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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: Moonguid

Liceum Prestige  Kiev    Ucraina

Link esterno per 3d

Descrizione del progetto

Proponiamo di costruire un campo lunare a gradini:

  • Ottenere numeri reali e test tecnologici (missione di prova sulla luna)
  • Robot a controllo remoto 
  • Diversi posti per i pannelli solari collegati in modalità wireless (uno di essi alla luce)
  • La maggior parte dei moduli ha due ingressi. Campo pronto per persone di breve durata
  • Per la preparazione all'uso del tubo di lava, è stata realizzata una mappa dettagliata in 3D dell'ingresso del tubo di lava (con l'aiuto del lidar).
  • Trasporto cislunare con utilizzo di carburante prodotto sulla Luna
Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

2 posti al polo sud (vicino al cratere Shackleton).

Perché avete scelto questa località?

almeno uno - alla luce

 Abbiamo utilizzato i criteri dei rapporti:

  • Rapporto NASA TR-68-340-1
  • Documenti dell'URSS
  • Articolo di India, Cina (ChangE-4) e Beresheet (Israele) descrizione generale
  • mappa della luce vicino al polo sud. 

Pro e contro:

  • Polo (meno tempo senza luce, conferma del ghiaccio d'acqua, ma richiede carburante aggiuntivo per il motore principale e il motore a idrazina per l'impulso)
  • Equatore ("Ritorno libero")
  • Arto ("comunicazioni e radiotelescopio migliore")
  • Lato estremo della luna (radiotelescopio, comunicazioni come il progetto Cina)

 Abbiamo selezionato l'area, poi abbiamo scelto il luogo esatto:

 superficie piana per l'atterraggio e ~2 gradi. L'area è adatta per camminare.

 Luce+acqua=energia+carburante+cibo+aria

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Raccogliere
Per i robot nei crateri (nella posizione confermata da LCROSS) proponiamo di usare i miracoli per il suo motore stirling. Rastrelliamo la regolite, la chiudiamo con la cupola e fondiamo il ghiaccio con la linza di fresnel (più leggera e compatta).
Riutilizzo
Per diminuire l'uso di acqua per ogni membro della squadra da 16l a 4l possiamo usare una macchina ISS simile. Sono necessari circa 6 m2 di spazio per 4 membri del team (3 m2 per la macchina e lo spazio per la manutenzione della macchina).
Acqua
Raccogliere
Abbiamo proposto di usare i miracoli per il motore stirling dei robot nei crateri (nella posizione confermata da LCROSS). Abbiamo ruspato il regolite, chiuso con una cupola e sciolto il ghiaccio con lenti di Fresnel concentrate nella luce del sole (più leggere e compatte).
Riutilizzo
Per ridurre l'utilizzo di acqua per ogni membro della squadra da 16l a 4l possiamo utilizzare una macchina simile a ISS. È necessario uno spazio di circa 6 m2 per 4 membri del team (3 m2 per la macchina e lo spazio per la manutenzione).
Immagazzinamento
Sotto forma di ghiaccio (non è necessario spendere energia)

Cosa: piante e insetti
Come
Proponiamo di coltivare piante senza suolo secondo l'esperimento EDEN ISS. Quindi, abbiamo bisogno di uno spazio separato con le alghe per utilizzare la CO2 e produrre O2.
Proponiamo inoltre di utilizzare i risultati dell'esperimento di apprendimento automatico Autonomous Greenhouse Challenge (2018).
Quanti
Oltre a 2200 calorie, abbiamo bisogno di proteine, grassi e carboidrati per ogni membro dell'equipaggio.
Per coltivare piante per 4 persone sono necessari 42 m2+energia+acqua.
Quando iniziare
Le piante non crescono velocemente. Dobbiamo iniziare prima

Secondo i nostri calcoli, sono necessari 5000 m2 di pannelli solari. Concentriamo la luce solare con più moduli gonfiabili coperti da specchi che formano un'iperbole. BIGELLOW utilizza già moduli gonfiabili sulla ISS.
Dove
- in diversi punti vicino al cratere Shackleton
- Per evitare l'elettrizzazione della polvere da parte della radiazione solare, i pannelli devono essere posizionati ad almeno 1,5 metri dalla superficie lunare.
Per i pannelli solari aggiuntivi, testeremo il trasferimento di energia a microonde.
Inoltre, mettiamo la luce nei crateri con gli specchi e usiamo la differenza di temperatura tra luce e ombra per alimentare il motore di Stirling per i robot.

Fonte di O2
Idrolisi dell'acqua.
Eseguiamo un test e selezioniamo i migliori materiali anodici per i processi di elettrolisi fusa.
Utilizzare la CO2
Approccio principale - Alghe
Per 4 membri dell'equipaggio abbiamo bisogno di 32 m2 per le alghe.
Per riempire inizialmente la stanza di alghe con l'aria abbiamo bisogno di palloni d'aria e di spazio per essi.
Approccio di backup - chimico
Tutti i filtri per l'utilizzo della CO2 devono essere standardizzati (per evitare il problema dell'Apollo 13).

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

Utilizziamo risorse lunari in situ. I processi sono lenti, quindi abbiamo bisogno di tempo aggiuntivo per la produzione di aria, acqua ed energia. All'inizio otteniamo metriche di performance che confrontano le tecnologie della concorrenza.

Poi le fattorie ad energia solare e la raccolta dell'acqua e la produzione di aria. 

I primi edifici che possiamo costruire con l'approccio dell'ESA sono costruiti a bulldozer+fusione di strutture "ossee", possiamo usare le lenti di Fresnel.

Abbiamo bisogno di: 

  • 3 locali per impianti alimentari 42 m2
  • Una stanza separata per le alghe 32 m2
  • Una sala di comunicazione di 4 m2
  • 2 magazzini acqua e aria 3+3 m2
  • Un laboratorio di riparazione 4 m2
  • Una stanza per il riutilizzo dell'acqua 6m2

Per sicurezza, la maggior parte delle camere ha due ingressi

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

Da meteoriti:

Proponiamo di utilizzare una protezione passiva multistrato simile a quella della ISS. Tutte le protezioni attive (laser con telescopio e catapulte meccaniche) sono ancora in fase di sviluppo.

Per proteggere l'elettronica dalle radiazioni - elettronica speciale per lo spazio o approccio Bereshit (un po' più economico)

Per proteggere le persone - approccio dell'ESA: regolite bulldozerata+struttura "ossea" per ridurre il consumo energetico. I laser che possono funzionare a una temperatura così bassa sono ancora in fase di sviluppo (progetto MOONRISE). Quindi è necessario un laser preriscaldato per iniziare la fusione.

I dati di EDEN ISS devono essere utilizzati per calcolare il consumo di energia per la protezione dalle basse temperature.

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

Alla ISS la maggior parte delle ore diurne degli astronauti è dedicata alla manutenzione delle apparecchiature e agli esperimenti scientifici. Al campo lunare abbiamo abbastanza videocamere e un computer locale per fare inventari come in un negozio offline di Amazon. Inoltre, abbiamo corridoi freddi e caldi per le apparecchiature e tubi di calore e la maggior parte delle apparecchiature non ha ventilatori, e gli astronauti possono dormire senza cuffie. 

La maggior parte delle attività di assistenza sono progettate in modo tale che gli astronauti possano svolgerle senza tute spaziali. 

Controllano anche l'attività di robot autonomi simili ad "Axel rover" per la progettazione di mappe e di nuovi robot sperimentali (come navicelle madre per trasportare piccoli robot).

Certo, gli astronauti controllano lo stato delle piante e raccolgono un po' di cibo. Oggi hanno pomodori freschi per la colazione.

Secondo il piano odierno, devono eseguire test di routine sulle stazioni di produzione del carburante.

Preparano una spedizione sul lato più lontano della Luna (costruendo un telescopio). Hanno bisogno di milioni di robot (è più economico costruire 2 robot semplici che un robot complesso e ridondante). Il team terrestre aggiorna il software dei robot con nuove funzioni; attualmente i robot sono in grado di ricevere aggiornamenti dagli orbiter lunari, come le auto Tesla sulla Terra.

Infine, gli astronauti ricontrollano le code degli impianti liberi per la fusione dei metalli per i prossimi lotti di asteroidi.


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