Galeria do projecto Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

CX330

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 19, 18   6 / 3 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360

1.1 - Descrição do projecto

• O vasto universo sempre foi um lugar que queremos explorar, e planeamos construir uma base na Lua para investigação científica, para explorar os principais componentes do solo lunar, bem como alguns dos recursos energéticos disponíveis na Lua. Ao mesmo tempo, verificar a viabilidade do acesso à energia no processo de investigação científica.
• A nossa base tem dois andares, o primeiro andar é a área de investigação científica: existe um grande laboratório e um módulo médico; o segundo andar é a área de habitação: uma cozinha básica e um quarto. Os astronautas têm de viver num ambiente de microgravidade, pelo que é essencial ter um corpo forte. Criámos um ginásio para que possam fazer exercício, e há também cápsulas de lazer e recreio para os astronautas aliviarem a pressão do trabalho.

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 do nosso acampamento lunar é a investigação científica. Desde os tempos antigos, os humanos têm colocado muitos sonhos na Lua. Agora não estamos apenas a sonhar em explorar a Lua. A Lua é rica em energia que podemos utilizar. Os recursos minerais e energéticos únicos da Lua são também importantes suplementos e reservas para os recursos da Terra. Os astronautas irão explorar a disponibilidade destas fontes de energia e melhorar o campo lunar, o que estabelecerá uma base sólida para futuras actividades "turísticas" e "comerciais".

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

Queremos colocar a base no topo da colina entre a cratera Sverdrup e a cratera Shackleton. Aqui estão quatro razões:

• As regiões polares da Lua passam cerca de 70 a 80 por cento do seu tempo sob a luz do Sol, proporcionando boas condições para uma base de energia solar
• Pequena diferença de temperatura, adequada para a sobrevivência
• Há muito gelo, o que também resolve o problema da água
• A bacia de Aitken possui uma grande quantidade de recursos recuperáveis

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.

• O nosso invólucro utiliza titânio, magnésio, alumínio e três tipos de ligas metálicas, resistentes à corrosão, podem resistir a um certo risco de meteoritos.
• A nossa base de vidro com vidro anti-radiação, para evitar a forte radiação no espaço.
• As paredes da nossa base são feitas de solo lunar, que pode ser utilizado localmente e tem algum isolamento, para que os astronautas possam viver a uma temperatura constante e num ambiente confortável.
• Tecnologia:
• Utilizando a tecnologia de impressão 3D, produziremos automaticamente materiais de construção a partir do solo lunar, rochas e outros recursos, poupando assim o custo do transporte de materiais da Terra para a Lua.
• Também utilizamos a projecção holográfica para mostrar algumas realizações tecnológicas.
• Material a trazer:
• Alimentação: Os astronautas precisam de comida suficiente para manter a sua saúde física e mental.
• Equipamento de comunicação e navegação: Os astronautas precisam de se manter em contacto com a Terra e com outros astronautas, e precisam de equipamento de navegação preciso para encontrar o seu destino.
• Ferramentas e equipamento: Os astronautas precisam de ferramentas e equipamento para completar as missões e reparar o equipamento.
• Equipamento de protecção pessoal: Os astronautas necessitam de equipamento de protecção pessoal adequado para se protegerem do ambiente lunar.

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

• Em termos de ciência e tecnologia, utilizamos a monitorização por radar para prever a chegada de catástrofes naturais, como meteoritos, de modo a prepararmo-nos com antecedência. Também temos robots musgo que monitorizam a base ao longo do dia, alertando a tripulação para o perigo iminente.
• O nosso invólucro utiliza titânio, magnésio, alumínio e três tipos de ligas metálicas, com elevada resistência à corrosão, podendo resistir a um certo risco de meteoritos.
• O vidro da concha da nossa base adopta vidro anti-radiação para evitar a forte radiação no espaço.
• As paredes da nossa base são feitas de solo lunar, que pode ser utilizado localmente e tem algum isolamento, para que os astronautas possam viver a uma temperatura constante e num ambiente confortável.

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: Em agosto de 2018, a NASA confirmou a presença de gelo de água nas camadas superficiais dos polos da lua, que poderia ter uma massa total de mais de 600 milhões de toneladas. Em 26 de outubro de 2020, a NASA confirmou que a água também existe em partes da lua que são iluminadas pela luz solar, pelo que poderia ser inicialmente utilizada. O gelo lunar é recolhido por um rover e filtrado de acordo com as normas exigidas. E um sistema de reciclagem de água. A nossa estação espacial chinesa recicla 93% da sua água.
Comida：Pegue alguma comida espacial e sementes de vegetais e frutas, e pode começar com vegetais de sobrevivência, como batatas, e depois criar um ecossistema. Quando as frutas e os legumes estiverem maduros, as sementes podem ser recolhidas e plantadas novamente. Criar carne artificial através da cultura de células e da engenharia de tecidos, permitindo que as células animais proliferem por si próprias no laboratório.
Energia: O pólo da lua está sob a luz do sol cerca de 70 a 80 por cento do tempo, por isso usamos a tecnologia de energia solar para gerar electricidade. Temos dois tipos de painéis solares, um deles é um painel solar dobrável, que pode ser puxado para trás para evitar danos em caso de mau tempo. O outro consiste em transformar as janelas em painéis solares transparentes, o que permite poupar espaço e é esteticamente agradável.
  Ar：De acordo com a investigação, a Lua tem realmente muito oxigénio, mas não está na forma gasosa. Em vez disso, está preso numa camada de rocha e poeira fina que cobre a superfície da lua. O número de elementos de oxigénio no solo lunar atingiu 40%, e mais de 99,9% das planícies e terras altas lunares contêm elementos de oxigénio. E há oxigénio suficiente na superfície para sustentar cerca de 8 mil milhões de pessoas na Terra durante 100.000 anos. Por isso, usamos a electrólise de fusão para extrair oxigénio do solo lunar.

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

Reciclagem: Uma das formas mais importantes de gerir os resíduos é reciclar o mais possível. Isto inclui a reciclagem de água, alimentos e outros materiais. A nossa mesa pode transformar os restos de comida em electricidade e reutilizá-los.
Incineração: Alguns tipos de resíduos podem necessitar de incineração para reduzir a sua massa e volume. Poderiam ser instalados sistemas de incineração nos acampamentos lunares para queimar os resíduos e transformá-los em cinzas que podem ser armazenadas em segurança.
Compostagem: Os resíduos orgânicos podem ser compostados para criar um solo rico em nutrientes. O acampamento lunar terá provavelmente um sistema de compostagem que utiliza bactérias para transformar os resíduos orgânicos em composto que pode ser utilizado para cultivar plantas.
Armazenamento: Os resíduos que não podem ser reciclados, queimados ou compostados precisam de ser armazenados. Os campos lunares podem ter contentores especiais para armazenar os resíduos em segurança até que possam ser enviados para a Terra.

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

Satélites lunares: A lua pode ter satélites em órbita que transportam sinais de comunicação entre o campo lunar e a Terra. Isto permitiria a comunicação em tempo real entre a Lua e a Terra.
Antenas terrestres: Os campos lunares podem utilizar antenas terrestres para comunicar com a Terra. Estas antenas têm de ser estrategicamente colocadas para garantir uma comunicação fiável.
Comunicações por radiofrequência (RF): As comunicações por radiofrequência podem ser utilizadas para transmitir dados entre os campos lunares e a Terra. Para tal, é necessário utilizar equipamento especializado para transmitir e receber sinais RF.
Comunicação por laser: A comunicação por laser é outra opção para a transmissão de dados entre o campo lunar e a Terra. Isto implicaria a utilização de lasers para transmitir dados a longas distâncias e a alta velocidade.
Comunicação interbases: Se existirem várias bases lunares, será necessária a comunicação entre elas. Isto pode ser feito da mesma forma que a comunicação com a Terra.

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.).

Geologia: A Lua é um mundo geologicamente diverso e complexo. Os cientistas podem usar experiências para estudar as características da superfície da Lua, a mineralogia e a história geológica. Isto pode incluir perfurar a superfície lunar para estudar amostras do núcleo, analisar a composição das rochas e do solo e fazer um mapa geológico da Lua.
Ambiente de baixa gravidade: O ambiente de baixa gravidade na Lua apresenta desafios e oportunidades únicas para a investigação científica. Os investigadores podem estudar os efeitos da baixa gravidade na fisiologia humana, no crescimento das plantas e na ciência dos materiais. Por exemplo, o crescimento das plantas em baixa gravidade e o comportamento dos materiais em baixa gravidade podem ser estudados experimentalmente.
Biologia: A Lua também pode ser uma plataforma valiosa para estudar a origem da vida e a evolução biológica. Podem ser efectuadas experiências científicas para estudar o comportamento dos microrganismos em ambientes de baixa gravidade ou para investigar os efeitos da radiação nos organismos.
Tecnologia e robótica: A Lua poderia ser um local ideal para testar novas tecnologias e robots para a exploração espacial. Poderiam ser efectuadas experiências para testar novos fatos espaciais, rovers e outros equipamentos concebidos para ambientes de baixa gravidade. A robótica pode ser utilizada para explorar a superfície da Lua e efectuar experiências científicas.
Astronomia: A Lua é uma excelente plataforma para observar o Universo, porque não tem atmosfera e tem baixos níveis de poluição luminosa. Os investigadores podem realizar observações astronómicas e experiências para estudar o universo, incluindo o estudo dos raios cósmicos e a procura de matéria negra.

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

Aptidão física: Os astronautas precisam de estar em excelentes condições físicas para suportar os rigores dos voos espaciais e do ambiente lunar. O programa de treino incluiria exercícios físicos, treino de resistência e treinos cardiovasculares para ajudar os astronautas a ganhar força, resistência e flexibilidade.
Operações de naves espaciais: Os astronautas têm de ser competentes na operação da nave espacial que os levará à Lua e regressará. O programa de formação deve abranger todos os aspectos das operações da nave espacial, incluindo o lançamento, a acoplagem e a reentrada.
Actividade Extraveicular (EVA): Uma missão à Lua exigiria que os astronautas realizassem EVAs para explorar a superfície lunar e efectuar experiências científicas. O programa de formação incluiria procedimentos de EVA, tais como a utilização de um fato espacial, a movimentação em ambientes de baixa gravidade e a realização de experiências na superfície lunar.
Geologia Lunar: A compreensão da geologia lunar é essencial para a realização de investigação científica na Lua. O programa de formação cobrirá os conceitos básicos da geologia lunar, incluindo a formação da Lua, a composição das suas rochas e solo, e as características geológicas da superfície lunar.
Planeamento da missão: Os astronautas devem ser capazes de planear e executar uma missão com êxito. O programa de formação deve abranger todos os aspectos do planeamento da missão, incluindo os objectivos da missão, o calendário e os planos de emergência.
Comunicação: A comunicação é fundamental durante as missões espaciais. O programa de formação incluiria exercícios de comunicação, em que os astronautas praticariam a comunicação com o controlo da missão e entre si.
Treino psicológico: Viver e trabalhar no espaço durante longos períodos pode ser um desafio mental. O programa de formação incluiria apoio psicológico e treino para ajudar os astronautas a lidar com o stress do voo espacial.

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.

Aterragem lunar: É necessário um módulo de aterragem lunar para transportar astronautas e equipamento da órbita lunar para a superfície lunar. O módulo de aterragem tem de ser capaz de aterrar em segurança na superfície lunar e descolar de novo para regressar à órbita lunar.
Engenharia Rover: É necessário um rover para explorar a superfície lunar e recolher amostras. O rover tem de ser capaz de atravessar o terreno rochoso e acidentado da Lua e de trabalhar no rigoroso ambiente lunar.
Sistema de lançamento espacial: O lançamento de uma nave espacial a partir da Terra e a sua colocação na órbita lunar requer um sistema de lançamento espacial.
Veículo de reentrada: É necessário um veículo de reentrada para fazer regressar em segurança os astronautas e as amostras à Terra. Os veículos de reentrada têm de ser capazes de suportar o calor e a pressão da reentrada na atmosfera da Terra.

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