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: Lichtenbergonauten
Scuola Georg-Christoph-Lichtenberg Kassel Germania 18
Visualizzatore esterno per progetto 3d
Descrizione del progetto
LunEx è uno dei primi insediamenti lunari dell'umanità. Sarà un avamposto dell'umanità, che stabilirà nuovi standard per la scienza e l'esplorazione. La base ospiterà un equipaggio di 6 astronauti, che condurranno esperimenti scientifici nell'ambiente unico della Luna. Questi esperimenti apriranno la strada a tutte le future esplorazioni spaziali, motivo per cui la costruzione di una base lunare come LunEx è fondamentale per la spesa dell'umanità oltre la Terra. |
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Dove volete costruire il vostro Moon Camp?
LunEx Basecamp sarà costruito nella valle del cratere Peary, al polo nord lunare. Il cratere Peary offre numerose caratteristiche geografiche vantaggiose, che lo rendono una scelta eccellente per una futura base lunare. Uno dei vantaggi principali è l'esistenza di aree di luce e di ombra quasi permanenti nel cratere, grazie alla sua posizione estrema al polo e alle montagne scoscese sul bordo che schermano permanentemente alcune aree dalla luce solare. Questa dualità unica di proprietà è altamente auspicabile perché una base lunare avrà segmenti che funzionano solo alla luce del sole o all'ombra al loro apice (ad esempio, un sistema fotovoltaico ha bisogno di un'esposizione costante alla luce), mentre le aree d'ombra limitano la quantità di radiazioni nocive del sole che gli astronauti sperimenteranno. Inoltre, si presume che in queste zone di ombra permanente esista del ghiaccio d'acqua, fondamentale per la sopravvivenza degli astronauti. Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Descrivete le tecniche e i materiali che usereste.
Il materiale principale per la costruzione di LunEx sarà una lega di alluminio e rame, poiché è leggera e relativamente forte, ma facile da lavorare. Grazie a queste eccellenti proprietà, è già molto utilizzata nell'industria spaziale. Per tutti gli oggetti che non devono essere così resistenti, come i mobili, utilizzeremo plastica ABS. Abbiamo deliberatamente scartato l'idea di utilizzare la regolite come materiale da costruzione, perché la produzione sarebbe complicata e il consumo di energia troppo elevato. L'assemblaggio avverrà in più fasi. Tutte le parti principali saranno precostruite sulla Terra e inviate in anticipo al lato di atterraggio. Il compito del primo equipaggio sarà quello di mettere insieme queste parti. Il vantaggio principale è che l'assemblaggio è relativamente facile e la manutenzione costosa può essere ridotta, i pezzi possono essere prodotti con una qualità molto elevata sulla Terra. L'ambiente sulla Luna è molto pericoloso per gli astronauti. Spiegate come il vostro campo lunare li proteggerà.
La Luna è un luogo pericoloso per qualsiasi organismo vivente. La presenza umana comporta inevitabilmente dei rischi per il benessere degli astronauti, ma il progetto di LunEx li riduce drasticamente. Ci sono due grandi rischi che sono costantemente presenti: le radiazioni e la polvere. La forma più pericolosa di radiazioni proviene dal sole e può causare danni sostanziali alla salute di un astronauta sotto forma di cancro o, in quantità estreme, come durante un'eruzione solare, una malattia mortale da radiazioni. Abbiamo evitato questo problema costruendo LunEx nelle zone di ombra perenne del cratere Peary, bloccando così tutte le particelle radioattive. Tuttavia, c'è anche la radiazione cosmica di fondo, meno dannosa ma costante. Durante un soggiorno di sei mesi, l'effetto non dovrebbe essere troppo negativo per gli astronauti, ma per essere sicuri abbiamo schermato LunEx con uno spesso strato di acqua liquida tra lo scafo interno e quello esterno. L'acqua ha eccellenti proprietà isolanti che ridurranno notevolmente la dose di radiazioni agli astronauti. Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:
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Acqua
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Cibo
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Elettricità
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Aria
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L'acqua sarà estratta utilizzando la nuova tecnologia Aqua Factorem, inventata da Philip Metzger. L'idea alla base di questo concetto è che piccoli grani di materiali misti saranno raccolti e poi separati. I grani di ghiaccio saranno poi puliti e fusi per ottenere acqua liquida. Questi grani di ghiaccio sono sparsi su tutta la superficie lunare, ma noi useremo la macchina vicino ai grandi depositi di ghiaccio d'acqua che si presume siano presenti nel cratere Peary. In questo modo, l'efficienza può essere drasticamente aumentata, ma anche se il raggiungimento dello strato di ghiaccio non dovesse funzionare, una fonte di acqua di base è comunque presente. La base è collegata alla macchina Aqua Factorem tramite tubi e una volta che l'acqua raggiunge la base, viene immagazzinata in un serbatoio e nello scafo. Per assicurarsi che non geli e non danneggi la struttura della base, viene costantemente riscaldata. Il riciclo dell'acqua e dell'ossigeno sarà simile a quello che avviene oggi sulla ISS. |
Per essere il più possibile autosufficiente, LunEx coltiverà il proprio cibo utilizzando l'aeroponica ad alta pressione (HPA). Questo metodo funziona creando piccole gocce di nebbia ad alta pressione, che vengono utilizzate per far crescere le piante. Il design innovativo comporta il vantaggio che le piante cresceranno molto velocemente e avranno un'ossigenazione superiore. Ciò si traduce in una migliore composizione nutrizionale. Inoltre, numerose piante sono compatibili, aumentando la diversità della dieta dell'astronauta. Inoltre, è facile espandere la capacità della fattoria. La flessibilità complessiva è fondamentale per il successo di una missione lunare. Nonostante gli innumerevoli vantaggi di un'alimentazione autosufficiente, le piante non sono in grado di soddisfare tutte le esigenze nutrizionali dell'equipaggio, per cui è necessario far arrivare del cibo dalla Terra per garantire una sana composizione di minerali e vitamine. |
L'elettricità proviene da normali pannelli solari fotovoltaici. Questi saranno collocati nelle aree di luce solare permanente del cratere Peary e collegati alla base in ombra permanente da un cavo. La fonte di luce permanente dovrebbe rendere obsolete le grandi batterie, ma si discute ancora se queste aree siano esposte al sole anche durante la notte lunare. Quindi, inizieremo la prima missione nell'estate lunare e abbandoneremo la base dopo sei mesi. Se è vero che l'esposizione alla luce solare è costante, la base potrebbe essere sempre attiva. Come riserva, ci sarà un piccolo accumulatore. |
L'ossigeno non sarà portato dalla Terra, ma estratto dalla regolare regolite della Luna grazie all'utilizzo delle risorse in situ, un'idea proposta dallo stagista dell'ESA Sebastian Rohde. Funziona utilizzando una speciale forma di elettrolisi con liquidi ionici che rimangono liquidi nello spazio. I vantaggi di questa moderna tecnologia sono che è riutilizzabile e funziona anche a basse temperature. Il fatto che la regolite sia abbondante sulla Luna significa che è possibile garantire una fornitura costante di ossigeno. Una volta elaborato, l'ossigeno sarà mescolato con l'anidride carbonica nella base per non rischiare un'esplosione. Quando la concentrazione di CO2 diventa troppo alta, può essere semplicemente espulsa dalla base. |
Spiegate quale sarebbe lo scopo principale del vostro campo lunare (ad esempio: scopi commerciali, scientifici e/o turistici).
La base LunEx sarà una delle prime ad essere costruita sulla Luna. Per questo motivo, il suo scopo principale è quello di fungere da modello per future forme di presenza umana nello spazio e di condurre una serie di esperimenti scientifici. La microgravità e la luna stessa sono entrambi oggetti eccellenti con cui sperimentare, fornendo nuove intuizioni e tecnologie da utilizzare sia nello spazio che sulla terra. |
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Descrivete una giornata sulla Luna per il vostro equipaggio di astronauti del Moon Camp.
Una giornata tipica per gli astronauti inizia al mattino, con tutti e sei i membri dell'equipaggio che si svegliano alla stessa ora. I turni di lavoro vengono evitati di proposito, perché avere più persone intorno migliora notevolmente il benessere psicologico degli astronauti. Solo nel caso in cui un esperimento necessiti di una supervisione costante, i turni saranno pianificati in base alle necessità. Per prima cosa, tutti gli astronauti faranno colazione insieme. Il cibo sarà in parte autoprodotto dalla fattoria aeroponica della base e in parte portato dalla Terra per garantire un sano apporto di nutrienti vitali che non possono essere raccolti dalla fattoria. Mentre si fa colazione, il controllo della missione sulla Terra informa l'equipaggio sul programma giornaliero. In una giornata tipica, ci saranno probabilmente un paio di esperimenti da condurre e un lavoro di manutenzione per la base. In questo esempio, gli astronauti proveranno a rendere fertile la regolite. Un esperimento di questo tipo può essere fatto solo sulla Luna e fornisce preziose informazioni per le future colonie lunari o marziane. Inoltre, due ingegneri si avventureranno fuori dalla base per controllare ed eventualmente riparare un pannello solare che non produce elettricità. Saliranno sulle loro tute spaziali attaccate alla base e cammineranno lungo il cavo che conduce dall'ombra dove si trova LunEx alle aree sempre illuminate dal sole del cratere Peary, dove si trovano i pannelli. Nel corso della giornata, l'equipaggio farà a turno per allenarsi in palestra, per prevenire gli effetti negativi della microgravità sul corpo. Una volta terminato il lavoro della giornata, l'equipaggio si ritrova per cenare insieme. Dopodiché, c'è un po' di tempo libero per chiamare la famiglia e gli amici sulla Terra, giocare con gli altri astronauti o semplicemente osservare il paesaggio lunare attraverso una delle spesse finestre in Perspex. Al termine della giornata, tutti gli astronauti si riuniscono nella sala per dormire per riposare un po' dopo una giornata faticosa ma significativa sulla Luna. |