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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: AMAR

Nad Aleji  Praga    Repubblica Ceca 15, 14 o meno Primo posto - Stati membri dell'ESA

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il nostro obiettivo è progettare una base autosufficiente che possa essere implementata nei prossimi 10 anni. Il nostro progetto si basa su misure ed esperimenti realie sulle tecniche esistenti già collaudate.

  • In la prima faseIl cibo dovrà essere trasportato dalla Terra e la base non sarà ancora autosufficiente. Soprattutto, si dovranno costruire le infrastrutture sulla Luna (rafforzamento delle aree critiche, ricerca di risorse locali...).
  • In la seconda faseprodurrà il proprio cibo e la propria acqua e sarà persino in grado di fornire queste materie prime ad altre stazioni (Gateway) e la ricerca sarà completamente avviata.

La base è in grado di ospitare permanentemente un equipaggio di quattro persone, che cambierà dopo un semestre.

Il nostro modello 3D contiene i primi due moduli della base: l'autosufficiente modulo abitativo e di laboratorio (HLM) e il modulo di carico (CM). L'HLM non è ancora molto confortevole per l'equipaggio, perché deve solo testare le tecnologie (coltivazione di piante, produzione di carburante tramite ISRU, addestramento dell'equipaggio...), che saranno utilizzate per la futura costruzione di un modulo serra (GM) e di un grande modulo abitativo (LHM), che si collega alla base. Un veicolo pressurizzato (PR) è collegato al CM. Dopo che il GM sarà collegato e saremo in grado di produrre il carburante sulla Luna, sarà possibile rifornire la stazione Gateway di cibo e acqua.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Abbiamo intenzione di costruire la nostra base al polo sud della Luna, in particolare sul bordo del cratere Shackleton. Questo luogo è vantaggioso grazie all'illuminazione quasi permanente e ai depositi d'acqua nelle vicinanze. Anche il programma Artemis si sta dirigendo verso il polo sud della Luna, e la Stazione Gateway orbita per atterrare qui, quindi anche il sito sarà ben studiato e si potranno fare i preparativi per l'arrivo della nostra base. Al centro del cratere c'è una completa oscurità e una bassa temperatura, che consentirà osservazioni astronomiche uniche e indisturbate.

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

Per la costruzione della nostra base, prevediamo di utilizzare risorse locali, che elaboreremo con metodi di costruzione flessibili, come la stampa 3D.
CM arriva per primo. Verrà trasportato con Ariane 6. Dopo essersi collegato con le manovre dell'elemento di trasferimento (TE), arriverà all'NRHO, dove si collegherà con il Gateway. Avrà già due elementi di atterraggio riutilizzabili (RLE) in attesa di collegare il CanadArm 3 al NM su ciascun lato. Questo insieme atterra poi sulla Luna. L'LRE si prepara per il riutilizzo, li rifornisce e torna al Gateway.

Nella fase successiva, arriverà l'equipaggio. Il CM funzionerà come un laboratorio temporaneo in cui si verificherà l'idoneità delle attuali tecnologie che verranno utilizzate nell'HLM.

Se i test andranno bene, nulla impedirà all'HLM di partire con l'Ariane 6. Sarà simile al CM.
Successivamente, l'HLM si decompone. La parte centrale pieghevole (IP) si gonfia. Il resto delle rastrelliere viene spostato dal CM, che può essere riempito con un carico supplementare. Anche il soffitto e il pavimento dell'EP vengono parzialmente piegati. Una volta che l'HLM si decompone, la stampante 3D fornisce una protezione contro le radiazioni e i micrometeoriti. Questo sistema garantirà che quando arriveranno gli astronauti, la base sarà in gran parte pronta per l'arrivo degli astronauti.

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

Per proteggerci dai micrometeoriti, prevediamo di utilizzare principalmente l'ISRU con il metodo della stampa 3D. Questo metodo prevede la stampa di uno scudo Whipple. Abbiamo provato diversi metodi (regolite + legante dalla Terra, regolite + zolfo, regolite + zolfo + ferro). Il metodo migliore che abbiamo sperimentato è stato il creta lunare allo zolfo, ma lo zolfo si scioglie a basse temperature e sublima. La stampa 3D sulla Luna necessita di ulteriori ricerche.
Uno scudo di regolite proteggerebbe anche dalle radiazioni cosmiche. Ci sarebbero 10.000 kg di scudo per 1 m². L'altezza sarebbe di 1,5 m - 3 m a seconda della densità di stampa.
Il sistema di radiatori/pannelli solari protegge soprattutto le parti interrate della base dalle temperature mensili estreme.

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

Otterremo l'acqua dal ghiaccio lunare, poi la puliremo e la ricicleremo, riducendo così al minimo il carico portato dalla Terra.
L'acqua sarà estratta da carrelli sul fondo del cratere Shacketlon. L'energia viene fornita da specchi situati sul bordo del cratere. Saranno trasportati qui da un lander lunare commerciale.
Il nostro robusto sistema di riciclo dell'acqua occuperà tre scaffali, consentendo "lusso" come una doccia. Inoltre, consentirà di effettuare grandi esperimenti con le piante prima dell'aggiunta di OGM.

Nella prima fase, il cibo sarà trasportato dalla Terra con il Dragon XL. Si collega al Gateway e il carico viene trasferito al CM. Nella seconda fase, coltiveremo il cibo nel GM. Il substrato sarà probabilmente costituito da regolite pulita, compost e rifiuti degli astronauti. Stiamo ancora studiando l'effetto del compostaggio sull'atmosfera.

Utilizzeremo pannelli solari per produrre energia. Durante l'accensione dei pannelli solari, il combustibile (idrogeno e ossigeno) sarà prodotto dall'acqua mediante elettrolisi. Non appena i pannelli vengono oscurati, l'elettricità viene generata nelle celle a idrogeno. Stiamo anche valutando la possibilità di utilizzare generatori termoelettrici, che sfrutterebbero le estreme differenze di temperatura sulla Luna.

Nella prima fase, otterremo l'ossigeno tramite l'estrazione dal regolite. I metalli si formano come prodotto di scarto. Cattureremo l'anidride carbonica dall'atmosfera e la immagazzineremo in un grande serbatoio (l'equipaggio produrrà anche più acqua di quanta ne consumerà, quindi avremo anche un serbatoio d'acqua).
Nella seconda fase, si introducono l'anidride carbonica e l'acqua nella GM, e le piante trasformano queste due sostanze in cibo.

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

La nostra base ha due missioni principali: condurre esperimenti e preparare la Luna per un ulteriore insediamento. Ma ogni progetto ha bisogno di risorse finanziarie, quindi metteremo a disposizione lo spazio per condurre esperimenti commerciali e potremo anche vendere il regolite. Speriamo che in questo modo saremo in grado di ottenere almeno una certa autosufficienza finanziaria per la base. Nelle fasi successive della colonizzazione, vorremmo produrre nella base da fonti locali e lanciare piccoli satelliti.

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

Dopo il risveglio alle 6:00, l'astronauta esegue l'igiene mattutina e poi sposta il campione dal rack biologico (BR) al congelatore (FR).

Alle 6:30 c'è una colazione condivisa nel salone. Ogni astronauta ha un proprio tavolo dove può tenere i propri effetti personali. Il pane viene portato dalla Terra con alcune verdure provenienti da un piccolo orto sperimentale (SEG). Dopo la colazione, si svolgono i preparativi per l'attività extraveicolare (EVA) e alle 7:00 l'astronauta, insieme a un altro, prepara il CM e la LE per il volo di rifornimento di domani verso il Gateway. Questo include i collegamenti dei cavi, l'ispezione del motore e la preparazione del rifornimento. Verranno inoltre installati i TEG sperimentali.

Alle 12:00, la seconda parte dell'equipaggio pranza, mentre gli altri due eseguono ancora l'EVA.

Alle 13:00, il nostro astronauta rientra dall'EVA e, insieme agli altri, pranza e fa una pausa pranzo prolungata fino alle 14:30. Poiché ha effettuato un'EVA fisicamente impegnativa, si allena solo per mezz'ora, fino alle 15:00. Segue un'ispezione dei sistemi della stazione, che comprende il controllo del cablaggio, delle condizioni dei filtri, della tenuta dei collegamenti e la verifica della presenza di polvere. Si tratta di un aspetto molto importante e la nostra base prevede una serie di misure per garantire che la polvere non penetri all'interno e che tutte le giunzioni si sigillino bene. Durante l'ispezione, scopre che uno dei filtri è già troppo intasato, quindi solleva un'asse del pavimento per rimuovere quello di riserva. Alle 16:00 ha finito e può ora fare esperimenti commerciali. Il primo esamina l'effetto della sesta gravità sulla miscelazione dei metalli nelle leghe. L'astronauta lo lancia e lo controlla. Poi può fare altri esperimenti.

Alle 17:00 inizierà un'analisi più impegnativa di campioni in una scatola a guanti (GBR). L'analisi durerà fino alle 19:00. Poi l'intero equipaggio si riunirà per la cena, seguita dalla lettura delle istruzioni per domani.

Dalle 19:00 alle 21:00, l'astronauta ha tempo per l'igiene serale e ha tempo libero.

Alle 21:00 apre il pavimento e va a letto.



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