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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: CAMS Nova

Academia de Matemática e Ciências da Califórnia  Carson    Estados Unidos da América 17 a 18 anos de idade Terceiro lugar - Estados não membros da AESA

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

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Descreva o seu projecto de Acampamento Lunar.

O nosso Projecto Moon camp é composto por 8 estruturas principais que servem cada uma delas um propósito vital. O objectivo da nossa estufa é fornecer alimento para os astronautas. Os astronautas realizam investigação e trabalho em projectos no nosso laboratório que também contêm caixas de minhocas. Temos 5 módulos vivos ligados a uma área comum. Mais módulos vivos podem ser construídos utilizando a nossa impressora 3-D e regolith da nossa fábrica de processamento de Regolith. O Centro de Sistemas de Filtragem de Ar distribui e regula o fluxo de ar para os edifícios. Outro edifício que temos é a Planta de Purificação e Extracção de Água que fornece água a partir de gelo lunar micro ondulado. O nosso campo lunar tem também uma Estação de Gravidade Artificial Centripetal que os astronautas podem visitar regularmente para exercitar a gravidade da Terra. A principal fonte de energia para o acampamento lunar vem do Campo de Painel Solar que forneceria energia de 75-99% do dia.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

Escolhemos construir a nossa base lunar nos polos lunares porque tem o ambiente mais sustentável para os astronautas. As temperaturas nos Polos Lunares são consideravelmente menos severas do que no resto da lua. Os pólos são iluminados pela luz solar cerca de 86-89% do tempo e, devido à luz solar quase constante, as temperaturas flutuam menos drasticamente. Isto facilita a regulação das condições de vida à temperatura óptima para os astronautas. Os postes lunares são também a localização de muitos recursos, incluindo o gelo lunar, que é uma possível fonte de água. Estão localizados em sombras lunares permanentes da lua que só foram encontradas nos postes. Além disso, existem muitas crateras e cavernas no nosso local escolhido. Podem ser construídos edifícios subterrâneos nestas áreas, aumentando a protecção contra a pressão do ar, impactos de asteróides e alterações de temperatura.

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

As estruturas do nosso Moon Camp serão parcialmente construídas na Terra, mas não montadas. Muitas das nossas estruturas, incluindo as cúpulas geodésicas que constituem a nossa área de vida e laboratório, são concebidas para serem dobradas/desmontadas em sub-partes para facilitar o transporte e a conservação do espaço. Máquinas de construção industrial que são adaptadas para trabalhar eficazmente na superfície da Lua chegarão antes das estruturas e astronautas para limpar o terreno da Lua. Robôs suaves programados ajudarão na construção do acampamento lunar. Como os robôs macios são constituídos por materiais conformes, são flexíveis, podem completar uma maior variedade de tarefas, e são mais seguros para os humanos trabalharem em redor. Estes robôs continuarão a ajudar na reparação de estruturas depois de o Campo Lunar ter sido construído. Novos edifícios serão construídos rapidamente utilizando o fabrico de aditivos, uma vez que traremos uma impressora industrial gigante 3-D para construir estruturas utilizando regolitos abundantemente disponíveis.

Água
Alimentação
Electricidade
Ar

Porque a água é um recurso vital necessário para a sobrevivência humana, escolhemos montar o acampamento nos Polacos Lunares, que contêm fontes de água. O gelo lunar será derretido utilizando módulos de micro-ondas para fornecer água ao nosso sistema hidrológico, que será utilizada para agricultura, hidratação, higiene, energia e investigação. As células de combustível de hidrogénio, que ajudam os geradores na produção de electricidade, fazem a água passar por uma fotólise, criando moléculas de oxigénio e iões de hidrogénio para combustível para foguetes. O excesso de água, que é produzido como um produto residual, é recolhido e combinado com água proveniente da percolação em estufa e águas residuais humanas aceitáveis para serem recicladas.

O nosso campo manterá um plano de refeições equilibrado incorporando múltiplas fontes alimentares. As plantas altamente nutritivas cultivadas nas estufas, que utilizam água e solo reciclados, fornecerão hidratos de carbono. A estufa é reforçada por estruturas metálicas de bolso que protegem contra colisões de meteoritos ao mesmo tempo que permitem a entrada de luz, e é adaptável à aquapónica no caso do solo se tornar escasso. Para garantir que os astronautas obtenham todos os nutrientes de que necessitam, o laboratório fabrica suplementos vitamínicos e gorduras. Além das culturas em estufa, uma quinta de minhocas fornece aos astronautas as proteínas muito necessárias, uma vez que as minhocas das refeições se reproduzem rapidamente e são altamente nutritivas.

O campo aproveita a energia solar nos polos lunares, que têm uma irradiação solar superior a 1367,6 W/m^2, utilizando um campo de painéis solares que se move para enfrentar o sol. Alguma electricidade é armazenada em baterias para utilização durante os eclipses lunares. A electricidade é também produzida por geradores electromecânicos, que são alimentados perpetuamente pela Estação Espacial Centripetal Force. A Estação gira constantemente e fornece energia mecânica, ao mesmo tempo que cria gravidade artificial. A rotação da Estação é extremamente eficiente; a força necessária para começar a girar na RPM correcta para simular a gravidade é reduzida devido à gravidade reduzida da Lua.

É crucial proporcionar uma atmosfera óptima para as condições de vida humanas. O oxigénio será fornecido por múltiplas fontes no campo, incluindo a fotossíntese das plantas nas estufas. Para além disso, os geradores de oxigénio utilizarão dióxido de carbono e água para produzir mais oxigénio. O Centro de Sistemas de Filtração de Ar distribui e regula o fluxo de ar constante dentro dos diferentes edifícios e mantém as percentagens correctas de azoto, oxigénio, argon, e mais, o que evita a asfixia do dióxido de carbono. O Centro de Sistemas de Filtração de Ar também aloja tanques de algas, que fornecem nutrientes para consumo, bem como ajudam na produção de oxigénio.

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 tem um clima rigoroso de extremo calor e frio. Para proteger os astronautas das condições da Lua, as nossas instalações têm temperatura controlada. Os baixos níveis de gravidade levam os astronautas a sofrer perdas ósseas e musculares. O nosso campo lunar tem uma sala de gravidade artificial com equipamento de exercício que os astronautas podem utilizar para evitar danos graves no seu sistema muscular e esquelético. Os edifícios do Space Camp são de formas esféricas, construídos para resistir aos impactos de micrometeoritos. Estruturas como a cúpula geodésica são utilizadas para que os módulos sejam seguros e duráveis. Viver na Lua expõe-o a radiação constante. Os astronautas que vivem na nossa estação espacial serão protegidos por um gerador de campos electromagnéticos que bloqueia a radiação. A área viva, tanques de armazenamento, centro de filtragem de ar, módulo de extracção de água por microondas, e células de combustível de hidrogénio estão localizados num túnel subterrâneo, protegendo ainda mais os astronautas da radiação, clima e meteoritos.

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

Um dia de astronauta no Campo da Lua começa por volta das 6 da manhã e termina por volta das 21 horas. O seu horário é modelado após as rotinas dos astronautas que vivem na Estação Espacial Internacional. Os residentes do nosso Acampamento Lunar têm três refeições por dia e são obrigados a fazer duas horas de exercício na Estação Espacial Centripetal de Gravidade Artificial. Viver num ambiente de baixa gravidade danifica a sua massa óssea e muscular, com 1-2% da sua massa óssea a deteriorar-se em apenas um mês. Ao fazer exercício em condições de gravidade terrestre, evita o enfraquecimento a longo prazo dos corpos dos astronautas. Durante o dia, os tripulantes trabalham de acordo com a sua área de especialização e os investigadores supervisionam os seus projectos e analisam os seus dados. Os investigadores que conseguiram que os seus projectos fossem aprovados para serem conduzidos no campo passam o seu tempo a recolher dados sobre nutrição, saúde, sistema solar, gelo lunar, propriedades do solo lunar, e muito mais. Os membros da tripulação vão em expedições explorando e mapeando a superfície lunar, assim como testando novas superfícies e túneis de segurança para ajudar a decidir em que direcção o acampamento se expandirá. A manutenção e construção é feita por trabalhadores humanos juntamente com os robôs macios, que são muito mais seguros de trabalhar perto devido a serem feitos de materiais conformes e cheios de ar em vez de metal duro como a maioria dos robôs. De volta ao laboratório, os astronautas trabalham em projectos como a pesquisa de depósitos de vapor em solo lunar. Um exemplo de um projecto de investigação no nosso campo é uma investigação sobre a composição química do rególito, que se descobriu recentemente conter grãos minerais do tamanho de micrómetros que são englobados por jantes amorfas finas, sugerindo que este foi exposto ao vento solar. Actualmente existe uma concepção errada de que as jantes amorfas são o resultado de danos causados pela radiação, no entanto, a microscopia electrónica mostra que as jantes amorfas são constituídas por material depositado em vapor a partir de impactos de micrometeoritos na lua e mais dados serão recolhidos para apoiar estas novas observações. Para além de alojar equipamento e fornecimentos para a realização de investigação, o laboratório aloja caixas de minhocas de refeição que fornecem uma boa fonte de nutrientes e proteínas. Os habitantes do Campo Lunar podem utilizar o telescópio construído no laboratório e visualizar outras partes do sistema solar.



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