Team: DreamCamper

Categoria: 1º lugar - Estado não membro da ESA 1º lugar - Estado não membro da ESA Suzhou, Jiangsu - China  SIP No.2 Escola Primária Experimental

Descrição do projecto

2.1.a. Está prestes a aterrar na Lua. Tem de tomar algumas decisões sobre a localização da sua colónia. Onde localizaria o seu abrigo na superfície da Lua?
Perto dos polacos lunares

2.1.b. Explique a sua escolha a partir da pergunta 2.1.
A uma distância de cerca de 550 quilómetros do Pólo Norte da Lua, existem clarabóias de tubos de lava. Decidimos acampar num dos tubos de lava. Em primeiro lugar, o tubo de lava é coberto por uma concha lunar muito espessa, que é uma protecção natural para o impacto e radiação cósmica. Assim, pode proteger o nosso pessoal. Em segundo lugar, a estrutura especial do tubo de lava permite uma flutuação relativamente pequena da temperatura. Como resultado, a condição de temperatura no interior é mais controlável do que a da superfície, o que significa que é mais adequado estabelecer uma base lunar no tubo de lava. Além disso, de acordo com um novo estudo conduzido pela Universidade Purdue, o tubo de lava com um diâmetro de 0,6 milhas (cerca de 1 km) ou mais é muito estável e pode ser usado como base permanente para humanos. Portanto, considerando o tamanho, forma, condições de iluminação e condições geológicas da base integrada, as cavernas de lava a vários metros abaixo das colinas do Malius devem ser o melhor local para a base.

2.2.a. Onde construiria o abrigo: na superfície ou no subsolo?
Subterrâneo

2.2.b. Explique a sua escolha para a pergunta 2.2.
Primeiro, há muitos pós na superfície da lua, que podem causar maus efeitos no corpo humano e no equipamento. Além disso, não há atmosfera e campo geomagnético na superfície lunar, levando a uma grande variação de temperatura e sem protecção para os raios cósmicos. Segundo, a superfície do tubo de lava é coberta por uma concha lunar muito espessa, que é um escudo natural à prova de radiação e de impacto. E a estrutura especial do tubo de lava permite uma flutuação relativamente pequena da temperatura. Assim, o pessoal pode ter uma melhor protecção e o desenho dos alojamentos pode também ser simplificado. Por último, a rocha da caverna contém sedimentos de água gelada, que podem ser utilizados para a produção de água doméstica e combustível no futuro. A água de mineração na lua também poupará o peso e espaço da nave espacial.

3.1. Qual será o tamanho do seu Campo Lunar?
Escolhemos o tubo de lava natural como base, pois há muito espaço e podemos expandir gradualmente a nossa base no futuro. O actual campo consiste principalmente em quatro edifícios aproximadamente cilíndricos com um diâmetro de cerca de dez metros e uma altura de três metros cada. Os edifícios estão ligados por uma passagem selada com uma largura de 2 metros e uma altura de 2,5 metros. O espaço total do acampamento é de cerca de 3.126 metros cúbicos.

3.2.a. Quantas pessoas irá o seu Campo Lunar acomodar?
3 - 4 astronautas

3.2.b. Explique a sua escolha para questionar 3.2.
Existem quatro cabines principais no nosso campo, que são utilizadas para a pesquisa de plantação, produção de energia, investigação, e vida. Cada astronauta é responsável por um dos estudos, pelo que, da perspectiva da investigação e da vida, são necessários 3 a 4 astronautas. Ao mesmo tempo, de um ponto de vista psicológico, os astronautas vivem no espaço, sem o companheiro de família e amigos, sem um lugar de entretenimento e descompressão. E são obrigados a levar a sério o seu trabalho e a sua vida. Se houver apenas uma pessoa, pode sentir-se facilmente só e tender a ser unilateral e subjectivo na tomada de decisões. Embora se houver duas pessoas, elas podem discutir e tomar decisões em conjunto, as suas emoções positivas e negativas afectar-se-ão uma à outra. Qualquer mal-entendido entre eles pode conduzir a investigação a um impasse. Portanto, os astronautas 3~4 são mais razoáveis, embora possa custar mais dinheiro.

3.3.a. Que recursos lunares locais utilizaria?
-Gelo de água
-Regolito (solo lunar)
-Sunlight
-Outros

3.3.b. Explique a sua escolha para questionar 3.3.
Escolhemos quatro recursos locais: gelo, rególito, luz solar, e rocha. Podemos extrair oxigénio do solo lunar, cujo teor de oxigénio pode atingir 40%, para utilização como propulsor de foguetes. E a água pode ser sintetizada para uso humano. O solo lunar tem um teor de silício de 20% e pode ser utilizado em células solares. O solo lunar também contém Hélio-3,é um combustível nuclear raro na terra. Se for totalmente explorado, pode satisfazer as necessidades energéticas de centenas de anos em todo o mundo. É claro que também pode satisfazer o fornecimento de combustível da base lunar. O vidro natural lunar pode ser transformado num material composto estrutural de alta resistência após tratamento físico. A água é a fonte da vida humana. Assim, decidimos utilizar directamente a água da lua para reduzir a ocupação desnecessária do precioso espaço da nave de abastecimento. Durante o processo de mineração, também colocamos as rochas lunares em uso. Porque analisando a composição da pedra da lua, podemos conhecer a história da evolução do sistema solar e da terra. Além disso, as pedras lunares também contêm moléculas de água. Não há atmosfera na superfície da lua. A radiação solar pode vir directamente para a superfície. A energia anual da radiação solar na lua é de cerca de 12 triliões de kilowatts. Podemos fazer pleno uso da energia solar para construir uma estação de energia solar e transmitir o calor gerado pela luz solar para a área habitacional, que pode ser utilizada para aquecer alimentos.

3.4. Explique como planeia construir o seu projecto na Lua. Deve incluir informação sobre os materiais e técnicas de construção que planeia utilizar. Realce as características únicas do seu projecto.
A construção do compartimento vivo no tubo de lava pode proteger-nos eficazmente do perigo da radiação cósmica. O basalto lunar é transformado em betão de modo a fazer o telhado e as paredes do edifício. No caso do tubo de lava entrar em colapso, pretendemos extrair alumínio e ferro do minério lunar, e transformá-los em estruturas de suporte em forma de anel, cilíndricas, etc. Para que a base seja mais firme. O material aerogel é utilizado no interior da camada de betão, que é durável e pode suportar temperaturas até 1400 graus Celsius. Pode ser utilizado como material de isolamento térmico para acampamentos e como material de núcleo para fatos espaciais. A estrutura insuflável feita de aerogel faz de todo o campo um espaço confinado, assegurando que o ar não escape. Transportaremos aerogeles da terra, pois é leve em peso e não adicionará pressão extra à carga da nave espacial. O vidro natural lunar é também utilizado para construir o nosso acampamento. Após tratamento físico, pode ser transformado em materiais compostos estruturais de alta resistência. A fim de garantir boas condições de vida e de trabalho dos astronautas, nos primeiros dias do desembarque, as cabines de transporte do essencial e de sono necessárias para os astronautas são pré-fabricadas a partir da terra. Após chegarmos à lua, os materiais serão transportados para o interior da caverna de lava. Todas as outras estruturas de edifícios e instalações internas são completadas por impressão 3D, e o material de origem é o solo da lua. Além disso, a camada exterior do campo é coberta com sensores de temperatura de semicondutores, que levam a diferença de temperatura para a electricidade. Isto compensa o problema de a energia solar não poder ser utilizada durante a noite. O nosso campo está bem organizado, dividido em área viva, área de plantio, área de investigação científica, e área de mineração de energia. Cada compartimento é ligado por um canal. As quatro partes juntas formam um círculo. No centro do círculo localiza-se a área de investigação científica (incluindo a zona de fuga) e podemos chegar a qualquer área através das passagens.

3.5. Descrever e explicar o desenho da entrada para o seu Campo Lunar.
Concebemos a estrutura de entrada do campo lunar com uma forma de cúpula para aumentar a resistência ao impacto externo. A entrada do campo foi concebida com três cabines. A primeira cabana é a mais próxima do exterior, que é utilizada para armazenar o rover da lua e ferramentas de detecção comuns. A segunda cabina é um compartimento amortecedor para evitar a fuga de ar. A electricidade estática remove o pó dos astronautas e impede a entrada de pó nocivo na área de habitação. A terceira é o vestiário, onde os astronautas podem trocar os seus fatos e roupas de trabalho para entrar no acampamento. Todas as portas dos três compartimentos são feitas de vidro natural lunar de alta resistência e boa estanquicidade.

3.6. Explicar como o Campo Lunar proporciona protecção aos astronautas.
Quando construímos os acampamentos lunares, utilizámos o aerogel como camada isolante para manter a temperatura interior. Além disso, o nosso acampamento está construído numa gruta, o que nos proporciona proteção. Em cada área, instalámos uma "cama protetora" que tem uma forte força de impacto e proteção contra a radiação. Colocámos ainda o material necessário para manter a vida no interior. Em caso de emergência, os membros do pessoal podem entrar e fugir o mais rapidamente possível. Concebemos também uma zona de fuga especial, que se situa por cima da zona de investigação científica, e as outras zonas também podem aceder diretamente à zona de fuga, onde se encontram pequenas naves espaciais que podem localizar e ejetar com precisão para a Terra.

3.7. Descrever a localização e arranjos das áreas de dormida e de trabalho.
Dividimos as nossas áreas de sono e de trabalho em duas áreas diferentes. A área de dormir está localizada na cabina viva, a parte mais interior e profunda do campo (o solo cobre mais de dois metros), para que os astronautas possam dormir em segurança longe da radiação cósmica. A cabina viva está dividida em dois andares subterrâneos, e os astronautas podem subir e descer as escadas.o andar superior está equipado com um ginásio, e o andar inferior é uma sala de estar. A cabina de dormir está equipada com sistema de IA, que tem uma função de fuga de emergência. Isso pode proteger temporariamente a segurança pessoal dos astronautas através de medidas fechadas em caso de emergência. A área de trabalho está localizada no centro do campo. É uma estrutura com um piso acima do solo e dois pisos subterrâneos. O primeiro andar subterrâneo é o centro de investigação científica, que se encontra a cerca de um metro do solo. Toda a informação recolhida por sensores externos será aqui recolhida para uma análise inteligente. O segundo andar no subsolo é uma fábrica de gelo de água, e colocamos a área de trabalho no centro de modo a facilitar a rápida entrega de água a várias áreas. Através do sistema de detecção de sinais de água, o braço robótico foi encomendado para escavar o solo de forma planeada, para extrair a fonte de água sólida da lua, e para tratar e purificar a fábrica de gelo de água.

4.1. Descrever qual será a fonte de energia para o abrigo.
Três métodos de produção de energia assegurarão o fornecimento de electricidade em qualquer altura. A temperatura média da superfície da lua durante o dia difere da da noite em 300 graus Celsius. De acordo com a teoria do Efeito Seebeck, os geradores termoeléctricos são caros de fabricar, pelo que apenas os utilizamos para a aterragem lunar inicial. Uma vez que a lua não tem atmosfera, a luz solar que atinge a superfície lunar gera muito calor. Os painéis solares medem e ajustam automaticamente o calor a um ângulo perpendicular aos raios solares. E pode produzir vapor de alta pressão através da energia térmica. Quando a água subterrânea é minada, é utilizada energia solar em vez de energia térmica. O solo lunar contém Hélio-3. A construção e utilização de reactores termonucleares com Hélio-3 são livres de radiação de neutrões e não representam quaisquer riscos ambientais. Após a construção do campo, a energia solar será gradualmente convertida em energia nuclear.

4.2. Descrever de onde virá a água.
O nosso abastecimento inicial será a água da terra. Após o acampamento, extraímos a água da lua directamente. Toda a água da superfície da lua está sob a forma de gelo de água, e vamos escavar na parte inferior do acampamento para obter água. Custará muito tempo, mas uma vez extraída com sucesso, teremos uma fonte de água estável. Até lá, teremos de extrair moléculas de água líquida do solo lunar e das rochas.

4.3. Descrever qual será a fonte alimentar.
O nosso acampamento está equipado com uma cabana de plantação separada, localizada na metade subterrânea. É benéfico para recolher a luz solar. De acordo com a experiência da estação espacial internacional (iss), seleccionamos lotes de culturas que são ricas numa variedade de nutrientes, tais como batatas, Líbano, trigo, aveia, trigo, milho, soja, tomate, nabo, couve, beterraba sacarina, etc. A fim de evitar a variação das plantas devido aos efeitos da radiação, o topo da cabana de plantação é isolado com um revestimento protector contra a radiação. Tentamos criar animais, transportar ovos fertilizados da terra, eclodir frangos na lua, criar explorações avícolas, melhorar a base agrícola lunar. Tudo o que fazemos para assegurar o fornecimento de proteínas. Antes disso, claro, teremos de trazer uma certa quantidade de alimentos da terra para proporcionar um ambiente agradável aos astronautas.

5.1. O que gostaria de estudar na Lua?
Não há barreira atmosférica na lua, pelo que é uma excelente condição de observação astronómica ali. Criamos um observatório no centro de investigação e esperamos compreender o universo desconhecido através da investigação astronómica. Ao mesmo tempo, através da monitorização em tempo real, protegemos a Terra de desastres de meteoritos. O solo e as rochas da lua são ricos em elementos raramente vistos na Terra. Entretanto, a superfície da lua tem sofrido radiação cósmica durante muito tempo. Esperamos estudar a geologia da lua e encontrar recursos que sejam benéficos para os seres humanos. Além disso, a idade da lua é semelhante à da terra. Esperamos saber mais sobre a origem e evolução do sistema solar através da análise da composição da lua. Viver e crescer na própria lua pode também ajudar-nos a obter uma compreensão mais completa das ciências da vida, tais como seres humanos, animais e plantas.

Os projectos são criados pelas equipas e assumem a responsabilidade total do conteúdo partilhado.