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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: Harmonia

"Scuola Nazionale di Informatica "Tudor Vianu  Bucarest    Romania 16, 17   4 / 3


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il Campo Luna Harmonia è un luogo di ricerca e di nuove scoperte. Il valore fondamentale della base è quello di ospitare gli esseri umani nel miglior modo possibile, fornendo allo stesso tempo uno spazio di concentrazione, armoniosamente adatto a qualsiasi area di ricerca che possa essere utile.

Il design asimmetrico del campo lunare consente di ottenere un aspetto unico, con tutti i corridoi che si diramano dal centro di comando, che si trova, come suggerisce il nome, al centro dell'edificio. Harmonia offre strutture che spaziano dalle necessità più comuni (come bagni, docce e cucina) ad aree create per ricerche specifiche e metodi di sostenibilità.

La base contiene due spazi per il deposito dei rover, collegati a un laboratorio scientifico, utilizzato per la maggior parte delle ricerche condotte dagli scienziati. Gli altri studi scientifici in corso sono legati alla sostenibilità e si concentrano principalmente sulla fattoria selenica. Composta da una cupola centrale e da due tori circostanti, la fattoria di Harmonia combina l'agricoltura tradizionale con quella idroponica. Ciò consente di ottenere raccolti diversificati, contribuendo in modo massiccio alla sostenibilità della base.

Un'altra area importante è la cupola medica, dove i parametri vitali dei membri dell'equipaggio vengono controllati e registrati quotidianamente. Qui si fa anche esercizio fisico con la stessa frequenza. In quest'area, la base è rifornita di tutti gli oggetti medici necessari ed è arredata di conseguenza.

La zona giorno è progettata in modo semplice ed efficiente, con camere da letto di piccolo calibro, ma con un ampio spazio di archiviazione.

Infine, i corridoi sono luminosi e di lunghezza moderata, per unire la base in modo equilibrato.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Posizioneremo il nostro campo nel cratere Clavius, situato nell'altopiano meridionale della Luna. Abbiamo scelto questo luogo per le risorse che ci fornirà: luce solare e acqua. Le ricerche hanno dimostrato che nel cratere non ci sono zone permanentemente in ombra e che solo i siti situati sul lato esterno dei versanti meridionale e occidentale sono meno illuminati durante il giorno lunare. Per questo motivo, pensiamo di fare base nella sua regione settentrionale. Quando la luna completerà un'orbita completa, i nostri pannelli solari convertiranno la luce solare di 2 settimane in elettricità che alimenterà la nostra base e ne garantirà la funzionalità per un periodo di tempo più lungo. Inoltre, utilizzeremo il ghiaccio trovato nel suolo del cratere per ottenere acqua liquida, massimizzando le quantità immagazzinate nel campo.

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

La fase di costruzione sarà suddivisa in tre fasi. In primo luogo, invieremo dei robot per iniziare a scavare per i tubi e per realizzare una rampa di lancio definitiva per i razzi, utilizzando solo la polvere lunare per creare il cemento con l'aiuto della stampa 3D. La seconda fase consisterà nell'invio dalla Terra di razzi con parti della base già fabbricate, che i robot collegheranno e collocheranno al loro posto. Queste parti saranno realizzate con materiali in grado di proteggere gli astronauti, ma anche leggeri, in modo da ridurre i costi. La base sarà realizzata in titanio, un metallo in grado di respingere la maggior parte dei pericoli, potendo resistere a una pressione di 63.000 psi. Inoltre, nella composizione delle pareti verrà utilizzato, come additivo, l'alluminio, un metallo leggero che aiuta a bloccare le radiazioni, già utilizzato in modo celestiale sulla ISS e nello spazio. Le finestre della base saranno realizzate in vetro temperato. Infine, le tubature, che sono interrate, saranno composte da due strati, per una maggiore protezione. Tra di essi, ci sarà uno spazio per i robot che potranno entrare e ripararli.

Nella fase finale, gli esseri umani arriveranno con gli oggetti non essenziali per la costituzione, come i mobili. Sarà progettato in modo da essere il più efficiente possibile, in modo da non coprire troppo spazio, ma anche da non rendere difficile la vita degli astronauti.

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

In primo luogo, per la protezione degli astronauti e della base stessa, è costruita con pareti di 0,8 metri di spessore, che assicurano una protezione sia fisica che termica. Lo spazio tra gli strati delle pareti (utilizzato per tubature e cavi elettrici) può servire come ulteriore isolamento termico.

Per schermare il campo lunare dai detriti spaziali, la soluzione più efficace è l'utilizzo di schermi paracolpi Whipple. Questi possono essere montati all'esterno delle aree più importanti dell'edificio o degli spazi che possono contenere sostanze pericolose (esplosive). Un'altra misura di protezione meccanica è l'uso di scudi monolitici, che sono più piccoli e possono essere utilizzati per i restanti spazi della base.

Un altro problema è quello delle radiazioni spaziali, che può essere risolto utilizzando il polietilene per isolare le pareti del campo lunare. Grazie al suo elevato contenuto di idrogeno, è molto efficace nell'assorbire e disperdere le radiazioni.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

All'inizio, gli astronauti porteranno la quantità d'acqua necessaria a garantire la funzionalità della base lunare per due settimane. Durante questo periodo, la base sarà sottoposta a un processo completamente automatizzato di approvvigionamento di acqua attraverso reazioni chimiche. L'acqua così ottenuta, insieme a quella ricavata dalle particelle di ghiaccio trovate nel cratere, sarà trasmessa attraverso le tubature e immagazzinata nei 14 contenitori previsti dal nostro modello, con una capacità di 60 m`3 per modulo. La distribuzione dell'acqua sarà efficiente grazie alle condutture che collegano i contenitori con la fattoria, il centro medico e la cucina.

La dieta degli astronauti sarà basata su verdure e frutta. Ma prima di poterli produrre nella base, dovranno consumare cibo confezionato e in scatola proveniente dalla Terra. Dopo due mesi, potranno mangiare cibo prodotto in una serra idroponica. Le piante saranno polarizzate con l'aiuto di robot, essendo la fattoria degli ululati automatica.
Gli alimenti che verranno principalmente piantati sono: patate dolci e spinaci, per il grande livello di vitamina A che forniscono, fragole, per le grandi quantità di zucchero e vitamina C, cetrioli e pomodori, per la quantità di acqua che contengono. Inoltre, le proteine saranno sostituite dai fagioli, che hanno un numero molto elevato di calorie. Le 2000 calorie giornaliere che una persona dovrebbe assumere saranno fornite attraverso pasti ben bilanciati, preparati utilizzando ricette standard.  

L'energia è una parte fondamentale della base e per produrla utilizzeremo la luce prodotta dal Sole. Poiché la nostra base è posizionata vicino ai poli, avrà luce durante il giorno lunare, che sarà catturata e trasformata in energia dai pannelli solari. L'energia, dopo essere stata catturata, sarà inviata alla SSU e poi, con un'intensità di 150 V alla DCSU. Da lì, la corrente può andare in due direzioni, all'MBSU e poi alla base, ma anche alla BCDU e da lì alle batterie. Se necessario, le batterie contribuiranno a illuminare e a far funzionare la base durante il ciclo notturno. Inoltre, sarebbero utili in caso di malfunzionamento del pannello solare, essendo conservate in modo sicuro.

I sistemi di ventilazione della base hanno due componenti: un circuito che fornisce ossigeno agli esseri umani e un altro che estrae la CO2, trasportandola alla fattoria.
Ci sono scorte permanenti di almeno 70,8 kg di O2 in serbatoi che hanno (circa 30.000 Pa) / alta pressione per ridurre il volume. Questa quantità può sostenere 12 persone per 7 giorni.
L'automatizzazione del processo è possibile grazie a robot e tubature. Le fonti di ossigeno sono due: le reazioni chimiche e la serra. 
L'elettrolisi di H2O è la fase finale della produzione di ossigeno. Prima di questa fase, vengono realizzate reazioni chimiche che includono FeO o FeTiO3 e H₂ per ottenere acqua. I sottoprodotti come il Fe e il TiO3 vengono utilizzati per altre attività del campo lunare, mentre l'ossigeno viene trasportato agli astronauti.
Nel processo di fotosintesi viene elaborato l'ossigeno, che rappresenta un'importante risorsa. La serra elimina la CO2.

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

Il campo lunare ha uno scopo scientifico, incentrato sullo studio della tecnologia e dell'astrobotanica, al fine di ottenere maggiori informazioni per le missioni future. (La colonizzazione della Luna sarebbe impossibile se non si simulassero le situazioni).

I rover e i robot verrebbero (creati e) testati in condizioni reali prima di essere prodotti in quantità industriali. Inoltre, costruirli con risorse locali è il primo passo verso la sostenibilità. Gli ingegneri e i programmatori lavorano su nuovi modelli, migliorandone l'efficienza.

La coltivazione delle piante comporta tecniche diverse nello spazio rispetto alla Terra. Gli esperimenti geologici forniranno dettagli sulla composizione del suolo lunare e sulle proprietà di altre rocce. I botanici studiano l'adattamento delle piante, cercando di creare l'ambiente ideale per una crescita efficace.

Inoltre, la base può ospitare 2 astronauti che non fanno parte del team, se hanno bisogno di un alloggio mentre lavorano ad altre missioni o durante le emergenze.

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

La giornata di tutti inizia meglio dopo un'adeguata quantità di sonno, e l'equipaggio del Campo Lunare Harmonia non è diverso. Anche se leggere l'ora può essere complicato sulla Luna, gli astronauti seguiranno un preciso programma di sonno, assicurando i migliori tassi di produttività.

Dopo la routine mattutina, a ogni membro dell'equipaggio vengono presentati i rispettivi compiti della giornata. A seconda dei ruoli, le liste di controllo dei membri dell'equipaggio variano notevolmente. Gli ingegneri strutturali avranno iniziato il loro lavoro ben prima dell'arrivo dei loro colleghi, assicurandosi che la base garantisca efficienza e comfort. Inoltre, avranno il controllo dei rover della base. Insieme a loro, gli ingegneri elettrici creeranno un sistema elettrico efficiente e ne manterranno la funzionalità. Inoltre, terranno sotto controllo il centro di comando (compresi i filmati di sicurezza).

La priorità del chimico è quella di supervisionare l'evoluzione del progetto (soprattutto in termini di risorse ottenute chimicamente). Può anche partecipare all'analisi delle sonde raccolte dai rover. Allo stesso tempo, il geologo si occuperà della ricerca e della registrazione delle sonde del suolo, segnalando ogni variazione che dovesse apparire.

Ai botanici è affidata l'attività di tenere sotto controllo la fattoria del campo lunare, curando le piante, raccogliendole, ma anche analizzandole periodicamente per ricercare possibili adattamenti alla vita selenica. I programmatori creeranno database per ogni necessità dei compagni di equipaggio e della base stessa, completandoli continuamente con nuove informazioni. La priorità principale del medico è quella di scansionare i parametri vitali di tutti alla fine della giornata, oltre a diagnosticare occasionalmente eventuali pazienti e curarli.

Infine, il capitano deve supervisionare l'attività della squadra e valutare ogni singolo individuo. Inoltre, è colui che assegna i compiti e prende le decisioni esecutive.

I pasti sono preparati ogni giorno da due compagni di equipaggio designati e vengono serviti insieme a tutta l'équipe, un momento che servirà anche a socializzare.

La durata delle sessioni di lavoro varia in base agli eventi che possono verificarsi nella base, ma il programma di lavoro medio non supera le sei ore, dalle 8 alle 16. Il tempo rimanente può essere trascorso nel modo che si preferisce, separatamente o in un contesto sociale; l'unica attività obbligatoria è l'esercizio fisico.

Alla fine della giornata, gli astronauti vanno a dormire alle 22 circa, per prepararsi al giorno successivo.

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