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.
Desenho Altamente Recomendado - Estados membros da ESA
GRG19 Billrothstraße 73 Viena-Viena Áustria 16, 17 6 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360 e Blender
ATLAS é a nossa visão de como poderá ser uma base lunar num futuro próximo. O que torna a ATLAS especial é o facto de se situar principalmente no subsolo, num dos tubos de lava lunar vazios da Lua, que proporcionam proteção contra o rigoroso ambiente lunar. As únicas partes visíveis da base são a superfície e as entradas do hangar, que estão ligadas às áreas subterrâneas através de um elevador. Encapsulada na sua própria atmosfera artificial, a base subterrânea ATLAS está dividida em cinco áreas:
Queremos construir um Campo Lunar porque queremos contribuir para um futuro em que a exploração espacial e as viagens interplanetárias sejam possíveis.
O objetivo do nosso Campo Lunar será principalmente científico e turístico. Será possível que um máximo de dois turistas vivam na base lunar e experimentem a vida quotidiana de um astronauta, o que ajudará a financiar parcialmente o projeto. Além disso, poderão transmitir em direto as suas experiências e aumentar a sensibilização para o nosso projeto. Além disso, a presença de outras pessoas também pode trazer benefícios psicológicos para os astronautas. Os astronautas realizarão experiências em que serão investigados os efeitos a longo prazo da baixa gravidade da lua e do isolamento prolongado dos astronautas. Especificamente, centrar-se-ão nas necessidades psicológicas básicas, nas necessidades de segurança, nas necessidades sociais e nas necessidades individuais.
Ao construir uma base lunar, é necessário ter em conta muitas circunstâncias que põem em risco a vida na Lua e que incluem o seguinte:
Considerando estes factores, a localização ideal é no subsolo, num dos tubos de lava da Lua. Os tubos de lava são túneis subterrâneos naturais formados por antigos fluxos de lava que se solidificam à superfície mas continuam a fluir por baixo, deixando para trás uma rede de túneis vazios. Estes túneis proporcionam um ambiente estável e protegido das duras condições lunares, ao mesmo tempo que proporcionam um compromisso ótimo entre a temperatura média, os recursos hídricos e a concentração de hélio-3 no regolito circundante. Para assegurar a comunicação com a Terra, apenas um tubo de lava localizado no lado diurno da Lua é adequado.
A fim de poupar energia, será criada uma atmosfera artificial no interior do tubo de lava. Deste modo, é possível viver na atmosfera sem fatos. No interior da atmosfera artificial, a nossa base é constituída por paredes insufladas com oxigénio, o que as torna termicamente isolantes.
Uma vez que o pavimento do tubo de lava é irregular e anguloso, deve ser construído um pavimento de base, que forme uma área nivelada para as instalações. Os suportes ancorados no solo com grelhas de aço seriam adequados, uma vez que são fáceis de transportar e práticos. Isto pode ser conseguido através da utilização de cavilhas químicas.
Durante a fase de construção, uma equipa estará estacionada na lua, o que requer a construção de uma base temporária. Esta base deve ser simples e rápida de montar. As estruturas reforçadas com fibra de carbono seriam óptimas, uma vez que os limites de peso do transporte devem ser considerados. A base temporária precisa de espaço suficiente para acomodar a equipa, os recursos vitais, os materiais e as ferramentas para a construção da base real. Além disso, precisamos de uma superfície plana onde todas as sondas e cápsulas com recursos da Terra possam aterrar. Esta área deve ter espaço suficiente para a aterragem e para os rovers ou outros meios de transporte que levarão os materiais e as pessoas para a base ou diretamente para o local de construção.
A construção de uma base lunar num dos tubos de lava da Lua oferece várias vantagens em termos de proteção e abrigo para a nossa tripulação.
Em primeiro lugar, protegeria a nossa tripulação dos perigos da exposição à radiação. A Lua não tem um campo magnético protetor que a proteja das radiações solares e cósmicas nocivas, que podem constituir um risco significativo para a saúde dos astronautas. A espessa camada de rocha por cima do tubo de lava actuaria como um escudo natural contra a radiação, reduzindo a exposição à radiação nociva.
Em segundo lugar, a temperatura estável no interior do tubo de lava proporciona um ambiente de vida mais confortável para a nossa tripulação. A superfície da Lua sofre flutuações extremas de temperatura, com temperaturas diurnas que atingem os 120°C e descem até aos -170°C durante a noite. A temperatura estável no interior do tubo de lava proporcionaria um ambiente mais habitável para a nossa tripulação, eliminando a necessidade de sistemas complexos de aquecimento e arrefecimento.
O tubo de lava também proporciona uma proteção natural contra os impactos de micrometeoróides, que podem representar um risco significativo para o equipamento e o pessoal na superfície lunar. A espessa camada de rocha por cima do tubo de lava absorveria quaisquer impactos, reduzindo o risco de danos ou ferimentos.
Além disso, o tubo de lava fornece uma estrutura pronta para a nossa base, reduzindo o tempo e o custo de construção. Os túneis podem ser modificados e equipados de acordo com as nossas necessidades, com um mínimo de escavação.
A construção da nossa base lunar num tubo de lava proporciona um escudo natural contra a radiação, temperaturas estáveis, proteção contra impactos de micrometeoróides e uma estrutura pré-existente, o que a torna um local ideal para o abrigo e proteção da nossa tripulação na Lua. Uma vez que as flutuações de temperatura são apenas um problema menor devido ao tubo de lava e a manutenção de uma comunicação estável com a Terra é importante, a base está numa localização central no lado diurno da Lua.
Para garantir o abastecimento de água na nossa base, utilizaremos o regolito lunar, uma rocha pulverizada semelhante à areia que cobre a superfície lunar. Esta poeira não é apenas uma fonte de hidrogénio, mas também é rica em O2, com um teor de oxigénio de 50% da sua massa total. O regolito será aquecido a mais de 1000 graus centígrados através de uma central eléctrica de torre solar, o que provoca a sua conversão em gás. Desta forma, o oxigénio e o hidrogénio podem ser extraídos através de um processo chamado "eletrólise do sal fundido". Com a ajuda de células de combustível, as substâncias podem mais tarde ser transformadas em água corrente.
Para fornecer alimentos na base lunar, são instalados sistemas hidropónicos, nos quais as plantas obtêm de forma independente a água e os nutrientes necessários através de bolas de argila expandida, não necessitando, portanto, de solo. As plantas incluem feijões, milho e batatas, que asseguram o fornecimento de hidratos de carbono, bem como ervilhas, tomates, alface, grãos e rabanetes, que são uma boa fonte de vitaminas.
Utilizando o Sistema de Controlo e Suporte de Vida (ECLSS), um sistema de hardware regenerativo de suporte de vida, a tripulação da base lunar é abastecida com ar puro. O sistema de geração de oxigénio consiste principalmente no Conjunto de Geração de Oxigénio e num módulo de fornecimento de energia. A remoção do dióxido de carbono do ar é efectuada através de um processo de absorção que utiliza hidróxido de lítio (LiOH) como adsorvente.
Para sermos completamente independentes em termos de energia eléctrica, a nossa equipa planeou utilizar MMRs (micro reactores modulares). Estes reactores compactos podem ser facilmente transportados para a Lua e não necessitam de qualquer montagem adicional, o que significa que podem começar a produzir energia imediatamente.
Para lidar com os resíduos produzidos pelos astronautas, a nossa base lunar aplicará vários métodos. A compostagem será utilizada para os resíduos alimentares, o que envolve a decomposição da matéria orgânica em solo rico em nutrientes. A urina e as fezes serão processadas utilizando sistemas de filtração, que podem separar os sólidos dos líquidos e remover as impurezas. Os líquidos serão tratados para produzir água limpa, enquanto os sólidos serão tratados separadamente para produzir fertilizantes ou ser armazenados na Lua.
Os resíduos não orgânicos, como os materiais de embalagem, serão recolhidos e armazenados numa área designada na Lua. A gestão de resíduos será um aspeto crítico da manutenção de uma base lunar sustentável, e todos os resíduos serão cuidadosamente controlados e monitorizados para garantir uma eliminação segura e eficiente. Ao implementar estes métodos, a nossa base lunar pode reduzir significativamente a quantidade de resíduos gerados pelos astronautas e minimizar o impacto ambiental na Lua.
Para assegurar a comunicação entre a base lunar e a Terra, são necessárias antenas na Austrália, em Espanha e nos EUA, através das quais é sempre assegurada uma ligação à Deep Space Network, apesar da rotação da Terra. A DSN é uma rede global de estações do espaço profundo que é utilizada para a comunicação com sondas e satélites espaciais predominantemente interplanetários, bem como para fins de investigação astronómica por rádio e radar.
A DSN faz parte de uma rede mais alargada e tira partido das capacidades da rede de comunicações terrestres fornecida pela Rede de Serviços Integrados da NASA. A NISN permite a troca de dados a alta velocidade com duas outras redes, a Rede Espacial, que utiliza satélites retransmissores geoestacionários como receptores que transmitem os seus dados para as estações terrestres, e a Rede Próxima da Terra, que utiliza muitas antenas de pequena e média dimensão para comunicar com missões durante a fase de lançamento em órbitas terrestres baixas e com satélites terrestres baixos.
A microgravidade da Lua pode simular a osteoporose e permitir uma melhor investigação através de exames de ultra-sons, análises à urina e ao sangue. Além disso, os efeitos da baixa gravidade no cérebro poderiam ser examinados mais aprofundadamente, uma vez que um estudo demonstrou que a distribuição da água no cérebro se altera permanentemente após uma viagem espacial. Os factores que influenciam estas alterações e a forma como podem ser reduzidas poderiam também ser explorados.
A ausência de atmosfera na Lua torna-a um local ideal para observações astronómicas. Os telescópios na Lua podem captar imagens de estrelas e galáxias com uma nitidez inigualável, sem qualquer distorção causada pela atmosfera da Terra. Uma experiência possível é a instalação de um telescópio na superfície lunar para estudar vários fenómenos astronómicos, como a procura de exoplanetas ou o estudo da formação de estrelas. Isto só seria possível se os telescópios estivessem posicionados no lado escuro da Lua e se existissem redes de satélites.
Outra experiência seria a observação da radiação cósmica. A superfície da Lua é um local ótimo para medir a radiação cósmica porque esta chega inalterada, ao contrário da Terra, onde a radiação cósmica é absorvida pela atmosfera e convertida em partículas que podem interferir nas medições.
Além disso, a Lua é um local único para experiências geológicas porque não tem erosão ou atividade tectónica como a Terra. Uma experiência possível na Lua seria a realização de investigações à superfície através da recolha e análise de amostras. Estas amostras de rocha podem também ajudar a reconstruir a história geológica da Lua, fornecendo pistas sobre processos geológicos passados na superfície lunar.
Por último, podemos efetuar experiências com novas tecnologias robóticas, desenvolvendo robôs que possam ajudar na construção de bases, na manutenção e na investigação científica na superfície da Lua. A baixa gravidade, as temperaturas extremas e o terreno acidentado do ambiente lunar apresentam desafios únicos que têm de ser abordados aquando da conceção destes sistemas robóticos.
Formação académica: Os nossos astronautas precisam de ter um mestrado em física, biologia ou química. Para além disso, também devem ter uma licenciatura em engenharia aeroespacial, normalmente os astronautas completam este estudo com um doutoramento. Para além disso, é importante que os membros da nossa tripulação tenham experiência em minas e construção, de modo a construir e gerir a base. Uma vez que vamos trabalhar com tecnologia de ponta, é obrigatório que os nossos astronautas tragam conhecimentos suficientes nos domínios da física nuclear, da química e da física dos materiais para manter esses sistemas a funcionar.
Formação: Os requisitos da ESA são semelhantes aos da NASA - a formação de três anos divide-se em formação de base, formação avançada e formação específica para missões. Os conhecimentos básicos transmitidos abrangem todos os domínios das ciências naturais, da engenharia e da informática, de modo a que os estudantes astronautas, provenientes de diferentes áreas profissionais, tenham os mesmos conhecimentos científicos. Além disso, em consulta com os parceiros da ISS, serão acrescentados conhecimentos específicos sobre o espaço e a ISS, competências humanas e formação linguística.
Segue-se o treino de sobrevivência dos astronautas, em que estes têm de sobreviver num local desconhecido durante três dias, com pouca comida e apenas um guia que fala a língua.
Existe também o treino de isolamento, onde são treinadas as capacidades de manutenção dos astronautas. Durante o treino, são simuladas avarias, mau funcionamento e sinais de falha, que devem ser reparados pelos formandos.
Para reduzir a possibilidade de conflitos entre os membros da nossa tripulação, é também muito importante que os nossos astronautas realizem um treino social extensivo, onde sejam treinadas as suas capacidades de trabalhar em conjunto num ambiente pequeno.
Nave espacial SN15
A Starship SN15 da SpaceX desempenhará um papel crucial no nosso sistema de transporte entre a base lunar e a Terra devido à sua natureza reutilizável, que reduz os custos de lançamento e a manutenção entre voos. A Starship também pode ser reabastecida utilizando recursos da superfície da Lua, como o gelo de água, que pode ser transformado em propulsor de foguetões.
Veículo lunar
O nosso Lunar Rover é um veículo de exploração avançado concebido para a investigação científica na superfície da Lua. Com seis pneus independentes sem ar, pode navegar em terrenos acidentados, enquanto a sua câmara de vácuo reduz a perda de oxigénio durante a entrada e saída, o que permite viagens prolongadas no rigoroso ambiente lunar.
ATV
O nosso Veículo Todo-o-Terreno (ATV) é um veículo monolugar, robusto e versátil, concebido para o transporte na superfície lunar. Cada um dos seis ATVs tem quatro pneus independentes sem ar e um pequeno suporte de equipamento montado na sua traseira para transportar instrumentos e equipamento científico.
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