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.

Aphrodite

Escola Superior Nacional de Informática de Tudor Vianu  Bucareste-Distrito 1    Roménia 16, 17   5 / 5 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360


Visualizador externo para projecto 3D


1.1 - Descrição do projecto

O Projeto Afrodite é um local de investigação científica, situado no pólo sul da Lua, perto do centro de uma das suas 4000 crateras.
A nossa base foi concebida de forma a ser fácil de montar e expandir. Quanto à sua disposição, por uma questão de eficiência, a estrutura principal é composta por dois pisos, cada um constituído por várias células hexagonais colocadas umas ao lado das outras - células que podem ser empilhadas e ligadas entre si. Estas são protegidas por uma cúpula de vidro. Temos uma estufa para cultivar as plantas necessárias para garantir a sobrevivência dos nossos astronautas, bem como rovers para ajudar os habitantes da 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 nosso principal objetivo é demonstrar que as pessoas podem efetivamente passar uma vida inteira no satélite da Terra, bem como facilitar a investigação científica. Uma vez que a Lua nunca esteve sujeita à meteorização e à erosão, preservou provas da origem da evolução do sistema solar, que procuramos compreender. Além disso, o nosso satélite natural é um trampolim para novos empreendimentos. A construção de infra-estruturas na Lua facilitará as viagens para destinos como Marte.

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

Depois de ter em consideração tanto a eficiência como a segurança dos astronautas, concluímos que a localização mais favorável para a nossa base lunar seria a cratera Shackleton. Com uma bacia de mais de 12 km de profundidade e um diâmetro de 20 km, esta cratera situa-se no interior da bacia do Pólo Sul-Aitken. Apesar do seu aspeto despretensioso, tem muitas vantagens, como a dicotomia entre as partes do bordo da cratera que gozam de sol quase todo o ano e o fundo da cratera que está sempre escuro. Uma exploração mais aprofundada das suas propriedades poderia fornecer dados úteis sobre o interior lunar.

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 base é feita de células impressas em 3D que podem ser transportadas com facilidade e fundidas entre si. A inspiração por detrás da sua forma hexagonal foi a estrutura de um favo de mel, que é a forma mais forte, razão pela qual é tão prevalecente na natureza. É capaz de suportar muito peso, sem ocupar muito espaço (de acordo com a Conjetura do Favo de Mel). As células têm como matéria-prima o betão lunar. Trata-se de um agregado semelhante ao betão, não é poroso, é forte e não necessita de água, que escasseia na Lua. Além disso, é forte, durável e tem grandes propriedades de proteção. Os produtos de vidro também podem ser utilizados, enquanto o ferro e o níquel podem ser utilizados como condutores eléctricos. Quanto ao equipamento, utilizaremos equipamento de movimentação de terras necessário para a escavação do habitat, bem como para o transporte de matérias-primas para locais de fundição ou de fabrico e para a remoção de resíduos.

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

Ancorada na rocha, existe uma cúpula exterior de vidro em S, com dois a três metros de espessura, que protege as salas, a estufa, os tanques de O2, H2O e H2, construídos por máquinas sem recurso a controlo humano. Este vidro é fabricado em camadas para permitir o controlo das tensões térmicas. A todo o momento, há pelo menos um tripulante acordado e tudo está a ser monitorizado em permanência. Toda a manutenção é também feita de forma autónoma. No caso de qualquer infração, existem protocolos de segurança rigorosos.

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

Nas crateras, onde a luz não chega, existem depósitos de gelo - esta será a nossa principal fonte de água. Um rover será enviado para extrair e recolher gelo, que será posteriormente derretido em fornos. Também reutilizaremos a água da urina, do suor e do ar. Será mantida livre de bactérias com a ajuda de uma nova tecnologia de purificação baseada em iões de prata.
Na sequência de experiências conduzidas por uma equipa de investigadores da Universidade da Florida, concluiu-se que, apesar das diferenças entre o regolito e o solo terrestre - com as suas partículas pontiagudas e a falta de matéria orgânica - o solo lunar pode, de facto, ser utilizado para cultivar plantas. Assim, é possível cultivar a maioria dos tipos de ervas e vegetais, para uma dieta equilibrada. Em caso de emergência, haverá sempre alimentos de reserva no nosso armazém.
Embora no início tenham de utilizar o ar comprimido trazido da Terra, é demasiado caro para o poderem fazer para o resto da utilização da colónia. O hidrogénio pode ser encontrado no gelo presente nas crateras profundas e depois utilizado na eletrólise da água para obter oxigénio. A Chlorella Vulgaris, uma espécie de microalga, também pode ser utilizada na produção de oxigénio.
A principal fonte de energia são os painéis solares. Estes irão gerar eletricidade de corrente contínua. A luz do Sol chegar-lhes-á mais eficazmente do que na Terra, devido ao céu lunar permanentemente limpo. Para beneficiar da eletricidade durante a noite, os painéis solares carregarão as baterias durante o dia. Podemos também utilizar o regolito lunar para armazenar calor. Embora seja bastante dispendioso, o hélio-3, abundante na Lua, é capaz de alimentar reacções de fusão nuclear não radioactivas, que produzem grandes quantidades de energia eficiente.

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

Pretendemos livrar-nos dos resíduos dos astronautas de uma forma eficiente. O projeto OSCAR é a solução que encontrámos. O seu objetivo é converter o lixo e os resíduos humanos em gás de síntese, uma combinação de gases úteis como o metano, o hidrogénio e o dióxido de carbono. Esta tecnologia envolve o processamento de pequenos pedaços de resíduos num reator de alta temperatura, permitindo a reutilização de materiais descartados durante missões de longa duração no espaço profundo. Este processo é crucial para alcançar um sistema de ciclo fechado para o voo espacial humano, uma vez que permite uma redução dos requisitos logísticos e possibilita a reutilização de materiais.

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

Existem algumas formas de manter a comunicação com a Terra e outras bases lunares. A melhor forma é através da comunicação por laser, uma vez que os raios laser são mais focados e requerem menos energia para transportar informação a longas distâncias. Esta técnica foi testada pelo projeto Lunar Laser Communications Demonstration da NASA, que a considerou viável. Outra forma seria através da comunicação direta, utilizando ondas de rádio. Esta é uma forma prática porque a Deep Space Network da NASA tem três antenas à volta da Terra que recebem e enviam mensagens para o Pólo Sul da Lua. Estas antenas estão localizadas na Califórnia, em Espanha e na Austrália. Por último, tencionamos utilizar satélites, uma vez que estes podem fornecer comunicações ininterruptas, tratar grandes quantidades de dados e transmitir sinais em tempo real.

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.).

Para desenvolver sistemas sustentáveis de suporte de vida para a exploração humana na Lua, é necessário realizar estudos essenciais sobre biorreactores. Os bioreactores são sistemas de ciclo fechado que utilizam processos biológicos para produzir oxigénio e alimentos para os astronautas, ao mesmo tempo que reciclam os resíduos. O controlo preciso da temperatura, humidade e níveis de nutrientes é crucial para o desempenho dos biorreactores, e as experiências para otimizar estas variáveis num ambiente lunar podem melhorar a sua eficiência.

Também planeamos estudar formas de criar uma colónia de abelhas. Uma vez que os insectos são os polinizadores mais importantes do mundo, é razoável assumir que podem ter um papel crucial a desempenhar no estabelecimento de uma agricultura sustentável para missões espaciais prolongadas. Embora as abelhas melíferas sejam incapazes de voar a pressões atmosféricas inferiores a cerca de 66,5 quilopascal, um estudo realizado por investigadores da Universidade de Guelph, no Ontário, revelou que as abelhas comuns do leste (Bombus impatiens) ainda conseguem polinizar eficazmente a 52 quilopascal - a pressão recomendada pela NASA para as estufas extraterrestres (é mais fácil de manter do que os 101 quilopascal presentes ao nível do mar na Terra, mas suficiente para as plantas prosperarem). Por isso, vamos tentar trazer os ditos abelhões connosco. Talvez com a sua ajuda, num futuro próximo, possamos lançar as bases de um verdadeiro ecossistema na Lua.

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

Para além de instruir os astronautas sobre veículos de voo, equipamento e fatos complexos e especializados, os formadores têm de criar uma simulação das condições de trabalho em microgravidade para garantir que os astronautas estão devidamente preparados. Para evitar o enjoo causado durante o lançamento e a aterragem do vaivém, os astronautas-piloto treinam num avião a jato Gulfstream especialmente modificado para simular as vibrações, os ruídos e as vistas. Quanto à adaptação ao estilo de vida real na Lua, os astronautas passam por simuladores que podem fazer variar a temperatura entre -20 graus centígrados e 60 graus, bem como por simuladores capazes de gerar pressões seis vezes superiores à pressão atmosférica normal (equivalente a uma profundidade de 60 metros na água do mar) e que podem mesmo reproduzir as condições de pressão a uma altitude de 100.000 pés, que é frequentemente considerada o limiar do espaço exterior. Além disso, os simuladores de flutuação a seco podem reproduzir a microgravidade e os astronautas são treinados em centrifugadoras e simuladores baseados em centrifugadoras para melhorar a sua capacidade de suportar forças G. Os astronautas praticam caminhadas espaciais debaixo de água numa grande piscina. Passam entre 7 e 10 horas debaixo de água por cada hora que vão passar a andar no espaço.

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.

Na nossa colónia lunar, temos uma grande quantidade de rovers. São feitos de alumínio e têm três rodas para maior estabilidade. O cockpit é totalmente em vidro, de modo a oferecer uma visibilidade total ao condutor. Além disso, os nossos rovers têm um apêndice de perfuração com o objetivo de extrair amostras científicas que serão posteriormente analisadas pelos cientistas do campo. As viagens de e para a Terra serão efectuadas com a ajuda de naves espaciais avançadas. Estas terão de ter o seguinte: design aerodinâmico, construção modular para flexibilidade no design, escudos térmicos para proteção contra o calor e danos, portas de acoplamento, proteção contra radiações para proteger a eletrónica e a tripulação e um sistema de propulsão. No futuro, planeamos utilizar balões para explorar ainda mais a atmosfera da Lua.

Outros projectos: