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.
IES Andrés de Vandelvira Baeza-Jaén Spagna 18, 17 2 / 1 Castellano
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Progettiamo lo sviluppo di una base permanente sulla Luna con tutto il necessario per ospitare per almeno quattro anni un equipaggio umano di quattro persone. L'obiettivo è sfruttare le risorse del proprio satellite come materiale da costruzione, supporto vitale autosufficiente e realizzazione di studi e prove per un possibile ampliamento dello stesso con l'obiettivo di disporre di una base intermedia per missioni interplanetarie. Le risorse minerarie della Luna devono essere estratte, raccolte e studiate. Dalla base si dirigono le spedizioni sulla superficie per estrarre materiale da costruzione e reperti per lo studio.
La missione ha un obiettivo prettamente scientifico, incentrato sulla raccolta di informazioni per aumentare l'efficienza delle missioni di lunga durata in cui è previsto l'utilizzo di materiali in situ. Questa missione è incentrata sull'esplorazione e la ricerca mineraria lunare e servirà da riferimento e preparazione per le future missioni, aprendo orizzonti e contemplando già la possibilità di colonizzare altri luoghi, come Marte. Come obiettivo secondario è previsto anche lo studio degli effetti fisici e psichici degli astronauti che trascorrono lunghi periodi nella base. Inoltre, si analizzerà la sostenibilità di diverse colture negli investitori della base.
La Luna ha una parte permanentemente esposta alla luce solare e un'altra oculata che non viene mai raggiunta dal Sole. Nella parte esposta, la sua temperatura varia tra i -184 gradi Celsius durante la notte e i 214 gradi Celsius durante il giorno, tranne nei poli dove la temperatura è costante e uguale a -96 gradi Celsius. Nella parte posteriore del corpo la temperatura è di circa -190 gradi Celsius e, in assenza di luce solare, non è consigliabile tenere la base lunare in questo punto (misurazione della sonda cinese).
La sonda Lunar Reconnaissance Orbiter ha rilevato temperature fino a -238 gradi Celsius nelle celle del polo sud e -247 gradi Celsius in una cella del polo nord. È la temperatura più bassa mai registrata nel sistema solare, più fredda anche di Plutone. È per questo che i scienziati ritengono che possa esistere l'aloe in queste croste. Di recente è stata dimostrata l'esistenza dell'aloe in una crosta del polo Sur chiamata Shackleton.
Per tutto ciò che precede, la base si trova nell'emisferio sud, nella parte illuminata al di qua del cratere, dove le temperature oscillano tra 0 e 50 gradi Celsius, un valore molto simile a quello della Terra. In questo modo gli astronauti potranno avere calore, luce e maggiore facilità per trovare l'acqua (ad esempio nel cratere Shackleton).
Si utilizzeranno i materiali presenti nella Luna per fabbricare un tipo di cemento o mortero con cui realizzare i blocchi di costruzione. Gli edifici avranno un'armatura minima di fibra di carbonio su cui collocare i blocchi e applicare i rivestimenti.
Utilizzeremo impresori 3D per fabbricare elementi di costruzione più completi. In questo modo si riduce al minimo la quantità di materiale da trasportare dalla Terra.
La nostra base lunare è dotata di diversi sistemi di protezione, per i meteoriti, la radiazione, perché in assenza di atmosfera il danno che possono generare le due cose è maggiore, e la protezione dal polverino lunare, che può generare corrosione.
- Sistema per evitare i meteoriti.
Per evitare i danni causati dai meteoriti e dai micrometeoriti, la nostra base avrà un reperimento di sedimento lunare oltre a essere leggermente al di sotto della superficie. Nel caso di meteoriti di medie o grandi dimensioni, mancherebbe un sistema di allontanamento dall'impatto che potrebbe essere alimentato con le rocce del proprio satellite. Questo si può ottenere aprendo un cohete a una roccia lunare sufficientemente grande da generare un impatto che desvii
meteoriti di dimensione media.
- Sistema di protezione delle abitazioni da radiazioni.
Per ridurre i rischi di radiazioni, è previsto un sistema di recupero di alluminio plegato, come quello progettato da Stefan Pogatscher.
- Sistema di protezione dal polverino lunare e dagli astronauti.
Gli astronauti si alimentano con una dieta ricca di vitamine A e D, per proteggersi dal sole. Inoltre, nel sistema di riciclo dell'aria ci sono filtri per eliminare le particelle dell'aria e aspiratori per evitare che il polverino lunare entri ed esca dal materiale.
Agua:
La maggior parte dell'acqua che utilizzeranno gli astronauti sarà ottenuta nella nostra Luna, estraendola per filtrazione, a partire dalle rocce raccolte dal nostro rover. Lo sciroppo ottenuto sarà conservato. Inoltre, si realizza un circuito chiuso che passa per l'huerto e recupera anche il vapore e l'orina, per poi filtrare e non disperdere nulla. Inoltre, abbiamo a disposizione alcune taniche per i casi di emergenza.
Oxígeno:
Circa il 50 per cento della terra lunare è costituito da ossidi di silicio o di ierro, che contengono circa il 26 per cento di ossigeno. Ciò significa che un sistema che estragga in modo efficiente l'ossigeno dalla terra potrebbe funzionare in qualsiasi luogo in cui si trovi una navicella o in cui si costruisca la base lunare. La terra lunare dovrebbe vaporizzarla in presenza di hidrógeno e metano, e poi "lavarla" con gas hidrógeno.
I gas prodotti e il metano residuo vengono inviati a un convertitore catalitico e a un condensatore che separa l'acqua. Infine, è possibile estrarre l'ossigene tramite l'elettrolisi. I sottoprodotti di metano e idrogeno vengono riciclati nel sistema.
Alimenti:
Per questo motivo, abbiamo messo a disposizione colture di batteri per rendere la terra fertile, fertilizzanti chimici e una selezione di semi (zanahorias, tomates...) per prodotti alimentari che non necessitano di coagulazione. In una prima fase, si impiegano i batteri con acqua, ossigeno e suolo lunare polverizzato, per ottenere un terreno pronto per la coltivazione, e in una seconda fase si iniziano a piantare i germogli ottenuti con la coltivazione idroponica, con l'acqua della Luna. Come fonte di proteine per l'alimentazione degli astronauti si considererà la crosta di insetti.
Energia:
Miglioriamo l'energia solare che riceviamo in campeggio durante il periodo di illuminazione in due modi, uno diretto e l'altro conservato in batterie ad alto rendimento per poterle conservare durante la notte lunare. Per questo installiamo pannelli fotovoltaici che recuperano l'energia.
I residui sólidi (escrementi) vengono eliminati e utilizzati come fertilizzante. I residui liquidi (orina) vengono filtrati per estrarre l'acqua. Infine, i residui di gas (CO2) vengono catturati in gran parte dalle piante dell'inverno, che realizzano la fotosintesi in presenza di lampade speciali che si accendono in cicli di 24 ore.
Poiché la nostra base si trova in una zona del satellite sempre visibile dalla Terra, potremo installare antenne di comunicazione e utilizzarle in modo diretto. Verranno inviate informazioni giornaliere sulla missione e si manterrà una comunicazione fluida con il centro di controllo sulla Terra. La luce dura circa un secondo quando si viaggia dalla Luna alla Terra, per cui è difficile mantenere una comunicazione interattiva. Inoltre, sarà necessario comunicare con diverse basi sulla Terra, sparse in tutto il mondo, a seconda di quale sia allineata in ogni momento.
Esperimento 1: BOTÁNICA
Una parte dei ricercatori è destinata allo studio della crescita delle piante in zone a bassa vegetazione, alle croci e alla polinizzazione manuale e con l'aiuto degli insetti. Il tutto con l'obiettivo di garantire e ottimizzare il rendimento del resto delle coltivazioni.
Esperimento 2: BIOLOGIA
Vengono eseguite diverse prove di resistenza aerobica e anaerobica, prove di sforzo e un monitoraggio dettagliato dello stato fisico e nutrizionale di tutti i partecipanti, al fine di determinare il possibile deterioramento degli stessi.
Esperimento 3: MINERÍA
Miglioramento e ottimizzazione dei processi di estrazione di diversi materiali nella luna (ossigeno, acqua, materiali da costruzione). Indipendentemente dal fatto che si ricorra a procedure e protocolli specifici, il viaggio deve essere valutato con diverse varianti per ottimizzarle e adattarle all'ambiente di lavoro concreto.
Esperimento 4: ASTRONOMIA
Ricerca di possibili ubicazioni per l'installazione di un telescopio ad alta potenza, sfruttando l'atmosfera atmosferica della Luna.
Gli astronauti devono essere addestrati per la gestione delle navicelle, comprese le conoscenze di balistica, navigazione, riparazione e manutenzione delle installazioni sia della base che dei mezzi di trasporto. Inoltre, devono praticare il lavoro in condizioni di scarsa gravità, dato che si trovano in condizioni di scarsa gravità nella Luna e nella nave, in vasche d'acqua preparate. Inoltre, devono possedere conoscenze di medicina, circonvenzione, chimica organica e inorganica e ingegneria dei materiali per poter affrontare i problemi che si presentano. Un altro elemento fondamentale è la formazione psicológica e la gestione del disagio.
Sono necessari al massimo due róver, più i pezzi di riparazione corrispondenti alle parti più degradate. Tuttavia, è necessario che il maggior numero possibile di pezzi possa essere impresso in 3D. Uno dei due rami sarà specializzato nello scavo e conterrà elementi per la perforazione e il trasporto di materiale. L'altro è più orientato al trasporto di persone e all'esplorazione, con una maggiore autonomia.
Entrambi i veicoli potranno essere pilotati da un controllo remoto e disporranno di un sistema di navigazione autonomo, nella misura in cui ciò sia possibile. La spedizione consisterà in diverse missioni, le prime delle quali non tripolitane e destinate al
trasporto di materiale e strumenti. Nell'ultima viaggeranno gli astronauti e nell'ultima ancora,
dispone di elementi per andare sulla Terra.
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