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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: Projecto Sequana

Cowes Enterprise College  Vacas    Reino Unido 15 a 16 anos de idade Primeiro Lugar - Estados membros da ESA e Canadá

Visualizador externo para projecto 3d

Descrição do projecto

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Descreva o seu projecto de Acampamento Lunar.

O nosso campo lunar foi concebido para ser um primeiro posto avançado na lua para exploração e desenvolvimento científico e infra-estrutural e foi concebido para ser habitável ao longo de todo o ciclo lunar. Utilizando um tubo de lava para protecção, a instalação não necessitará de grandes quantidades de escavação ou de protecção contra radiações pesadas da Terra. A base é dividida em diferentes secções, cada uma com a sua própria finalidade e equipamento, tais como tratamento médico ou hidropónico, este último adicionará nutrientes à água que vai para as baías hidropónicas, e também utilizará um sistema aquapónico experimental para ver como os peixes se desenvolvem na lua para uma potencial fonte alimentar. A base é concebida para aceder a recursos locais, tais como gelo de crateras e metais e outros recursos na superfície. O projecto foi concebido para funcionar como um ponto de paragem para uma maior expansão até à base, permitindo uma grande tripulação e mais recursos.

Onde quer construir o seu Acampamento Lunar?

A base da lua estará perto do pólo norte. Decidimos que este é o melhor local porque; perto do pólo norte lunar estão crateras, no fundo das quais se encontra gelo de água. O gelo pode ser extraído das crateras e trazido de volta à base. Estar perto do pólo norte significa que qualquer veículo que viaje para as crateras não terá de viajar para longe. O gelo será extraído antes de regressar à base.
A nossa base estará provavelmente na cratera de Philolaus, uma vez que se suspeita que lá existam tubos de lava. Mais perto dos postes, o sol permanece no céu de forma quase permanente, para que a energia solar possa ser utilizada a todo o momento. Queremos fazer a nossa base num tubo de lava porque ela protegerá a base da radiação e dos micrometeoritos. Se os tubos de lava forem descobertos mais a norte, utilizá-los-íamos em vez disso.

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

Para construir a base, enviaríamos peças modulares através de foguetes de carga útil. As peças seriam então utilizadas para construir diferentes estruturas e veículos. O chão da base seria construído com painéis triangulares feitos de alumínio, com um núcleo hexagonal para manter a resistência mas reduzir o peso, para baixar os custos. As paredes serão feitas de postes de alumínio, formados para fazer uma cúpula, e lona plástica de tripla camada, para que quaisquer fugas possam ser detectadas com sensores e identificar a(s) camada(s) perfurada(s). Os veículos serão enviados em peças de fácil montagem, as peças devem ser suficientemente robustas para uma utilização contínua sem reparação, no entanto, as reparações dos veículos serão mantidas no barracão na superfície, que será feito com painéis metálicos enviados a partir da Terra. Os tanques e outros equipamentos externos serão enviados em peças e montados na lua.

Água
Alimentação
Electricidade
Ar

Após a instalação da base, um foguetão-tremonha voará numa trajectória suborbital, para crateras identificadas com gelo no fundo, e aterrará na cratera. O gelo será extraído e armazenado em tanques radiais destacáveis. Uma vez de volta à base, o gelo será descarregado num grande tanque metálico. Durante o dia lunar, o tanque irá aquecer devido à energia térmica do sol. À medida que o gelo derrete, a água irá afundar-se até ao fundo do tanque. A água fluirá por tubos enterrados, para uma estação de bombagem para tornar a água utilizável na base.

A comida será cultivada em baías hidropónicas por botânicos. Os hidropónicos serão filas de tubos que terão buracos de 457,2mm em cada 457,2mm. As tubagens estarão sobre carris para que possam ser movidas para aceder a outras filas. Cultivaremos soja para proteínas, cálcio e gorduras; batata doce para hidratos de carbono e vitamina A; patos/ovos de pato para proteínas, vitamina B e D; pimentão para vitaminas C e E, e rebentos de mexilhão para vitamina K. Os patos deverão ter diversidade genética, de modo a que as células de ovos não fertilizadas sejam tomadas. Haverá uma cozinha para cozinhar os alimentos.

A energia solar será utilizada durante o dia. São necessários painéis para alimentar toda a base e também carregar as baterias durante a noite. Para que a base tenha energia suficiente durante a noite, deve ser utilizada uma mistura de fontes de energia. Uma solução é utilizar células de combustível de hidrogénio, electrolisar a água durante o dia para a transformar em H2 e O2, isto pode ser queimado para libertar energia. Outra solução é um RTG (Radioisotope-Thermal-Generation) mas devido à radiação que produz, esta não é a melhor. Os excrementos humanos poderiam ser digeridos em metano e queimados para a produção de energia.

A fonte inicial de oxigénio será importada da Terra. Iremos electrolisar a água para atingir o oxigénio. Este processo formará também gás hidrogênio que poderá depois ser reutilizado no mesmo processo. Procederemos à electrólise da água obtida através do derretimento do gelo lunar. Uma quantidade parcial de oxigénio será derivada de compostos encontrados em minérios lunares, estes compostos incluem óxido de alumínio, óxido de ferro(||), dióxido de titânio, óxido de sódio, etc. O nitrogénio terá muito provavelmente de ser importado da Terra.

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.

O acampamento lunar irá proporcionar protecção contra os perigos do espaço, ao ser construído dentro de um tubo de lava. Isto proporcionará protecção contra micrometeoritos, extremos de temperatura e radiação ionizante do sol e do espaço profundo. Haverá um ciclo artificial dia e noite, isto assegura que as plantas/animais se comportem normalmente e que os membros da tripulação não tenham perturbado o sono. As paredes conterão níveis estáveis de oxigénio e humidade, para que todos os organismos tenham um habitat para sobreviver. Para assegurar que a saúde mental da tripulação não se degrada, será mantido o contacto entre amigos e familiares e será permitido a cada pessoa um quilograma de pertences pessoais. As máquinas de exercício assegurarão que os músculos e estruturas ósseas da tripulação não se deteriorem devido à falta de gravidade. Para assegurar que a electricidade estática gerada pelas partículas carregadas não danifica o equipamento eléctrico, a base será ligada à superfície da lua.

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

A tripulação tem padrões de sono rotativos, pelo que pelo menos 2 membros da tripulação estão acordados se ocorrer uma emergência. Cada membro, quando acordado, irá lavar e tomar o pequeno-almoço, começando então a trabalhar nos seus trabalhos, cada membro da tripulação terá múltiplos papéis a desempenhar, e haverá dois peritos de um trabalho em missão que estarão acordados enquanto o outro dorme. A tripulação monitorizará os sistemas através da base para assegurar que nenhum sistema seja crítico ou que se quebre de outra forma. Se um componente ou sistema se partir, os engenheiros levarão o sistema ou máquina à engenharia, se estiver dentro da base, ou ao barracão onde o equipamento será armazenado para exigir as avarias e permitir que os objectos danificados continuem a servir a missão, se os objectos forem danificados para além da reparação, então serão enviadas substituições. A tripulação também transportará os materiais colhidos pelas ceifeiras até à fundição, onde o metalurgista da tripulação, do qual haverá um, processará os materiais e refiná-los-á para fazer recursos úteis e oxigénio, uma vez que a maioria dos minérios estão em forma de óxido metálico na lua. Os botânicos irão gerir os sistemas hidropónicos e aquapónicos para assegurar que a base tenha alimentos suficientes, no entanto, os alimentos produzidos provavelmente não serão suficientes para serem completamente auto-suficientes e, portanto, exigirão o fornecimento de alimentos da Terra, no entanto, devido ao facto de os alimentos serem cultivados, isto irá aumentar o tempo entre os navios de abastecimento. A tripulação realizará experiências científicas no seu campo para aumentar a compreensão da lua, tais como a sua estrutura geológica ou os efeitos da baixa gravidade sobre os organismos vivos. Esta investigação ajudará a aumentar a nossa compreensão de como criar uma base sustentável na lua e formas e recursos locais, que poderiam ser utilizados, para expandir a base e aumentar a sua população. A tripulação poderia também investigar os prós e os contras da indústria e da extracção de recursos na Lua para referência futura aquando da construção de uma grande base lunar ou povoação. A tripulação poderia também, mais tarde no projecto, construir novas instalações enviadas da Terra ou construídas a partir de recursos e equipamento na Lua. Antes da noite lunar, a tripulação avaliará os recursos e a energia armazenados dentro da base. Durante a noite, observarão os níveis de hidrogénio e, se necessário, desligarão alguns sistemas para assegurar que a base mantenha a energia para sistemas críticos como o suporte de vida.



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