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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: MoonPie

Colégio Vasco da Gama  Sintra    Portugal 17 a 18 anos de idade

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

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Descreva o seu projecto de Acampamento Lunar.

O nosso Campo Lunar é composto por uma esfera com quatro estruturas em forma de perna que se ligam a ela e entram em contacto com o solo. Há também uma estrutura separada que alberga a ETAR e as máquinas necessárias para fazer funcionar a base, abaixo da esfera principal, para garantir que os gases emitidos não entram no espaço vital dos astronautas.

A esfera principal está dividida em sete andares que albergam a quinta hidropónica, os quartos para os quatro astronautas em missão, a sala de estar, a cozinha, o ginásio, a casa de banho, a sala de reuniões, a oficina, o laboratório e, no andar mais alto, a sala de comunicação.

As quatro pernas também servem de armazenamento de ar respirável, hidrogénio e oxigénio, que servem como solução de energia de reserva.

Junto a ele, encontra-se o foguete que transporta a estrutura para a Lua, que também é utilizado para armazenamento, um satélite para assegurar as comunicações com a Terra e painéis solares.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

O nosso Campo Lunar está localizado na superfície do Vale de Schrödinger, no Pólo Sul,

e foi escolhida por muitas razões favoráveis à vida dos nossos astronautas. Em primeiro lugar, o Pólo Sul

está quase permanentemente exposto à luz solar, permitindo que os astronautas desempenhem as suas tarefas sem

a necessidade de uma fonte de luz artificial e dispendiosa, e também o aumento dos painéis solares

eficácia. Em segundo lugar, a localização perto de uma cratera lunar no Pólo Sul permite aos astronautas

obter água, que existe sob a forma de gelo sob a superfície. Por último, mas não menos importante, a Lua

O acampamento é construído num vale, a poucos metros abaixo do nível da superfície, o que dá aos astronautas alguns

protecção contra tempestades de radiação, o impacto de meteoritos e temperaturas extremas, mesmo

embora não seja completamente eficaz, por isso a estrutura também necessita de

protecção.

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

Tanto a estrutura exterior da nave espacial como a da base da Lua precisam de ser leves mas resistentes a várias ameaças. Devido a isto, será feita de um composto de alumínio e carbono. As estruturas internas não têm de ser tão resistentes que lhes permita serem feitas de diferentes compostos de fibra de carbono que serão revestidos para parecerem materiais mais agradáveis.

A nave espacial será maior que a base da Lua, para que a base seja transportada dentro dela em peças grandes que possam ser facilmente montadas pelos astronautas quando aterrarem. Enquanto constroem a base, viverão dentro da nave espacial e alimentarão o seu equipamento com células de combustível de hidrogénio, consumindo oxigénio armazenado, e hidrogénio.

Como o Moon camp será construído num vale, tem quatro pernas que fazem contacto com o solo irregular e se ajustam para que a esfera central fique perfeitamente erecta.

Água
Alimentação
Electricidade
Ar

A nossa principal fonte para obter água no solo lunar consiste na recolha de gelo subterrâneo nos postes com uma broca aquecida com diamante, derretendo este gelo. Depois, um tubo também aquecido transporta a água para a base da lua, completando ao mesmo tempo o processo de fusão. Finalmente, a base tem uma ETAR, que trata a água para torná-la potável, bem como um mecanismo de retenção e reutilização da água, incluindo não só a água utilizada nas tarefas diárias, mas também a água excretada pelos astronautas (suor e urina). Este processo cria então um ciclo de água renovável dentro da própria estação.

Apesar de levarem alguma comida embalada à lua, os nossos astronautas têm de cultivar alimentos assim que estabelecem a nossa base lunar para sobreviver.
Encontrámos uma forma de cultivar alimentos sem utilizar solo fértil ou radiação solar - um sistema hidropónico.
Com hidropónicos, é possível cultivar batatas, amendoins, tomates, pimentos, etc... apenas utilizando soluções de água, nutrientes fornecidos por fertilizantes, e núcleo de coco como substrato.
Com este método, é possível cultivar 1 kg de tomate com apenas 70 litros de água (utilizando a agricultura regular precisaríamos de 400 litros).

Para gerar energia, iremos utilizar principalmente módulos foto-voltaicos. Estes estarão quase sempre a funcionar devido à grande exposição solar disponível no Pólo Sul da Lua. O problema com os painéis solares é a sua incapacidade de armazenar energia. Assim, se os painéis pararem alguma vez de produzir energia, a base precisará de uma solução de energia de reserva. Para isso, utilizaremos células de combustível de hidrogénio que consomem hidrogénio e oxigénio armazenados, produzindo água e energia. Esta água pode ser utilizada por humanos ou convertida de volta em hidrogénio e oxigénio respirável, que consome energia dos painéis solares, consistindo numa forma de armazenamento da mesma.

Além de utilizarmos a fotossíntese para produzir oxigénio, utilizaremos o Regolith Lunar que é composto por oxigénio 40-45%. Mas este oxigénio é ligado quimicamente como óxidos sob a forma de minerais, pelo que não está disponível para utilização imediata. Para a sua extracção, utilizaremos a electrólise do sal fundido: Em primeiro lugar, o rególito é colocado num cesto forrado com rede. Adiciona-se cloreto de cálcio - o electrólito - e a mistura é aquecida a 950 graus Celsius, o que não derrete o material. Depois, é aplicada uma corrente eléctrica. Esta extrai o oxigénio e migra o sal para um ânodo, onde é removido.

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.

A Lua é exposta a uma grande quantidade de radiação do Sol, uma vez que não tem atmosfera nem campo magnético. Como o nosso Campo Lunar está localizado na superfície da Lua, está bastante exposto às permanentes ondas de radiação e tempestades momentâneas. Por conseguinte, é construído com materiais bastante densos, colocando grandes quantidades de massa entre os astronautas e a fonte de radiação, o que é uma forma de evitar a exposição radioactiva. Esta técnica provém de um estudo da NASA. Além disso, as paredes externas do Campo Lunar são carregadas electricamente a fim de desviar a trajectória da partícula radioactiva. Os fatos dos astronautas estão equipados com as mesmas superfícies carregadas electricamente, além de serem bastante densos para assegurar a protecção contra a radiação. Estas duas técnicas alternativas estão também a ser exploradas pela NASA.

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

O principal objectivo da viagem do astronauta à Lua é expandir os nossos conhecimentos científicos. Para isso, o seu principal objectivo é conduzir experiências científicas, por exemplo: aprender mais sobre o comportamento de certos materiais em condições de vácuo e baixa gravidade; investigar o solo da Lua para concluir sobre a sua composição e a evolução do nosso Sistema Solar; ou mesmo investigar os efeitos físicos e fisiológicos nas pessoas de missões a longo prazo no espaço, que serão úteis no planeamento de outras missões no futuro.

Para estas experiências, os astronautas terão 3 rovers disponíveis para poderem percorrer a superfície da lua e recolher dados, um laboratório, uma sala de reuniões e relatórios, onde poderão discutir as suas descobertas e relatá-las ao cientista na Terra, e um workshop onde poderão construir e imprimir em 3D objectos necessários para estas experiências e para a vida quotidiana, a partir de materiais novos ou reciclados, para ajudar a reduzir a cintura.

Os astronautas também precisam de se manter em condições físicas e mentais saudáveis, o que é difícil devido ao seu isolamento e à reduzida gravidade que provoca atrofia óssea e muscular. Para garantir isso, serão obrigados a fazer exercício físico diário no ginásio, fazendo exercícios de cardio numa passadeira de microgravidade e fazendo exercícios resistivos com halteres. Os astronautas terão também várias formas de entretenimento disponíveis, tais como jogar basquetebol no ginásio (que será difícil devido às condições de gravidade reduzida), ler livros na sala de estar, ouvir música gravada ou tocá-la eles próprios ao piano, ver filmes e séries transmitindo-os a partir da Terra, jogar jogos em conjunto, ou conversar em vídeo com os seus entes queridos que vivem na Terra. Estas comunicações rápidas e fiáveis entre a Terra e o campo lunar só são possíveis devido à comunicação óptica de espaço livre, que utiliza feixes de laser para transportar informação a um ritmo muito rápido.

Outro sistema que irá melhorar a saúde mental da tripulação será o de horários rigorosos. O dia começará com as luzes no interior do Mooncamp a acenderem-se automaticamente. Depois, os astronautas preparar-se-ão para começar o seu dia de trabalho. Ao longo do dia, eles não só farão experiências científicas, mas também limparão a base, cuidarão da quinta hidropónica e da ETAR, construirão e imprimirão novos objectos para melhorar a base, cozinharão, farão exercícios e muitas outras tarefas. No final do dia, terão algum tempo livre para se divertirem.



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