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Moon Camp Explorers 2022 - 2023 Galleria del progetto

 

Nell'Moon Camp Explorers la missione di ogni squadra è progettare in 3D un campo lunare completo utilizzando Tinkercad. Devono inoltre spiegare come utilizzeranno le risorse locali, proteggeranno gli astronauti dai pericoli dello spazio e descriveranno le strutture abitative e lavorative del loro campo lunare.

Lunar Patrol

Consiglio scolastico del distretto di Halton  Calgary-Alberta    Canada 12   0 / 3 Inglese



1.1 - Descrizione del progetto

Gli astronauti del nostro campo lunare sono in grado di mantenere il loro impegno con funzioni personalizzate, soprattutto a milioni di chilometri di distanza da casa. Inoltre, sulla Luna utilizziamo le risorse per i bisogni essenziali. Per questo motivo, il nostro campo è situato in luoghi dove possiamo ottenere facilmente sole, acqua e risorse. Abbiamo scelto il titolo Lunar Patrol perché Lunar significa luna e gli astronauti "pattuglieranno" la luna alla ricerca di nuovi elementi. Rimarranno per 6 mesi fino all'arrivo di una nuova "pattuglia". È un modo innovativo di rappresentare la nostra curiosità per l'esplorazione lunare. Sul campo lunare ci saranno 16 astronauti alla volta, 4 per ciascuna delle quattro specializzazioni. Gli esperimenti che verranno condotti riguardano l'idroponica e l'aeroponica per la coltivazione del cibo e l'elettrolisi per l'esposizione dell'ossigeno. 

La pattuglia lunare ha delle basi per vivere, mentre le altre sono per il lavoro o la ricerca, come il laboratorio, l'osservatorio, il centro medico e le fattorie. Inoltre, c'è un garage per il grande camion e i rover, che vengono usati per la ricerca e il grande camion in caso di evacuazione di emergenza e trasporto di grandi merci. Il garage è stato collegato al magazzino per le cose che potrebbero servirci o che potrebbero finire; ogni sei mesi il magazzino viene rifornito quando arriva una nuova pattuglia. Abbiamo inoltre allestito una sala per le comunicazioni per collegarci con le persone sulla Terra. Abbiamo aggiunto cavi a ogni stanza per il backup della tecnologia, oltre a una sala di emergenza per le emergenze a breve termine.

1.2 - Perché il vostro astronauta vuole andare sulla Luna e costruire un campo lunare?

La Luna è il corpo celeste più vicino alla Terra e può essere usata come terreno di prova per l'esplorazione spaziale. I nostri astronauti saranno i pionieri nella costruzione di un campo umano sostenibile. La loro ricerca sulla coltivazione di colture sulla Luna sarà la risposta all'integrazione alimentare per i viaggi di lunga durata. La costruzione di un campo lunare è il primo passo verso la realizzazione di un insediamento spaziale che aiuterà l'umanità a viaggiare al di fuori del nostro sistema solare.

2.1.a - Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il polo sud della Luna è il luogo in cui si trova il nostro campo. Il vicino cratere Shackleton serve come punto di atterraggio.

2.2.b - Perché ha scelto questa località?

Questo luogo ha una superficie consistente. Nelle aree permanentemente in ombra sono presenti notevoli tracce di ghiaccio d'acqua, che potranno essere estratte e utilizzate per l'insediamento sulla Luna. Il cratere Shackleton presenta aree che ricevono una luce solare quasi continua e aree in ombra permanente. Questo indica un punto di equilibrio in cui entrambi si incontrano e mantengono la condizione perfetta per l'illuminazione. Per l'esplorazione sulla Luna, il cratere è grande, misura circa 21 km di diametro e 4 km di profondità, e contiene interessanti caratteristiche geologiche come un bordo rialzato e pareti terrazzate.

2.2 Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Descrivete come potete utilizzare le risorse naturali della Luna e quali materiali dovreste portare dalla Terra.

Alcune parti degli edifici saranno stampate in 3D, come le parti classiche del bunker e i pannelli solari, che, secondo Blue Origin, possono essere realizzati sulla Luna, e altre come il mini magazzino. Il suolo lunare mescolato con l'urea, un agente legante, proveniente dall'urina umana, sarà utilizzato per la stampa 3D. Altri componenti, tra cui stampanti 3D, esperimenti e mobili, saranno portati dalla Terra, anche se questo non accadrà molto spesso.

3.1 - In che modo il vostro campo lunare protegge e offre riparo agli astronauti dall'ambiente ostile della Luna.

 Protezione
L'uso dello scudo Whipple sulla Luna è un tipo di schermatura utilizzata sui veicoli spaziali per proteggerli dai detriti spaziali e dai micrometeoriti. Consiste in due sottili strati di metallo separati da uno strato di Kevlar o di altro materiale ad alta resistenza. Lo implementeremo intorno al nostro razzo e al campo lunare per proteggerlo da eventuali danni. Abbiamo anche un pronto soccorso nel caso in cui qualcosa vada storto. Ci sono letti, cibo, acqua e intrattenimento. È sotterraneo. Il pronto soccorso ha anche una stampante 3D, piatti e utensili. Ha molte porte di alimentazione di riserva e una stazione per l'elettrolisi. 

3.2 - Sulla Luna le risorse sono molto scarse, ma durante le lunghe missioni lunari gli astronauti non possono contare su missioni di rifornimento dalla Terra. Spiegate in che modo il vostro campo lunare fornirà agli astronauti un accesso sostenibile alle necessità di base come acqua, cibo, aria ed energia.

Acqua

Per trasportare il ghiaccio nell'impianto di depurazione useremo il nostro grande camion, detto anche "Lunar Mobile". Una volta che l'acqua è stata trattata con i prodotti chimici di coagulazione, entra in una vasca con pale giganti. Queste mescolano le sostanze chimiche e l'acqua e permettono alle microparticelle di formarsi in pezzi più grandi che possono aderire tra loro, rendendo più efficace il processo di sedimentazione nel trattamento dell'acqua. Quest'acqua verrà utilizzata per bere, fare il bagno/la doccia, per i nostri servizi igienici, per le nostre piante e per cucinare.

2. Cibo
La Luna è un ambiente difficile, con temperature estreme, radiazioni e mancanza di atmosfera. Per questo motivo la Pattuglia Lunare ha deciso di creare delle serre sulla Luna. Queste possono essere progettate per schermare le piante dalle radiazioni, regolare la temperatura e l'umidità e fornire i nutrienti necessari per la crescita. Insieme a diversi cibi liofilizzati, preconfezionati dalla Terra, le serre, con metodi idroponici, forniranno cibo fresco agli astronauti. L'idroponica è un metodo di coltivazione delle piante senza terra. Le piante vengono invece coltivate in una soluzione acquosa ricca di sostanze nutritive, che consente loro di ricevere tutti i nutrienti di cui hanno bisogno direttamente dall'acqua. 

3. Potenza
La produzione di energia solare è la strada che siamo disposti a percorrere! La produzione di energia solare sulla Luna prevede l'uso di pannelli fotovoltaici per convertire la luce solare in elettricità. In primo luogo, i pannelli vengono posizionati sulla superficie lunare e orientati verso il Sole per massimizzare la loro esposizione alla luce solare. I pannelli assorbono la luce solare e la convertono in corrente elettrica continua. L'elettricità in corrente continua viene poi inviata a un inverter che la converte in elettricità in corrente alternata. In questo modo è possibile fornire elettricità e altre fonti di energia per l'intero campo lunare.

4. L'aria
A prescindere dalle bombole di ossigeno, obbligatorie per queste missioni, il nostro metodo innovativo è l'elettrolisi. Sulla Luna, ci sono abbondanti depositi di ghiaccio d'acqua sotto forma di permafrost ai poli della Luna, che è il punto di esplorazione principale per il team Lunar Patrol. Possiamo usare l'idrogeno come carburante e l'ossigeno (la parte 02) per respirare. L'assenza di atmosfera e le fluttuazioni di temperatura rappresentano una sfida. Tuttavia, questa è un'opportunità per mostrare le nostre conoscenze e la nostra tecnologia.

4.1 - Cosa includereste nel vostro programma di addestramento degli astronauti, per prepararli a una missione sulla Luna?

Per ogni missione vengono inviate sulla Luna quattro diverse professioni di astronauti: ingegneri, botanici, medici e astronomi. Ogni professionista si recherà in una base diversa del campo per svolgere il proprio lavoro quotidiano. La prima missione sperimenterà ampiamente l'elettrolisi, l'aeroponica e l'idroponica. Gli astronauti riceveranno un addestramento basato sulle missioni, in cui impareranno a coltivare il cibo con la tecnica idroponica. Verrà inoltre impartito un addestramento generale, come mantenersi in forma in un ambiente a bassa gravità, curare eventuali malattie, procedure di emergenza e risolvere i problemi di ogni apparecchiatura.

Gli astronauti seguiranno il Tempo Universale Coordinato (UTC) ma terranno conto anche di molti altri fusi orari. Si sveglieranno alle 8:00 del mattino. Possiamo vedere rapidamente come funzionano. Se necessario, si farà dell'improvvisazione. L'osservatorio può essere utilizzato tutto il giorno per osservazioni astronomiche dalla Luna. Le immagini saranno inviate a Terra tramite l'ESA. I botanici lavoreranno con le tecniche agricole. Gli ingegneri continueranno a rafforzare il campo lunare con le risorse lunari e i pochi materiali portati dalla Terra. Un astronauta per ogni professione sarà presente ogni giorno nella sala comunicazioni per collegarsi con la Terra. Gli astronauti si collegano con gli altri tre della loro professione e inviano rapporti alla Terra. Più tardi nel corso della giornata gli astronauti hanno tempo libero per contattare familiari e amici e per trascorrere momenti di svago, all'interno della loro casa base, composta da soggiorno, bagno, cucina e camera da letto. Il campo è dotato di un pronto soccorso sotterraneo.