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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.

Galaxy Investigator

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   5 / 1 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360



1.1 - Descrição do projecto

O projecto do campo lunar é um programa orientado para o futuro que visa proporcionar aos seres humanos uma forma de sobrevivência sustentável no espaço. Temos estado a explorar o espaço e o estabelecimento de um campo lunar será um marco importante na conquista do universo pela humanidade. Este projecto dedica-se à concepção e fabrico de infra-estruturas sustentáveis que permitirão a exploração científica humana na Lua.

Esperamos estabelecer uma base na Lua para explorar missões experimentais que são difíceis de realizar na Terra, tais como experiências de supercondução a temperaturas ultra-baixas na zona de sombra permanente da Lua; observar os efeitos da baixa gravidade nos microorganismos das plantas; observar o universo mais distante na Lua sem atmosfera; e na Lua, através do aquecimento do solo lunar, são explorados os escassos recursos de hélio-3 e de terras raras da Terra.
A nossa base lunar é também uma base cheia de cuidados humanistas, planeamos usar a rotação da base para simular a gravidade da Terra no lado mais exterior da base para evitar o perigo de pessoas em condições de baixa gravidade, e concebemos um elevador especial para permitir que as pessoas entrem e saiam da base em segurança.

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 principal objectivo da nossa base lunar é a investigação científica.

Por um lado, queremos resolver alguns dos problemas que a humanidade e o planeta enfrentam. Por exemplo, utilizaremos experiências de supercondutores de temperatura ultra baixa em algumas áreas de sombra permanente da lua, construiremos um rover lunar para extrair e utilizar os materiais minerais suficientes da lua e os recursos de hélio-3, e construiremos foguetões que possam realizar o transporte de energia da terra e da lua para resolver o problema actual de energia insuficiente na terra.

Por outro lado, aproveitaremos o facto de a Lua não ter atmosfera para fazer observações astronómicas e esperamos que o campo lunar possa levar a cabo, de forma abrangente e sistemática, a exploração lunar no local e a exploração espacial, o que pode aprofundar a compreensão humana da Lua e do espaço.

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

Escolheremos um local razoável na Lua, de acordo com as necessidades da nossa investigação científica e da nossa vida.

Há uma região polar diurna nas proximidades, e parte da fonte de energia para a nossa base e para o rover lunar provém da electricidade fornecida pelos painéis solares.

Existe uma sombra permanente nas proximidades, os nossos recursos hídricos provêm principalmente de água gelada na zona de sombra permanente, e algumas das experiências da nossa investigação científica também requerem ambientes de temperatura ultra baixa na zona de sombra permanente. Além disso, alguns líquidos de armazenamento de hidrogénio, oxigénio e hélio também requerem ambientes de temperatura ultra baixa em zonas de sombra permanente

Áreas planas e abertas, o funcionamento estável da base e o transporte de materiais requerem áreas abertas na plataforma.

Com base nas necessidades acima referidas, escolhemos o local perto da cratera Shackleton, no pólo sul da 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.

Passo 1: Preparação. Planeamos começar por transportar para a Lua máquinas pré-preparadas, como robôs de impressão 3D, escavadoras e rovers, e preparar alguma água e comida para utilização prévia.

Passo 2: Detecção de selecção de locais. Encontre o ambiente geográfico de que necessitamos na Lua, e o rover analisa a superfície lunar com ultra-sons para encontrar o melhor local para a extracção do solo lunar.

Passo 3: Construção da base. Depois de encontrar um local adequado, a escavadora recolhe-o e o microondas derrete as partículas para impressão 3D, utilizando principalmente a camada de intempéries na superfície do solo lunar para imprimir a concha da base e recolhendo as contas de vidro fundido na lua para a construção de materiais de vidro na base.

Passo 4: Manter-se à tona. Depois de construída a estrutura geral da base, pode começar a plantar algumas culturas ecológicas e a testar o funcionamento normal de vários sistemas de detecção do sistema de controlo.

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

Concebemos uma base humanizada com base em alguns problemas ambientais encontrados na Lua, como a baixa gravidade, os meteoritos, a radiação e a diferença de temperatura elevada

Baixa gravidade: A própria rotação da nossa base pode conseguir o efeito de simular a gravidade da Terra, o que pode proteger os astronautas dos danos da microgravidade para o corpo humano.

Meteorito: Existe um esqueleto biónico semelhante a uma teia de aranha no exterior da base para reunir amigos com uma certa função de auto-reparação, e a coluna central também adopta uma estrutura biónica semelhante à relação entre o diâmetro interno do osso e o diâmetro externo de 8:11 enquanto reforça a base, o que pode tornar a base resistente a meteoritos de pequena e média dimensão

Radiação: Durante o processo de construção, a nossa superfície será coberta com uma camada de solo lunar, que pode resistir eficazmente à radiação, utilizando as características do solo lunar e da rocha lunar.

Diferença de temperatura: A câmara interior cobrirá o solo lunar, e a condutividade térmica extremamente baixa do solo lunar permite-nos manter a temperatura no poço da base.

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: A nossa base baseia-se principalmente na recolha de água gelada na lua para manter o funcionamento normal da base, e existe um dispositivo de reutilização de água na cabina, que pode recolher e tratar as águas residuais descarregadas do corpo humano e das plantas e colocá-las no dispositivo de armazenamento de água do compartimento de armazenamento para obter o efeito de reutilização.

Alimentação: Construiremos também um sistema biológico regenerativo de apoio à vida, modelado no Yuegong-1 e em algumas instalações da estação espacial que foram realizadas, e a matéria orgânica produzida na cápsula ecológica pode satisfazer as necessidades dos astronautas em açúcares, proteínas, gorduras, vitaminas e elementos minerais.

Ar: As nossas fontes de oxigénio incluem principalmente algas microbianas, plantas verdes e concentradores de oxigénio. As algas microbianas têm uma forte capacidade de produzir oxigénio e absorver dióxido de carbono, as plantas verdes podem ajustar o equilíbrio entre o oxigénio e o dióxido de carbono e a nossa base também pode produzir muito oxigénio com um gerador de oxigénio.

Energia: A energia necessária para o funcionamento normal da base provém principalmente da central nuclear, e o consumo diário de electricidade provém principalmente da energia eléctrica convertida pelos painéis solares. Vamos instalar grandes baterias de gado em compartimentos de armazenamento e transportar a energia eléctrica para vários locais da base através de baterias de animais.

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

Dispositivo de reciclagem de resíduos líquidos: recolhe o suor dos astronautas e o vapor de água exalado, que pode ser purificado em água recuperada que pode ser cotada.

Os excrementos gerados pela vida quotidiana podem ser simplesmente tratados e reutilizados na cabina ecológica e utilizados como fertilizante.

Alguns resíduos nocivos que não podem ser reutilizados têm de ser desidratados, comprimidos, armazenados e depois queimados na atmosfera quando regressam à Terra.

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

A base está em contacto com a Terra: Planeamos construir um observatório perto da base lunar, onde a Terra está sempre suspensa alguns graus acima do horizonte. O terreno adequado pode ser seleccionado e as antenas para observação de cargas de rádio de baixa frequência podem ser construídas em depressões ou crateras para obscurecer a Terra. Ao mesmo tempo, as antenas de alta frequência para comunicação são especialmente construídas em locais altos para manter o contacto com a Terra.

Comunicação entre bases: Estabeleceremos ligações de comunicação entre as bases lunares através de satélites de comunicação lunares, e a órbita do satélite de comunicação lunar é uma órbita em torno do ponto de Lagrange Terra-Lua, e a comunicação estável entre bases pode ser conseguida operando satélites de comunicação lunares frontais nesta órbita.

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 campo lunar, a investigação centra-se no estudo de experiências supercondutoras, em observações astronómicas, na utilização do recurso mineral hélio-3 em geologia e na exploração de ambientes de baixa gravidade.

Algumas zonas de sombra permanentes na Lua têm o ambiente ideal para experiências de supercondução a menos de 100 graus negativos durante todo o ano; o facto de a Lua não ter atmosfera também faz dela um bom local de observação astronómica, que pode servir de trampolim para a exploração humana das profundezas do universo; A lua também contém muitos recursos de terras raras e hélio-3 - recursos que são escassos na terra, e transportando os recursos da lua para a terra, pode promover um melhor desenvolvimento dos seres humanos na terra; O centro da nossa base, incluindo o módulo ecológico, está no ambiente de baixa gravidade da lua, e o crescimento de alguns microorganismos vegetais no ambiente de baixa gravidade pode ser observado.Secção.

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

O nosso conteúdo de formação inclui três aspectos: formação geral, formação em ambiente aeroespacial e formação em simulação de voo.

Formação geral: O conteúdo da formação de base dos astronautas inclui: conhecimentos teóricos relevantes, tais como astronomia, geografia, geologia, meteorologia, física atmosférica, mecânica de voo, informática, radionavegação, pilotagem, construção de foguetões e de naves espaciais, etc.; conhecimentos médicos necessários e técnicas de salvamento; os desportos incluem o swing, a natação, o esqui aquático, o surf, o esqui, a escalada e a ligadura.

A formação em ambiente aeroespacial inclui:(1) Treino de voo em aeronaves: para exercitar a adaptabilidade e a proficiência do ambiente aéreo. Treino da função vestibular: escada em espiral, baloiço de quatro colunas e cadeira giratória, normalmente utilizados para prevenir ou reduzir a ocorrência de enjoos espaciais.(2) Treino de ausência de peso: aeronaves normalmente utilizadas para voos parabólicos e piscina de simulação de flutuabilidade neutralizante para praticar acções sem peso.(3) Treino de excesso de peso: As grandes centrifugadoras são habitualmente utilizadas para aumentar a tolerância do pessoal ao excesso de peso.(4) Treino em ambiente de vida aeroespacial: as cápsulas de isolamento são habitualmente utilizadas para melhorar a adaptabilidade do pessoal ao ambiente silencioso e às regras de vida do espaço.(5) Treino em situações de emergência: treino de salvamento em cadeiras ejectáveis ou torres de salvamento de acordo com diferentes esquemas de salvamento.

O treino de simulação de voo divide-se em 4 fases: em primeiro lugar, todos os astronautas estão familiarizados com o conteúdo das suas operações nas respectivas posições; segue-se o treino do tema do voo; as duas últimas fases são os procedimentos de voo e o treino exaustivo de vários projectos, como a comunicação entre os astronautas e os centros de controlo em terra, o tratamento exaustivo de emergências e falhas de voo e a familiarização com todo o processo das missões de voo. O treino de simulação também inclui exercícios exaustivos de treino de aterragem de naves espaciais, treino de acoplagem de naves espaciais, actividades fora da cabina, intraveiculares e extraveiculares, recuperação e aspectos de salvamento. O equipamento de simulação em terra utilizado para treinar os astronautas inclui normalmente aeronaves sem peso, células de simulação de neutralização e flutuabilidade, centrifugadoras humanas, câmaras de vácuo e vários simuladores de voo.

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.

Os nossos veículos na Lua utilizam principalmente um veículo lunar eléctrico pressurizado e selado dentro da cabina. O veículo lunar está equipado com sistemas de controlo ambiental e de suporte de vida que fornecem oxigénio, água, alimentos e processamento de dióxido de carbono e equipamento para manter a temperatura e a humidade. É como uma pequena cabina habitável que pode ser deslocada. O rover lunar pressurizado tem também um módulo de câmara de ar para acesso dos astronautas e percorre distâncias mais longas e trabalha mais tempo do que os rovers lunares abertos.

Viajamos principalmente de e para a Lua através de veículos de lançamento, as naves espaciais. Antes de aterrarmos na Lua, construiremos uma estação espacial lunar orbital, através da qual a estação espacial lunar orbital pode ser reutilizada pela nave espacial que aterrou na Lua.