Estruturas em Marte - Módulo Habitacional
Construir uma estrutura em Marte tem como objetivo alojar uma equipa de 4 elementos durante 1 ano, como pressuposto de desenvolvimento. A habitação necessita de garantir a segurança da equipa face às adversidades de Marte e também assegurar que a saúde mental dos astronautas não é comprometida. Para esse efeito o design da habitação em Marte será constituído por 3 elementos com objetivos diferentes e serão construídos usando sobretudo tecnologia associada à impressão 3D:
- Módulo de Laboratório e Trabalho;
- Módulo de Transição – Deslocação Casa - Trabalho;
- Módulo de Habitação – Convívio;
Para garantir um comportamento térmico aceitável para o modulo habitacional, alguns valores de espessuras desse modulo foram limitados a um valor mínimo. As características térmicas de conforto recomendadas foram admitidas como valores médios recomendados na Europa. Admitindo que para além da espessura de 3cm de polietileno, também será colocada uma camada de isolamento térmico de fibra de basalto de 3,5 cm, consegue-se calcular a espessura mínima de mistura de ABS e Fibra de Basalto.
Cor
A componente estrutural da casa será comprometida pela mistura, compósito de ABS (incolor) polímero e Fibras de basalto. Ou seja, vista a partir do exterior o modulo habitacional terá a cor de acordo com a imagem abaixo.
1 Cor da Fibra de Basalto e textura da mistura de ABS e Fibra de Basalto
Na estrutura há dois tipos de parede, paredes -1 que separam o interior do exterior e paredes-2 que funcionam como divisórias dentro da casa. Paredes do tipo 1 são constituídas, de dentro para fora, por uma camada de polietileno – 3cm, que pode ter qualquer cor, uma camada de isolamento de fibra de basalto - 3,5 cm e uma camada de mistura de ABS e fibra de basalto - 15 cm.
Paredes do tipo 2 são constituídas por uma camada de 1,75 cm de isolamento de fibra de basalto de cada lado, 1 camada de mistura de ABS e fibra de basalto de 15 cm. O interior pode ser revestido com a cor desejada.
Módulos
Como anteriormente referido, a casa é constituída por 3 módulos: Módulo de Habitação, Laboratório e de Deslocação.
O módulo de Laboratório e de Habitação, são, exteriormente, iguais, apenas diferem na disposição das paredes divisórias. Cada um destes módulos é constituído por um cilindro com 14 metros de diâmetro e 2 metros de altura. Sobre esse cilindro assenta uma cúpula esférica com altura máxima de 6 metros. O módulo de deslocação é apenas um cilindro com raio de 2.4 metros, cortado e deitado, que une o módulo de laboratório com o de habitação.
2 Vista em Planta e Corte
Cada módulo tem duas entrada/saídas que dão origem a divisões de isolamento. Esta divisão permite aos astronautas poderem-se equipar/desequipar quando regressam/partem de missões em Marte. O módulo de habitação tem 4 quartos, 1 WC e espaço comum. Ainda não há necessidade de existir uma cozinha, no entanto, pode ser implementada no futuro sem comprometer a conceção da estrutura. O módulo de habitação dispõe no seu centro de um jardim vertical que ocupa toda a altura do módulo. Além disso, contém dois espaços de convívio e uma janela com vista sobre Marte, cujas dimensões não podem ultrapassar os 1,5 metros. Em noite de menor radiação, os astronautas podem contemplar o céu de Marte na segurança dos seus módulos habitacionais. A janela terá de ser equipada, nos restantes dias, por um dispositivo que proteja os residentes da radiação. No mesmo espaço existem duas bicicletas e outros equipamentos de desporto, que permitirão aos astronautas manter as suas formas físicas e aliviar stress. O outro espaço vazio, em baixo, servirá como o espaço usual de convívio e terá de conter arrumação.
3 Vista interior do módulo habitacional
O módulo do laboratório, além das salas de isolamento, dispõe de um WC e dispensa, caso o módulo de habitação fique inoperável. No restante espaço, tem em todo o seu raio uma mesa de 1 metro de comprimento que permitirá dividir laboratório consoante as áreas de estudo da missão: geologia, biologia e meteorologia. No centro do módulo encontra-se uma mesa de reuniões. O laboratório estará munido com equipamento técnico dedicado a cada área de estudo.
4 Vista exterior do módulo habitacional
Comportamento Estrutural do Módulo Habitacional
Aplicando o carregamento resultante da diferença de pressão nas paredes, que separam o interior da habitação e o exterior, conseguimos simular o comportamento da estrutura em Marte, com a conceção e materiais selecionados. Nas imagens são representadas as deformações reais e deformações ampliadas.
Como expectável, o modulo apresenta maiores problemas nas zonas sem divisórias interiores pelas divisórias. Ao serem aplicadas as ações condicionantes, o material utilizado ainda assim continua a mostrar capacidade resistente. Pode-se concluir que a mistura de materiais utilizada é capaz de suportar as ações mais condicionantes em Marte.