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Vincitori Moon Camp Explorers

Squadra: Abitanti della mezzaluna

Lycée Français Charles Lepierre  Lisbona    Portogallo Terzo posto - Stati membri dell'ESA e Canada

Link esterno per 3d

Descrizione del progetto

La nostra base lunare sarà costruita dai rover nel sottosuolo prima dell'arrivo degli esseri umani per un soggiorno a lungo termine. La base non sarà costruita interamente subito; ci vorrà del tempo, ma potrebbe essere completata nei prossimi 10 anni. L'utilizzo delle risorse in situ dei materiali della Luna sarà essenziale per la costruzione della base e per il sostentamento dei bisogni del nostro equipaggio. La base sarà protetta da minacce esterne come micro-meteoriti, radiazioni o depressurizzazione grazie a spesse pareti di regolite e suolo che rinforzeranno i moduli esterni e sotterranei. L'assistenza della stampa 3D e dei rover sarà essenziale per la costruzione della base e degli strumenti necessari. Inoltre, si potrebbero dispiegare strutture di ricerca autonome gonfiabili all'esterno, ad esempio un telescopio. Una base lunare permanente potrebbe dare il via all'esplorazione umana dello spazio, grazie a condizioni più agevoli per il lancio di razzi e all'abbondanza di carburante ricavato dall'elettrolisi dell'acqua in idrogeno e ossigeno.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Vicino ai poli lunari

Perché avete scelto questa località?

Il polo sud della Luna è l'area più conosciuta della superficie lunare, con ogni metro quadrato studiato e mappato a fondo. La Luna ha un'inclinazione del suo asse di 1,54 gradi che rende permanentemente in ombra le regioni del polo nord e del polo sud che contengono grandi depositi di ghiaccio, così come le aree che contengono la luce del sole per un tempo considerevole (vicino al cratere Shackleton, per esempio) che saranno estremamente utili per l'autonomia della base, e inoltre per la protezione dalla temperatura e dalle radiazioni. Infine, la nostra base sarà situata nei crateri del polo sud della Luna, vicino al cratere Shackleton.

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Per avere una fonte d'acqua affidabile sulla Luna, l'acqua verrebbe innanzitutto riciclata dai rifiuti della base lunare. In secondo luogo, il campo si trova ai poli lunari, vicino al ghiaccio lunare che può essere estratto e raffinato in acqua. I rover individueranno ed estrarranno il ghiaccio con trivelle termiche e microonde, poi l'acqua potrà essere separata attraverso l'elettrolisi in ossigeno e idrogeno, utilizzata per l'agricoltura e per il consumo umano.

La nostra base fornirà agli astronauti il cibo attraverso forniture portate dalla Terra e piante portate sulla Luna come semi che cresceranno in modo idroponico all'interno della base. I pasti portati dalla Terra saranno reidratabili e contenuti in confezioni veloci da servire e leggere, riutilizzabili con la stampa 3d. Le alghe (Chlorella Vulgaris) forniranno quasi tutte le vitamine essenziali, gli aminoacidi e una quantità sufficiente di lipidi all'equipaggio e le piante, come le patate e le verdure, coltivate in agricoltura idroponica saranno nutrite con una soluzione di acqua e sostanze nutritive senza l'uso di terra o fertilizzanti organici pesanti, aggiungendo carboidrati alla dieta dei nostri astronauti.

La principale fonte di energia per la nostra base lunare sarà costituita da reattori nucleari a fissione chiamati Kilopower. Il progetto e lo sviluppo dei Kilopower sono guidati dalla NASA e offrono da 1 a 10 kilowatt di energia ininterrottamente per 12-50 anni; inoltre i reattori sono leggeri e 4 di essi potrebbero facilmente alimentare la base con un equipaggio di 4 persone. Nelle fasi finali della base e per supportare un equipaggio più numeroso, potrebbero essere impiegate celle a combustibile che utilizzano l'ossigeno e l'idrogeno provenienti dall'elettrolisi dell'acqua per creare energia. Ma alcuni pannelli solari saranno utilizzati per supportare i rover.

Per fornire ai nostri astronauti aria respirabile, la fonte principale sarebbe l'elettrolisi dell'acqua in idrogeno e ossigeno:
2 H2O → 2 H2 + O2 (si noti che il processo rilascia una quantità doppia di molecole di idrogeno e che l'idrogeno è anche altamente infiammabile ed esplosivo, per cui lo stoccaggio richiederà misure e spazi più attenti). Inoltre, anche le alghe (Chlorella Vulgaris) e le piante potrebbero essere d'aiuto, consumando CO2, rilasciando ossigeno e rimuovendo naturalmente gli inquinanti organici volatili e liquidi come l'ammoniaca o il benzene che si formano a causa della presenza di esseri umani e macchine nel sistema.

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

La base verrebbe costruita sui crateri del polo sud della Luna con dei rover. Un modulo circolare dispiegabile verrebbe posizionato all'interno di un cratere e ricoperto di polvere lunare, poi altri due moduli verrebbero attaccati e ricoperti di nuovo, l'ultimo modulo a cupola verrebbe posizionato ma questa volta protetto da una parete stampata in 3d di una pasta fatta con regolite collegata alle camere d'aria che portano all'esterno. Lo stesso verrebbe costruito in un altro cratere vicino, collegato da un modulo tubolare gonfiabile. Un ascensore permette il passaggio tra i piani. Il materiale principale è una lega di alluminio che con il regolite mantiene l'interno pressurizzato.

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

All'interno della base lunare sotterranea, gli astronauti saranno protetti da minacce esterne come micrometeoriti, detriti, temperature estreme e radiazioni. Il campo assicura aria respirabile, supporta tutte le esigenze dell'equipaggio e lo protegge dalla polvere lunare che, dopo una lunga esposizione, distruggerebbe polmoni e cellule cerebrali. Per evitare questo problema, gli astronauti effettuano una sorveglianza di routine e le tute spaziali vengono pulite automaticamente prima di lasciare le camere d'aria.

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

Una giornata tipo per i nostri 4 astronauti consiste nello svegliarsi presto e avere un'ora per mangiare, lavarsi, lavare i denti e prepararsi per la mattina. Poi, dopo aver ricevuto il proprio programma dal centro di controllo durante la notte, ogni astronauta si dedicherà ai compiti assegnatigli: condurre esperimenti, controllare le attrezzature, raccogliere colture e alghe, controllare i rover esterni per le varie missioni, condurre ricerche astronomiche e così via. Intorno alle ore 1300-1400 gli astronauti pranzano insieme o da soli prima di continuare i loro compiti. Nel pomeriggio l'equipaggio deve eseguire la manutenzione della base, dei macchinari e dei sistemi per assicurarsi che tutto sia funzionante e pulito, poiché anche la polvere lunare può infiltrarsi nella base attraverso le tute EVA e diventare un serio problema di salute. La gravità lunare è pari a 1/3 di quella terrestre, quindi gli astronauti devono allenarsi per mantenere la loro massa muscolare e ossea, per cui il team dedica almeno un'ora all'esercizio fisico. 

Verso le ore 2000 il team può cenare prima di avere un po' di tempo libero per contattare i propri cari e rilassarsi prima di andare finalmente a letto. 

L'equipaggio deve presentarsi settimanalmente al centro di controllo e a volte può avere compiti particolari come un'EVA o eventi, ad esempio una cerimonia di transizione del comando o una trasmissione luna-terra che viene programmata in anticipo. Al di fuori della routine quotidiana, i controlli sanitari sono obbligatori e l'equipaggio può dedicarsi ad attività collettive (guardare un film, ...).

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