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Moon Camp Pioneers Galeria 2019-2020

No Moon Camp Pioneers a missão de cada equipa é conceber em 3D um Campo Lunar completo usando a Fusão 360. Têm também de explicar como irão utilizar os recursos locais, proteger os astronautas do perigo do espaço e descrever as instalações de vida e de trabalho.

Equipa: Passageiros da Lua

Collège Champittet  Pully    Suíça 15 a 16 anos de idade

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

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Descreva o seu projecto de Acampamento Lunar.

O objectivo do nosso Campo Lunar é proporcionar o ambiente mais eficiente, prático e seguro para 2-4 astronautas viverem durante um longo período de tempo.

Optamos por um campo composto por dois alojamentos, três módulos subterrâneos (para armazenamento de recursos/água e estufa), um centro de comunicações, um laboratório subterrâneo, uma instalação de fusão-filtro de água, uma bateria nuclear (localizada a uma distância segura do resto do campo) e um campo de painéis solares.

A comutação entre diferentes módulos seria feita através de túneis exteriores, o que permite uma forma segura e eficiente de ligação. As câmaras de ar também garantirão a segurança entre todos os espaços.

A estrutura do campo consistiria em cada módulo ligado por túneis, cada um de aproximadamente 5-10 metros de comprimento, para assegurar que, num evento catastrófico, todos os módulos estejam seguramente isolados do perigo.

O campo fornece todas as necessidades vitais através de instalações sistemáticas.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

Após investigação exaustiva, escolhemos as altas montanhas nas margens das grandes crateras dos pólos lunares com base nos nossos critérios de local (temperaturas, disponibilidade de água, disponibilidade de material, potencial de captação de energia solar e interesse científico).

Primeiro, os postes lunares contêm gelo valioso, que é único nos postes e cientificamente valioso. Além disso, depois de sujeito a experiências na Lua, espera-se que seja potável graças às nossas instalações de fusão-filtro. Além disso, através da electrólise, a água pode ser separada em hidrogénio e oxigénio, para combustível e suporte de vida.

Depois, o outro recurso chave é a luz solar, que seria praticamente eterna graças ao alto posicionamento e aos postes lunares, o que significa que os nossos painéis solares estariam constantemente a recolher energia.

Finalmente, os pólos da Lua têm uma temperatura mais constante, em contraste com o resto das variações extremas de temperatura da superfície, o que significa que a adaptação do astronauta ao novo ambiente seria muito mais fácil, bem como a manutenção do equipamento.

Como planeia construir o seu Acampamento Lunar? Descreva as técnicas e materiais que utilizaria.

Para os edifícios exteriores (cúpulas geodésicas, túneis e outros edifícios) utilizaremos um conceito de impressão 3D, que utilizará o solo lunar como componente principal para o material de construção. A máquina será constituída por um braço robótico que imprimirá uma mistura de betão geopolímero conhecida como "Lunarcrete", constituída principalmente por regolito lunar que será escavado graças ao LEB (Lunar Excavation Blade). Além disso, a mistura única de sílica e minerais ferrosos em solo lunar pode ser fundida num sólido semelhante a um vidro utilizando microondas.

Para os edifícios subterrâneos, tais como armazenamento e estufa, os astronautas utilizarão o LEB, capaz de cavar grandes furos, que mais tarde serão acabados com o braço robótico de impressão 3D para construir as paredes. A lâmina de escavação lunar também pode ser utilizada para limpar e terraformar o terreno em redor da base para outros projectos de construção, tais como uma área de aterragem e um campo de painéis solares.

Água
Alimentação
Electricidade
Ar

Graças à localização prática da base sobre os polos lunares que contêm 600 milhões de toneladas de gelo quase puro, esta pode ser a principal fonte de água. A instalação de fusão-filtro localizada na borda da nossa base receberá o gelo escavado e torná-lo-á potável (através de múltiplos processos físicos e químicos), proporcionando aos astronautas acesso a uma grande quantidade deste recurso vital que pode ser utilizado não só para beber, mas também para outras tarefas de higiene, tais como chuveiros e casas de banho.

A principal fonte alimentar para os astronautas iniciais na base será a comida trazida da Terra, em formas enlatadas e desidratadas. Para os primeiros astronautas, os alimentos trazidos na primeira viagem deverão ser suficientes até que os alimentos possam começar a ser produzidos a partir da estufa (um módulo subterrâneo dedicado). A estufa não só produzirá oxigénio vital, como também poderá cultivar alimentos como batatas, tomates, beterrabas, etc. Mais tarde, a estufa pode ser expandida para produzir mais bens, dependendo do número de astronautas presentes ou da capacidade de armazenamento.

Haverá primeiro painéis solares que serão altamente eficientes nos polos lunares devido à elevada e constante quantidade de luz solar presente. Duas baterias localizadas junto ao campo de painéis solares irão armazenar a energia capturada.
Depois, haverá uma bateria nuclear, localizada a uma distância segura da base principal. O hélio-3 é abundante no solo lunar (onde tem sido gerado durante milhares de milhões de anos pelo vento solar) e é um ingrediente chave num reactor de energia de fusão viável. Não deixa resíduos radiativos para trás e tem um elevado rendimento energético por quilograma.

O oxigénio necessário aos astronautas para respirar será inicialmente utilizado através da forma de um sistema artificial de suporte de vida, que lhes fornecerá oxigénio suficiente até a estufa estar funcional o suficiente para produzir oxigénio e tornar-se a principal fonte. A estufa conterá uma área dedicada às plantas produtoras de oxigénio, como a palmeira areca, a árvore neem e a Sansevieria Trifasciata Zeylanica (planta serpente).
Então, o solo lunar é 40-45% oxigénio por massa, o que significa que pode ser aquecido a 2500 Kelvin utilizando energia solar e desbloquear dele minerais para gerar 100 gramas de oxigénio respirável por cada quilograma de solo.

Como planeia construir o seu Acampamento Lunar? Que materiais utilizaria?

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O ambiente na Lua é muito perigoso para os astronautas. Explique como o seu Campo Lunar irá protegê-los.

Depois de termos todos os recursos vitais anteriormente cobertos pelas nossas instalações e módulos especializados, as principais ameaças restantes são listadas como radiação, meteoritos e temperatura.

Os módulos geodésicos em forma de cúpula são concebidos para se espalharem e minimizarem quaisquer impactos e a espessura média das paredes rígidas reside em cerca de 0,5 metros, o que é suficiente para proteger contra pequenos asteróides e radiação solar, bem como para isolar contra as temperaturas lunares frias. Em redor dos polos lunares residem também muitos tubos de lava, formados há muito tempo por lava basáltica que fluía na Lua. Podem ter uma largura até 300 metros e uma temperatura estável de -20°C. Estes tubos de lava podem ser utilizados na futura expansão da base Lunar ou como opção secundária no caso do primeiro local ficar danificado ou simplesmente incapaz de funcionar.

Descreva um dia na Lua para a sua tripulação de astronauta do Campo Lunar.

Para permanecerem saudáveis, os astronautas devem manter um horário de sono regular, dormindo 8-9 horas e permanecendo acordados durante 16 horas de cada vez.

Depois de acordados, os astronautas devem comer num dos alojamentos e ter um briefing do dia. São obrigados a trabalhar pelo menos 2 horas por dia para manter músculos e ossos fortes, uma vez que a fraca gravidade da Lua pode ter efeitos negativos no seu regresso à Terra.

No entanto, os astronautas seriam inicialmente inteiramente dedicados à construção do campo. Os astronautas escavariam primeiro o solo/regolito lunar em grandes quantidades graças à Lâmina de Escavação Lunar (LEB) e depois passariam pelos procedimentos químicos de testar as suas propriedades e transformá-lo em "Lunarcrete" útil para construir a base com o braço robótico de impressão 3D.

Após a conclusão do campo, o dia do astronauta consistiria principalmente em investigação e experimentação. Trabalhariam como equipas ou investigariam individualmente, dependendo da sua experiência independente e das condições ou exigências da própria experiência.

Por exemplo, um astronauta poderia concentrar-se nos efeitos fisiológicos sobre os seres humanos e as plantas da vida no espaço, testando e experimentando em astronautas e na estufa em diferentes alturas do dia. Outro astronauta poderia investigar a própria Lua, explorando e analisando o ambiente (paisagem, meteoritos, gelo polar) e fazendo experiências com o solo/rególito lunar nas instalações laboratoriais. Mais um astronauta estaria inteiramente comprometido com o bem-estar do campo. Monitoraria a funcionalidade e diferentes mecanismos no campo, tais como os painéis solares, bateria nuclear, estufa, instalação de armazenamento, instalação de comunicações, etc. Se houvesse apenas 2 astronautas presentes, ambos vigiariam regularmente o desempenho e os componentes da base.

É necessário verificar constantemente o estado do campo, devido à sua dimensão, complexidade e importância. No final do dia e durante a última refeição, todos os astronautas reunir-se-iam nos alojamentos e debrief. Além disso, seriam obrigados a fazer uma última verificação de todo o acampamento antes de ir dormir.

Essencialmente, o "período de vigília" de 16 horas é composto por 3 refeições durante as quais os astronautas devem encontrar-se, 2 horas de condicionamento físico, investigação e experimentação, e uma manutenção constante da base da Lua.



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