acampamento_da_lua
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.

conquer the moon

郑州轻工业附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18   2 / 0 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360


Visualizador externo para projecto 3D


1.1 - Descrição do projecto

  1. O nosso parque de campismo lunar está dividido numa zona de habitação central e numa zona de plantação exterior, uma zona de investigação, uma zona de exploração mineira, uma zona de transmissão de sinais, etc. A zona de habitação inclui cabinas básicas, como quartos, restaurantes, salas de controlo principais e ginásios. Todas as paredes das cabinas são construídas num padrão de titânio fibra de carbono água óxido de cálcio (material de isolamento) material compósito (material resistente à radiação) titânio de dentro para fora. A camada mais exterior tem também uma camada protetora de 1,6 metros de espessura feita de material especial do solo lunar.
  2. Pretendemos realizar investigação científica, experiências e pesquisas sobre o desenvolvimento da Lua, garantindo simultaneamente a segurança e a habitação dos astronautas. Utilizaremos placas de rocha lunar para absorver o calor e armazená-lo num dispositivo de recolha de calor, que fornecerá calor a cada compartimento através de condutas. Além disso, dispomos de dispositivos de ejeção electromagnética e de cápsulas de fuga em forma de cápsula que permitem sair da Lua em tempo útil em situações de grande perigo.

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 nosso parque de campismo lunar é utilizado principalmente para a investigação científica, explorando os mistérios do universo, a origem da humanidade e os recursos da lua. Que recursos existem que podem satisfazer melhor e mais facilmente as necessidades de oxigénio, água e energia na Lua. Utilizado para explorar o cultivo de plantas lunares, como plantá-las bem e como tornar as plantas da Terra mais produtivas. Estes estudos científicos contribuíram significativamente para o projeto de levar mais pessoas a viver na Lua.

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

Planeamos construir o nosso acampamento lunar na Bacia Antárctica de Aitken, no Mare Smythii. O Mare Smythii está localizado na parte de trás da lua. O seu centro está localizado a 87,7 graus de latitude sul e 126,9 graus de longitude oeste. Existem 11 crateras de impacto de rutura de fundo Yuhai de escala média. Pode haver algumas depressões profundas ou fendas por baixo delas, para que o gelo de água possa ser armazenado de forma estável. A área selecionada tem níveis elevados de FTA, OL e CPX, que podem ser utilizados para produzir oxigénio e extrair metais como o ferro e o titânio para satisfazer as potenciais necessidades humanas a longo prazo. Do ponto de vista da manutenção da energia necessária para o funcionamento das estações de investigação científica, esta área tem a maior intensidade de luz da superfície lunar e é uma das áreas mais ideais para obter energia solar durante o dia na Lua.

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.

Para a construção da base, planeamos construir o nosso acampamento lunar em três etapas:

Etapa 1: Planeamos simular primeiro o processo de montagem na Terra e depois enviar o módulo da área de habitação para a Lua, utilizando um robô para montar a base. Os materiais utilizados são provenientes da Terra, como o titânio, o alumínio, o ácido silícico, etc

Etapa 2: Enviar os astronautas e os módulos subsequentes para a Lua, melhorando gradualmente a área experimental, a área de plantação, etc. A área de plantação pode ser combinada com a cratera, que é propícia à extração de gelo lunar.

Etapa 3: Planeamos extrair localmente materiais da camada de meteorização do solo lunar e utilizar um grande dispositivo de impressão 3D para construir uma camada de proteção contra a radiação com 1,6 metros de espessura no exterior dos módulos necessários.

Além disso, planeamos fornecer energia a partir da cintura terrestre (painéis solares, geradores, etc.), compressores de oxigénio e purificadores de ar, estruturas de apoio (incluindo edifícios, pilares, conectores, suportes e dobradiças de expansão, etc.), sistemas de abastecimento de água (equipamento avançado de purificação e recuperação de água), equipamento de comunicação (incluindo satélites de comunicação, equipamento de comunicação, computadores, ligações de rede, etc.), sistemas de apoio à vida (incluindo sistemas de apoio à vida, casas de banho, camas, catering, etc.), equipamento de investigação científica (incluindo equipamento astronómico, equipamento de laboratório, etc.).

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

Consideramos principalmente a radiação, os micro meteoritos e as questões de temperatura relacionadas com os perigos na Lua.

  1. Para questões de radiação: Utilizamos três módulos: isoladores básicos, cabos elásticos e tecnologia de proteção Whipple, bem como materiais especiais do solo lunar para evitar os riscos de radiação para os astronautas. Em seguida, adicionaremos uma camada de água no interior da parede, que pode efetivamente absorver e dispersar a radiação. Isto pode minimizar os danos da radiação.
  2. Para a questão dos micro meteoritos: Dispomos de uma camada especial de proteção de material exterior e as paredes são construídas com titânio, que pode resistir a pequenos meteoritos e a flutuações de temperatura elevadas. Além disso, também utilizamos um radar para detetar (micro) meteoritos, caso seja tomada uma decisão com antecedência.
  3. Para o problema da temperatura: utilizamos materiais de isolamento térmico eficientes, como grafite, fibra de vidro e aerogel, para reduzir a transferência de calor do ar interior e exterior e evitar o impacto das flutuações da temperatura exterior na temperatura interior. Utilizar ventoinhas, ar condicionado e outros dispositivos para manter a estabilidade da temperatura de base e utilizar sistemas de energia, como painéis solares, para fornecer internamente as fontes de frio e calor necessárias.

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

Depois de estabelecida a base, os astronautas utilizarão rovers lunares para transportar ferramentas de extração e robôs para extrair gelo lunar nas proximidades, derretendo-o, filtrando-o e purificando-o para obter água pura. Planeamos fazê-lo duas a três vezes por semana, com alguma água transportada diretamente para a área de habitação e outra armazenada em dispositivos de armazenamento de água. Além disso, o filtrado da urina também pode ser transformado quimicamente num adesivo, convertendo os grupos ácidos da cadeia polimérica em grupos ésteres, alterando as suas propriedades.
A alimentação é essencial para os astronautas, e os primeiros astronautas consumirão alimentos trazidos da Terra. Claro que a comida trazida não durará muito tempo, por isso os astronautas construirão uma área de plantação depois de as instalações básicas estarem estabelecidas e utilizarão técnicas de cultivo hidropónico e aéreo para plantar algumas plantas: beringelas, batatas, tomates e outras plantas que possam suplementar diferentes nutrientes. Considerando o desenvolvimento a longo prazo, estamos também a preparar-nos para estudar a forma de utilizar o solo lunar para cultivar plantas.
No nosso sistema de energia, serão utilizados painéis solares para a produção diária de energia básica e utilizaremos também uma grande quantidade de hélio-3 na Lua para reabastecer a nossa energia eléctrica. Converta-a em corrente contínua e armazene-a numa bateria utilizando energia química. Quando a eletricidade for necessária, converta a energia química em corrente contínua e depois converta-a em corrente alternada para o fornecimento de energia.
Inicialmente, extrairíamos algum oxigénio da camada de meteorização lunar ou das rochas (o que requer a mistura de gases de oxigénio e azoto de acordo com a composição da atmosfera da superfície para que o corpo humano possa respirar diretamente). Para o azoto, trá-lo-íamos da Terra. Podemos também utilizar a eletrólise do fundido para extrair ar. Estamos também a preparar-nos para utilizar uma lente para aquecer o solo a 2500 graus para extrair oxigénio.

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

Reciclagem e reutilização: O nosso parque de campismo lunar estabelecerá um ambiente fechado semelhante ao da Estação Espacial Internacional, permitindo que os resíduos gerados pelos astronautas sejam reciclados e reutilizados. Por exemplo, as fezes e a urina podem ser transformadas em fertilizante ou água, que podem ser usados para sistemas de suporte de vida ou para fins de cultivo.
Decomposição oxidativa: Os resíduos podem ser oxidados e decompostos através de um reator de oxidação. Um reator de oxidação envolve a mistura de resíduos orgânicos com oxidantes, como o peróxido de hidrogénio, e a sua colocação num recipiente para reação em condições de alta temperatura. Através desta reação, as substâncias orgânicas reagem com os oxidantes para produzir substâncias mais seguras, como a água e o dióxido de carbono. Em seguida, a água e o dióxido de carbono são utilizados para a fotossíntese, produzindo alimentos e fornecendo oxigénio.
Armazenamento comprimido: Os resíduos sólidos, grandes pedaços de lixo, etc., podem ser comprimidos e armazenados em contentores especiais, à espera de futuras tarefas de reciclagem ou de limpeza do lixo.

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

O nosso acampamento lunar utilizará torres de sinalização e radares para estabelecer comunicação com satélites, que podem ser utilizados para receber sinais da Terra e fornecer um caminho de retorno para a transmissão de informações como imagens, dados e voz, mantendo a comunicação entre o acampamento e a Terra. Em seguida, estabelecer contacto com a Terra e outros acampamentos lunares. Para além disso, o rádio também pode ser utilizado para estabelecer comunicação com a Terra. Após a conclusão da manutenção e da colocação em funcionamento, o rádio deve ter em conta factores como a propagação de ondas electromagnéticas para garantir uma comunicação de alta qualidade.
Além disso, o nosso parque de campismo lunar dispõe de um dispositivo de ejeção eletromagnético que utiliza o eletromagnetismo para ejetar cápsulas em forma de cápsula. Depois de definir a velocidade e planear a rota, estas podem ser transmitidas a outros acampamentos lunares para estabelecer uma comunicação cara a cara entre os astronautas.

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.).

A geologia será o nosso foco de investigação.

Recolha de rochas e solos: Para compreender a história geológica e as características da Lua, podem ser recolhidas amostras para análise. Estas amostras podem ser recolhidas através de perfurações ou robots e analisadas quanto às suas propriedades químicas e físicas.
Monitorização sísmica: A sismicidade na Lua é menor do que na Terra, mas os sismos fornecem informações úteis sobre a estrutura interna da Lua. Os sensores de monitorização de sismos podem ser instalados na superfície lunar para registar e analisar os dados recolhidos.
Medição da gravidade: Medindo o campo gravitacional na Lua com um gravímetro, é possível compreender a estrutura interna e a composição da Lua. Estas medições podem ser feitas a partir de orbitadores de baixa altitude ou de landers.
Medição do campo magnético: Através da medição do campo magnético na superfície da Lua, é possível compreender os processos físicos no seu interior. Estas medições podem ser efectuadas através de orbitadores ou aviões.
Levantamento topográfico da superfície: Para estabelecer o mapa geológico da superfície da Lua, podem ser utilizados altímetros laser ou radares e outros instrumentos para o levantamento topográfico da superfície. Estas medições podem ajudar a determinar o tamanho e a forma de várias características geológicas na Lua.
Medição do fluxo de calor: Medindo o gradiente de temperatura à superfície e por baixo da Lua, é possível compreender o fluxo de calor e a história geológica no interior da Lua. Estas medições podem ser efectuadas com instrumentos de perfuração ou com robôs.

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

Os astronautas têm de se submeter a três tipos de formação:

O primeiro tipo é a formação profissional de base: como astronauta, o primeiro passo é receber formação em conhecimentos teóricos profissionais de base, como a atmosfera, a astronomia, a geofísica, a dinâmica espacial, as comunicações, os computadores, etc. Estas formações estão todas relacionadas com o sector aeroespacial, a medicina e a fisiologia. Ao melhorar os conhecimentos básicos destas áreas, é possível criar uma base sólida para o futuro.
O segundo tipo é o treino para missões de voo: os astronautas devem ter um físico robusto e, por isso, devem também ser submetidos a um treino físico rigoroso. Treino de resistência ao excesso de peso: Os foguetões têm normalmente uma aceleração extremamente elevada durante a descolagem e, sem treino, o corpo do astronauta não a consegue tolerar. A simulação deste tipo de treino pode ajudar os astronautas a manter a mente clara e a adaptar-se e completar as tarefas de voo; Treino de ausência de peso: Durante o voo orbital, a nave espacial encontra-se frequentemente num ambiente de microgravidade, no qual os astronautas têm frequentemente tonturas, o que afecta o funcionamento. Por conseguinte, é necessário simular a ausência de peso de Huangjing para ajudar os astronautas a eliminar o seu medo da ausência de peso. Em condições de ausência de peso, os astronautas têm de efetuar exercícios como vestir e despir os fatos espaciais, comer e caminhar. O universo e a nave espacial são factores ambientais especiais e os astronautas têm de melhorar a sua tolerância através do treino.
O terceiro tipo é a formação de competências profissionais: os astronautas têm de permanecer na Lua durante muito tempo, realizar algumas experiências, investigação científica, exploração de recursos e outros conteúdos. Também precisam de dominar o conhecimento da realização de experiências científicas e a capacidade de operar várias máquinas.

O objetivo destas formações é permitir que os astronautas tenham uma vida normal na Lua, realizem investigação científica e explorem a Lua.

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 da missão lunar tem de ser capaz de acomodar e transportar uma carga suficientemente grande, uma vez que viajar da Terra para a Lua requer o transporte de muitos materiais e provisões, e a nave espacial tem de ser capaz de suportar estas coisas. A nave espacial irá acoplar com a estação espacial no espaço, reabastecer a energia da estação e voar para a lua.

Na Lua, os astronautas montam módulos destacáveis de rovers lunares trazidos da Lua, que podem completar a exploração e recolha de recursos. (Estes rovers lunares amovíveis e robôs de exploração são todos módulos configurados a partir da Terra e montados na Lua)
Na Lua, pequenos foguetões trazidos da Terra serão montados e controlados por membros da Terra para voarem para a Terra
Montamos um robô de deteção que pode detetar recursos e terreno, analisar a adequação do local para a construção de uma base e fornecer feedback aos astronautas.

Outros projectos: