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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: offensive lunar

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市    Cina 19   4 / 2   Design con il massimo dei voti - Stati non membri dell'ESA


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

A fronte del rapido aumento della popolazione terrestre, della progressiva scarsità di varie risorse e dell'estrema difficoltà di esplorare gli oceani, l'esplorazione e la migrazione nello spazio esterno rappresentano un'ottima direzione di sviluppo e la luna più vicina è un'ottima scelta. Il nostro progetto sarà un campo pilastro per la futura esplorazione lunare. Non solo fornirà un ambiente di vita, di ricerca scientifica e di altro tipo ai futuri astronauti che esploreranno la luna, ma diventerà anche un pilota per la futura migrazione sulla luna.

Il nostro campo è composto principalmente da quattro parti: sala di controllo, area di soggiorno, area delle piante verdi e sala di ricerca. Considerando che gli esploratori del mese scorso erano persone che avevano vissuto sulla Terra per molti anni e che dovevano rimanere a lungo sulla Luna, il nostro campo ha fornito un ambiente il più possibile simile a quello terrestre, riducendo il trauma psicofisico degli astronauti in un ambiente chiuso, sconosciuto e con un solo lavoro.

Il sistema chiuso del nostro campo adotta i più recenti risultati sperimentali del "Moon Palace 365", in modo che l'acqua e l'ossigeno siano rigenerati a 100% e la rigenerazione del cibo a 83%, raggiungendo al contempo una copertura completa della rete del campo, in modo che quasi tutte le attrezzature possano essere controllate attraverso la rete, gli astronauti possano completare lavori difficili e pericolosi in un ambiente a bassa gravità controllando i robot, in modo che gli astronauti possano vivere più comodamente sulla Luna.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il nostro campo lunare è stato costruito vicino al cratere Shackleton, dove le cime ai bordi del cratere erano esposte alla luce del sole per quasi tutto il tempo, dando accesso a una risorsa luminosa estremamente ricca, mentre l'interno era sempre in ombra. Le aree in ombra delle regioni polari contengono il ghiaccio d'acqua necessario all'uomo e possono essere utilizzate anche per produrre carburante. Inoltre, la bassa temperatura interna, che agisce come una trappola fredda, può catturare e congelare i volatili e l'umidità rilasciati quando i meteoriti colpiscono la Luna. La bassa temperatura sul fondo del cratere è un luogo ideale per l'osservazione a infrarossi e può servire in futuro come punto di osservazione per grandi telescopi a infrarossi. Il monte Malaput, a 120 chilometri di distanza, è visibile dalla Terra e può essere utilizzato come stazione di radiotrasmissione.

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

La maggior parte dei materiali da costruzione per i nostri campi può essere reperita localmente. Otteniamo principalmente le ricche risorse metalliche del suolo lunare attraverso il metodo dell'elettrolisi del suolo lunare fuso e la riduzione a idrogeno dell'ilmenite. Nel metodo dell'elettrolisi del suolo lunare fuso, possiamo mettere direttamente il suolo lunare nello strumento di elettrolisi e usarlo direttamente senza alcun trattamento; e ai due poli, possiamo generare rispettivamente leghe metalliche o metalli e l'ossigeno di cui abbiamo bisogno sulla Luna. Nell'ilmenite ridotta a idrogeno, utilizziamo l'ilmenite con livelli più elevati sulla Luna per ottenere materiali da costruzione e ossigeno attraverso una reazione di riduzione; allo stesso tempo, poiché il suolo lunare è ricco di idrogeno a causa dell'influenza del vento solare, durante la reazione si verifica una grande quantità di reazioni collaterali di idrogeno o acqua.

Oltre a usare il metallo come materiale da costruzione, utilizziamo anche la tecnologia di stampa D-shape-3D per costruire direttamente gli edifici. Possiamo utilizzare il basalto lunare o altri minerali lunari come materie prime per la stampa 3D e possiamo aggiungere polietilene per rendere il materiale stampato più resistente alle radiazioni. Inoltre, i materiali stampati con la tecnica D-shape hanno una durezza e una durata di vita molto più elevate rispetto al cemento armato. A lungo termine, man mano che l'esplorazione umana della Luna diventerà più approfondita e la tecnologia più avanzata, la tecnologia di stampa 3D con materiali facili e di alta qualità sarà la scelta migliore.

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

Temperatura: Isolare la temperatura esterna, utilizzare una pompa capillare per controllare la temperatura nel campo e affidarsi alla dipendenza dei tubi di calore tradizionali dalla gravità.

Radiazioni: Per prima cosa abbiamo reso le pareti del campo sufficientemente spesse, in secondo luogo abbiamo mescolato sostanze contenenti idrogeno in alcuni materiali da costruzione per aumentare la barriera alle radiazioni, e infine abbiamo fornito agli astronauti alimenti ricchi di vitamine A e C per la dieta quotidiana, riducendo gli effetti delle radiazioni e migliorando l'immunità.

Polvere lunare: Utilizziamo metodi attivi e passivi di rimozione della polvere sviluppati dalla NASA e dagli ingegneri di Kavia Manyap della Boeing per rimuovere la polvere lunare trasportata dentro e fuori dal campo; rivestimento atomico al biossido di titanio per ridurre i danni della polvere lunare alle strutture esterne.

Meteoriti: Il sito presenta un minor numero di attacchi di meteoriti e le pareti del campo sono abbastanza forti da resistere all'impatto di meteoriti di piccole e medie dimensioni.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

L'acqua si ottiene direttamente con il ghiaccio d'acqua e l'estrazione dell'acqua con i razzi. Tuttavia, a causa della grande quantità di idrogeno presente nel suolo lunare, la reazione di utilizzo del suolo lunare per preparare ossigeno e metalli produrrà anche un gran numero di reazioni collaterali per produrre acqua, ottenendo indirettamente l'acqua.
Inoltre, l'acqua del nostro campo è riciclabile al 100%, quindi non c'è assolutamente bisogno di preoccuparsi di non rimanere senza acqua nel nostro campo quando l'acqua è di ampia provenienza e riutilizzabile.

All'inizio, tutti i tipi di cibo venivano trasportati dalla Terra. Quando il sistema chiuso del campo sarà ufficialmente operativo, per quanto riguarda gli alimenti verdi, come le verdure, potranno essere consumati nel campo attraverso la coltivazione senza terra, e il ciclo di crescita delle piante idroponiche è breve, il che può garantire agli astronauti di mangiare verdure fresche; per quanto riguarda le proteine che il corpo umano deve integrare, possono continuare ad essere trasportate dalla terra, e possono anche essere integrate da alimenti stampati da microrganismi.
Dato che possiamo rigenerare fino all'83% del nostro cibo nel nostro accampamento, non c'è quasi carenza di tutti i tipi di cibo nel nostro accampamento, anche se non forniamo cibo dalla Terra.

Attualmente, l'energia principale utilizzata nel campo è l'energia solare e l'energia dell'idrogeno.
Il campo si trova al polo sud della luna, ha ricche risorse di luce e la luna non ha atmosfera, l'efficienza della generazione di energia luminosa è 1,5 volte quella della terra, e usiamo pannelli solari ruotabili giorno per giorno per far sì che i pannelli solari ottengano la luce migliore. L'energia solare è quindi attualmente la fonte di energia preferita dai campi. Ma grazie alla maturità della tecnologia di trasporto dell'idrogeno e alla facilità di produzione dell'idrogeno nel mese di reazione, l'energia dell'idrogeno è anche la principale fonte di energia nel nostro campo.
A lungo termine, la luna contiene una grande quantità di triossido di elio, che è la principale materia prima per la fusione nucleare pulita, efficiente e sicura, quindi l'energia nucleare dovrebbe essere la fonte energetica del campo futuro.

L'ecosistema del nostro campo può sostenere la composizione dell'aria del campo quasi come la Terra, con livelli di ossigeno a circa il 21%, azoto a circa il 78% e meno dell'1% di vapore acqueo, anidride carbonica e altri gas inerti. Tra questi, i gas inerti che possiamo comprimere dalla Terra e trasportare sulla Luna; l'anidride carbonica sta appena iniziando a essere trasportata dalla Terra, e l'anidride carbonica potrà essere autosufficiente in seguito, quando l'ecosistema del campo si stabilizzerà. L'ossigeno può essere ottenuto tramite elettrolisi del suolo lunare, elettrolisi dell'acqua e altri metodi. I livelli più alti di azoto devono essere ottenuti trasportandoli dalla Terra ed estraendoli dal suolo lunare.

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

Lo scopo principale del nostro campo lunare è quello di esplorare e sviluppare ulteriormente la Luna. Sebbene la Luna sia il pianeta più vicino a noi, l'umanità ne conosce solo una piccola parte e non sappiamo se sulla Luna ci siano altre risorse che non abbiamo scoperto. Pertanto, abbiamo creato un campo lunare come base per l'esplorazione lunare, esplorando la Luna attraverso rover lunari senza equipaggio e con equipaggio, per poi sfruttare e raccogliere le risorse esplorate attraverso il veicolo di sviluppo delle risorse lunari.

E poiché i futuri esseri umani sono destinati a immigrare sulla Luna, il nostro campo può anche raccogliere dati su tutti gli aspetti della vita umana sulla Luna, gettando le basi per la futura migrazione sulla Luna, in modo che la vita dei coloni lunari sia più sicura e confortevole.

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

Alle 7:00, l'astronauta di turno è tornato per effettuare le regolazioni del riposo e gli altri astronauti si sono svegliati dal sonno. Alle 7:15 gli astronauti si sono alzati e sono andati in bagno per lavarsi. Alle 7:30 gli astronauti entrano nell'area fitness o fanno il giro della strada principale della zona abitativa per l'esercizio fisico mattutino, mentre gli astronauti incaricati della dieta del giorno entrano nel ristorante per preparare la colazione secondo la ricetta. Alle 8:00 gli astronauti sono entrati nel ristorante per fare colazione al termine degli esercizi mattutini. Alle 8:30 gli astronauti sono entrati nella sala conferenze per organizzare gli incarichi della giornata. Dalle 8:40 alle 11:40 gli astronauti hanno iniziato le loro missioni. Alcuni prendono un rover lunare con equipaggio per esplorare la Luna, altri si recano nelle sale di controllo e di ricerca per rilevare e analizzare i dati, altri ancora si recano nelle aree verdi di vegetazione per osservare la crescita delle piante. Dalle 11:50 alle 12:30 è l'ora del pranzo, in base alla ricetta degli astronauti per consumare pranzi diversi, reintegrando tempestivamente i nutrienti necessari, in modo da garantire la salute degli astronauti. Gli astronauti che vanno a esplorare la Luna possono mangiare il cibo sostanzioso che portano dal campo. Dalle 12:40 alle 14:00 è tempo libero. Gli astronauti possono fare una pausa pranzo o recarsi nell'area verde per ammirare il paesaggio lunare. Se si avverte un disagio fisico o psicologico sulla Luna, ci si può recare alla cabina medica della sala medica per effettuare dei test, e il computer preparerà un piano di trattamento appropriato per gli astronauti in base ai dati. Dalle 14:10 alle 18:40, gli astronauti sono ancora in missione. Gli astronauti che erano partiti alle 19:00 sono tornati al campo e hanno iniziato a cenare. Gli astronauti che escono a cena possono condividere con gli altri i risultati della giornata. Dopo la cena, gli astronauti hanno iniziato a muoversi liberamente, guardando la Terra dalla Luna attraverso un telescopio o parlando con le loro famiglie sulla Terra. Alle 21:00, gli astronauti hanno prima riassunto la giornata nella sala conferenze e poi sono tornati a casa per iniziare a fare il bagno e riposare. L'astronauta incaricato del turno di notte si è recato nel magazzino nell'area delle piante verdi per controllare le riserve di cibo e prelevare gli ingredienti necessari per il giorno successivo, quindi è entrato nella sala di controllo per iniziare il turno.

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