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Galleria Moon Camp Pioneers 2020-2021

In Moon Camp Pioneers la missione di ogni squadra consiste nel progettare in 3D un campo lunare completo utilizzando Fusion 360. Devono anche spiegare come utilizzeranno le risorse locali, proteggeranno gli astronauti dai pericoli dello spazio e descriveranno le strutture abitative e lavorative.

Squadra: Campo Helenborough

Scuola superiore e college comunitario di Nidderdale  Ponte Pately    Regno Unito 15

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il nostro habitat lunare è stato progettato per essere la prima colonia umana a lungo termine sulla Luna, fungendo da punto di partenza per un'ulteriore colonizzazione e per l'utilizzo umano delle risorse lunari.

 

I suoi obiettivi principali sono:

  1. Condurre ricerche sulla geologia lunare, sulla gravità lunare e su altri campi specifici della Luna.
  2. Stabilire una presenza umana a lungo termine sulla Luna.
  3. Produrre carburante per l'ulteriore esplorazione del sistema solare.

 

La creazione di una colonia sulla Luna sarebbe un risultato monumentale per l'umanità e ispirerebbe una nuova generazione di ingegneri, scienziati e astronauti a portare la fiaccola dell'umanità verso nuovi mondi.

L'Habitat fungerebbe da base per un ulteriore sviluppo umano della Luna e per lo sfruttamento delle sue risorse.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Abbiamo scelto di costruire il nostro habitat nel cratere Schrodinger. Abbiamo scelto questo sito perché ha un'abbondanza di tubi di lava e una superficie relativamente piatta all'interno dell'anello interno, il che è positivo per futuri sviluppi sulla superficie.

 

È anche vicina al polo sud e al cratere Shackleton. Sarebbe vantaggioso costruire la base vicino ai poli perché si pensa che lì ci sia del ghiaccio che può essere trasformato in acqua utilizzabile.

 

Il cratere Schrodinger è uno dei pochi siti sulla Luna che mostra segni di attività geologica recente, una grande opportunità per ulteriori ricerche sulla composizione e lo sviluppo geologico della Luna. Il cratere Schrodinger ha tubi di lava sotto la sua superficie che possono fornire un'area sotterranea naturale per la costruzione della base. Questo è vantaggioso perché la costruzione di una base sotterranea offre protezione dalle radiazioni solari e dai micrometeoriti.

Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Descrivete le tecniche e i materiali che usereste.

Il campo sarà costruito da moduli uniformi separati da porte ermetiche. Questo facilita la costruzione della base e la manutenzione. Inoltre, la base è modulare e può essere ampliata con relativa facilità.

 

Le pareti dell'habitat saranno costruite con pannelli rettangolari uniformi di titanio spediti dalla Terra. Questi pannelli saranno saldati insieme con tecniche di saldatura a elettroni. La saldatura a elettroni è vantaggiosa rispetto ad altri metodi di saldatura perché non richiede l'uso di gas e funziona nel vuoto. Il tetto sarà costruito in modo simile, ma con pannelli triangolari. Le fondamenta saranno realizzate con travi in titanio e i pavimenti saranno costruiti con lastre di alluminio uniformi.

 

Alcuni moduli più grandi, come le baie per l'aeroponica, devono essere costruiti con moduli gonfiabili. Questo perché sarebbe molto difficile spedire moduli base di queste dimensioni sulla Luna. Le pareti avranno più strati per una maggiore sicurezza. Ogni strato sarà dotato di sensori individuali, in modo da poter monitorare la pressione e individuare le perdite prima che si sviluppino. Le pareti saranno sostenute da pali d'acciaio.

L'utilizzo di moduli gonfiabili facilita inoltre la consegna e la costruzione. L'unico problema è che questi moduli non possono essere utilizzati come vani base principali per motivi di sicurezza.

 

Le attrezzature pesanti devono essere assemblate in loco. Le attrezzature interne di grandi dimensioni saranno spostate all'interno della base dai coloni prima dell'assemblaggio, per evitare potenziali complicazioni nello spostamento delle attrezzature attraverso le camere d'aria. Le attrezzature interne saranno assemblate quando la base sarà completamente pressurizzata.

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

Per proteggere l'habitat dalle radiazioni e dai micrometeoriti, sarà costruito all'interno di un tubo di lava. Ogni sezione della base è separata da porte ermetiche, in modo da proteggere le altre aree nel caso in cui un compartimento subisca un'interruzione della pressurizzazione. L'habitat è dotato di un'area medica con una sala operatoria. Gli abitanti potranno evacuare in un avamposto di superficie in caso di emergenza.  

 

Il supporto vitale dell'habitat può controllare il flusso d'aria in ogni compartimento individualmente. Ciò è necessario affinché, in caso di emergenza in una sezione della base, le sezioni operative possano continuare a funzionare senza che il sistema di ventilazione costituisca un rischio.

 

L'habitat è anche dotato di un sistema antincendio. Se viene rilevato un incendio, il sistema di supporto vitale può inondare il compartimento con gas argon per ridurre la concentrazione di ossigeno e spegnere il fuoco. Questa operazione non danneggia le apparecchiature sensibili. Gli eventuali abitanti dovranno evacuare in anticipo.

Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:
Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Le indagini saranno condotte utilizzando un satellite dotato di uno spettrometro di neutroni per trovare un luogo adatto alla raccolta del ghiaccio. Una volta individuato il luogo, il sistema prospettico dell'ESA atterrerà e inizierà la raccolta del ghiaccio. Un razzo verrà utilizzato per trasportare il ghiaccio dal sito di estrazione alla base, dove verrà trattato. Il ghiaccio sarà poi immagazzinato in serbatoi dove sarà sciolto dalla radiazione solare. L'elettrolisi e un sistema pressurizzato saranno utilizzati per fornire ossigeno e idrogeno che saranno utilizzati come carburante per razzi, aria respirabile e carburante per le celle a combustibile a idrogeno.

Per l'alimentazione, utilizzeremo un sistema aeroponico per la crescita delle colture. L'aeroponica è vantaggiosa rispetto ad altri metodi di coltivazione, poiché non richiede il terreno e utilizza meno acqua rispetto all'idroponica.
La soia sarà coltivata per le proteine e i grassi, il cavolo riccio per le vitamine K, C, E e il calcio. Le patate saranno coltivate per i carboidrati e la vitamina A.
Alcuni alimenti non deperibili saranno spediti dalla Terra, poiché è impossibile produrre in loco tutto il necessario in una base di queste dimensioni. Gli astronauti assumeranno anche integratori vitaminici giornalieri per garantire che non sviluppino carenze vitaminiche.

L'elettricità sarà prodotta e immagazzinata con metodi diversi nel corso della giornata.

Quando è giorno lunare, i pannelli solari saranno utilizzati per produrre elettricità. L'elettrolisi produrrà idrogeno e ossigeno durante il giorno. L'idrogeno e l'ossigeno saranno immagazzinati per l'uso di celle a combustibile a idrogeno, poiché i pannelli solari non possono funzionare durante la notte.

Le apparecchiature di elettrolisi saranno alimentate solo durante il giorno per evitare un deficit di idrogeno. Questo perché la produzione di idrogeno per le celle a combustibile richiede più energia dell'energia rilasciata dall'idrogeno nelle celle a combustibile.

Inizialmente, le fonti di ossigeno dovranno essere importate dalla Terra. Dopo un breve periodo, la produzione locale di ossigeno potrà iniziare attraverso l'elettrolisi dell'acqua. La crescita di piante in loco contribuirà a migliorare la qualità dell'aria. L'aria verrà fatta circolare grazie a un sistema di ventilazione a livello di base che garantisce il filtraggio dell'anidride carbonica dall'aria e non ne provoca un pericoloso accumulo. L'azoto, o un altro gas inerte simile, è necessario come diluente per garantire che l'atmosfera dell'habitat non sia pericolosamente ricca di ossigeno. I diluenti dovranno essere importati dalla Terra.

Spiegate quale sarebbe lo scopo principale del vostro campo lunare (ad esempio: scopi commerciali, scientifici e/o turistici).

Camp Helenborough, che prende il nome dall'astronauta Helen Sharman, si concentrerà principalmente sullo studio e sull'esplorazione scientifica della Luna. Produrrà preziose scoperte scientifiche, non solo per l'ESA ma anche per i collaboratori internazionali. Si otterrà inoltre una preziosa esperienza grazie alle missioni a lungo termine sul campo. Queste esperienze si riveleranno preziose per coloro che lavorano per portare i primi esseri umani su Marte e su altri corpi celesti.

 

Questa missione è intrinsecamente rischiosa, quindi non ci saranno opportunità turistiche nelle prime fasi. Tuttavia, in futuro, potrebbero esserci opportunità di visite civili, simili alle visite a pagamento effettuate in passato sulla ISS.

 

Potrebbero esserci anche opportunità di espansione commerciale della base, ad esempio l'atterraggio e il rifornimento di navicelle spaziali commerciali in viaggio verso Marte e oltre, o forse l'esportazione di materiali rari trovati sulla Luna. Ma queste missioni dovrebbero essere attentamente valutate e pianificate in anticipo.

Descrivete una giornata sulla Luna per il vostro equipaggio di astronauti del Moon Camp.

Alle 7 del mattino CET, si sveglierà il turno diurno. È stata scelta l'ora dell'Europa centrale perché l'ESOC (European Space Operations Center) utilizza questo fuso orario ed è quello a cui si allineerà la maggior parte degli astronauti dell'ESA.

Dopo essersi alzati, si vestiranno e useranno i servizi igienici, quindi faranno colazione prima di iniziare il loro turno. Gli equipaggi lavoreranno in turni di due ore, separati da pause ricreative ogni quattro ore.

Gli equipaggi che lavorano all'interno dell'habitat principale controlleranno anche i sistemi critici come il supporto vitale e l'elettricità. Ogni astronauta sarà in servizio per 12 ore al giorno, ma non si tratterà di un lavoro costante: ci saranno pause ricreative e una pausa pranzo per garantire che non siano sovraccarichi di lavoro. Verranno utilizzati programmi di sonno rotativi per garantire che ci siano almeno 2 abitanti, uno dei quali sarà uno specialista di sistemi, sempre svegli. Questo per garantire che tutti i sistemi siano costantemente osservati e che la manutenzione non programmata possa essere eseguita in qualsiasi momento, se necessario.

L'habitat dispone di un'area palestra con due macchine per esercizi resistivi che utilizzano meccanismi come forza resistiva al posto della gravità. Una è un vogatore che servirà a mantenere la forza e la massa muscolare della parte superiore del corpo, l'altra è una cyclette che servirà a mantenere la forma cardiovascolare e aerobica, nonché la forza e la prevenzione dell'atrofia ossea e muscolare. Tutti gli abitanti avranno un orario prestabilito per accedere agli attrezzi della palestra. Questo è essenziale per garantire che i muscoli e le strutture ossee non si degradino a causa della bassa gravità.

Durante la ricreazione gli abitanti avranno accesso ai loro computer portatili personali, ognuno dei quali avrà 500 GB di supporti personali.

Durante la sovrapposizione tra i cambi di turno, gli abitanti avranno il tempo di lavorare su attività di team building per aumentare il morale e la cooperazione. Durante questo periodo cucineranno e consumeranno insieme il pasto serale o la colazione. I capi turno faranno dei briefing per assicurarsi che tutte le informazioni necessarie vengano trasmesse al turno successivo e per segnare formalmente l'apertura e la fine del loro turno giornaliero nei registri di missione.



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