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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: Mission Eos

Salesiani di Lisbona - Uffici di São José  Lisbona    Portogallo 18, 17   6 / 2


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

La base "Hermes", che prende il nome dall'antico dio greco dei messaggeri e dell'astronomia, rappresenta il nostro desiderio di diffondere tutte le conoscenze acquisite attraverso di essa, relative all'Universo, al resto dell'Umanità.

La base lunare sarà essenzialmente divisa in due componenti: una situata all'interno del Monte Malapert e una all'esterno.

In primo luogo, all'interno della montagna, si trovano le stanze degli astronauti, i bagni, una palestra, una sala comune, una caffetteria e una sala comunicazioni. Qui si troveranno anche gli scomparti per lo stoccaggio e il filtraggio dell'acqua. Inoltre, ci sarà anche l'accesso a un magazzino, per il cibo e altri materiali, che potrà essere usato come bunker, in caso di tempeste solari.

Ai margini dell'interno della montagna, si possono trovare centri di ricerca e di osservazione, nonché locali di conversione dell'elettricità e di stoccaggio. All'ingresso della base, tra questi luoghi, ci sarà un piccolo scomparto progettato per il filtraggio delle tute degli astronauti al loro arrivo, in modo da evitare che la polvere lunare entri nell'aria della base.

In secondo luogo, all'esterno, ci saranno diverse serre e un punto di atterraggio e/o decollo. Sulla cima della montagna si trovano i pannelli solari, che forniranno elettricità alla base.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

La base sarà costruita al Polo Sud della Luna, più precisamente nella regione del monte Malapert. Questa regione è ideale perché è esposta alla luce del sole per 90% dell'anno, quindi non è soggetta ad ampie variazioni di temperatura giornaliere come altre regioni lunari, dove può variare, in un lasso di tempo molto breve, tra 100ºC e -150ºC. Un altro vantaggio è che consente un uso redditizio dei pannelli solari.

Inoltre, questa montagna si trova vicino a crateri come Shackleton, che sono permanentemente in ombra e abbondano di risorse naturali essenziali che possono garantire l'autosufficienza della base, come ghiaccio e minerali. Offre anche un punto di atterraggio strategico e un'area di comunicazione, poiché Malapert è visibile dalla Luna e da Shackleton.

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

A causa del prezzo e della distanza, una missione umana iniziale sarebbe stata sconsigliabile. Abbiamo invece optato per affidare i primi passi a robot resistenti che possono essere controllati a distanza dalla Terra e che costruiranno la struttura di base che in seguito accoglierà le spedizioni umane. Questa struttura sarebbe stata realizzata in alluminio, un materiale leggero e resistente, e ricoperta (se necessario) da 80 cm di regolite, in modo da proteggere la base dalle radiazioni.

Nella prima fase di costruzione, ci sarebbe un robot, capace di scavare e costruire una stampante 3D per creare materiali adeguati sulla Luna, acqua e microalghe, in modo da iniziare a fertilizzare il suolo lunare, e pannelli solari. Tutti i processi di costruzione saranno monitorati a distanza dall'uomo e realizzati dai robot..

La seconda fase consisterebbe in una spedizione umana, che porterebbe anche materiali per la costruzione di serre (struttura, luci LED, ecc.), acqua, semi, fertilizzanti e un sistema di filtraggio dell'acqua, per purificare il ghiaccio estratto dal suolo lunare. Alla fine di questo processo, la base sarà diventata autosufficiente.

La terza fase sarà dedicata alla cura di eventuali dettagli tecnici relativi alla funzionalità della base e alla costruzione di un osservatorio che fornirà agli astronauti dati scientificamente rilevanti.

La quarta e ultima fase è l'apertura della struttura all'economia mondiale, cioè sarà consentito l'intervento di fondi privati, che saranno fondamentali per lo sviluppo di una città lunare.

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

Quando si parla della porzione di base situata all'interno della montagna, la protezione dalle radiazioni e dall'impatto dei meteoriti è già garantita, così come dalle variazioni estreme di temperatura, poiché, al suo interno, sono relativamente stabili (variano tra -50ºC e -20ºC). 

Inoltre, poiché è necessario garantire la protezione dalla polvere lunare, altamente nociva per il benessere dell'uomo, ci sarà una camera d'ingresso dove la polvere verrà separata dalle tute degli astronauti, utilizzando processi elettromagnetici, nonché un sistema di ventilazione lungo la base, che filtra queste particelle dall'aria.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

Inizialmente, l'acqua dovrebbe essere inviata alla base in sacchi, attraverso navette spaziali e veicoli di rifornimento, come quelli utilizzati dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Poiché in futuro la base avrà uno scopo commerciale, potrà essere rifornita da navi in visita, se necessario.
Inoltre, nella base verrebbe utilizzato un sistema di filtraggio dell'acqua, simile a quello della ISS, che consentirebbe di riciclare fino a 93% dell'acqua utilizzata nella base, compresi gli escrementi degli astronauti. Questo sistema è composto da filtri, depuratori e un distillatore a forma di barile rotante, in modo da creare maggiore gravità, consentendo una migliore separazione tra l'acqua e i residui.
Un'altra opzione è l'estrazione di acqua (ghiaccio) dal suolo lunare, che è abbondante al Polo Sud, utilizzando diversi tipi di tecnologie.

Come per l'acqua, in una prima fase il cibo verrebbe acquisito principalmente attraverso missioni di rifornimento, che porterebbero pasti disidratati.
Tuttavia, il cibo si otterrebbe anche, progressivamente, soprattutto attraverso le verdure piantate nelle serre idroponiche, poiché il suolo lunare è sterile. In queste serre ci sarebbero diversi tipi di lattughe e cavoli, come avviene nella ISS, ma con l'aggiunta di patate, piselli e persino soia, grazie ai valori nutrizionali di questi ortaggi. Anche una piantagione di angurie o cetrioli sarebbe una buona opzione, poiché sono molto ricchi di acqua (che potrebbe essere riutilizzata) e zuccheri. Le piante sarebbero esposte alle radiazioni emesse dalle luci LED (soprattutto quelle rosse).

L'energia sarebbe ottenuta principalmente attraverso pannelli solari situati vicino alla base, poiché l'area in cui si trova è permanentemente esposta alla radiazione solare.
Si otterrebbe contemporaneamente attraverso le microalghe, che verrebbero poi utilizzate per creare biocarburanti, trasformati dai lipidi estratti dalle alghe. Questi carburanti potrebbero essere utilizzati in generatori specificamente destinati ad essi.
Una parte dell'energia prodotta dai pannelli solari e dai generatori verrebbe immagazzinata in batterie e conservata come scorta in caso di emergenza, come ad esempio un guasto al sistema dei pannelli solari.
Inoltre, l'elettrolisi dell'acqua, che verrebbe utilizzata principalmente per la produzione di ossigeno, ha come sottoprodotto anche l'idrogeno. Questo idrogeno, in un procedimento chimico "inverso", reagirebbe con l'ossigeno, poiché questa reazione genera elettricità.

In una prima fase, prima che la base fosse completamente autosufficiente, l'ossigeno sarebbe stato compresso e portato sulla Luna dalla Terra.
Uno dei procedimenti principali per ottenere l'ossigeno sarebbe l'elettrolisi dell'acqua, come già detto. In tutta la base ci sarebbero sistemi di ventilazione e filtraggio dell'aria, che catturerebbero l'anidride carbonica e altri gas nocivi, prodotti in quantità minori.
Il giardino vegetale, così come le microalghe, sarebbero una fonte affidabile di ossigeno, grazie alla fotosintesi di questi organismi, che catturano il carbonio e rilasciano il gas desiderato.
Inoltre, il suolo lunare è ricco di ossigeno, poiché ogni metro cubo di regolite ne contiene circa 630 kg, il che rende l'estrazione dal suolo un'opzione fattibile.
L'ossigeno prodotto verrebbe stoccato in serbatoi pressurizzati, progettati in modo da ridurre al minimo le perdite di gas e monitorare tutte le differenze di pressione.

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

Lo scopo principale della missione è quello di creare una base autosufficiente che permetta di stabilire la vita umana sulla Luna.

Pertanto, gli studi e le indagini sulla Luna e sulle sue caratteristiche sono fondamentali per lo sviluppo di strutture destinate all'abitabilità dello spazio. In termini di studi e scoperte scientifiche, la base funzionerebbe contemporaneamente come osservatorio spaziale e potrebbe, in futuro, servire come luogo dedicato allo studio dei meteoriti, portati dalla loro orbita al suolo lunare.

In una fase successiva della missione, la base potrebbe fungere da stazione di rifornimento, utilizzando una stazione di attracco orbitale, che funga da apertura all'esplorazione spaziale.

Inoltre, per ottenere un sostegno finanziario, si cercherà di sviluppare il turismo spaziale e di promuovere la privatizzazione e la commercializzazione di alcuni componenti della base lunare.

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

(Abbiamo deciso di concentrarci sulla routine quotidiana del capitano, perché sarebbe stata la più completa).

Alle 6:45 gli astronauti si svegliano e hanno 15 minuti di tempo libero per prepararsi alla giornata. Poi, praticheranno la loro routine quotidiana di esercizi fisici in palestra fino alle 8, lasciando un'ora e mezza per prendersi cura della propria igiene, rilassarsi e fare colazione. Durante questo periodo, il capitano discuterà e organizzerà i compiti di ognuno per la giornata. Da quel momento in poi, la routine di ognuno varia a seconda di quanto concordato tra i membri dell'equipaggio.

Tuttavia, il comandante riserverà sempre la sua mattinata a compiti molto specifici, che assicurino il benessere e il funzionamento rispettivamente degli astronauti e della base. Pertanto, valuterà le prestazioni dei sistemi di ventilazione e filtraggio, cercando di analizzare la composizione gassosa del campo e verificando che siano ai giusti livelli. Dovranno anche controllare lo stato delle colture, del compost organico, dell'irrigazione, della temperatura e dell'umidità delle casette delle piante. Successivamente, dovranno ispezionare i sistemi dedicati al trattamento e al riciclo dell'acqua.

Nel tempo rimasto prima del pranzo, supervisioneranno altri compiti in corso, aiutando gli astronauti, se necessario. All'una e mezza, il team pranzerà, preparato dalle persone selezionate al mattino, e si rilasserà.

Un'ora dopo riprendono i compiti, dove il capitano interverrà direttamente. In questo modo, occuperanno la loro giornata con missioni come la ricerca scientifica, la raccolta di dati e l'esplorazione della superficie.

Tra le 17:30 e le 18:00, al termine dei compiti, tutti i membri dell'equipaggio discuteranno tra loro delle prestazioni di ciascuno e delle eventuali difficoltà e ostacoli incontrati durante la giornata. Il comandante darà brevi istruzioni per il resto del pomeriggio e per il giorno successivo.

Fino all'ora di cena, il capitano registrerà gli eventi del giorno e altre informazioni più specifiche relative ai meccanismi della base. Può anche riferirle alla Terra se le condizioni per le comunicazioni sono adeguate.

Dopo la cena, che avrà luogo alle 20:00, tutti avranno tempo per rilassarsi, mentre il comandante farà un ultimo controllo dei sistemi di acqua, aria e cibo. Infine, avranno anche il tempo di riposare, curare l'igiene personale e prepararsi per andare a letto alle 21:30.

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