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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.

Luminous youth

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



1.1 - Descrição do projecto

O nosso acampamento lunar tem uma área de controlo geral, uma área de habitação, uma área experimental, uma área de plantação, etc. A área de controlo geral pode controlar e detetar a situação de toda a base, e lembrará os astronautas de verificar o equipamento quando este estiver danificado. A área de habitação tem um quarto, uma sala de jantar, um ginásio e uma sala médica. As cápsulas de dormir no quarto podem proporcionar um ambiente de sono confortável para os astronautas. Os astronautas podem fazer exercício no ginásio, e a sala médica pode examinar os astronautas e fazer tratamentos. A área experimental tem dois laboratórios, onde se realizam experiências anti-gravidade e experiências no domínio das ciências da vida. A área de cultivo é construída no segundo andar da base para facilitar a luz do dia, e há duas salas de cultivo, hidroponia e cultura do solo, para fornecer alimentos abundantes aos astronautas. Haverá também estações de energia para recolher e armazenar energia solar e nuclear, e um rover lunar para permitir aos astronautas viajar e estudar a lua.

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).

O ambiente da lua é altamente limpo, microgravidade, sem poluição, sem campo magnético e sem atmosfera, pelo que é adequado para a realização de experiências em ciências físicas e da vida, experiências de novas tecnologias, síntese de novos materiais, investigação e produção de produtos biológicos especiais, especialmente alguns produtos especiais que não podem ser produzidos em massa na Terra. As experiências de baixa gravidade na Lua poderiam também substituir as experiências de microgravidade em algumas estações espaciais. Além disso, pode estabelecer uma base de investigação científica ideal para a observação e investigação de muitas disciplinas básicas, bem como uma base de produção ideal para o desenvolvimento de materiais especiais e produtos biológicos.

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

Planeámos construir o nosso acampamento numa cratera, e modelámos o nosso acampamento numa antiga cratera de impacto com uma borda circular chamada Cratera Koblenz no hemisfério sul do lado mais distante da lua. A pequena cratera em torno deste local é adequada para a construção de expansão, e o volume interior deste poço é grande, e a superfície do fundo do poço é plana e fácil de construir. A temperatura à sombra da cintura da cratera é estável, rondando os 17 graus Celsius, o que é confortável.

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.

A primeira fase: Um foguetão lançado do solo transportará os componentes de construção (feitos de polímero reforçado com fibra de carbono e fibra de vidro) e os robôs montados para serem unidos na lua. O acampamento será constituído por pequenas salas para resistir aos frequentes terramotos da Lua. Em primeiro lugar, é construída a área de habitação humana e, em seguida, é alargada a área relacionada com a investigação científica.

Fase 2: O ambiente de vida foi criado e os restantes materiais de construção serão processados utilizando solo lunar. Os metais e as fibras de vidro podem ser extraídos para alargar o âmbito do acampamento através da impressão 3D.

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

O ambiente espacial é caracterizado por uma grande diferença de temperatura, um ambiente de quase vácuo, forte radiação e vento solar.

Grande diferença de temperatura: O solo lunar tem um ótimo isolamento térmico, que pode ser utilizado como material de isolamento da superfície da base lunar. E um novo fato espacial termostático".

Radiação forte: O regolito lunar (solo) acumula-se no abrigo para se proteger da radiação.

Vento solar (gera uma carga eléctrica no lado sotavento da borda da cratera): Construir uma base no equador da Lua e alimentar uma base lunar com uma central nuclear.

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: Na fase inicial, era mais conveniente extrair oxigénio e água do hidrogénio líquido da Terra e do solo lunar. O solo lunar pode ser reduzido com hidrogénio ilmenite para produzir água, ou simplesmente tratado com eletrólise de sal fundido para obter oxigénio e depois reagir com hidrogénio líquido para produzir água. Ou trazer uma certa quantidade de água da Terra e reciclar, para que a água doméstica dos astronautas, incluindo a urina, o suor, as fezes, etc., possa ser reutilizada através de um dispositivo único de filtragem e purificação. Numa fase posterior, pode ser desenvolvido gelo de água no Pólo Sul da Lua. Se a radiação, como a energia solar, for emitida para o gelo de água, este evaporar-se-á e, depois de recolhido, a água pode ser extraída e decomposta em oxigénio e hidrogénio.

Comida: Os astronautas podem comer a comida que trazem consigo primeiro e depois comer a comida que cresce depois de terem construído um ecossistema em miniatura. A microbiosfera albergará sementes de batata (provavelmente um alimento básico para os humanos na Lua, devido à sua facilidade de armazenamento e à sua natureza amilácea), sementes de Arabidopsis e solo (que transformará a areia lunar em solo - aquecendo-a e transformando-a numa substância com muitas saliências e ranhuras minúsculas que constituirão um habitat para os micróbios). Depois, são adicionados micróbios e fertilizantes orgânicos para transformar o material em solo). O círculo é composto por uma câmara de ar, ar, água, etc., e mantém a temperatura no círculo a 1 ~ 30 ℃, bem como a humidade adequada, e introduz luz natural na superfície lunar através do tubo guia de luz, criando um ambiente de crescimento de plantas.

Ar: Produção de oxigénio no solo lunar: Existem muitas substâncias que contêm oxigénio no solo lunar, incluindo uma grande quantidade de sílica, óxido de prata ferroso, óxido de cálcio, óxido de manganês e dióxido de titânio. "O oxigénio do solo lunar pode ser extraído por eletrólise de fusão. As principais matérias-primas utilizadas na eletrólise de fusão são a ilmenite e o óxido ferroso do solo lunar. Por cada 100 quilogramas de solo lunar, podem ser produzidos mais de 20 quilogramas de oxigénio. A eficiência da produção de oxigénio pode ser descrita como muito elevada. Para além de produzir oxigénio, o processo de eletrólise também produz subprodutos como o ferro e o silício, que podem ser utilizados na construção de bases lunares.

Energia: Na fase atual, o fornecimento de energia é feito principalmente através da energia solar e, numa fase posterior, recorreremos à energia nuclear. Vamos aplicar películas solares finas na Lua em grande escala. A energia solar é fornecida diretamente ao sistema de iluminação, ao sistema de ventilação e às necessidades de investigação científica, enquanto a energia excedente é armazenada em dispositivos de armazenamento de energia de alta eficiência, como as baterias de iões de lítio, evitando o problema da energia quando a Terra bloqueia completamente a luz solar.

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

(1) Reciclagem de resíduos líquidos

O acampamento lunar está equipado com casas de banho relativamente avançadas. O dispositivo bombeia a urina diretamente para o exterior e, após um complexo processo de destilação e purificação profunda, a água contida na urina é recuperada e purificada até atingir o nível de água potável.

Além disso, o suor e o vapor de água exalado pelos astronautas também podem ser purificados e transformados em água reciclada potável. Como resultado, a estação é capaz de reciclar água, reduzindo significativamente o peso da entrega de carga, e os resíduos líquidos são efetivamente reciclados.

(2) Lixo doméstico

O lixo doméstico é principalmente recolhido, comprimido, armazenado e armazenado numa série de etapas, e depois transportado para a atmosfera pela nave espacial de carga Tianzhou para incineração, de modo a reduzir a poluição espacial.

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

Em primeiro lugar, cada astronauta receberá uma mochila de sistema de suporte de vida portátil com um rádio VHF que transmite dados sonoros e de biossensores do fato para a sala de controlo principal no campo lunar, bem como um sinal acústico da sala de controlo principal para o astronauta no fato. O sistema de comunicações da sala de controlo principal do campo lunar envia sinais para a Terra usando a banda S, uma banda de frequência ultra-alta que pode penetrar na ionosfera terrestre sem se desviar ou refletir. Ao mesmo tempo, o sistema de comunicações da Sala de Controlo Principal do Campo Lunar também pode utilizar a banda S para enviar sinais para outros campos lunares para se manterem em contacto.

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.).

No nosso acampamento lunar, a ciência da gravidade, a biotecnologia e a ecologia da vida são o nosso foco. Teremos quatro gabinetes de laboratório para as nossas experiências científicas. O laboratório de ciências de gravidade variável proporciona um ambiente de gravidade de alta precisão para completar o estudo dos diferentes efeitos da gravidade e dos mecanismos de resposta das experiências de fluidos e combustão em microgravidade. O gabinete de laboratório de biotecnologia está equipado com uma variedade de instrumentos avançados de cultura e deteção de células para o estudo de tecidos biológicos, células, moléculas bioquímicas e outros objectos biológicos a diferentes níveis; a ecologia da vida proporciona um ambiente ecológico para o cultivo de plantas e pequenos animais, estuda o impacto do ambiente lunar no crescimento, desenvolvimento e metabolismo de indivíduos biológicos e promove a compreensão humana da natureza dos fenómenos da vida; o porta-luvas científico e o gabinete de armazenamento criogénico podem proporcionar um espaço operacional fechado e limpo para experiências científicas espaciais. Equipados com braços mecânicos para operações subtis, podem ajudar os cientistas a realizar operações finas ou repetidas, como a injeção de genes e a extração nuclear, e proporcionar um ambiente de baixa temperatura para o armazenamento de amostras científicas.

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

Em primeiro lugar, porque irão à superfície da Lua para recolher solo lunar e outros materiais para experiências, treinarão os astronautas em compressão, simularão o ambiente de ausência de peso no solo, realizarão actividades extra-veiculares e treinarão o trabalho.

Em segundo lugar, uma vez que os astronautas têm de efetuar verificações de segurança regulares do equipamento na base, iremos formá-los em teorias profissionais, competências operacionais e melhorias de simulação relacionadas com o equipamento.

Em terceiro lugar, uma vez que os astronautas vivem nos campos lunares há muito tempo, para evitar uma pressão psicológica excessiva sobre os astronautas, proporcionaremos formação psicológica para garantir a sua saúde mental.

Quarto: Os astronautas precisam de ter um físico forte para enfrentar várias situações de emergência, pelo que daremos formação sobre a sua aptidão física.

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.

A nave espacial pode funcionar de forma rápida e flexível na superfície lunar e no espaço, pode resistir a temperaturas e ambientes extremos e deve também ter peso suficiente e espaço de armazenamento.

O veículo no acampamento lunar é o Buggy lunar - um pequeno veículo que se pode deslocar na superfície lunar e suportar a gravidade e o terreno acidentado da superfície lunar.

Para viajar de e para a Terra, era necessária uma nave espacial que pudesse voar com segurança e rapidez. Ter reservas suficientes de combustível e alimentos, e ser capaz de suportar o ambiente hostil de calor, radiação e frio no espaço.

Ao explorar novos destinos na superfície lunar, podemos utilizar a tecnologia de deteção remota, sondas, etc., equipadas no veículo lunar, que nos podem ajudar a explorar regiões desconhecidas na Lua, recolher dados e imagens e fornecer-nos mais informações científicas.

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