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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: Coloni della Luna

Scuola nazionale di informatica Tudor Vianu  Bucarest    Romania 15

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il nostro campo lunare è stato concepito per essere il primo insediamento umano in assoluto, e rappresenta la porta d'ingresso per la futura esplorazione della Luna. Il design della nostra base è stato scelto per scopi scientifici, senza lasciare molto spazio ad altro.. Nel corso della storia, la colonizzazione è avvenuta in tre fasi principali. Fortunatamente, la prima fase è già stata completata, dato che gli esseri umani sono già stati sul Satellite. La nostra base fa parte della seconda fase, in cui l'uomo ha creato un avamposto che dipende ancora molto dalla Terra. Durante questa fase si devono costruire ricerche e infrastrutture per preparare il corpo celeste alla fase finale in cui la colonia, ormai completamente indipendente, diventa autonoma dalla Terra. Abbiamo assistito a tutte queste fasi durante l'era del colonialismo sulla Terra, quando tutto il Nuovo Mondo è stato costruito dalle potenze europee in modo simile a quello che avverrà sulla Luna.

In sintesi, la nostra base è il primo passo della seconda fase della colonizzazione della Luna, che rappresenta quindi l'inizio di una nuova era di esplorazione spaziale e di sviluppo umano.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Per quanto riguarda la posizione della nostra base, abbiamo subito pensato a un luogo con acqua ghiacciata nelle vicinanze. Durante le nostre ricerche scientifiche, siamo giunti alla conclusione che la nostra base dovrebbe essere situata proprio vicino a un cratere dei poli. Il nostro miglior candidato è Clavius, uno dei più grandi crateri visibili dalla Terra nell'emisfero meridionale della Luna. Con l'acqua ghiacciata scoperta sulla sua superficie, potrebbe esserci la possibilità che l'acqua sia distribuita su tutta la superficie lunare, e non limitata ai luoghi freddi e in ombra. Trovandosi accanto a Clavius, il nostro equipaggio sarà in grado di verificare questa ipotesi.

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

La Luna è l'unico satellite della Terra. Il nostro progetto utilizza tutte le sue risorse mantenendo bassi i costi e buone le condizioni di vita degli astronauti.

Innanzitutto, per ridurre i costi, abbiamo reso la nostra base modulare, in modo che possa essere costruita rapidamente e facilmente spendibile. Le nostre cupole sono basate su pentagoni, essendo fatte di triangoli che possono essere prefabbricati sulla Terra. I corridoi che portano da una stanza all'altra sono fatti di lunghe lastre di metallo che possono essere portate dalla Terra.

In secondo luogo, dopo la costruzione, la nostra base sarà coperta da uno strato di regolite che proteggerà l'intera base dalle radiazioni e dai piccoli meteoriti. I tunnel di uscita conterranno uno strato antiradiazioni.

Tenendo conto delle proporzioni tra qualità e prezzo, il nostro progetto utilizzerà gli stessi mobili, ove possibile.

Inoltre, il progetto prevede una fondazione di un metro per stabilizzare la struttura e proteggere la base da potenziali terremoti causati dalla caduta di meteoriti.

La costruzione sarà effettuata esclusivamente da robot, essendo la manodopera umana molto più costosa e molto meno efficiente, quindi nelle prime fasi di costruzione l'uomo non sarà nemmeno arrivato sul posto.

In sintesi, la nostra base sarà efficiente dal punto di vista dei costi e facile da costruire, pur mantenendo la sua alta qualità e i tempi di costruzione ridotti.

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

Durante le prime fasi di costruzione, l'uomo non sarà ancora sulla Luna, quindi il rischio di lesioni durante la costruzione è stato completamente eliminato. Essendo coperta da uno strato di regolite, le radiazioni non saranno un problema all'interno della base. I corridoi che conducono all'esterno della base sono dotati di uno strato di protezione dalle radiazioni, che li rende anch'essi a prova di radiazioni. Lo strato di regolite non solo proteggerà dalle radiazioni, ma proteggerà anche gli astronauti dai piccoli meteoriti che si schiantano sulla superficie lunare. Il nostro progetto contiene anche un rover per il personale che proteggerà l'equipaggio e accorcerà i viaggi durante le varie missioni scientifiche. 

In conclusione, per tutti i motivi sopra citati, la nostra base è progettata per proteggere l'equipaggio da tutti i pericoli che si incontrano sulla Luna.

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

Fornire acqua alla nostra base non sarà un compito facile, invieremo un rover con attrezzature minerarie per rimuovere il ghiaccio contenuto nei crateri situati ai poli del satellite. Useremo uno strumento caldo e potente per scavare nella superficie della Luna. Poi, il ghiaccio sarà portato alla base, dove verrà sciolto utilizzando l'energia solare. L'acqua raccolta sarà filtrata da altre particelle, rendendola così potabile. Inoltre, alla base sono presenti molte fonti di acqua riciclabile, come l'urina e l'acqua igienica. Per pulire l'acqua, utilizzeremo innanzitutto una specie di alga. Questo metodo, in combinazione con la "concentrazione a osmosi in avanti", una tecnica creata dalla NASA, assicurerà che l'acqua sia nuovamente potabile. Questo metodo consiste nell'uso di una membrana semipermeabile che separa l'acqua salata e le grandi molecole organiche dall'acqua potabile.

Per avere le scorte di cibo necessarie nelle prime fasi di costruzione, la nostra base importerà quasi tutto dalla Terra. La base ospita una cupola alimentare in cui le piante saranno coltivate in condizioni simili a quelle di uno scaffale, esattamente come nelle fattorie verticali che stanno iniziando a diventare popolari sulla Terra grazie al risparmio energetico e all'efficienza dei costi. Le piccole piante saranno raccolte utilizzando solo le lunghezze d'onda necessarie per la loro crescita. Inoltre, questo modo di coltivare cibo fresco facilita il risparmio idrico e porta freschezza alla dieta dei nostri astronauti. La cupola conterrà anche un bacino di alghe che fornirà cibo e ossigeno alla nostra base, garantendo al contempo che non vengano sprecati nutrienti benefici. Tuttavia, non tutto il cibo verrà fornito dalla nostra camera di crescita, ma verranno importati alimenti confezionati simili a quelli utilizzati dalla ISS, per essere certi di poter fornire le vitamine e i minerali necessari.

Per ottenere la quantità di energia necessaria ad alimentare la base e le sue varie estensioni, abbiamo pensato che il modo più semplice ed economico fosse quello di utilizzare l'energia solare in combinazione con le batterie che permetteranno alla base di funzionare durante la notte lunare. Considerando che l'energia solare è il nostro unico modo di procurarci energia, abbiamo pensato che circa 250 pannelli solari, di cui 50 di riserva, saranno sufficienti per alimentare la base giorno e notte. 100 pannelli saranno sufficienti per mantenere l'energia necessaria durante il giorno, mentre gli altri 100 riempiranno le batterie in vista della notte. In conclusione, riteniamo che questo sia un modo economico per mantenere il nostro campo pienamente funzionante 24 ore su 24.

Ci assicureremo che l'aria sia respirabile in un piano composto da due fasi. La prima fase riguarda i primi giorni della nostra base. Durante questo periodo, l'aria sarà fornita dalla Terra. Inoltre, verrà spedito anche H2 compresso per i processi futuri. La seconda fase sfrutta il 41-45% di O2 di cui è composta la regolite lunare. Combinando gli ossidi contenuti nella regolite con l'H2 spedito dalla Terra, il tutto mentre viene riscaldato a circa 950°C, si realizzerà una reazione chimica che creerà acqua e altre leghe metalliche che potranno essere utilizzate nelle costruzioni. Inoltre, l'acqua verrà elettrolizzata per ottenere O2 e H2, che verranno infine riciclati per produrre l'O2 necessario in futuro. Per quanto riguarda l'N2, le ricerche attuali mostrano una scarsa composizione del suolo lunare, costringendo la nostra base a importarlo dalla Terra.

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

La nostra scelta progettuale è esclusivamente a scopo scientifico, in quanto la base è in grado di sostenere solo un equipaggio di 4 persone. Questa costruzione ospiterà solo scienziati che creeranno le infrastrutture per future basi più grandi e studieranno la composizione delle rocce lunari. Utilizzando le leghe metalliche derivanti dalla produzione di O2, la nostra base può creare i propri materiali. Se verranno scoperte zone con abbondanza di minerali scarsi sulla Terra, potrebbe essere più economico estrarli sulla Luna con i nostri rover, il che, in ultima analisi, porterà maggiori finanziamenti e interesse per l'esplorazione spaziale. Essendo facilmente espandibile, la nostra base può anche diventare l'inizio di una struttura complessa in grado di sostenere la vita umana non solo per scopi scientifici. Il turismo è un ottimo candidato a questo scopo, grazie all'enorme quantità di denaro che si può ottenere in questo modo.

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

Durante la permanenza nella nostra base, l'equipaggio dovrà seguire un programma molto intenso per mantenere la base in funzione. 

Innanzitutto, prima di iniziare a svolgere i loro compiti, avranno tempo per la routine mattutina (lavarsi i denti, fare la doccia, assumere integratori vitaminici e minerali, ecc.) Prima di fare colazione, faranno un allenamento in palestra per ridurre al minimo i danni alle ossa dovuti alla minore attrazione gravitazionale. La colazione sarà servita nella cupola della cucina, con alimenti freschi e cibo per astronauti proveniente dal magazzino.  

In secondo luogo, ci saranno due periodi di lavoro principali, uno prima del pranzo e uno tra il pranzo e la cena. Durante questi periodi, il nostro equipaggio effettuerà attività di estrazione di rover, ricerca e missioni a distanza dalla base. Gli studi sulla composizione delle rocce saranno condotti utilizzando i microscopi del modulo di ricerca. Le missioni a distanza saranno effettuate utilizzando i rover personali, che avranno tubi di ricarica multipli per l'ossigeno. L'estrazione mineraria con i nostri rover minerari sarà effettuata dalla base a distanza dal controllo del rover, utilizzando i rover specializzati dotati di molti sensori diversi. È importante che le missioni e l'estrazione mineraria dei rover siano condotte al mattino, a causa della complessità dei compiti che richiedono la piena attenzione e concentrazione dell'equipaggio. 

Il pranzo sarà servito nella cupola della cucina, dopodiché ci sarà un piccolo periodo di tempo libero. I compiti inizieranno subito dopo, con la manutenzione del rover e la raccolta delle piante (solo quelle adatte a questo scopo). Verranno inoltre controllati i pannelli solari e il sistema Water & O2 per verificare se qualche componente debba essere rimosso o sostituito. Questo controllo di manutenzione è molto importante per assicurarsi che la base sia in grado di funzionare. 

Prima di cena, ci sarà tempo per un allenamento in palestra per gli stessi motivi del mattino. Dopo cena ci sarà solo tempo libero e un periodo per parlare con le famiglie a casa. La nostra area comune includerà giochi per famiglie per pomeriggi divertenti, libri per leggere e studiare, una scacchiera e un televisore con i programmi televisivi e i film preferiti dagli astronauti.  

È previsto anche un controllo sanitario una volta al mese per monitorare l'idoneità al lavoro dell'equipaggio. 

In sintesi, i programmi del nostro equipaggio saranno pieni di attività e compiti, che copriranno tutto il lavoro necessario per mantenere la base.



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