In Moon Camp Pioneers, la missione di ogni squadra consiste nel progettare in 3D un campo lunare completo utilizzando un software di loro scelta. Devono inoltre spiegare come utilizzeranno le risorse locali, proteggeranno gli astronauti dai pericoli dello spazio e descriveranno le strutture abitative e lavorative del loro campo lunare.
Secondo posto - Stati non membri dell'ESA
Özel Bahçeşehir Koleji Fen ve Teknoloji Lisesi Samsun-Turchia Turchia 14, 16, 17 6 / 3 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Interamente progettato dal nostro team, il nostro campo lunare è posizionato tra i crateri Shackleton e Shoemaker per ospitare 4 astronauti durante le loro ricerche scientifiche. La base principale, che è stata fortemente influenzata dalle foglie delle piante durante la sua progettazione, ha strati che rispondono a scopi diversi ed è composta da 6 parti diverse. La prima di queste sezioni contiene le aree di lavoro degli astronauti, la seconda i sistemi di elettrolisi e di trattamento dell'acqua, la terza le aree personali degli astronauti, la quarta le aree comuni degli astronauti, la quinta la sala materiali e il magazzino e l'ultima l'area agricola. Oltre alla base principale si trovano il garage e l'osservatorio, il cui design è ispirato al guscio degli armadilli, un modulo lunare e bracci robotici stampati in 3D. Per soddisfare le esigenze della base, come l'acqua e l'ossigeno, o per la gestione dei rifiuti, sono stati installati vari sistemi; è stato creato un sistema di comunicazione ibrido per fornire le comunicazioni, sono stati collocati pannelli solari sulla base e in diverse regioni per fornire energia, e sono stati progettati dei rover per aiutare gli astronauti durante le loro missioni.
Stiamo progettando di fare un grande passo nel viaggio dell'umanità verso la luna con il nostro campo lunare progettato. La base lunare che abbiamo completato per ora è destinata alla ricerca scientifica, ma in futuro potrebbe essere modificata. L'idea della nostra base realizzata in questa fase è stata sviluppata per soli 4 astronauti. Questo progetto include laboratori e risorse dove gli astronauti possono lavorare su astrofisica, chimica, biologia e agricoltura. Tuttavia, grazie alla struttura modulare della nostra base, è possibile espandere il progetto e aumentare il raggio del suo scopo. Con l'ampliamento della base nelle fasi successive, la nostra base potrebbe essere aperta a scopi commerciali per mostrare al mondo com'è la vita nello spazio. In fasi ancora successive, la nostra base potrà essere ampliata in modo da rendere possibili spedizioni turistiche.
Abbiamo intenzione di costruire il nostro campo lunare al Polo Sud, in particolare tra i crateri Shackleton e Shoemaker. Il motivo principale per cui abbiamo scelto di collocare la nostra base tra questi due crateri è quello di trarre vantaggio da entrambi. Gli studi dimostrano che il cratere Shoemaker contiene vaste risorse di acqua, idrogeno e minerali congelati. Possiamo quindi utilizzare l'acqua ghiacciata per bere, l'idrogeno per l'estrazione dell'acqua e dell'energia e i minerali per la ricerca scientifica. D'altra parte, i valori di temperatura del cratere Shackleton oscillano meno. Il cratere riceve luce solare ininterrottamente per quasi 2 mesi e 90% del giorno, il che significa che possiamo risparmiare più energia per il nostro campo lunare con i pannelli solari. Poiché la distanza tra questi due crateri è di circa 60-65 km, sarà possibile viaggiare tra di essi. Si prevede inoltre che le condizioni meteorologiche del luogo prescelto saranno in parte migliori e questo ridurrà al minimo le condizioni avverse.
La costruzione del nostro campo lunare comprenderà due diverse missioni, denominate A e B. La missione A sarà completata autonomamente senza che gli astronauti salgano sulla Luna. Questa fase sarà gestita da rover appositamente progettati e da bracci robotici con stampa 3D, utilizzando materiali da costruzione come cemento ed ETFE provenienti dalla Terra. In primo luogo, il rover grader renderà il terreno adatto alla base e raccoglierà il suolo lunare. Successivamente, i rover autonomi e i bracci robotici inizieranno a costruire la base. Lo strato interno della nostra base sarà fatto di calcestruzzo costituito da suolo lunare. Successivamente, lo strato centrale sarà realizzato in ETFE e, infine, lo strato esterno sarà realizzato con suolo lunare che sarà trasformato in una forma utilizzabile per la stampa 3D. Il profilo della nostra base sarà completato dall'installazione di pannelli solari sui tetti. Il design generale della nostra base è stato ispirato dalle foglie. La struttura a tre strati del nostro quartier generale è stata ottenuta dalla loro struttura a strati, mentre i corridoi della base sono stati replicati da nervature. Inoltre, il design del garage e dell'osservatorio è stato ispirato dalla capacità degli armadilli di proteggersi con il loro scudo. Questo design ha anche fornito una struttura pieghevole, che ci ha aiutato a risparmiare spazio. Inoltre, il design della nostra base è stato concepito all'insegna della modularità e della longevità, consentendoci di espandere la nostra base ogni volta che lo desideriamo. Nell'ambito della Missione B, gli astronauti atterreranno e posizioneranno tutte le proprietà consegnate, il che rappresenterà l'inizio della vita sulla Luna.
Gli astronauti di stanza in un campo lunare sarebbero esposti a un ambiente difficile che può minacciare la loro salute e sicurezza. Tra le sfide più importanti che dovrebbero affrontare c'è quella di fornire loro protezione e riparo dall'ambiente lunare estremo. Per raggiungere questo obiettivo, il nostro team ha analizzato e ricercato a fondo i problemi ambientali che possono essere affrontati nel nostro campo lunare. Abbiamo elencato i fattori principali da considerare come l'isolamento termico e la protezione da meteoriti e radiazioni. In questa direzione, abbiamo cercato soluzioni per ogni problema individuato e le abbiamo inserite nel nostro progetto, precisamente nella struttura della nostra base. Per quanto riguarda la selezione dei materiali in generale, sono state ricercate quattro caratteristiche principali. Queste sono state determinate come materiali riflettenti che riflettono la luce solare sulla superficie lunare e proteggono la temperatura, materiali termoisolanti che impediscono la perdita di calore all'interno, materiali durevoli che costituiranno gli strati esterni del campo e materiali leggeri che saranno posti sulle fondamenta per facilitare l'installazione della base. Abbiamo deciso quali materiali sarebbero stati adatti a ciascuna caratteristica, approfondendo e studiando i materiali. Abbiamo deciso di utilizzare il suolo lunare come materiale riflettente. Con questo strato posizionato nella parte più esterna della base, abbiamo garantito anche l'isolamento termico e la protezione dai meteoriti. Il materiale etilene tetrafluoroetilene (ETFE), che costituirà lo strato intermedio della base, aumenterà la resistenza anche con uno strato sottile e leggero, grazie alla sua elevata temperatura di fusione, e ci favorirà con le sue proprietà di resistenza alle radiazioni ad alta energia, riciclabilità e durata. Lo strato di calcestruzzo più interno fornirà l'isolamento radioattivo primario della base. Uno strato di un metro proteggerà la base dai raggi gamma e dai raggi x. I nostri sistemi di purificazione dell'aria e dell'acqua garantiranno inoltre la sicurezza degli astronauti all'interno della base.
Acqua: L'acqua è fondamentale per la vita nel campo. All'inizio, la quantità d'acqua necessaria sarà portata dalla Terra. Verrà inoltre costruito un sistema di gestione dell'acqua che circola continuamente nella base. Questo sistema purificherà l'urina, il sudore, l'umidità, ecc. Con la purificazione, ricicleremo 90% l'acqua. Il ghiaccio d'acqua lunare è un'altra opzione da utilizzare come risorsa idrica. Il ghiaccio d'acqua verrà prelevato con i rover e immagazzinato per essere utilizzato quando sarà necessario.
Cibo: All'inizio gli astronauti consumeranno i cibi portati dalla Terra. Inoltre, verranno forniti alimenti freschi con il metodo dell'agricoltura aeroponica. Con l'agricoltura aeroponica si risparmierà 95% dell'acqua e la crescita sarà 3 volte più veloce rispetto all'agricoltura tradizionale. Il nostro obiettivo è creare una dieta sana per gli astronauti. Abbiamo previsto di coltivare patate, spinaci, fagioli, ecc. che hanno un alto valore nutrizionale e sono facili da coltivare.
Aria: Il nostro sistema di riciclaggio comprende un sistema di gestione dell'aria. La quantità di acqua necessaria proveniente dal sistema di gestione dell'acqua viene inviata all'elettrolisi. Con l'elettrolisi, le molecole di idrogeno e ossigeno verranno separate. L'ossigeno, diventato adatto alla respirazione, sarà distribuito nella nostra base. L'idrogeno rimanente sarà utilizzato per produrre acqua con il nostro sistema Sabatier. Anche il ciclo di fotosintesi delle piante contribuirà al sistema di gestione dell'aria.
Alimentazione: L'alimentazione è fondamentale per garantire la continuità della base. Abbiamo previsto di collocare pannelli solari IBC di tipo N, con un'efficienza di 23%, sulla sommità della nostra base. Inoltre, i pannelli solari a concentrazione (CSP), che convertono la luce solare in calore e lo immagazzinano, saranno collocati nel cratere Shackleton, poiché questo luogo è quasi sempre esposto alla luce del sole. Questo sistema contribuisce in modo significativo alla base perché è rinnovabile e altamente efficiente.
La gestione dei rifiuti è una questione essenziale nella nostra base lunare. Fin dall'inizio, i nostri piani di gestione sono stati costruiti per ridurre al minimo la spesa per i rifiuti, seguendo una politica di rifiuti zero. D'altra parte, finché ci sono diversi tipi di rifiuti, è necessario utilizzare vari metodi per ridurre e smaltire ogni rifiuto. I rifiuti organici prodotti possono essere convertiti in fertilizzanti. Questo fornirà calore ed energia per il sistema di riscaldamento della base. I fertilizzanti prodotti possono essere utilizzati anche per gli studi di piantumazione. Inoltre, i rifiuti utilizzabili, come la plastica, saranno usati per creare le esigenze dei nostri campi, utilizzandoli per fornire filamenti alle stampanti 3D. D'altra parte, anche i rifiuti solidi non convertibili possono essere utilizzati in vari modi. Questi rifiuti saranno inviati nell'atmosfera terrestre e saranno distrutti mediante combustione.
Per soddisfare i diversi requisiti della comunicazione spaziale, come l'affidabilità e la latenza, abbiamo deciso di creare una struttura di comunicazione ibrida nel nostro campo lunare, dove diversi sistemi soddisfano questi requisiti. Il metodo principale sarà la comunicazione radio, come nelle precedenti missioni lunari. Poiché è più veloce, un sistema di comunicazione laser può essere utilizzato quando è necessaria una comunicazione istantanea. Per questi sistemi è necessaria una stazione di terra sulla Terra e un ricetrasmettitore e un'antenna sulla Luna. Il posizionamento delle stazioni di terra deve essere vicino all'equatore con una chiara visione del cielo meridionale per avere una visione continua del campo. Infine, il campo può anche avere un sistema di backup che supporti la comunicazione satellitare, che è il metodo più sicuro e studiato. Il satellite richiesto può essere posizionato nell'orbita lunare, e questo può anche mantenere la comunicazione tra altri campi lunari.
Il nostro campo lunare rappresenterà un'opportunità senza precedenti per l'esplorazione scientifica, offrendo un ambiente unico per condurre ricerche in un'ampia gamma di discipline scientifiche. I contenuti che saranno inclusi negli studi da condurre nel nostro campo lunare comprenderanno sicuramente la struttura e l'ambiente della luna. Il fattore principale di questi studi potrebbe essere il suolo lunare. Si dice che il suolo lunare abbia il potenziale per essere utilizzato nella produzione di ossigeno e carburante. Questo potrebbe essere un campo di studio per i nostri campeggiatori. Esaminando il suolo e le rocce prelevate dalla superficie lunare, si possono studiare i minerali e le sostanze simili e fare ricerche sull'utilizzo di questi materiali. Oltre alle sostanze, si possono esplorare anche le tracce di vita. Allo stesso tempo, gli astronauti possono analizzare e scoprire ulteriori dettagli sulla formazione della Luna. Inoltre, è possibile effettuare studi sulle piantagioni sul suolo lunare. Inoltre, si può esaminare l'uso di vari microrganismi nell'agricoltura lunare o studiare diversi metodi per rendere possibile l'agricoltura sul suolo lunare e nell'ambiente lunare. Mentre si lavora in questi campi, si può realizzare una mappatura recente e sviluppata della Luna e delle sue caratteristiche geologiche. Infine, si possono effettuare studi sulla psicologia degli astronauti nella base. I cambiamenti e gli sviluppi psicologici di questi individui, che vivranno in isolamento in un ambiente diverso per lungo tempo, possono essere seguiti comunicando con il mondo. Allo stesso tempo, si può prevedere che gli astronauti tengano un diario o un vlog durante la loro permanenza nello spazio per supportare questo lavoro, creando così una risorsa su come è la vita nello spazio.
In un campo lunare, gli astronauti entreranno in un ambiente sconosciuto, in isolamento, mentre guardano il pianeta su cui hanno trascorso tutta la loro vita ridursi in una piccola sfera blu e verde. È un dato di fatto che questi enormi cambiamenti nella vita degli astronauti possono avere nel tempo effetti sia fisici che mentali su di loro. Pertanto, gli astronauti devono seguire un programma di addestramento per assicurarsi di essere completamente preparati a gestire le sfide fisiche e mentali della vita e del lavoro sulla Luna. Il nostro team ha preparato un programma di prova per gli astronauti che richiederà circa 3 anni per essere completato. Nella prima fase, gli astronauti avranno un anno di formazione generale sulla vita nello spazio. Nelle fasi successive, ogni astronauta riceverà un addestramento dettagliato sulla propria specialità. La prima fase dell'addestramento prevede due aree importanti: la salute mentale e la preparazione fisica. Con l'addestramento fisico, gli astronauti saranno familiarizzati con le dure condizioni lunari, come ad esempio l'adattamento al movimento o la riduzione della perdita muscolare in condizioni di bassa gravità. D'altra parte, tutti gli astronauti dovrebbero seguire un addestramento di base per gestire i sistemi utilizzati nella base e nelle altre navicelle spaziali e per intervenire in caso di eventuali malfunzionamenti. Tutti gli astronauti dovrebbero anche conoscere il primo soccorso e le informazioni mediche di base. Con l'addestramento mentale, gli astronauti impareranno a gestire l'isolamento, imparando il lavoro di squadra e migliorando le loro capacità di comunicazione e di risoluzione dei problemi, dato che nel campo avranno diverse persone nella loro vita. Dopo aver appreso le competenze necessarie, gli astronauti seguiranno un addestramento sulle loro specialità, come la bioingegneria, l'ingegneria chimica o l'ingegneria di volo, e su come utilizzarle sulla Luna. L'addestramento degli astronauti non si concluderà con l'atterraggio sulla Luna, ma continuerà con la comunicazione con gli esperti sulla Terra, come gli psichiatri.
Il nostro viaggio nello spazio inizia con una navicella spaziale composta da moduli di comando, di servizio e lunari. Il modulo di comando sarà la parte centrale dove gli astronauti controlleranno la navicella. Il modulo di servizio conterrà il motore, il carburante e tutte le attrezzature utilizzate sulla Luna. Il modulo lunare sarà utilizzato per l'atterraggio e il decollo sulla Luna. Guardando i veicoli del nostro campo, c'è un rover di ricerca, un rover costruttore e un rover collezionista. Il rover di ricerca, che ha un magazzino, serve agli astronauti per viaggiare e fare ricerche sulla Luna. Il rover costruttore ha una livellatrice e parti di escavatore che raccolgono autonomamente il suolo lunare mentre spianano il terreno per la base e la costruiscono. Il rover Collector raccoglie principalmente acqua lunare, ghiaccio e altri campioni intorno alla Luna. C'è anche un drone progettato per esplorare la Luna con un altro punto di vista.
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