descoperire imagine interactivă

Galeria de proiecte Moon Camp Pioneers 2022 - 2023

 

În Moon Camp Pioneers, misiunea fiecărei echipe este de a proiecta 3D o tabără lunară completă folosind un software la alegere. De asemenea, trebuie să explice cum vor folosi resursele locale, cum vor proteja astronauții de pericolele spațiului și cum vor descrie spațiile de locuit și de lucru din tabăra lunară.

The Skeld

Colegiul Vasco da Gama  Lisabona-sintra    Portugalia 17, 18   4 / 0 Portugalia
Software de proiectare 3D: Fusion 360



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://drive.google.com/file/d/1FkJRk8bsUs5hyyfTdTZP2nx0C9khPHjn/view?usp=share_link

Youtube Video Link:


1.1 - Descrierea proiectului

Proiectul Moon Camp Challenge constă în cercetarea și construirea unei baze lunare care să fie capabilă să susțină grupul participant.

Acest proces implică descoperirea modului de a furniza energie, apă, hrană și artă astronauților, de a proteja mediul lunar, de a folosi materiale, precum și a altor provocări pe care astronauții ar trebui să le înfrunte. În plus față de toate acestea, este necesar să se creeze și un model în trei dimensiuni al bazei menționate anterior, dând viață proiectului și oferind elevilor posibilitatea de a experimenta pe un teren și cu instrumente noi.

1.2 - De ce vrei să construiești o tabără lunară? Explicați scopul principal al taberei dvs. lunare (de exemplu, scopuri științifice, comerciale și/sau turistice).

Scopul principal al bazei ar fi investigarea posibilităților și începuturilor unei eventuale extinderi a umanității pentru Lua. Baza are un scop în primul rând științific, realizând numeroase misiuni de cercetare a mediului lunar și a efectului acestuia asupra astronauților. De asemenea, pentru a reuși să mențină viața elementelor grupului, baza permite și facilitează explorarea suprafeței lunare, verificarea fisiologiei și psihologiei astronauților și ajută, de asemenea, la testarea directă a mai multor materiale și/sau mașini pentru a ajuta la extinderea și viața oamenilor pe Lună.

2.1 - Unde doriți să vă construiți tabăra lunară? Explică-ți alegerea.

Baza va fi construită în partea laterală a craterului Shackleton, din cauza temperaturilor cele mai apropiate de cele ale acelor de acolo, precum și din cauza apropierii de mari depozite de gheață din fundul craterului. Cavitatea în care va fi construită baza va fi scoasă de robotul Sparky-3. Motivul pentru care baza se află în interiorul unei cavități de pe roca lunară este protecția împotriva radiațiilor solare. În acest sens, există o insolare decentă a regnului lunar, protecție împotriva radiațiilor și apropierea de o sursă de apă.

2.2 - Cum intenționați să vă construiți tabăra lunară? Gândiți-vă cum puteți utiliza resursele naturale ale Lunii și ce materiale ar trebui să aduceți de pe Pământ. Descrieți tehnicile, materialele și opțiunile dumneavoastră de proiectare.

O cavitate în partea laterală a craterului va fi scoasă de Sparky-3, un robot cu o broască. În cavitatea realizată va fi amplasată prima stratul de izolație de ciment, amestecat cu uree pentru a deveni mai flexibil. După aceea se va amplasa cea mai superficială cameră, în care se vor amplasa toate mașinile și utilajele necesare pentru funcționarea bazei. Baza va fi compusă din mai multe divizii conectate prin coridoare. Vor fi incluse mai multe divizii în care astronauții vor putea controla toate sistemele, ca de exemplu o sală pentru aer, alta pentru apă etc. Pe lângă diviziunile funcționale, există diviziuni în care astronauții vor dormi, mânca și face exerciții fizice. În faza cea mai avansată a misiunii, această bază poate fi extinsă pentru a crea o rețea de clădiri capabile să găzduiască o mare cantitate de persoane.

2.3 - Cum protejează tabăra voastră lunară și cum oferă astronauților un adăpost împotriva mediului dur al Lunii?

Pentru a proteja astronauții de mediul din Lua, baza va fi construită în principal în subsol, protejând echipajele nu numai de radiații, ci și de variațiile extreme de temperatură care se produc la suprafața lui Lua. În plus, materialul de construcție utilizat pentru această bază sporește protecția astronauților atât împotriva radiațiilor, cât și a variațiilor de temperatură și este capabil să suporte diferențele drastice de presiune existente între interiorul și exteriorul bazei.

3.1 - Cum va asigura tabăra voastră pe Lună accesul durabil al astronauților la nevoile de bază, cum ar fi apa, hrana, aerul și energia?

Energia electrică va fi obținută prin intermediul unui ansamblu de panouri solare iluminate 90% din timp, precum și a unor generatoare de hidrogen, utilizate în caz de urgență. Hidrogenul folosit pentru generator provine de la electricitatea apei. Vor fi transportate în baterii de pe Terra, unde va fi stocată energia în exces. Aceste baterii vor fi folosite în roboții existenți în bază, precum și în sistemele necesare în caz de urgență.
Apa va fi obținută prin intermediul unor acumulări de apă de pe planeta Terra și de pe fundul craterului Shackleton, exploatate de robotul Sparky-3. Acest ghețar va fi apoi umplut și purificat la bază. Apa va fi reciclată prin intermediul unei stații de tratare a apei și a unor substanțe care vor recupera apa expulzată de corpul fiecărui astronaut. Suorul și urina vor fi filtrate și apa va fi reutilizată.
Arul va fi obținut prin intermediul rezervoarelor presurizate de pe Terra, precum și prin oxigenarea electrolizei apei. Nivelul de nitrogeneză și de oxigen în aerul de la bază va fi reglat de un control principal și de un sistem de ventilație.
Mâncarea va fi obținută prin intermediul unei plantații în interiorul bazei, în condiții similare cu cele de pe pământ. Se plantează în principal spini și batate, care sunt alimente bogate în diverse substanțe nutritive necesare pentru sănătatea ființei umane. Fețele umane și orice alt tip de materie organică vor fi procesate în acumulatorul de metan. Acest metan va fi apoi amestecat cu apă și utilizat ca lichid de adaos.

3.2 - Cum se va ocupa tabăra dvs. lunară de deșeurile produse de astronauți pe Lună?

Pentru tratarea deșeurilor produse de astronauți sunt utilizate două sisteme, SPRAG (Sistema Pessoal de Reciclagem de Água e Gases) și SPAN (Sistema de Produção de Adubo Natural). Primul este o adaptare a faptului că, în cazul în care se stochează urina și gazele fecale produse în timpul satirii acestora.
În cazul urinei produse, aceasta va fi destilată, obținându-se în principal urină și apă destilată. Apa destilată poate fi utilizată pentru a fi folosită pentru a realiza o electroliză sau poate fi, de asemenea, stocată. Ureea poate fi utilizată pentru producerea suplimentară de butași, dacă este necesar, sau poate fi eliminată dacă este produsă în exces.
În ceea ce privește fezele, acestea pot fi utilizate în alt sistem menționat, SPAN. Funcția sa constă în conversia tuturor compușilor organici produși în metan, care, în combinație cu apa, produc un lichid natural care va fi util, ajutând la creșterea plantelor.

3.3 - Cum va menține tabăra voastră lunară comunicațiile cu Pământul și cu alte baze lunare?

Pentru a depăși dificultățile legate de distanța dintre Terra și Lua, a fost creat un sistem de comunicare externă și internă (SCEI). Acesta include utilizarea de sateliți de comunicații, dotați cu antene de mare putere și sisteme de transmisie a datelor de mare viteză, care sunt poziționați de-a lungul orbitei terestre și pe suprafața lunară.
Pentru a depăși obstacolele fizice de pe Lună, cum ar fi craterele sau munții, sunt planificate rute de comunicare prin intermediul unor sateliți artificiali amplasați de-a lungul drumului pentru a retransmite semnalele de comunicare, acestea putând fi utilizate și pentru a transmite semnalele către alte baze eventuale.
Comunicarea între Terra și Lua este un element fundamental pentru succesul misiunilor spațiale. Prin intermediul comunicării, cercetătorii pot primi date importante despre suprafața lunară, permițând progrese semnificative în înțelegerea noastră despre univers și despre locul nostru din spațiu.

4.1 - Pe ce subiect(e) științific(e) se va(u) axa cercetarea în Tabăra Lunii? Explicați ce experimente intenționați să faceți pe Lună (de exemplu, în subiecte legate de geologie, mediu cu gravitație redusă, biologie, tehnologie, robotică, astronomie etc.).

Așa cum a fost menționat anterior, principalul subiect de investigație al bazei ar fi investigarea posibilității de expansiune a umanității pentru Lua și verificarea posibilității de ocupare a satelitului (și dacă aceasta ar avea avantaje pentru umanitate). În acest scop, se va studia efectul pe care expunerea prelungită la mediul din Lua îl are asupra echipajului de la bază, efectuându-se în timp teste de diagnosticare pentru a verifica starea de sănătate și psihologie a astronauților.
În plus, Sparky-3, un Rover trimis pentru a ajuta la explorarea suprafeței lunare, va fi utilizat pentru a obține o mai mare parte din detaliile reliefului lunar, fiind posibilă explorarea unor zone care nu au fost explorate până acum, pentru a avea o idee mai bună despre restricțiile care ar putea fi prezente în eventuala construcție a altor baze pe Lună.
În cele din urmă, un alt obiectiv al astronauților ar fi recuperarea mai multor saci cu obiecte organice care au fost părăsite în Lună în timpul misiunii Apollo-11, deoarece, întrucât materialul este bogat în bacterii și alte ființe microscopice, studiul efectului mediului din Lua asupra ființelor vii poate contribui la cercetarea efectelor expunerii prelungite la mediul din Lua.

5.1 - Ce ați include în programul dumneavoastră de pregătire a astronauților, pentru a-i pregăti pentru o misiune pe Lună?

Pregătirea pentru o misiune lunară implică o combinație de abilități tehnice și fizice, precum și o pregătire psihologică. Aici sunt prezentate diverse competențe care trebuie să fie lucrate:

Abilități tehnice: astronauții trec prin trepte extinse pentru a dezvolta abilități tehnice specifice, cum ar fi pilotarea vehiculelor spațiale, operarea echipamentelor științifice, repararea sistemelor critice și întreținerea de fapte spațiale. Astronauții învață, de asemenea, despre procedurile de securitate și de urgență la bord, precum și despre manipularea incendiilor și a scurgerilor de aer.
Pregătirea fizică: o misiune lunară este foarte exigentă din punct de vedere fizic, deoarece astronauții trebuie să se adapteze la condițiile de gravitate zero și să efectueze călătorii spațiale extenuante. Astronauții trec printr-un regim de exerciții fizice riguroase pentru a-și întări rezistența musculară și cardiovasculară. De asemenea, ei sunt pregătiți să lucreze în medii cu temperaturi și niveluri de radiație ridicate.
Pregătirea psihologică: viața într-un mediu izolat și închis poate fi dificilă pentru astronauți. Pregătirea psihologică este, așadar, o parte importantă a pregătirii. Astronauții învață abilități de rezolvare a conflictelor, de comunicare eficientă și de gestionare a stresului. De asemenea, ei trec prin simulări de misiuni care pot dura săptămâni sau luni pentru a-i pregăti pentru viața în spațiu.

În afară de aceste domenii de antrenament, astronauții sunt pregătiți și pentru sarcinile specifice ale misiunii. Acest lucru poate include studiul geologiei lunare și practica de recoltare a mostrelor de rocă și de sol, operarea vehiculului lunar și conducerea experiențelor științifice. Tot acest antrenament este proiectat pentru a garanta că astronauții sunt pregătiți să facă față oricărei situații care ar putea apărea în timpul misiunii.

5.2 - De ce vehicule spațiale va avea nevoie viitoarea misiune pe Lună? Descrieți vehiculele găsite în Moon camp și luați în considerare modul în care veți călători spre și de pe Pământ și veți explora noi destinații pe suprafața Lunii.

Transportul proviziilor și materialelor necesare pentru construcția și întreținerea bazei se va face prin intermediul navei Starship de la SpaceX, care a fost aleasă datorită capacității sale mari de încărcare, a faptului că este reutilizabilă (reducând costurile de operare) și a capacității sale de reabastare în orbită.
În timpul desfășurării misiunii în Lua, nava stelară va efectua mai multe călătorii între Terra și Lua, pentru a reabilita baza lunară și pentru a începe procesul de expansiune a acesteia, în cea mai avansată fază a misiunii.
Pe lângă Starship, un alt vehicul esențial pentru misiune este Sparky-3. Sparky-3 este un vehicul complet electric, cu trei obiective principale: explorarea, mineritul și căutarea solilor lunari. Inițial, scopul său va fi explorarea solului unde va fi construită baza. Ulterior, acesta va fi utilizat pentru a colecta gheața din PSR-urile prezente în craterul Shackleton și pentru a explora suprafața lunară.