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.
Liceul Teoretic "Emil Racovita" Baia Mare Baia Mare-Maramureş Roménia 16, 17 3 / Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
Há cerca de cinquenta anos, a humanidade deu um grande passo na sua evolução com a aterragem bem sucedida da nave espacial Apollo 11 na superfície da Lua. Nesse dia, 20 de julho de 1969, o astronauta americano Neil Armstrong pisou a superfície lunar e proferiu as famosas palavras "Um pequeno passo para um homem, um salto gigante para a humanidade". Hoje repetimos a história, mas em vez de uma simples expedição, vamos criar uma base de operações totalmente sustentável. Esta colónia será o início de uma nova era, a Era Interplanetária.
A Lua tornar-se-á o recreio da humanidade, onde poderemos inovar, criar e adaptar-nos. Com esta colónia, lançaremos as bases das viagens interplanetárias, ao mesmo tempo que descobriremos novas tecnologias que nos ajudarão na Terra. Extração eficiente de minerais, culturas biotecnológicas, energias renováveis mais eficientes. Isto será apenas o início do que ainda está para vir. A nossa base albergará 4 pioneiros de várias profissões e possuirá instalações de ponta, incluindo aquaponia de alta eficiência, equipamento avançado de treino e exercício, cozinha compacta mas totalmente equipada e beliches eficientes em termos de espaço. Uma nova tripulação será trazida a cada 5 anos, juntamente com peças sobressalentes avançadas e mercadorias que não poderão ser eficientemente fabricadas no local.
A base lunar situar-se-á a 30 km da cratera Shoemaker, perto de uma cadeia de montanhas. Escolhemos este local por várias razões:
Interesse geológico: A área perto da cratera Shoemaker é geologicamente interessante e oferece a oportunidade de estudar a superfície lunar e a geologia em pormenor. A cordilheira perto do local da base oferece uma gama diversificada de características geológicas para explorar, incluindo crateras de impacto, características vulcânicas e rochas antigas, ao mesmo tempo que oferece proteção contra meteoritos.
Comunicação e navegação: A localização perto da cratera Shoemaker proporciona uma boa linha de visão para a Terra, facilitando a comunicação com o controlo da missão na Terra e a receção de sinais de navegação.
Disponibilidade de recursos: Como mencionado anteriormente, a localização perto da cratera Shoemaker oferece acesso a depósitos de água armazenados nas profundezas da cratera. Para além da água, a área pode também ter outros recursos importantes, como o hélio-3, que pode ser usado como combustível para reactores de fusão.
Nas três fases de construção, utilizaremos salas e paredes compactas, pré-fabricadas, trazidas da Terra através de vaivéns de utilização única. Os compartimentos e as instalações serão montados, ligados e soldados entre si para garantir o seu correto funcionamento. O revestimento exterior da base será feito de betão armado revestido com uma liga de titânio e chumbo, enquanto as paredes interiores serão feitas de placas de alumínio. A base será equipada com sistemas de ventilação de última geração, instalações de purificação de água e tratamento de esgotos, bem como sistemas de suporte de vida.
Quando a base estiver completa, começaremos a refinar os recursos locais. Extrairemos depósitos naturais de água da cratera Shoemaker e transformá-los-emos em oxigénio através de eletrólise, enviando-os depois através de uma conduta que transportará gases da cratera Shoemaker para a base. A água que em breve será utilizada será transportada de depósitos próximos através de rovers não tripulados e depois purificada utilizando métodos avançados de destilação. Além disso, iremos extrair o regolito da superfície da Lua e refiná-lo em materiais utilizáveis, como metais e gases. Isto ajudar-nos-á a construir os componentes e peças simples necessários, em vez de dependermos apenas dos fornecimentos da Terra. Os dados de investigação e as novas tecnologias serão trocados por componentes complexos, bens diversos e metais raros que não podem ser processados e construídos no local.
Os pioneiros no interior da colónia estarão protegidos de riscos naturais como a radiação solar, a queda de meteoros e a perigosa poeira lunar, graças às grossas paredes exteriores de betão revestidas com uma liga de titânio e chumbo, à localização estratégica perto da cordilheira e aos repelentes electrónicos especiais de poeira que impedirão a sua entrada. Além disso, a base será equipada com sistemas avançados de suporte de vida, um complexo de ventilação, geradores de emergência de energia e oxigénio, instalações de tratamento de esgotos, termorreguladores, bem como várias instalações recreativas que garantirão o bem-estar e a saúde mental da tripulação. O interior da base será pressurizado para criar um ambiente com gases e pressão semelhantes aos da Terra.
Ar: Como mencionado anteriormente, durante a primeira fase de construção da base, conhecida como Operação Oxigénio, grandes extractores automatizados irão extrair água congelada de depósitos brutos na cratera Shoemaker, e os rovers irão transportá-la para refinadores especiais onde será purificada e transformada em oxigénio usando eletrólise. Este procedimento converterá 2 litros de água em 1 litro de oxigénio. A nossa tripulação de 4 pessoas consumirá cerca de 8000 litros de oxigénio por dia. O oxigénio será transportado para a base através de uma conduta feita de liga de titânio Ti-6Al-4V, equipada com bombas alimentadas por energia solar que manterão um fluxo constante de O2. O tanque de peixes receberá a água oxigenada das plantas do sistema aquapónico.
Água: Para a água, planeamos construir uma máquina que utilizará técnicas de filtragem e destilação por membranas para purificar a água extraída de depósitos próximos com os rovers. Durante a Operação Suporte de Vida, esta água será utilizada para encher o tanque de peixes e iniciar o circuito de aquaponia. Depois da Operação Nova Terra, só precisaremos de água para os nossos astronautas (cerca de 8l/dia para 4 pessoas), para os lavatórios (7l/min) e para os duches (50l/utilização). Assim que enchermos a reserva interna de água (que é de cerca de 2000l), reciclaremos a água usada utilizando os métodos acima mencionados. No entanto, como nenhum sistema de reciclagem de água é completamente eficiente, continuaremos a precisar de novos carregamentos de água de vez em quando.
Eletricidade: No que respeita à eletricidade, utilizaremos painéis solares e baterias de alta densidade. Os painéis solares utilizarão a tecnologia perovskite pela sua eficiência 30% e facilidade de fabrico. No total, precisaremos de cerca de 65 painéis solares com cerca de 1,6 metros quadrados cada para gerar 50 kWh. Para manter os painéis solares sempre limpos, utilizaremos campos magnéticos que repelirão o pó da lua e outras impurezas. Cada painel solar produzirá cerca de 762 Wh por dia, e o excesso será armazenado em baterias resistentes.
Calculámos este valor utilizando a seguinte fórmula: Energia/dia = área do painel solar x irradiância solar x eficiência de conversão. Durante os períodos em que não há luz solar, estaremos a utilizar a energia armazenada nas baterias.
Alimentação: Para o nosso abastecimento alimentar, utilizaremos um sistema inovador chamado aquaponia que cria um ambiente autossustentável utilizando um tanque de peixes, um sistema hidropónico e uma série de tubos e filtros.
O tanque de peixes terá uma capacidade de 2000 litros e produzirá aproximadamente 70 kg de peixe comestível por ano. Para maximizar a eficiência, seleccionámos a espécie truta por ser um dos peixes de tamanho médio mais eficazes para o cultivo.
O sistema hidropónico consistirá em várias bacias de cultivo de tomate e alface com uma área total de 80 metros quadrados, produzindo um total de 1000 kg de produtos frescos por ano. Isto proporcionará uma dieta nutritiva e equilibrada aos nossos pioneiros.
Para determinar a quantidade adequada de fertilizante para as nossas culturas, utilizámos a seguinte fórmula: Volume de água = Biomassa total de peixes / Densidade de povoamento
Em termos de eliminação de resíduos, a biomassa excretada pelos pioneiros será transformada em fertilizante para o sistema aquapónico, enquanto os resíduos mais líquidos serão filtrados e reintroduzidos na rede de água. O purificador de água tratará de todas estas necessidades e transformará eficazmente os resíduos em materiais utilizáveis.
A nossa base comunica com a estação terrestre e com outras colónias lunares através de sinais de rádio ultra-leves e de comunicações por satélite. O sistema de comunicação por satélite utiliza tecnologias de ponta e enormes quantidades de energia solar para enviar e receber sinais de vídeo e áudio. A antena de rádio-comunicações de 32m² no telhado da base é capaz de transmitir dados a uma velocidade de até 201,998 km/s, o que garante a melhor velocidade de transmissão de dados.
O objetivo da nossa base é desenvolver e testar novas tecnologias que não só nos beneficiarão na Terra, mas também nos permitirão realizar viagens interplanetárias. Concentrar-nos-emos no desenvolvimento de culturas de bio-engenharia, extractores automatizados, centrais eléctricas eficientes, fontes de energia renováveis fiáveis, veículos ultra-leves, foguetões reutilizáveis capazes de regeneração automática de combustível e partes humanas biónicas ultra-leves com sistemas de cura por gás em rede. Esta base servirá como um campo de testes para novas tecnologias e cumprirá um objetivo maior do que o de uma colónia normal. Ela abrirá o caminho para o nosso futuro.
A formação a que os nossos felizes pioneiros serão submetidos será semelhante à dos astronautas da ISS, mas com algumas competências e profissões adicionais necessárias à sobrevivência na Lua. Receberão formação abrangente em áreas como a geologia, construção básica e avançada, botânica, astronomia, culinária, nutrição e muito mais.
Dois dos colonos serão trabalhadores qualificados da construção civil, responsáveis pela construção e manutenção das infra-estruturas da base. Um dos colonos será um eletricista, responsável pelos sistemas de energia da base, enquanto o outro será um cientista, responsável pela realização de experiências e pela supervisão da investigação na lua.
Para além destas funções especializadas, todos os membros da equipa terão de possuir uma vasta gama de competências e conhecimentos para garantir o sucesso da missão. Isto inclui competências como formação médica, resolução de problemas e adaptabilidade, bem como uma compreensão dos vários sistemas e tecnologias que serão utilizados na Lua.
O programa de treino será rigoroso e intenso, concebido para preparar os pioneiros para quaisquer desafios que possam enfrentar durante o seu tempo na Lua. Na altura em que partirem para a sua missão, estarão totalmente equipados com as competências e conhecimentos necessários para não só sobreviverem como prosperarem na superfície lunar.
Para transitar entre a Lua e a Terra e trocar vários bens, utilizaremos vaivéns baratos, de alta capacidade e de utilização única. Esta abordagem assegurará que as viagens sejam minimizadas, mantendo os custos baixos.
Para fins de exploração, extração e transporte, utilizaremos uma combinação de rovers tripulados, como o buggy, e rovers não tripulados, controlados remotamente e automatizados. Um destes rovers será designado para o trabalho exterior, enquanto os outros dois serão responsáveis pelo transporte de recursos no interior. Esta abordagem permitir-nos-á recolher e transportar recursos de forma mais eficiente, ao mesmo tempo que reduz o risco para os nossos pioneiros.
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