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.
INS VILADECAVALLS Terrassa-BARCELONA Espanha 17 3 / 0 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
https://sites.google.com/iesviladecavalls.cat/tellus-mooncamp-challenge-2223/
O acampamento começa com uma entrada inicial que conduz a um corredor onde se pode desintoxicar das partículas nocivas presentes na lua. Segue-se a sala dos fatos, seguida de outro corredor que conduz à sala principal. O módulo da sala principal tem portas herméticas para segurança e é hexagonal no exterior, mas ligeiramente circular no interior para melhorar a concentração e a pressão do oxigénio. Optámos pela forma hexagonal porque maximiza a utilização do espaço.
Cada lado do hexágono conduz a uma sala diferente com portas adicionais para a segurança do oxigénio: o módulo do laboratório, o módulo da estufa, o módulo das comunicações, o módulo dos alojamentos (que inclui os módulos do quarto, da casa de banho, da sala de jantar e da cozinha) e o módulo da oficina de construção que inclui uma zona de descontaminação dos veículos.
No exterior, construímos uma antena para comunicações e instalámos painéis solares. Também encontrarás os veículos lunares e a nave espacial que utilizámos para viajar da Terra para a Lua.
O objetivo da nossa missão é estabelecer uma base precursora que possa acomodar até oito pessoas para futuras missões lunares. Ao mesmo tempo, a base facilitará a investigação sobre a composição do solo lunar, incluindo a presença potencial de água congelada e minerais, e permitirá várias experiências científicas no ambiente único de baixa gravidade da Lua (que tem uma gravidade à superfície de 1,62 m/s² em comparação com a gravidade à superfície da Terra de 9,81 m/s²). Estas investigações aprofundarão a nossa compreensão dos materiais, tecnologias e sistemas biológicos no ambiente lunar, informando os futuros esforços de exploração e colonização. As metas científicas estão alinhadas com os objectivos mais amplos da exploração lunar, incluindo a melhoria da nossa compreensão das origens da Lua, da sua geologia e do seu potencial para apoiar a exploração e colonização humanas.
O local que propomos para o acampamento lunar é o Mar da Tranquilidade devido ao seu terreno amplo e plano, que proporciona uma área adequada para a aterragem de naves espaciais e construção de bases. Determinámos que este local oferece a melhor combinação de acessibilidade, potencial científico e segurança operacional.
Um dos principais factores considerados foram os níveis de radiação, uma vez que a radiação pode variar significativamente dependendo da localização: os níveis de radiação no Mar da Tranquilidade são considerados relativamente baixos em comparação com outras áreas da Lua, tornando-o um local seguro para a nossa missão.
No entanto, a seleção do local ideal depende também dos objectivos da missão. Por exemplo, se o objetivo fosse procurar água congelada na Lua, a cratera Nobile ou Clavius, localizada nas regiões polares do sul, poderia ser mais adequada.
A base lunar é composta por cinco módulos: um módulo de alojamento onde os astronautas podem descansar durante o seu tempo livre, uma sala de fatos e vários tubos que ligam os diferentes módulos. Os módulos serão construídos na Terra e transportados para a Lua com a nave espacial Starship da SpaceX. Uma vez na superfície, um rover transportará os módulos para o local designado para a base. Uma vez construídos, os módulos serão cobertos com material lunar para os proteger dos detritos espaciais e das baixas temperaturas.
É importante notar que o ambiente da Lua é bastante diferente do da Terra, com temperaturas rigorosas que podem variar entre -173°C (-280°F) e 127°C (261°F), dependendo da localização. Para além disso, a Lua não tem uma atmosfera de proteção contra a radiação, o que representa um risco para os astronautas. Por isso, os materiais utilizados na construção da base lunar devem ser cuidadosamente escolhidos para garantir que conseguem suportar as condições extremas da Lua e proteger os astronautas.
Para garantir que a base é adequada para o ambiente lunar rigoroso, será construída com materiais leves, como o alumínio para as paredes, com isolamento térmico colocado entre as paredes para evitar a perda de calor. A porta do módulo da estufa e algumas portas serão feitas de metacrilato, um material que é suficientemente leve e durável para resistir ao ambiente lunar rigoroso.
A nossa base lunar foi concebida para fornecer uma proteção completa aos astronautas que a ocupam num ambiente altamente hostil. Na Lua, não existe atmosfera nem proteção contra a radiação cósmica e solar, pelo que a base terá de fornecer proteção contra estas ameaças. Para isso, a maior parte da estrutura da base é construída com material lunar, o que a torna mais resistente e menos dispendiosa de construir. Para além disso, a base possui um sistema avançado de portas herméticas que se fecham automaticamente em caso de fuga de ar ou em caso de emergência.
Para manter os astronautas protegidos das baixas temperaturas da Lua, a base será equipada com uma série de materiais de isolamento térmico nas paredes e no revestimento exterior. Estes materiais ajudarão a manter o calor no interior da base e a impedir a entrada do frio lunar. A base terá também sistemas avançados de aquecimento e arrefecimento para manter uma temperatura confortável para os astronautas.
Além disso, a base será projectada para maximizar a utilização da energia solar, que é uma fonte de energia abundante e gratuita na Lua. Serão instalados painéis solares no exterior da base, que fornecerão a energia necessária para manter a base a funcionar e para alimentar o equipamento dos astronautas. A base também terá sistemas de reciclagem de água e ar para garantir a sustentabilidade da vida na Lua.
Em suma, a nossa base lunar é uma estrutura robusta e resistente, concebida para proporcionar uma proteção completa aos astronautas que a ocupam num ambiente desafiante e hostil.
A água é uma das coisas mais essenciais para a sobrevivência, e é por isso que a água na Lua será escassa. Para obter água, a nossa base filtrará a urina produzida pelos astronautas, e essa água pode ser utilizada para beber e para as culturas. Também podemos obter água do gelo congelado que se encontra em algumas crateras da Lua. No entanto, antes de determinar se é seguro consumi-la, serão efectuadas algumas experiências para garantir que o consumo é possível após a filtragem.
Para poderem sobreviver, os astronautas precisam de comida, que será fornecida pela ESA durante alguns meses, mas depois disso, os astronautas têm de obter alimentos de outra forma. Para isso, a nossa base lunar terá uma área de cultivo (módulo estufa), onde serão cultivados vários legumes e frutas, como batatas, cenouras, tomates e milho.
O ar é, sem dúvida, o recurso mais importante. É por isso que a nossa base, para além de poder filtrar a água, será capaz de filtrar o CO2 produzido pelos astronautas e convertê-lo em O2 graças às microalgas, que ao mesmo tempo podem gerar uma pequena quantidade de oxigénio.
Para gerar energia e fazer com que todos os dispositivos electrónicos funcionem na base, utilizaremos a energia solar para gerar eletricidade através de painéis solares localizados à volta da base. Esta energia será armazenada em baterias para o caso de alguns painéis solares falharem ou durante noites prolongadas.
O nosso acampamento lunar recicla tudo o que é produzido pelos astronautas, a fim de minimizar o impacto ambiental na Lua e garantir a sustentabilidade da vida na base.
Os resíduos de plástico serão utilizados para produzir filamentos para impressão 3D e para fabricar ferramentas e peças sobresselentes na base.
Os resíduos alimentares e de resíduos serão utilizados para fazer composto, que será utilizado para cultivar plantas. Desta forma, reduz-se a necessidade de enviar grandes quantidades de alimentos e produtos agrícolas da Terra.
A urina produzida pelos astronautas será filtrada, transformada em água potável e armazenada em tanques para consumo pessoal e cultivo. Para além disso, os resíduos líquidos também são processados para obter água limpa e segura.
Para além destes sistemas, a base lunar tem também uma instalação para tratar e armazenar resíduos perigosos, como pilhas usadas e outros materiais tóxicos.
Enquanto nos preparamos para a nossa próxima missão no campo lunar, um dos maiores desafios que vamos enfrentar é manter a comunicação com a Terra e outras bases lunares devido à grande distância envolvida. Para enfrentar este desafio, identificámos uma possível solução para manter a comunicação: instalar uma estação de transmissão (com uma antena) no campo lunar para enviar e receber sinais de rádio de e para a Terra e outras bases lunares.
É importante ter em conta o atraso nas comunicações devido à grande distância e planear em conformidade para minimizar o seu impacto no funcionamento da base lunar. Devemos também considerar a redundância nos nossos sistemas de comunicação para garantir uma ligação contínua e fiável.
No nosso acampamento lunar, a investigação centrar-se-á em vários tópicos científicos, incluindo a geologia lunar, o ambiente de baixa gravidade, a biologia, a tecnologia e a robótica. Alguns exemplos de experiências que poderíamos realizar são:
Geologia lunar: Estudaríamos as características geológicas da Lua, tais como a estrutura do seu interior, a composição do seu solo e a presença de minerais valiosos. Também poderíamos analisar as rochas e os solos que trouxermos da Lua para compreender melhor a sua história geológica.
Ambiente de baixa gravidade: Estudaríamos a forma como o ambiente de baixa gravidade da Lua afecta os seres vivos, incluindo os humanos. Por exemplo, poderíamos estudar como a baixa gravidade afecta os músculos e o sistema cardiovascular.
Biologia: Iremos investigar se existe vida na Lua ou se existem condições que permitam a existência de vida. Poderíamos também estudar a forma como as plantas e os animais se adaptam ao ambiente lunar.
Tecnologia: Desenvolveríamos novas tecnologias para nos ajudar a viver e trabalhar na Lua, tais como sistemas de abastecimento de ar e água, sistemas de comunicação e veículos para explorar a superfície lunar.
Robótica: Utilizaríamos robôs para executar tarefas perigosas, como a exploração de crateras e a recolha de amostras. Poderíamos também utilizar robôs para efetuar experiências em zonas de difícil acesso para os humanos.
Astronomia: Observaríamos o cosmos a partir da Lua, onde a ausência de atmosfera e a pouca luz artificial permitiriam observações mais precisas.
O nosso programa de formação de astronautas para uma missão à Lua incluiria o seguinte:
Treino físico e psicológico exaustivo para adaptação às condições de vida e de trabalho no espaço, incluindo a microgravidade e a exposição a radiações cósmicas. Deve ser dada especial atenção à saúde mental e à gestão do stress durante a missão.
Formação na utilização de equipamentos científicos e técnicos específicos, como fatos espaciais, veículos lunares e instrumentos de recolha de amostras. A formação em manutenção e reparação deve também ser incluída, de modo a poder resolver eventuais problemas técnicos durante a missão.
Formação em navegação e condução de veículos lunares, bem como em marcha lunar e saída do veículo espacial. Deve ser dada atenção às particularidades da superfície lunar, como a presença de crateras e rochas, e à forma de manobrar o veículo nessas condições.
Curso de sobrevivência no espaço para aprender a lidar com situações de emergência no espaço, como a perda da nave espacial ou a avaria de equipamento crítico. A formação em primeiros socorros e reanimação cardiopulmonar também deve ser incluída.
Formação em ciências planetárias e geologia para compreender o ambiente lunar e planear o âmbito científico da missão. Deve ser dada atenção à identificação e recolha de amostras de rochas e à sua posterior análise em laboratório.
Simulações de missões em terra para praticar as tarefas e os procedimentos que serão executados na missão real, incluindo a comunicação com a estação espacial e o trabalho de equipa com outros membros da tripulação.
Formação em comunicações e trabalho de equipa para assegurar uma comunicação fluida e uma colaboração eficaz com a equipa de missão e a estação espacial, bem como a coordenação das actividades entre os diferentes membros da tripulação.
A nossa missão lunar necessitará de 4 veículos: 2 rovers lunares para investigação do solo e procura de água noutras crateras, e 2 veículos de transporte, um para pessoas e outro para materiais. Cada rover terá uma capacidade de carga de 250 quilogramas e uma autonomia de 150 quilómetros na Lua, com uma velocidade máxima de 18 km/h. O veículo de transporte de pessoas terá capacidade para 4 astronautas, enquanto o veículo de transporte de materiais terá uma capacidade de carga de 1,5 toneladas e um sistema de elevação para carregar e descarregar material de forma eficiente. Todos os veículos serão transportados para a Lua no foguetão SpaceX Starship e serão deixados com uma grua retrátil. Cada veículo será equipado com tecnologia avançada de comunicação, navegação e segurança para garantir a eficácia e a segurança da missão. Concebemos especificamente um dos rovers mencionados.
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