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.
Colégio Nacional "Mihai Eminescu" Suceava-Suceava Roménia 17 3 / 1 Inglês
Software de desenho 3D: Fusion 360
A Lua é de grande interesse para os investigadores devido ao seu potencial para fornecer elementos de terras raras, ao seu impacto nos organismos vivos e à sua geologia. O nosso objectivo é fornecer uma visão geral de uma base lunar concebida para acomodar oito astronautas e servir de centro comercial para REE.
A povoação é composta por três pisos. O rés-do-chão e o piso intermédio albergam a entrada, a câmara de ar, a enfermaria, dois quartos, cada um com a sua casa de banho, e uma sala de caldeiras. A cozinha e a zona de descanso situam-se no piso intermédio. O Centro de Comando e o laboratório estão situados no subsolo, com um elevador que serve para trazer amostras do exterior. O pavilhão superior, coberto por uma cúpula com plantas, tem explorações aquapónicas, enquanto o pavilhão inferior e o Centro de Comando albergam explorações de luz LED.
Um armazém adjacente à base será utilizado para armazenar os lingotes antes de serem enviados para a Terra, com uma área de estacionamento para veículos incorporada, máquinas que estarão localizadas no fundo da cratera. Um reactor nuclear fornece a maior parte da energia. Esta colónia foi concebida para apoiar a investigação sobre os efeitos da Lua nos organismos vivos e na sua geologia, sendo também um centro comercial de elementos de terras raras.
A colonização da Lua implicará não só uma enorme conquista científica para a humanidade, mas será também um passo em frente para futuras missões espaciais. Além disso, a industrialização da Lua terá um impacto económico significativo.
O estabelecimento de uma colónia na Lua não seria apenas um feito científico significativo, mas representaria também um passo em frente crucial para futuras missões espaciais. Para além do potencial científico, a industrialização da Lua teria implicações económicas significativas. Por conseguinte, o objectivo principal da colonização proposta seria comercial, centrado na extracção, refinação e comercialização de elementos de terras raras, incluindo cério, ítrio, neodímio, disprósio, lantânio, európio, escândio, praseodímio, térbio, gadolínio, érbio e itérbio. O objectivo é estabelecer a Lua como outro fornecedor primário para indústrias como a dos smartphones, dos veículos eléctricos e das turbinas eólicas, que dependem destas terras raras, uma vez que as reservas da Terra estão a diminuir rapidamente. Um objectivo secundário da colónia seria investigar a superfície lunar, a geologia lunar, o ambiente lunar e os efeitos da Lua nas plantas, nos peixes e nos astronautas que aí residem.
A cratera Shackleton, no Pólo Sul da Lua, foi identificada como um local adequado para um acampamento lunar devido às elevadas quantidades de água e substâncias voláteis presentes. A iluminação permanente da borda da cratera permite a utilização da energia solar para gerar electricidade, enquanto as regiões permanentemente sombreadas podem ser usadas para extrair gelo para a produção de água e oxigénio.
Para além disso, a cratera Shackleton está localizada na bacia de Aitken, que é uma das formações de impacto mais extensas do Sistema Solar. A investigação desta bacia tem potencial para oferecer conhecimentos valiosos sobre a composição geológica da Lua. Além disso, o estudo da geologia da Lua pode fornecer informações importantes sobre a formação dos planetas, a história do sistema solar e a evolução do sistema Terra-Lua. Assim, a cratera Shackleton apresenta uma oportunidade tanto para a investigação científica como para o estabelecimento de um acampamento lunar.
Enviaremos foguetões em cinco fases. A primeira fase conterá os robots que irão aplanar o local e começar a escavar o subsolo para preparar o piso inferior da base. Começarão também a extrair gelo e oxigénio do regolito na zona industrial e a depositá-los para a chegada dos astronautas. Na fase seguinte, serão construídas as paredes e a estrutura da base, incluindo a estrutura em cúpula. Vamos construí-las utilizando um método de dobragem para que os robots possam montar a base sozinhos num curto espaço de tempo. A terceira e quarta fases incluirão os tubos de água, a electrónica, as impressoras 3D, que utilizaremos para criar mobiliário e acessórios, as sementes e os ovos de peixe que chocaremos na lua, mas também algumas reservas de alimentos até as explorações agrícolas atingirem um ritmo eficiente. Finalmente, depois de a base estar montada e de todos os serviços estarem a funcionar, enviaremos os oito astronautas. A nossa base tem uma forma redonda com um ponto central forte e uma escadaria no meio. Escolhemos esta abordagem porque nos oferece um acesso fácil e rápido a todas as divisões e facilita a colocação dos dormitórios e das instalações. A base está dividida em três níveis, sendo que os dois superiores recebem luz solar directa para os dormitórios e as quintas e o último é um local subterrâneo seguro onde a equipa pode ter reuniões com uma saída de emergência.
Para combater a radiação na Lua, construímos as nossas paredes exteriores utilizando seis camadas, por ordem de exterior: regolito, alumínio, RCC, vazio, RCC, camada de instalações, aerogel e alumínio para interior. Juntamente com a cúpula de vidro resistente à radiação, coberta com plantas suspensas e com as quintas em redor da base, estas criarão um ambiente húmido e constante. Para a nossa entrada principal na base, concebemos duas salas, uma para os astronautas tirarem os fatos e a outra para a desinfecção. Além disso, o elevador que é utilizado para trazer materiais e outras substâncias do exterior para o laboratório de investigação tem um sistema de desinfecção integrado. Estas duas medidas garantirão que a nossa colónia ou a superfície da Lua não serão contaminadas. O nosso reactor nuclear está separado das outras instalações e, em caso de falha, a área de habitação ou outras instalações não serão afectadas. As portas são feitas para isolar completamente a sala e no Centro de Comando concebemos um túnel que conduz ao exterior, uma vez que é a sala mais importante, pois é aqui que se realizam a maioria das reuniões. Foi também por isso que o colocámos no subsolo, uma vez que, no caso de um meteoro atingir a nossa base, o Centro de Comando terá menos probabilidades de ser danificado e pode servir de rota de fuga para a tripulação. Em caso de emergência, tomámos precauções e criámos tanques de armazenamento para água fria e quente, oxigénio e temos uma sala de armazenamento para baterias de lítio que serão alimentadas pelo reactor nuclear e pelos painéis solares.
A nossa principal fonte de oxigénio e água é a extracção do regolito. Da zona industrial, onde se extrai o regolito e se produz gelo e oxigénio, sairão tubos que conduzirão ao acampamento o gelo derretido para ser purificado e o oxigénio para o laboratório. Para oito astronautas, precisaremos de cerca de 1210 litros de água e 4400 litros de oxigénio por dia para as suas necessidades e tarefas.
A nossa fonte secundária de oxigénio são as quintas aquapónicas no salão superior principal e na área de relaxamento, onde um pimento geneticamente modificado servirá de fonte de alimento para os astronautas e as quintas suspensas que cobrem a cúpula com a Corrente de Corações ajudarão com o oxigénio. Além disso, nas piscinas, cerca de 40 kg de clorela crescerão e produzirão oxigénio. Em conjunto, produzirão cerca de 500 litros de oxigénio por dia e ajudarão a filtrar o CO2. Como não temos luz solar directa no rés-do-chão, teremos pequenas quintas com luzes LED que contribuirão para a nossa produção de alimentos e oxigénio. Nas piscinas, criaremos também o peixe Arctic Char, devido à sua resistência à água gelada e à sua natureza fácil de criar, que não só será uma fonte de proteínas para os astronautas, como também beneficiará as explorações de clorela e pimentos com a água de aquacultura rica em nutrientes.
Como temos uma zona industrial, vamos precisar de uma grande quantidade de energia e optámos por utilizar um reactor nuclear. Não é a nossa única fonte de energia, uma vez que temos os telhados da base cobertos com painéis solares para tirar o máximo partido da nossa posição geográfica. A energia será armazenada em baterias para que possamos manter a nossa eficiência ao mesmo ritmo durante a noite ou em caso de emergência.
As águas residuais dos astronautas e das explorações agrícolas serão recolhidas num tanque de resíduos sob a cozinha e depois seguirão para o tanque de resíduos de pré-purificação no laboratório, onde terá lugar o processo de purificação. Optámos por utilizar a osmose inversa da água e um dispositivo que liga o tanque de águas residuais do laboratório a outro tanque de água pura. Três outros tanques estão ligados em série ao tanque principal de água filtrada, cada um deles com uma válvula em caso de emergência. A partir do depósito central, os tubos reiniciam o circuito da água. Outros esgotos ou resíduos que não conseguimos purificar serão alimentados como composto para as quintas de pimentos. Como temos piscinas de algas e outra vegetação à volta da base, o ar será reciclado em oxigénio e criará um ambiente natural.
Para nos mantermos em contacto com a Terra e outras colónias, teremos satélites a orbitar à volta da Lua e a transmitir informações valiosas. Além disso, na nossa base, uma das maiores e mais importantes áreas é o Centro de Comando. Aí, os astronautas terão reuniões ocasionais e contarão com dispositivos úteis, como computadores portáteis, um mapa topográfico da cratera Shackleton e um ecrã amplo utilizado para apresentar vários planos e ter reuniões de vídeo com a equipa na Terra. Além disso, em caso de emergência ou de chamadas súbitas, concebemos um horário para os nossos astronautas, para que haja sempre uma pessoa a trabalhar no Centro de Comando, que esteja sempre alerta e preparada para responder.
Vamos querer analisar o regolito num ambiente ideal e estudar a geologia da Lua para saber mais sobre a sua história inicial. Também vamos querer saber como é que as plantas e os peixes reagem à permanência na Lua. No laboratório, faremos experiências para ver como a baixa gravidade afecta os seres vivos. Também queremos descobrir o que a radiação faz às plantas e aos peixes. Além disso, queremos investigar como é que o corpo humano reage à radiação na Lua e descobrir.
Uma vez que o nosso posto avançado se encontra na maior e mais antiga formação da Lua, a Bacia de Aitken, uma das direcções da nossa investigação será centrada na amostragem e análise de rochas aí encontradas, o que nos ajudará a aprender mais sobre a composição da Lua e a sua formação.
Além disso, não só utilizaremos explorações agrícolas para fornecer alimento/oxigénio, mas também para analisar o comportamento das plantas no ambiente lunar. Analisaremos as alterações que ocorrem devido à microgravidade e aos ambientes artificiais simulados para o seu crescimento, e testaremos também diferentes técnicas para as cultivar, utilizando diferentes parâmetros no seu crescimento para encontrar os métodos ideais.
Iremos também analisar as reacções dos organismos vivos, especificamente os peixes nas explorações de aquaponia. O nosso objectivo é detectar possíveis alterações no seu comportamento e organismo.
Além disso, a nossa investigação centra-se no impacto do ambiente lunar nos astronautas, na forma como a sua saúde é afectada, tanto física como mentalmente, e nos métodos para ultrapassar estas influências.
O nosso objectivo é aprender o mais possível sobre a Lua e a forma como o seu ambiente nos afecta, e como nos podemos adaptar para podermos melhorar os nossos métodos em futuras missões espaciais.
Antes de enviar astronautas para a Lua, estes terão de passar por um programa de treino intensivo que desenvolverá várias competências. Este treino terá de ser física e mentalmente exigente, para garantir que os astronautas conseguem lidar com o ambiente agreste do espaço e da Lua. A base do programa de formação será sobre o voo espacial e os sistemas das naves espaciais e dará aos astronautas conhecimentos sobre os seus sistemas como a navegação, a propulsão, a comunicação e os sistemas de apoio à vida.
Como a Lua não tem atmosfera, os astronautas terão de ser treinados para trabalhar em fatos espaciais num ambiente de vácuo. Esta parte do treino incluirá manobrar e usar ferramentas num fato espacial, aprender a operar e manter os fatos e também a lidar com quaisquer fugas ou rasgões que possam aparecer. Um dos nossos principais objectivos é a investigação da geologia da Lua e da forma como os seres vivos reagem ao ambiente lunar, pelo que os astronautas terão de aprender sobre as características geológicas da Lua, como recolher amostras da Lua e também de peixes, plantas e seres humanos e fazer experiências com elas. Terão de desenvolver os seus conhecimentos em biologia, química, genética e geologia. O isolamento de uma missão espacial pode ser um desafio mental e a tripulação terá de ser submetida a formação psicológica para desenvolver mecanismos de adaptação e técnicas de gestão do stress. Terão também de estar em boa forma física para resistir aos rigores do voo espacial. Os astronautas terão de aprender a trabalhar em equipa durante a missão e, como haverá pessoas de diferentes países, é necessário um trabalho de equipa e uma formação cultural para que a missão seja bem sucedida.
Teremos 4 robots que ajudarão os astronautas:
O camião de carga será utilizado para transportar lingotes entre a zona industrial e o armazém onde os depositaremos antes de os enviarmos para a Terra;
Robô de manutenção;
O rover permitirá aos astronautas percorrer longas distâncias num curto espaço de tempo para verificar o equipamento, outros robots e as instalações exteriores;
O robô mineiro triturará os minérios, o regolito e o gelo, encaminhando-os depois para uma sala onde o calor será aumentado para exactamente 100 graus Celsius, de modo a que a água passe por um coador e o resto da massa siga para um separador com ímanes que separarão os metais em diferentes recipientes.
No futuro, a nossa base poderá expandir-se com mais robôs mineiros, mais camiões de carga e maiores armazéns para enviar mais vezes terras raras para a Terra, aumentando assim a eficiência da povoação.
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