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Galleria Moon Camp Pioneers 2021-2022

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.

Team: Discoverers

Collegio Vasco da Gama  Sintra    Portogallo 18, 17   4 /


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il campo lunare del Discoverer consentirebbe agli astronauti di vivere e lavorare sulla Luna, pur possedendo diverse strutture secondarie responsabili di garantire l'approvvigionamento energetico di tutte le apparecchiature, - pannelli solari - le comunicazioni tra gli astronauti e tra la Luna e la Terra, - antenne - e l'immagazzinamento di energia e risorse - batterie ad alta efficienza e serbatoi per acqua, carburante, regolite e gas.

Per ridurre i costi e promuovere la sostenibilità, il team ha progettato una base che fornisse il massimo comfort occupando la minima superficie possibile e richiedendo la minor quantità possibile di risorse.

Lo spazio abitativo sarebbe situato nel sottosuolo e diviso in due aree, una per il lavoro e una per il tempo libero, in modo da poter stabilire una chiara distinzione tra le ore di lavoro e quelle di riposo. La cucina sarebbe un'area comune, dove gli astronauti potrebbero trascorrere insieme parte del loro tempo di riposo, ma ognuno di loro avrebbe una camera da letto separata, per una maggiore privacy.

Al livello della superficie si troverebbero solo la camera di compensazione e il modulo di stoccaggio e manutenzione del rover, dove verrebbero conservati anche i campioni lunari prima di essere analizzati in laboratorio. Le divisioni sotterranee sarebbero accessibili tramite un ascensore principale, per persone e merci, e un ascensore secondario, solo per le persone, da utilizzare in caso di emergenza.

Sarebbero disponibili anche diversi rover con equipaggio, per consentire agli astronauti di condurre missioni sul suolo lunare che potrebbero comportare distanze maggiori. Una rampa di lancio per astronavi consentirebbe il trasporto di merci e persone tra la Terra e la Luna.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

La posizione del campo lunare sarebbe il cratere Clavius. Questo cratere si trova al Polo Sud della Luna e al suo interno è presente dell'acqua, sotto forma di ghiaccio. Gli astronauti non solo potrebbero sfruttare quest'acqua per uso personale o agricolo, ad esempio, ma questo luogo offre anche una grande esposizione alla luce solare, che garantisce l'approvvigionamento energetico della base lunare.

Il cratere Clavius diventa il luogo ideale per tutti i motivi sopra citati e, inoltre, per garantire che la temperatura non subisca enormi oscillazioni.

2.2 Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Descrivete le tecniche, i materiali e le vostre scelte progettuali.

Per costruire il campo lunare, il primo passo sarebbe quello di inviare sulla Luna rover autonomi e macchine per l'alesaggio, poiché la maggior parte del campo si troverebbe nel sottosuolo. Le perforatrici sarebbero responsabili dello scavo del suolo lunare, mentre i rover costruirebbero e assemblerebbero i diversi moduli della base sul posto, utilizzando stampanti 3D per i componenti interni, come i tubi, e producendo calcestruzzo lunare per tutte le pareti esterne, comprese quelle delle divisioni sotterranee. Il calcestruzzo lunare viene prodotto utilizzando la regolite lunare e l'urea ricavata dall'urina umana, che agisce come plastificante, riducendo la quantità di acqua necessaria per la costruzione sulla Luna. La sua resistenza consente di utilizzarlo per le fondamenta delle strutture. Inoltre, offre una protezione aggiuntiva agli astronauti dalle dure condizioni lunari, come le temperature estreme e i livelli di radiazioni letali.

Una volta completata la struttura della base e una volta che l'ambiente è adeguato, i pezzi di equipaggiamento e i mobili leggeri verrebbero trasportati sulla Luna insieme ai primi astronauti, che li sistemerebbero all'interno della base. In questa fase verrebbero inviati sulla Luna anche i rover più grandi con equipaggio per gli astronauti. Se necessario, in futuro si potrebbero aggiungere altri moduli alla stazione spaziale, per ospitare più astronauti, con la produzione di cemento lunare e la stampa 3D di ulteriori componenti.

Costruendo la base sul posto, con materiali lunari e utilizzando mobili leggeri, i costi associati al trasporto e alla costruzione verrebbero drasticamente ridotti.

2.3 L'ambiente sulla Luna è molto pericoloso per gli astronauti. Spiegate come il vostro campo lunare li proteggerà. (massimo 150 parole)

La base lunare dovrebbe proteggere gli astronauti dalle dure condizioni lunari e dai pericoli, soprattutto le fluttuazioni estreme di temperatura, l'impatto dei meteoriti, i livelli di radiazioni nocive e l'inesistenza di un'atmosfera.

In primo luogo, poiché il campo sarebbe stato situato al polo sud, gli astronauti sarebbero stati esposti a fluttuazioni di temperatura significativamente inferiori rispetto a quelle registrate in altre regioni della Luna. Inoltre, grazie all'esposizione permanente alla luce solare, la produzione di energia sarebbe stata costante e una parte di essa avrebbe potuto essere utilizzata per il riscaldamento.

La maggior parte della base sarebbe situata sottoterra, fornendo un livello di protezione permanente contro l'impatto di meteoriti e radiazioni letali. Sebbene questa opzione comporti costi più elevati, a causa degli scavi necessari per la costruzione della base, la sicurezza è notevolmente maggiore.

Il principale materiale da costruzione, il calcestruzzo lunare, fornirebbe un'ulteriore protezione dalle radiazioni nocive, dalle fluttuazioni di temperatura e dal vuoto esterno.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

Inizialmente, l'acqua verrebbe portata dalla Terra, poiché non ci sono attrezzature che ne consentano l'estrazione sulla Luna. In seguito, verrebbe ottenuta dal ghiaccio lunare. Tuttavia, è necessario condurre ricerche adeguate per valutare l'impatto dell'estrazione del ghiaccio lunare. Il riciclo dell'acqua avverrebbe in modo permanente.

Inizialmente, tutto il cibo sarebbe stato portato dalla Terra. In seguito, la maggior parte degli ortaggi sarebbe stata coltivata sulla Luna, in serre situate nel sottosuolo. In questo modo si utilizzerebbe l'illuminazione artificiale, che consentirebbe di regolare la quantità di tempo in cui le piante sarebbero esposte alla luce, ma anche di proteggerle dai livelli di radiazioni nocive, poiché non sarebbero esposte alla luce solare diretta. I rifiuti degli astronauti potrebbero essere utilizzati come fertilizzanti, contribuendo alla sostenibilità della base. Per completare la dieta delle persone con altri nutrienti, soprattutto proteine, alcuni prodotti alimentari verrebbero portati costantemente dalla Terra.

La maggior parte dell'energia necessaria al funzionamento della base lunare proverrebbe da pannelli solari situati sulla superficie. Poiché il campo lunare è situato al polo sud, l'esposizione alla luce solare sarebbe essenzialmente permanente. Tuttavia, per evitare scenari in cui i pannelli solari non sarebbero disponibili, come in caso di malfunzionamento o durante le eclissi lunari, sulla base verrebbero installate batterie ad alta efficienza, che fornirebbero tutta l'energia necessaria per un breve periodo temporaneo, fino a quando i pannelli solari non tornassero disponibili. Un po' di carburante verrebbe portato dalla Terra e conservato in serbatoi da utilizzare in caso di emergenza.

Inizialmente, l'atmosfera respirabile per la base sarebbe importata dalla Terra, con i gas trasportati sulla Luna in serbatoi di aria compressa. In seguito, con tutte le attrezzature già in funzione, l'ossigeno potrebbe essere ottenuto dall'elettrolisi dell'acqua o della regolite lunare. Il processo di estrazione dell'ossigeno dalla regolite, sebbene altamente efficiente, richiede grandi quantità di energia e attrezzature industriali avanzate, per cui inizialmente dovrebbe essere adottato come processo sperimentale. Anche l'anidride carbonica sarebbe un gas essenziale. Recenti studi confermano l'esistenza di trappole fredde di anidride carbonica lunare, ma non garantiscono la presenza di anidride carbonica solida in esse, quindi gli astronauti dovrebbero fare delle ricerche per stabilire se l'anidride carbonica esiste e se sarebbe fattibile estrarla. In caso contrario, potrebbe essere importata dalla Terra, come sempre accade con l'azoto.

2.5 Spiegate quale sarebbe lo scopo principale del vostro Campo Luna.

Lo scopo principale del campo lunare sarebbe quello di effettuare ricerche scientifiche sulla Luna. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per studiare i campioni lunari o le condizioni ambientali, oltre ad altri aspetti importanti. Gli astronauti lavorerebbero insieme per riuscire a portare informazioni utili sulla Terra. Inoltre, avrebbero l'opportunità di vivere per un periodo di tempo più lungo nello spazio, fornendo una visione cruciale di come sarebbe la vita su pianeti lontani.

3.1 Descrivete una giornata sulla Luna per l'equipaggio del vostro Moon Camp.

Il campo lunare sarà abitato inizialmente da 5 astronauti: due ingegneri, un medico, un biologo e un geologo.

La giornata inizia intorno alle 7. Gli astronauti si svegliano, escono dalle loro stanze e si recano in bagno, dove si occupano della loro igiene personale. Poi vanno in palestra per tenersi in forma e fanno un'ora di esercizio fisico, secondo le raccomandazioni del medico. Più tardi, si ritrovano in cucina per fare colazione.

In seguito, gli astronauti iniziano a lavorare. Uno degli ingegneri controllerà l'elettrolisi dell'acqua e del regolite. L'altro ingegnere seguirà i pannelli solari e le batterie, essendo responsabile della loro manutenzione e delle loro prestazioni. Il medico dovrà elaborare un piano di dieta e di esercizio fisico per gli astronauti. Può anche studiare gli effetti della gravità lunare sul corpo umano per lunghi periodi di tempo. Il biologo deve occuparsi delle piante, controllando la temperatura e l'umidità. Il geologo raccoglie e analizza i campioni lunari in laboratorio.

Verso le 13.00, gli astronauti pranzano per ricaricare le batterie. Trascorrono un po' di tempo insieme in cucina. Quando si sentono pronti, tornano al lavoro fino alle 18. A questo punto, gli astronauti fanno una doccia e cenano. Quando si avvicina la notte, si recano nella loro stanza personale, dove possono rilassarsi e parlare con le loro famiglie, stabilendo comunicazioni con la Terra. Finiscono per andare a letto verso le 22.00, in modo da riposare a sufficienza per il giorno successivo, affinché sia ancora più produttivo di quello precedente.

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