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Galleria Moon Camp Explorers 2019-2020

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

Squadra: Squadra Betta

Gytool  Olomouc    Repubblica Ceca

Link esterno per 3d

Descrizione del progetto

Il nostro Campo Luna è composto da 6 piramidi:

1/ la piramide del cosmonauta - i cosmonauti dormono, mangiano, bevono lì

2/ il laboratorio progettato per condurre esperimenti scientifici

3/ la piramide dei servizi ospita il sistema di generazione di ossigeno C.O.W., le batterie principali, l'alimentazione dell'acqua e il riciclatore.

4/ il garage per parcheggiare i rover e gli aerei spaziali collegati alla base per rendere funzionale il sistema di supporto vitale

5/ la serra ospita le piante che producono un po' di ossigeno in più, e ricorda agli astronauti la loro casa.

6/ la palestra ospita le attrezzature per l'esercizio fisico utilizzate quotidianamente dagli astronauti per ridurre l'impatto della bassa gravità lunare sul loro corpo.

La base quando è pienamente funzionante è dotato di 2 rover e 2 spazioplani utilizzati per l'arrivo e la partenza. Può ospitare fino a 6 astronauti. Gli spazioplani hanno anche del carburante di riserva a bordo per consentire l'esplorazione di qualsiasi area della Luna dove possono essere condotti vari esperimenti.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Vicino ai poli lunari

Perché avete scelto questa località?

La nostra base si trova vicino al polo sud, sul bordo di un cratere, perché ha una luce solare quasi costante che consente un uso efficiente dei pannelli solari ruotabili e ci sono luoghi con oscurità permanente (ad esempio il fondo dei crateri) - perfetti per i sistemi vulnerabili al surriscaldamento. La variazione minima di temperatura riduce i requisiti energetici per il riscaldamento/raffreddamento della base e consente di utilizzare alcuni materiali con un punto di fusione più basso, ad esempio il litio. Le sonde, ad esempio il Lunar Reconaissance Orbiter, hanno rilevato quantità significative di ghiaccio che può essere utilizzato come fonte di emergenza di acqua e ossigeno (se elettrolizzato).

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

La nostra base produce acqua con il sistema C.O.W. filtrando la CO2 prodotta dalla respirazione e trasformandola in solido. Dopo averla separata, avviene la reazione di Sabatier CO2+4H2→CH4+2H2O. L'idrogeno utilizzato come combustibile per i voli di andata viene pompato in una camera a 400 ºC e ad alta pressione per reagire con la CO2 producendo il metano utilizzato dagli aerei spaziali come combustibile per i voli terrestri. L'H2O viene elettrolizzato, l'idrogeno prodotto viene pompato nuovamente nella camera per mantenere la reazione, mentre l'ossigeno viene fatto uscire e utilizzato per la respirazione. C'è anche un robot che estrae il ghiaccio per l'acqua. Un ritrattore di urina riutilizza l'acqua già prodotta.

La nostra serra è la principale fonte di cibo; vi si coltivano prevalentemente legumi perché contengono molte proteine, carboidrati e fibre, cioè elementi essenziali per il corpo umano. Per mantenere la varietà del cibo, si coltivano anche frutta e verdura. I cosmonauti mangiano occasionalmente carne, pesce, cioccolato e altre prelibatezze portate dalla Terra in forma disidratata. La serra è stata progettata per rendere la base sostenibile anche senza cibo proveniente dalla Terra. Il modulo abitativo contiene scorte di emergenza per 6 giorni, come batterie, cibo disidratato, un piccolo serbatoio per l'acqua e una presa d'aria dal sistema C.O.W..

La nostra base ha due fonti principali di energia: un array di 125 metri quadrati di pannelli solari rotanti, programmati per seguire il Sole per la massima produzione di energia, stazionati sul bordo del cratere vicino alla base, e 12 generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG), stazionati nel cratere in condizioni di oscurità permanente per ridurre il surriscaldamento e garantire una maggiore differenza di temperatura tra le estremità calde e fredde dei circuiti, producendo così più energia grazie a un effetto Seebeck più forte. In caso di guasto di entrambi i sistemi, sia la piramide abitativa che quella di servizio sono dotate di batterie per mantenere in funzione la base prima dell'arrivo dei soccorsi.

Il C.O.W. produce molto ossigeno, acqua, metano e idrogeno. È necessaria molta energia per mantenere la pressione e la temperatura per la reazione di Sabatier, per pompare l'acqua, per portare l'aria nel sistema, per raffreddarla e separare l'anidride carbonica e per restituire l'ossigeno all'aria. Quando è necessario ridurre il consumo energetico, il C.O.W. può essere spento, ad eccezione dell'ingresso dell'aria e dell'uscita dell'ossigeno. Funziona in modalità di emergenza utilizzando pellet di superossido di potassio:
4KO2+2H2O → 4KOH+3O2
2KOH+CO2 → K2CO3+H2O
4KO2+2CO2 → 2K2CO3+3O2
In questo modo il consumo di energia è fortemente ridotto. Il modulo abitativo contiene scorte di ossigeno per 6 giorni.

Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Quali materiali usereste?

Inviamo in superficie, tramite una navicella, 2 robot costruttori, segmenti di piramide in acciaio e titanio, RTG, ossigeno (per pressurizzare i moduli) e pannelli solari. Il primo robot assembla le piramidi, i pannelli solari e gli RTG, il secondo scava blocchi di regolite che coprono i lati delle piramidi. Il regolite viene fuso per proteggere le piramidi dai micrometeoriti e dalle radiazioni. Le attrezzature interne sono realizzate in leghe di alluminio o plastica. I robot rimangono vicino alla base per un uso futuro. Le prime due spedizioni, con 3 cosmonauti ciascuna, completano la base e testano i sistemi. Le spedizioni successive portano esperimenti scientifici e iniziano l'esplorazione.

 

L'ambiente lunare è molto pericoloso per gli astronauti. Spiegate come il vostro campo lunare li proteggerà.

La base li proteggerà grazie allo strato di regolite fuso (ora freddo e solido) sulle piramidi che, insieme alla struttura in acciaio, scherma la maggior parte delle radiazioni e sopravvive a piccoli impatti di micrometeoriti. Lo strato riduce anche le variazioni di temperatura, riducendo così ulteriormente il fabbisogno energetico. Tutte le piramidi hanno almeno una camera di compensazione, vale a dire che un cosmonauta con una tuta EVA può fare l'EVA o tornare alla base da qualsiasi parte di essa. Numerose camere di compensazione riducono il rischio di rimanere bloccati durante l'EVA (non esiste un modulo funzionale con una camera di compensazione funzionale) e semplificano le operazioni con oggetti pesanti o di grandi dimensioni.

Descrivete una giornata sulla Luna per uno degli astronauti del vostro Moon Camp

Una giornata tipica per un cosmonauta inizia alle 7.30. Dopo aver terminato l'igiene mattutina, segue la colazione a base di piante della serra della base e alle 9 circa inizia la giornata lavorativa. Se è prevista l'esplorazione di qualche altra parte della Luna, i cosmonauti possono fare l'EVA e guidare il rover fino al sito e rimanervi tutto il giorno, conducendo gli esperimenti, oppure, se il sito è lontano dalla base, ad esempio vicino all'equatore lunare, volarci con una delle navette. In questo caso, i cosmonauti tornano il giorno successivo sulla Terra. Se non è prevista un'esplorazione, si conducono invece vari esperimenti nella base o nelle sue vicinanze, che occupano tutto il tempo fino a mezzogiorno. A mezzogiorno sulla Terra, i cosmonauti nel modulo abitativo possono gustare il loro pranzo, a base di piante di serra, proprio come la colazione, ma di specie diverse per mantenere una certa varietà. Il pomeriggio è dedicato alla riparazione dei sistemi guasti e alla manutenzione di quelli funzionanti, alla pulizia, sia dall'interno che attraverso le EVA, e a qualche altro esperimento al termine della manutenzione. Nel tardo pomeriggio, i cosmonauti si esercitano sullo strumento di esercizio per ridurre l'impatto della bassa gravità lunare sui loro corpi. Verso le 8 viene servita la cena, dopodiché i cosmonauti hanno del tempo libero. Possono usare internet, fare esercizio fisico, giocare, leggere o fare qualsiasi altra cosa che non rappresenti un rischio per loro o per la base. Il coprifuoco scatta alle dieci.


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