campo_luna

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: Project “Aeneas”

Scuola secondaria "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulgaria 15   2 / 0


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il progetto "Aeneas" utilizza la tecnologia disponibile oggi e si affida appena a concetti o miglioramenti tecnologici futuri, ancora da realizzare. Nella prima fase abbiamo progettato una base lunare modulare adatta a due membri dell'equipaggio. La nostra base lunare è stata progettata in modo da tenere conto del massimo carico utile durante il trasporto, il finanziamento e la logistica. La prima fase comprenderà il modulo principale che ha funzionalità di base non autosufficienti come il riscaldamento, i sistemi di supporto vitale, le attrezzature per l'addestramento, lo stoccaggio, ecc. Pertanto, per i primi anni la base dovrà fare affidamento su forniture confezionate. Con lo sviluppo del progetto si potrebbero aggiungere altri moduli. Ad esempio, un modulo per la vegetazione che permetta di coltivare o un modulo per la purificazione dell'acqua che trasformi il ghiaccio lunare in acqua potabile. L'equipaggio dovrà essere cambiato ogni 6 mesi a causa delle proprietà degradanti della microgravità sul corpo umano.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Riteniamo che il luogo migliore per la nostra base sia una località ad alta quota che riceva la luce del sole per la maggior parte del tempo e sia vicina al polo nord. Questo sito è ideale per una serie di fattori. In primo luogo, è noto che un'area di questo tipo si trova vicino a crateri scuri e permanentemente in ombra, che potrebbero essere utilizzati come fonte di ghiaccio lunare. Inoltre, la temperatura in queste aree è ideale per l'abitazione umana. Si ritiene che la temperatura sia di circa -500 Celsius e ha poche fluttuazioni. Una di queste località, ad esempio, potrebbe essere l'altopiano quasi soleggiato vicino al cratere Whipple. Nonostante l'altopiano riceva la luce solare per quasi 80% del tempo, dovremo comunque affrontare i pericoli della notte lunare, come le temperature straordinariamente basse e la mancanza di energia solare.

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

La base "Aeneas" sarà costruita con materiali leggeri e allo stesso tempo resistenti. Tali materiali sono il titanio, l'alluminio, l'acciaio e le loro rispettive leghe. Un materiale collaudato per la struttura interna della nostra base, ad esempio, è la lega di alluminio 2219-T6, in quanto è robusta, leggera e resistente. Come accennato in precedenza, la base sarà modulare, in quanto ogni componente separato viene costruito sulla Terra e poi consegnato sulla Luna, dove i moduli si collegano l'uno all'altro attraverso porte di attracco standardizzate. Nel caso in cui il modulo atterri a una distanza considerevole dalla base, ogni modulo sarà dotato di pneumatici speciali, in grado di attraversare la superficie lunare. Le due forme principali dei moduli saranno sfere e cilindri, a causa della differenza di pressione tra l'interno e l'esterno. I moduli di tipo cilindrico saranno dotati di due porte standardizzate, mentre quelli di tipo sferico saranno dotati di due o tre porte a seconda della configurazione esatta. I moduli stessi forniranno una moltitudine di miglioramenti. Con il tempo e l'aggiunta di moduli come il modulo di vegetazione o il modulo di purificazione dell'acqua, la base potrebbe diventare più autosufficiente. Una struttura di questo tipo rende possibile anche l'aggiunta di molti moduli di ricerca che potrebbero avere diverse attrezzature adatte a diverse esigenze. Potenzialmente la base potrebbe essere ampliata con moduli progettati per aumentare la capacità dell'equipaggio o magari per curarne il morale.

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

Le nostre due principali preoccupazioni ambientali sono la temperatura e l'irraggiamento. Come accennato in precedenza, le notti saranno ancora presenti e dovremo tenere conto di temperature fino a - 150 0C o anche - 180 0C. L'isolamento sarà situato tra l'esterno e l'interno e sarà costituito da diversi strati di isolanti termici, come polietilene espanso o poliuretano espanso. Inoltre, tra l'interno e l'ultimo strato di schiuma sarà presente un sottile strato di aerogel. Questa miscela di isolanti proteggerà gli astronauti dalle basse temperature e dalle radiazioni cosmiche. Il nostro team si rende conto che un tale rivestimento di aerogel potrebbe rivelarsi piuttosto costoso. Tuttavia, riteniamo che ne varrà la pena, poiché un migliore isolamento ridurrà notevolmente la quantità di elettricità utilizzata per il controllo della temperatura.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

Il secondo modulo in arrivo sarà il modulo di purificazione dell'acqua. Non solo sarà utilizzato come fonte di acqua potabile, ma fornirà anche campioni per le analisi chimiche. Dopo l'analisi, l'acqua potrà essere trattata attraverso l'elettrocoagulazione, che è stata messa a punto in base alle sostanze chimiche e ai metalli presenti in quella specifica sonda di ghiaccio lunare. Dopo questo processo si tratterà di separare i materiali indesiderati dall'acqua mediante filtrazione. In base alla nostra precedente conoscenza del ghiaccio lunare e ai tassi di efficienza del processo di filtraggio, riteniamo che sia possibile utilizzare parte dell'acqua per scopi igienici.

Con l'arrivo del modulo per la vegetazione, sarà possibile coltivare abbastanza per sostenere in parte l'equipaggio. Lo sviluppo di un modulo adatto ai frutti di mare è possibile, ma dovrà essere realizzato in una fase successiva del progetto. Se verrà realizzato, tuttavia, non solo renderà la base completamente auto-sostenibile in termini di cibo, ma renderà anche possibile l'espansione dell'equipaggio, poiché non sarà più necessario consegnare alimenti non deperibili, ottimizzando di conseguenza lo spazio disponibile per le consegne.

A causa della natura ricca di luce del sito di atterraggio scelto, l'energia solare sarà la principale fonte di energia e farà parte del lancio iniziale insieme al primo modulo e ai rifornimenti. Nonostante il fatto che l'area avrà accesso alla luce solare per quasi 80% del tempo, dobbiamo comunque tenere conto delle notti lunari. Grazie alle ridotte ore di buio, sarà sufficiente caricare le batterie destinate ad alimentare la base. Con l'espansione della base, tuttavia, sarà necessario aumentare il numero di pannelli solari e di batterie per soddisfare la crescente domanda di elettricità.

Nelle prime fasi l'ossigeno dovrà essere importato dalla Terra. Abbiamo sperimentato molti modi per creare l'aria, ma nella maggior parte dei casi otteniamo ossigeno puro o quasi puro, insufficiente per la respirazione. L'aria respirabile è costituita per lo più da composti che possono essere acquisiti sulla Luna. L'ossigeno e il vapore acqueo possono essere acquisiti attraverso l'elettrolisi del ghiaccio lunare e l'anidride carbonica può essere acquisita dai nostri astronauti come rifiuto. Il problema più grande per creare aria sulla Luna è l'azoto, che è l'ingrediente principale dell'aria ed è anche il più complicato da ottenere. La sua concentrazione nell'atmosfera lunare è insufficiente e l'unico modo per ottenerlo è riscaldare la regolite lunare a temperature estreme. In questo modo si separa l'azoto dal regolite e, dopo aver mescolato i gas, si ottiene un composto simile all'aria, adatto alla respirazione.

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

Lo scopo principale di "Aeneas" è quello di condurre studi scientifici volti a sviluppare una potenziale abitazione a lungo termine sulla Luna. Il progetto è il primo passo verso un insediamento lunare permanente completamente autosufficiente. Una delle principali preoccupazioni della base saranno gli effetti degli spazi chiusi e della microgravità sul corpo e sulla mente. Uno degli obiettivi del progetto sarà quello di sviluppare soluzioni a questi problemi per consentire un futuro insediamento permanente sulla Luna. Un obiettivo secondario della base sarà quello di raccogliere dati sulla Luna e condurre ricerche che altrimenti sarebbero piuttosto complicate da realizzare, come ad esempio la raccolta periodica di campioni.

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

Quando le persiane in alluminio si aprono e l'illuminazione notturna si spegne, la stanza si riempie di una luce morbida e calda. Una sveglia suona e la temperatura esterna viene visualizzata su uno schermo di fronte ai sacchi a pelo degli equipaggi. Entrambi si dirigono verso il lato opposto della stanza per fare colazione e prendere un caffè. Dopo venti minuti si recano ai moduli assegnati per la giornata. Attraversano le robuste porte ermetiche della stanza a forma di cubo e conducono una breve manutenzione per garantire la sicurezza del posto di lavoro. Entrambi iniziano la loro giornata lavorativa di 6,5-7,5 ore. Quando si avvicina l'ora di pranzo, entrambi si riuniscono negli alloggi del modulo principale e consumano un pasto a base di cibo proveniente dalla Terra e di colture raccolte localmente. Nella seconda parte della giornata, sarebbe meglio che almeno uno dei due cambiasse attività. Ad esempio, se al mattino hanno analizzato campioni di ghiaccio lunare, nel pomeriggio potrebbero dedicarsi al giardinaggio nel modulo di vegetazione o magari effettuare il controllo settimanale di manutenzione su larga scala.

Alla fine di ogni giornata, tuttavia, entrambi si riuniscono nuovamente per due ore di esercizio. È essenziale per un'esposizione così prolungata alla microgravità, poiché l'esercizio fisico regolare aiuta a rallentare il tasso di riduzione della densità ossea. Sarà anche piuttosto comune per l'equipaggio uscire all'esterno, sia per raccogliere campioni di terreno e ghiaccio che per la manutenzione. Alla fine di ogni giornata gli astronauti pranzano e hanno un po' di tempo libero, a seconda del programma di lavoro del giorno.

Le persiane in alluminio si chiudono per le successive 8 ore e l'unica cosa che illumina la stanza sono delle fioche luci a LED. Non si sente altro che il ronzio costante della ventilazione, mentre entrambi i membri dell'equipaggio si addormentano.

Altri progetti:

  sei geni

 

  Scuola superiore QingPu di Shanghai
    Cina
  Selene

 

  Scuola superiore Nicolaus Copernicus n. 1
    Polonia
  Una piccola scintilla

 

  郑州轻工业大学附属中学
    Cina
  Terra nova

 

  Collegio Bertrand Russell
    Paesi Bassi