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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: Squadra della Luna

Palestra am Wall  Verden    Germania 16, 17

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

I nostri Campi Luna  Lo scopo principale è un avamposto sicuro e responsabile per gli esseri umani sulla Luna. Vogliamo dare all'umanità una nuova ispirazione per accrescere l'interesse verso le regioni lontane dalla Terra e mostrare nuove possibilità tecniche. Dobbiamo coinvolgere i giovani che sono entusiasti dello sviluppo aerospaziale per raggiungere nuovi grandi traguardi.

Nel complesso, il nostro Moon camp è costituito da singoli moduli formati a nido d'ape per garantire la modularità della base e creare la possibilità di espandere il nostro campo. Lo sviluppo dell'accampamento è molto flessibile perché un rover per la stampa 3D consente di stampare i moduli secondo le necessità.

Inoltre, avremo un parcheggio per i nostri rover e un'area di lancio per i razzi di rifornimento e di evacuazione, posta a una certa distanza dal campo per consentire la sicurezza dei nostri astronauti.

Proteggiamo il campo e l'equipaggio dai pericoli mentre collochiamo i moduli vitali all'interno del suolo lunare, per garantire una protezione naturale contro i micro-meteoriti e le radiazioni.

Inoltre, i singoli moduli sono separati l'uno dall'altro con speciali cancelli che possono essere chiusi in caso di pericolo.

All'inizio della costruzione del campo è disponibile solo una piccola quantità di risorse. Per questo motivo il campo dipende per i primi due anni dai rifornimenti provenienti dalla terra. Alla fine vogliamo sviluppare un campo completamente autosufficiente, che diventerà sempre più indipendente in futuro. 

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Abbiamo deciso di costruire il campo nella regione del Polo Nord, per la disponibilità di ghiaccio d'acqua nelle aree dei crateri profondi.

Inoltre, le temperature al Polo Nord della Luna, al di fuori dei crateri, sono molto miti e il sole splende quasi tutto il giorno, garantendo una parte della produzione di energia.

Allo stesso tempo costruiamo il nostro campo sul bordo di un cratere per ridurre la possibilità di impatti con meteoriti e radiazioni. Tuttavia, costruiamo il campo proprio sul bordo del cratere per evitare che la base sia completamente al buio e per poter utilizzare tutti i dispositivi tecnici importanti che sono collocati all'esterno del cratere. Alla fine, abbiamo inserito una parte del campo lunare nella parete del cratere, per aumentare la sicurezza.

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

All'inizio verrà inviato sulla Luna un rover autonomo, per estrarre il suolo lunare. Con uno speciale processo di produzione, attualmente sviluppato sulla Terra, renderemo il suolo utilizzabile per un rover stampato in 3d, con il quale costruiremo un guscio per i moduli. Questo metodo consente di risparmiare molto tempo e costi e di evitare agli astronauti le radiazioni che dovrebbero subire quando devono costruire un campo.

Inoltre, il rover sta scavando nella parete del cratere per costruire una grotta in cui saranno collocati i moduli più importanti.

All'interno dei gusci stampati, il Rover costruirà una bolla di plastica speciale e molto resistente con una struttura in alluminio, per creare un ambiente sicuro per i primi astronauti.

Dopo la costruzione di un luogo di rifugio per gli astronauti, vengono inviate al campo lunare le attrezzature per i moduli vitali, che comprendono i sistemi di supporto vitale, nonché una prima fornitura di aria e cibo.

All'inizio l'Moon camp avrà un equipaggio di 5 persone, per garantire la presenza di uno specialista per ogni area tematica importante, come ingegneria o medicina.

In futuro il campo diventerà più grande per sostenere più di 10 persone.

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

Una grande sfida è rappresentata dalle radiazioni dello spazio e dagli impatti dei meteoriti, che potrebbero distruggere i moduli vitali e mettere in pericolo l'equipaggio. Per questo motivo abbiamo costruito i moduli più importanti in una grotta nella parete del cratere. 

Allo stesso tempo, il resto del modulo che non è posizionato nella parete del cratere viene protetto da uno strato di  terreno lunare (76 centimetri sono sufficienti per evitare l'irraggiamento dei moduli) sopra i moduli. 

Oltre ai pericoli causati dallo spazio, l'equipaggio è gravato dall'isolamento dalle persone sulla terra, quindi ha un contatto costante con i suoi amici e familiari sulla terra attraverso incontri VR. Per proteggere l'equipaggio dalla riduzione muscolare, sono previsti orari di allenamento fissi ogni giorno.

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

La posizione del nostro campo lunare è stata scelta deliberatamente, poiché nelle zone profonde del cratere si trovano giacimenti di ghiaccio d'acqua. Potremmo quindi raggiungere il suolo del cratere con un rover autonomo, che estrae il ghiaccio d'acqua con una speciale trivella rinforzata e lo trasporta al campo. Nelle zone del cratere non c'è luce e per questo il rover deve essere alimentato da batterie. Il ghiaccio d'acqua verrà sciolto utilizzando il calore di scarto del reattore atomico e la luce solare concentrata.
Allo stesso tempo, quando produciamo acqua, effettuiamo una metanazione per convertire il Co2 presente nell'aria respirabile in acqua. Un altro prodotto della reazione è il metano, che potrebbe essere utilizzato come combustibile per i razzi di SpaceX.
L'acqua che nasce non ha nutrienti e quindi riceviamo la soluzione nutritiva per l'acqua e le piante dalla terra.

Il cibo all'inizio del Campo deve essere quello standard degli astronauti, ma in futuro sarà prodotto in una serra. Questa serra non ha finestre perché sarebbe necessario uno strato di vetro molto spesso a causa delle radiazioni.

Il principio della nostra produzione alimentare si basa sull'"agricoltura sotterranea", in cui la luce del sole è imitata dalla luce LED e il terreno è costituito da un substrato di coltivazione. La soluzione nutritiva consente di ottenere un'elevata resa del raccolto. Le feci vengono utilizzate come fertilizzante.

Il terreno di coltura è costituito da fibra di legno ed è molto leggero, per questo potrebbe essere spedito sulla luna con estrema facilità. L'irrigazione è autonoma. Anche il cibo viene prodotto secondo lo stesso principio sviluppato sulla "Neumayer_station" in Antartide.

Tuttavia, alcune proteine necessarie alla vita vengono inviate dalla Terra. Di conseguenza, non è possibile raggiungere la piena indipendenza.

Sulla superficie della Luna è disponibile una grande quantità di luce solare, che verrà trasformata in energia dai collettori solari. Tuttavia, avremmo bisogno di molti collettori solari per produrre energia sufficiente, soprattutto per i processi di estrazione e costruzione del rover. Inoltre, riteniamo che una fonte di energia secondaria sia obbligatoria, ad esempio nel caso di un impatto di un meteorite nel campo dei collettori solari, che potrebbe causare un calo di potenza potenzialmente letale.

Pertanto l'energia principale è prodotta dall'energia atomica, che si basa su un reattore sottomarino ad acqua in pressione. Il calore residuo viene utilizzato per riscaldare il campo e per fornire il calore termico necessario quando si effettua la metanazione. In seguito utilizziamo il calore per sciogliere il ghiaccio dell'acqua.

Inoltre, gli accumulatori di energia sono l'idrogeno prodotto dall'elettrolisi e il metano proveniente dalla metanazione, e avremo bisogno di batterie per le apparecchiature mobili (rover, ecc.).

Per ridurre al minimo il trasporto di aria dalla terra, abbiamo prodotto l'ossigeno principale sulla luna.
Con gli elettroliti separiamo il ghiaccio d'acqua estratto in idrogeno e ossigeno. L'ossigeno potrebbe essere utilizzato per respirare.
Inoltre, separiamo i minerali dal suolo lunare in ossigeno e polvere di metallo, che viene utilizzata per la stampa 3D.

Vogliamo riutilizzare gran parte dell'aria usata e per questo l'aria viene convogliata nella serra in cui la CO2 reagisce con le piante attraverso la fotosintesi e genera ossigeno.

Inoltre, piantiamo piante che filtrano gas velenosi come la "formaldeide". Vogliamo utilizzare, ad esempio, i gigli verdi che hanno un elevato effetto filtrante (secondo lo "studio sull'aria pulita" della NASA).

Per creare sul campo un'aria respirabile simile a quella della terra, all'inizio inviamo azoto al campo.

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

All'inizio il campo lunare viene utilizzato solo per aspetti scientifici. Un'indagine essenziale è la documentazione delle conseguenze a lungo termine della permanenza al campo. Le missioni sulla ISS non durano più di un anno. Non si conosce quindi l'impatto di un lungo isolamento per le future missioni, ad esempio su Marte. Allo stesso tempo, non ci sono molte conoscenze su come fornire agli astronauti il cibo e l'energia necessari per la colonizzazione di Marte. 

Inoltre il nostro campo lunare dovrebbe essere testato per essere uno scalo merci per le future missioni. 

Inoltre, vogliamo costruire un radiotelescopio, che possa individuare nuove scoperte nello spazio e fornire informazioni per problemi fisici. 

I costi del campo sono elevati e quindi alcuni turisti potrebbero visitarlo. In definitiva, il campo dovrebbe anche ispirare i giovani alle classi e alle industrie STEM. 

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

Per consentire le migliori ricerche e indagini scientifiche, nonché la cura e la sicurezza regolamentate, l'equipaggio del Campo lunare sarà composto da astronauti che hanno una vasta gamma di conoscenze in molte aree tematiche diverse. Gli astronauti lavoreranno a turni, in modo da avere un numero sufficiente di persone sveglie per reagire a eventuali pericoli in caso di emergenza. I diversi turni si sovrappongono per un'ora, in modo che gli astronauti dei turni possano valutare insieme tutti gli eventi. Ci adatteremo a una normale giornata terrestre di 24 ore con turni di 13 ore. 

Quando inizia il turno gli astronauti si svegliano, fanno colazione e si preparano per il lavoro. Ogni giorno gli astronauti lavorano in laboratorio per fare esperimenti. Dopodiché compongono un protocollo per mettere al sicuro tutti i risultati. 

Allo stesso tempo, l'equipaggio si impegna a fare almeno 2 ore di sport al giorno per ridurre la perdita di muscoli e densità ossea, causata dalla bassa gravità.

In seguito gli astronauti hanno del tempo libero, in cui hanno la possibilità di contattare persone sulla Terra, per ridurre al minimo lo stress psicologico dell'isolamento. 

Inoltre, ogni sistema del campo è controllato ogni giorno dagli ingegneri, con l'obiettivo di regolare la potenza dei reattori e il raffreddamento delle barre di combustibile.

Inoltre, è necessario salvare il funzionamento dei sistemi vitali e controllare il livello di ossigeno, per attivare la metanazione in caso di un alto livello di CO2. Le piante vengono anche provate e possono essere raccolte quando sono abbastanza grandi.

Gli astronauti si impegnano inoltre a visitare il medico della stazione 2 volte a settimana, per effettuare i controlli di routine.

Per avere la possibilità di evacuare il campo in caso di emergenza o di riportare a terra un membro dell'equipaggio ferito, è necessario controllare e preparare un razzo di evacuazione. In generale, devono essere preparati i razzi che riforniscono il campo o riportano a terra gli esperimenti.

Nel complesso tutti i rover e i moduli sono verificati per mantenere tutti i sistemi in funzione.

In caso di emergenza, una sirena di allarme nei moduli di controllo della missione nel campo, indica un problema che deve essere risolto immediatamente. 

Questa routine quotidiana consente un funzionamento responsabile del nostro Campo Lunare e comprende tutti gli aspetti importanti per mantenere l'equipaggio al sicuro. Il ritmo normale della Terra viene assunto sul Campo per ricevere una giornata normale per gli astronauti.



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