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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: S.P.I.D.E.R.

Scuola nazionale di informatica Tudor Vianu  Bucarest    Romania 16, 17   2 / 0


Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

Il nostro Moon Camp, S.P.I.D.E.R., ha come scopo principale la ricerca spaziale, ma anche la simulazione della colonizzazione di altri pianeti. Darà agli astronauti, ai ricercatori, una comprensione più ampia del nostro Universo e di cosa significhi vivere al di fuori della Terra. Utilizzeremo tutto ciò che abbiamo a disposizione: l'acqua ricavata dal ghiaccio all'interno del cratere Shackleton, la luce solare continua al polo sud e la regolite lunare per la ricerca e persino per la coltivazione di piante. Avremo un rover per i nostri astronauti per viaggiare in altre parti della Luna, e i crateri Shackleton e Shoemaker vicino a noi, che sono anche di interesse scientifico. Il campo si troverà sulla superficie lunare, ancorato con piccole gambe simili a quelle di un ragno, realizzate in acciaio resistente. Il campo lunare ospiterà una piccola squadra di due astronauti che condurranno esperimenti scientifici e impareranno di più sulla Luna e sullo spazio in generale. Inoltre, familiarizzeranno con il significato di vivere su un altro pianeta (anche se si tratta di un satellite). Porteranno poi le loro scoperte e la loro esperienza sulla Terra e si spera che incoraggino altre persone ad espandere i loro orizzonti. Volevamo costruire il miglior campo possibile per i nostri astronauti, per dare loro un ambiente ottimale per praticare la scienza e godersi la vita spaziale.

2.1 Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il nostro campo lunare sarà situato al Polo Sud, vicino al cratere Shackleton. In questo modo, avremo una luce solare continua che alimenterà il nostro campo attraverso i pannelli solari, e immagazzineremo parte di questa energia in celle a combustibile per le eclissi lunari. Inoltre, le elevate quantità di idrogeno misurate all'interno del cratere potrebbero indicare la presenza di ghiaccio d'acqua, un vantaggio fondamentale per i nostri astronauti. Poiché potremmo incontrare piogge di meteoriti, incapsuleremo il nostro Camp in Kevlar, che è molto leggero e resistente. Nel caso in cui la ricerca scientifica lo richieda, gli astronauti useranno il rover per andare ovunque sia necessario. Abbiamo anche in programma di avere rover protetti da Kevlar controllati a distanza, in caso di viaggi a lunga distanza, che saranno anche alimentati a energia solare, avranno una cella a combustibile e, in caso di emergenza, un RTG, che potrebbe permetterci di visitare anche il lato più lontano della Luna.

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

Abbiamo pensato a questo progetto in modo che ognuno degli astronauti avesse uno spazio personale, ma condividesse anche una stanza comune dove poter lavorare e rilassarsi insieme. Volevamo che si sentissero come a casa, e quindi abbiamo fatto in modo che il nostro Moon Camp avesse tutti gli elementi di una casa. Poiché tutti i materiali che utilizziamo sono leggeri, non avremo problemi a portarli con l'astronave. Ci piaceva anche che il nostro Moon Camp fosse modulare, per facilitarne la costruzione sulla superficie della Luna e per essere facilmente riparabile in caso di incidenti. Per prima cosa, dobbiamo installare i supporti del nostro campo, che sono le zampe di ragno. Spesse lastre di lega di alluminio costituiranno la nostra base. Tutti gli strati saranno chiusi ermeticamente l'uno all'altro. I tunnel saranno costituiti da 3 serie di strati, a forma di triangolo. La sfera per la ricerca sarà costituita da finestre a forma di triangolo fatte di vetro termico. I rover saranno assemblati all'esterno della base e saranno anch'essi modulari. Gli ultimi elementi che riguardano la nostra base lunare sono i pannelli solari, che verranno forniti precostruiti e pronti per essere fissati al loro posto. Abbiamo scelto la forma di un ragno perché nella mitologia questa creatura è associata alla creazione, essendo in grado di tessere i propri mondi. Spiegheremo la scelta del materiale nel prossimo paragrafo, poiché è fortemente legata alla sicurezza 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)

La salute e la sicurezza degli astronauti sono la nostra priorità principale, prima di ogni altra cosa. Per questo motivo, abbiamo ricercato i materiali migliori per garantire il loro benessere. Utilizzeremo quindi aerogel, kevlar, una forte lega di alluminio e vetro termico. L'aerogel neutralizza i tre metodi di trasferimento del calore: convezione, conduzione e irraggiamento, e come tale è un eccellente isolante termico. Il kevlar ha una potenza adeguata per resistere agli effetti dei detriti spaziali e delle meteore. Inoltre, il kevlar pesa poco e ha un alto grado di durezza. Senza danneggiare la sua struttura o modificare la sua forma, può anche essere sottoposto a temperature estreme. Nella ricerca sugli impatti, la lega di alluminio funziona così bene che possiamo usare questo materiale per le persiane delle finestre per evitare che i detriti distruggano il vetro, per il quale useremo il vetro termico perché scherma gli astronauti dalle temperature sia alte che per lo più basse intorno alle finestre e dalle sollecitazioni dello Spazio.

2.4 Spiegate come il vostro campo lunare fornirà agli astronauti:

Acqua
Cibo
Potenza
Aria

La fonte d'acqua per la nostra base sarà il ghiaccio all'interno del cratere Shackleton. La sua superficie è abbastanza liscia da permettere al nostro rover di raggiungere il ghiaccio, dopodiché useremo un trapano elettrico riscaldato per attraversare la superficie solare e sciogliere il ghiaccio nel processo. Questo processo richiede tempo ed energia, quindi non lo faremo più del necessario, preferibilmente una volta alla settimana. L'acqua sarà conservata in un serbatoio e gli astronauti utilizzeranno un sistema di purificazione prima di berla. Oltre che per il consumo umano, l'acqua sarà utilizzata anche per l'elettrolisi e per la crescita delle piante.

I nostri astronauti avranno, ovviamente, cibo spaziale. Questo garantirà loro un'alimentazione equilibrata, oltre a essere facile e sicuro da conservare, preparare e consumare, ma ha un costo di 0,64 kg/giorno di spazio di stoccaggio, che non è ottimale per la nostra missione. La loro fonte primaria di cibo sarà invece la loro serra, nella quale coltiveranno patate, sedano e pomodori per le vitamine e i carboidrati, mentre la principale fonte di proteine sarà costituita da vari invertebrati acquatici, appartenenti al phylum Mollusca, per vari vantaggi: si adattano facilmente a un ambiente a gravità parziale, non richiedono molto spazio e assimilano i nutrienti dal flusso dell'acqua circostante per costruire la biomassa. Esistono già progetti che utilizzano simulatori di regolite lunare come substrato per sostenere la crescita delle piante, e questo è anche ciò che useranno i nostri astronauti.

La nostra principale fonte di energia sarà costituita dai pannelli solari. Essendo situati al Polo Sud della Luna, avremo luce solare continua a parte le eclissi lunari, per le quali avremo celle a combustibile come backup. Invieremo anche i nostri rover nei punti di massima luce solare sulla Luna, per raccogliere energia supplementare con i loro pannelli solari. In caso di emergenza (un pannello solare viene danneggiato da un meteorite o semplicemente si guasta), avremo un generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG), che sarà alimentato da plutonio-238, per il suo lungo tempo di dimezzamento e la buona produzione di energia.

Gli astronauti hanno bisogno di ossigeno per sopravvivere e questo può essere facilmente ottenuto da tre fonti sulla Luna: l'elettrolisi dell'acqua, la regolite lunare e, naturalmente, le piante. Dalla prima, utilizzando una soluzione di Na+ e Cl-, gli astronauti otterrebbero H2 e O2. Come bonus, l'H2 può essere ricombinato con l'O2 per ottenere acqua pura e l'O2, dopo essere stato esposto ai raggi UV/X, può essere trasformato in O3, che ha un'azione antibatterica. Per la regolite lunare, sebbene sia molto ricca di ossigeno, avremmo bisogno di un filtro molto, molto preciso, perché i granelli più piccoli potrebbero depositarsi nei polmoni degli astronauti, causando forse effetti a lungo termine sulla salute. Infine, ma non meno importante, anche le piante che i nostri astronauti coltivano sono una forte fonte di ossigeno. A causa dei pericoli che presenta, useremmo la regolite lunare solo come ultima risorsa.

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

Noi amiamo la scienza e questo sarà lo scopo principale del nostro Moon Camp. Ci sono ancora infinite cose che ci incuriosiscono sullo spazio e siamo sicuri che gli scienziati presenti al nostro Campo impareranno molto da questa esperienza. Gli scienziati potranno studiare la Luna, la sua superficie e i suoi crateri, oltre allo Spazio, utilizzando sia i telescopi incorporati nel Moon Camp sia il rover controllato a distanza, con il quale potranno esplorare aree difficilmente raggiungibili e ottenere viste stellari del cielo. Un altro obiettivo del nostro Moon Camp è quello di far vivere le persone su un altro pianeta. Al ritorno dal campo lunare, gli astronauti possono raccontare le loro esperienze e ispirare altri a sognare di vivere nello spazio.

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

I nostri astronauti, chiamiamoli Tina e Bob, si sveglieranno alle 06:00 in punto (ora standard GMT). Dopo un controllo di routine di tutti i sistemi per assicurarsi che tutto, dal supporto vitale alla crescita delle piante, funzioni senza problemi, faranno colazione. Bob mangerà cozze e pomodori (il suo piatto preferito sul Campo Lunare), mentre Tina si accontenterà di cozze con patate. Naturalmente, possono scegliere qualsiasi combinazione di verdure e molluschi.

Poi, alle 07:00 in punto, eseguiranno alcuni esercizi fisici. Bob correrà sul tapis roulant, mentre Tina userà la cyclette. Alle 7.30 in punto si dirigono verso le docce fredde (non vogliamo consumare troppa energia, ma la domenica è concesso loro un giorno di riposo). Si puliranno con l'acqua del serbatoio, che verrà poi ripurificata (in modo da non ingerire sapone) e rimandata al serbatoio. Abbiamo anche un sistema di riciclaggio biologico dei rifiuti, che li aiuterà a ottenere terreno coltivabile.

Alle 8.00 inizia la giornata scientifica. Tina farà degli esperimenti all'interno, mentre Bob si vestirà e si dirigerà verso la superficie della Luna, da cui raccoglierà del regolite per l'uso delle piante e per la ricerca, ed effettuerà alcune misurazioni scientifiche sulla Luna, sul Sole e sulla Terra. Più tardi, tornerà al campo dove Tina avrà terminato i suoi esperimenti. Alle 1200 pranzeranno e fino alle 1400 avranno tempo libero per leggere, scrivere ai loro cari e rilassarsi. Dopodiché, toccherà a Bob fare esperimenti, mentre Tina controllerà le piante e le raccoglierà, controllerà il serbatoio dell'acqua e poi farà scienze insieme a Bob, con cui farà merenda verso le 1600.

Alle 1800 cenano con molluschi e verdure. Dopo il tempo libero, alle 2200 vanno a dormire. Dormono alla stessa ora e, per garantire la loro sicurezza, avremo strati su strati di allarmi per qualsiasi disturbo, inoltre gli astronauti avranno dei braccialetti che misurano il battito cardiaco e la saturazione di ossigeno, che possono svegliarli in caso di emergenza.

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