissão. Na superfície da Lua, o Campo Lunar pode também instalar algumas estações de base de comunicação para melhorar a fiabilidade e a eficiência da comunicação. Estas estações de base poderão permitir o contacto entre as bases dos batalhões lunares através de comunicações de retransmissão entre a Terra e as redes de satélites.

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.).

O Campo Lunar centrar-se-á na investigação científica sobre temas como o desenvolvimento de recursos espaciais, a engenharia e a tecnologia espaciais, o ambiente lunar e a astronomia. Especificamente, as experiências científicas possíveis incluem: cultivo de culturas espaciais: concepção de métodos e técnicas para o cultivo de alimentos na Lua, tais como o estabelecimento de quintas verticais ou a utilização de hidroponia, e teste do crescimento e desenvolvimento de diferentes plantas no ambiente lunar. Qualidade do solo e biosfera: estudo das propriedades físicas e químicas, microrganismos, plantas e outras características biológicas de amostras de solo na superfície lunar, e exploração do estabelecimento de ecossistemas sustentáveis na Lua, em preparação para a futura vida humana na Lua. Utilização de energia: Estudar a utilização da energia solar e nuclear no ambiente lunar e testar o desempenho e aplicabilidade do equipamento relacionado. Sistemas de suporte de vida: Conceber e testar vários sistemas de apoio à vida, como a purificação do ar, a reciclagem da água, a eliminação de resíduos, etc., para fornecer infra-estruturas para a futura vida na Lua.

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

Para melhor aclimatar os astronautas ao ambiente lunar, o treino a que devem submeter-se antes da aterragem na Lua é o seguinte

Teste de natação e certificação de mergulho: Preparar-se para o treino de caminhada no espaço

II.Formação em pilotagem e manutenção de veículos espaciais: Aprender a operar veículos espaciais e instrumentos, bem como compreender como reparar e manter vários componentes de um veículo espacial. Formação em vestuário e utilização de fatos espaciais: Aprender a utilizar um fato espacial e a efectuar uma caminhada espacial.

Por último, o treino cerebral personalizado pode ser efectuado através de algumas plataformas de treino de inteligência em linha para exercitar a memória, a velocidade de reacção e a saúde do cérebro dos astronautas, a fim de melhorar a sua capacidade e prontidão.

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.

Uma missão à Lua exigirá uma nave espacial com vários componentes, incluindo um foguetão, um orbitador, uma nave de aterragem e uma cápsula de reentrada, entre outros. O orbitador coloca em órbita lunar um foguetão de três fases que transporta um módulo de aterragem e uma cápsula de reentrada, e o módulo de aterragem leva os astronautas à superfície lunar. A cápsula de reentrada regressou à órbita e eventualmente à Terra. O Campo Lunar utilizou um rover para transportar materiais e astronautas para explorar novos destinos na superfície lunar. Um sistema de transporte por levitação magnética foi instalado no exterior do Campo Lunar para permitir aos astronautas deslocarem-se rapidamente pelo campo.