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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: CFS Deep Dark

IX Liceum Ogólnokształcące im. Klementyny Hoffmanowej w Warszawie, XIV Liceum Ogólnokształcące im. Stanisława Staszica w Warszawie, XLI Liceum Ogólnokształcące im. Joachima Lelewela, III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni  Varsavia    Polonia 15   4 / 3


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

L'obiettivo della missione è costruire una stazione di ricerca autosufficiente e un alloggio permanente per quattro persone sul fondo di un cratere.

All'ingresso si trova la chiusa d'aria in cui sono collocati gli airlock della tuta Artemis, le pompe d'aria e i serbatoi. La parte residenziale della base è composta da 7 moduli, 5 dei quali collegati alla sala principale:

  • Due moduli letto (per due persone ciascuno) - lo spazio privato per gli astronauti e il loro luogo di riposo
  • Serra - piantagione e produzione alimentare
  • Tecnico - dispositivo di scongelamento/elettrolisi, dispositivo di raffreddamento/riscaldamento
  • AACM - la stanza per conservare i bioreattori per la purificazione dell'aria e i serbatoi contenenti ossigeno, idrogeno e acqua. Inoltre, la biomassa delle alghe può essere utilizzata per produrre cibo o carburante.
  • Laboratorio - un luogo dove si svolgono ricerche ed esperimenti.
  • Personale - ripostiglio
  • Sala principale - nonostante sia un connettore ha anche una palestra.
2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il luogo scelto per la nostra base è il fondo dello Shackleton, un cratere nel polo sud lunare. A causa del clima rigido e della completa oscurità, questo luogo crea condizioni uniche per un'ulteriore esplorazione. Inoltre, le ricerche attuali indicano la presenza di acqua solida, un fattore indispensabile per la nostra missione. Supponiamo che il fondo di questo cratere possa essere anche geologicamente vario, il che lo rende interessante per gli scienziati.

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

Gli astronauti all'inizio della missione vivranno nell'astronave. A questo punto, devono preparare la base per abitarla. Per la costruzione della base si prevede di utilizzare soprattutto le risorse della Luna e l'autoproduzione per ridurre al minimo la necessità di prendere tutto dalla Terra. I moduli verrebbero trasportati in parti pronte da combinare immediatamente. Il calcestruzzo (il materiale principale che utilizzeremo) sarà prodotto dalla regolite lunare in stanze ermetiche separate dalla base. Esso coprirà la base dalle radiazioni cosmiche. Alcune parti in plastica all'interno del campo lunare saranno prodotte con una stampante 3D. Questo metodo ci permetterà di risparmiare sui costi e di stampare le parti necessarie in caso di rottura. Poi, dopo aver ricoperto i moduli di cemento, gli astronauti ricopriranno la base con polvere di regolite per dare una copertura aggiuntiva alla base.

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

Durante la missione, gli astronauti sono esposti alle radiazioni cosmiche. Una soluzione a questo problema è rappresentata dalle coperture in calcestruzzo costruite con la regolite lunare, che ha la caratteristica di bloccare le radiazioni. Anche uno spesso strato di regolite polverosa sarà d'aiuto. Lo strato di cemento li difende anche dal calore e dalle estreme differenze di temperatura. Poiché la base è stata collocata sul fondo di un cratere, esiste un piccolo pericolo causato da micro meteoriti, poiché i bordi del cratere sono alti. Per prevenire la carenza di luce solare, gli astronauti hanno integrato la vitamina D.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

All'inizio, durante la preparazione dei moduli, utilizziamo l'acqua portata dalla Terra, necessaria per il funzionamento della base. In seguito passiamo interamente all'acqua estratta dal ghiaccio sotto la superficie. A questo scopo, utilizziamo uno speciale rover. Raccoglie il ghiaccio per poi scongelarlo nel dispositivo chiamato Defroster e quindi immagazzinarlo nell'AACM. Abbiamo anche un sistema di filtraggio che permette di riutilizzare l'acqua dei moduli abitativi. Come sulla ISS, vogliamo massimizzare il risparmio di acqua.

Per la produzione di cibo si utilizzerà il metodo idroponico, in cui non è necessario prelevare il terreno dalla Terra. Le piante cresceranno grazie alla tecnica del flusso e riflusso, in cui l'acqua preziosa rimane in circolazione. Questo sistema è privo di rischi, economico e di facile manutenzione. Il fertilizzante sarà prodotto autonomamente dalle sostanze necessarie o successivamente recuperato dagli escrementi degli astronauti. Un terreno di coltura sarà prodotto autonomamente dai micro e macro elementi (tra cui K, P, N, S e Fe, Mn, B). Per la sua leggerezza, si utilizzerà la kermesite come drenaggio. La nostra cultura è composta da 32 file, quindi possiamo essere autosufficienti e assicurare una dieta vegana equilibrata. Verranno integrate solo vitamine come la B12 e la D. Quando le alghe cresceranno a sufficienza, potremo utilizzarle come cibo supplementare per gli astronauti.

L'elettricità verrebbe fornita con due metodi:
Celle a combustibile a idrogeno. L'acqua viene raccolta e immagazzinata in serbatoi. Con il metodo dell'elettrolisi si decompone in ossigeno e idrogeno. Con il coinvolgimento del dispositivo di elettrolisi, viene trasformata in energia per le celle. L'elettricità prodotta da queste celle fornirà al reattore nucleare l'energia necessaria al suo funzionamento.
Ispirandoci all'idea della NASA, vorremmo avere un piccolo reattore nucleare lontano dalla base, che fornisca energia elettrica per lungo tempo.

Per ripulire l'aria gli astroanuts utilizzeranno il modulo AACM (Algae Air Cleaning Module) della nostra base lunare che utilizza la tecnologia delle alghe per catturare la CO2 e trasformarla in ossigeno puro e biomassa. La biomassa prodotta da questo modulo può essere poi convertita in fertilizzanti per le alghe, in carburante o addirittura in cibo. Questo processo utilizza la fotosintesi:
6CO2 + 6H2O + luce → C6H12O6 + 6O2
Il problema di questa idea è l'elevato fabbisogno energetico, che può essere risolto utilizzando celle a combustibile a idrogeno e un reattore nucleare che stiamo progettando di utilizzare come principale fonte di energia. L'intero sistema si troverà in un modulo separato e sarà la fonte principale dell'aria respirata dagli astronauti.

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

Poiché proponiamo di costruire un campo sul fondo del cratere Shackleton, lo scopo principale della missione sarebbe lo sviluppo scientifico e l'acquisizione di conoscenze per missioni future. I crateri lunari rimangono inesplorati, pertanto la ricerca degli astronauti potrebbe avere un enorme impatto sullo sviluppo della scienza. Vorremmo valutare la possibilità di trarre vantaggio da diversi elementi geologici presenti nei crateri lunari. Raccogliendo campioni possiamo raccogliere dati che prima non erano disponibili. La missione sarebbe una grande opportunità per studiare la possibilità di utilizzare le risorse della Luna per la produzione fuori dalla Terra. È anche un'opportunità per sperimentare nuove tecnologie come piccoli reattori nucleari o il filtraggio dell'aria con le alghe.

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

 

Nel corso della giornata almeno uno degli astronauti deve essere sveglio per reagire a eventuali allarmi. Per far sì che ciò avvenga, ogni astronauta dovrà spostare il proprio piano di circa 2 ore. Il piano potrebbe cambiare a causa di esigenze particolari, ma questo verrebbe comunicato dall'equipaggio del gateway agli astronauti durante la finestra di comunicazione. Il piano giornaliero casuale (quando la base è operativa) è il seguente:

Alle 7:00 gli astronauti si svegliano. Inizieranno la mattinata facendo l'igiene e consumando la colazione. Poi faranno metà del loro allenamento quotidiano in palestra.

Alle 8:00 gli astronauti inizieranno l'ispezione di routine della base. Non ci vorrà molto perché i computer riconosceranno tutti i potenziali guasti. Dopo il controllo del computer, gli astronauti daranno una rapida occhiata a tutti i dispositivi separatamente.

Alle 8:30 gli astronauti inizieranno il loro lavoro. Le opzioni da scegliere sono molteplici (alcuni esempi):

  • Passaggio della luna per raccogliere il ghiaccio per lo sbrinatore.
  • Ricerca scientifica in laboratorio o fuori dal campo lunare.
  • Raccolta di campioni esterni.
  • Manutenzione delle piante/alghe.
  • Possibili risarcimenti.

Alle 14:00 gli astronauti faranno una pausa per la cena fino alle 15:30. Durante questo tempo potranno fare quello che vogliono.

Alle 15:30 gli astronauti inizieranno il secondo tempo di lavoro.

Alle 18:00 gli astronauti riceveranno compiti speciali e un piano per il giorno successivo, a causa dell'apertura della finestra di comunicazione (il gateway non sarà sempre sopra le loro teste).

Alle 19:00 inizia l'orario personale degli astronauti. Possono fare quello che vogliono, ma devono fare la seconda metà dell'allenamento in palestra durante questo tempo. Il tempo per dormire inizia alle 22:00.

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