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.
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Software di progettazione 3D: Fusion 360
Con l'approfondimento dell'esplorazione umana dello spazio esterno e lo sviluppo della tecnologia di esplorazione spaziale, la conoscenza della Luna da parte dell'uomo è aumentata e la costruzione di un campo lunare è diventata un mezzo necessario per l'uomo per esplorare ulteriormente lo spazio esterno. In questo modo si accumulerà esperienza per la sopravvivenza umana nello spazio.
Abbiamo diviso il modulo di base in cinque parti, che sono l'area centrale di approvvigionamento energetico e l'area abitativa, l'area degli impianti, l'area dei veicoli e l'area medica distribuite intorno ad essa.
In termini di energia, abbiamo progettato un tipo di pannello solare con struttura a fiore bionico e abbiamo aggiunto la tecnologia del rivestimento elettrolitico. Da un lato, la capacità antistatica del rivestimento elettrolitico impedisce alla polvere lunare e all'elettricità statica di aderire e danneggiarsi; dall'altro, può massimizzare l'utilizzo dell'energia solare grazie alla ruotabilità.
Lo scopo del nostro campo lunare è vivere sulla luna ed esplorare lo spazio profondo. Attraverso la sopravvivenza e lo sviluppo degli astronauti sulla Luna, l'accumulo di competenze ed esperienze per la sopravvivenza umana su altri pianeti nello spazio profondo e la ricerca di pianeti dove gli esseri umani possano migrare; allo stesso tempo, può anche esplorare e studiare il valore scientifico non ancora scoperto della Luna, come l'analisi del materiale della superficie lunare, esplorare l'evoluzione del sistema solare, ecc.
Abbiamo deciso di allestire il nostro campo lunare nel cratere Whipple, vicino al Polo Nord della Luna, a 89,1° N e 118,2° E. Innanzitutto, il cratere Whipple presenta un'elevata firma di riflessione radar, che indica la presenza di depositi di ghiaccio relativamente puro di almeno 2 metri di spessore. Questi depositi di ghiaccio sono una fonte di acqua potabile e di propellenti per razzi a idrogeno e ossigeno liquidi. Inoltre, il cratere Whipple si affaccia su un grande altopiano quasi permanentemente illuminato dal sole che occupa il suo bordo settentrionale. Qui il sole è visibile in media per l'80% del tempo. Le temperature in questa regione quasi-permanente illuminata dal sole sono abbastanza miti per gli standard lunari, con una media di circa -50°C, ±10°C. Questa combinazione di ombre permanenti, crateri adiacenti a un altopiano quasi-permanente illuminato dal sole, è unica nella regione artica lunare.
In primo luogo, nella fase di fondazione, utilizzeremo il suolo lunare come materiale da costruzione principale. Implementeremo la stampa laser 3D del suolo lunare attraverso un'apparecchiatura come una stampante 3D gigante trasportata dalla Terra alla Luna. In altre parole, il suolo lunare verrà fuso e risolidificato con il laser, solidificato tramite reazioni chimiche e mescolato con materiali cementanti. Usare la tecnologia di stampa 3D per costruire. Questa tecnologia è in grado di soddisfare le esigenze dei componenti chiave necessari per il funzionamento duraturo della base lunare ed è una tecnologia di supporto fondamentale per il funzionamento e la manutenzione della base lunare in futuro. Inoltre, il materiale di vetro della base sarà realizzato dopo la fusione dell'esclusivo vetro lunare da impatto e del vetro silicato, con condizioni di fusione e agenti di fusione appropriati. Il materiale di vetro può proteggere la base dalle radiazioni cosmiche e garantire un'elevata resistenza alla compressione. Inoltre, alcuni materiali da costruzione o attrezzature speciali saranno trasportati dalla Terra e, una volta stabilizzata, la base sarà rifornita dalla produzione in situ per raggiungere l'autosufficienza dei materiali di base, per poi essere espansa selettivamente.
Oltre all'utilizzo del vetro di fusione del vetro lunare d'impatto con il vetro di silicato, alla resistenza alle radiazioni del vetro d'impatto contro le radiazioni spaziali e alla copertura di altri edifici con materiali di schermatura dalle radiazioni, considereremo anche il momento più appropriato per la missione.
Il suolo lunare utilizzato per i nostri materiali di costruzione ha un ottimo isolamento termico e il sistema di temperatura costante all'interno della base può proteggere gli astronauti dalla minaccia delle differenze di temperatura.
In primo luogo, nella base saranno installate apparecchiature di filtraggio dell'aria per filtrare efficacemente le particelle di polvere presenti nell'aria. In secondo luogo, il personale sarà dotato di speciali dispositivi di protezione come abiti, maschere e occhiali per ridurre l'esposizione alla polvere lunare.
Una base nelle regioni polari ridurrebbe la probabilità di caduta di meteoriti e intorno alle basi lunari verrebbero posizionati radar e altre apparecchiature per rilevare e avvisare tempestivamente i meteoriti in arrivo.
Acqua: la nostra base adotterà il ghiaccio d'acqua come fonte principale dell'intera base e il sistema di riciclaggio dell'acqua come struttura principale. Il cratere Whipple contiene depositi di ghiaccio relativamente puro di almeno 2 metri di spessore, il che suggerisce che le risorse di ghiaccio d'acqua recuperabili nel sito saranno notevoli. Inoltre, il sistema di riciclaggio dell'acqua della base migliorerà notevolmente l'utilizzo delle risorse idriche.
Cibo: sin dalle prime fasi, gli astronauti mangeranno cibo portato dalla Terra fino alla maturazione delle prime colture nel modulo vegetale della base. Nel modulo vegetale coltiveremo una varietà di piante per mantenere gli astronauti in equilibrio nutrizionale e in salute fisica e mentale durante la permanenza sulla Luna.
Aria: in primo luogo, l'ossigeno ottenuto dall'elettrolisi dell'acqua sarà la principale fonte di aria richiesta dalla base. Inoltre, oltre a garantire l'approvvigionamento di cibo, la camera vegetale responsabile della piantagione pianterà anche alcune piante adatte all'ambiente lunare, come erbe e alghe, ecc. che possono anche essere una fonte principale di ossigeno richiesto dalla base attraverso la generazione di ossigeno e il consumo di anidride carbonica.
Energia: risolviamo il problema energetico del nostro campo lunare in due modi: uno è la fusione nucleare nella centrale nucleare situata nell'area centrale di approvvigionamento energetico della nostra base; il materiale di base della fusione nucleare, l'elio III, è estremamente abbondante sulla luna; il secondo è la generazione di energia solare attraverso pannelli solari bionici distribuiti intorno alla base, che sarà anche una delle principali fonti di energia per la base. Questi due approcci possono soddisfare completamente il fabbisogno energetico della base.
Il nostro campo lunare adotterà diverse misure per gestire i rifiuti prodotti dagli astronauti sulla Luna. In primo luogo, adotteremo un sistema ecologico chiuso per elaborare i rifiuti organici degli astronauti attraverso piante e microrganismi. In secondo luogo, utilizzeremo tecnologie di riciclaggio avanzate per recuperare l'acqua e altri materiali riutilizzabili. Infine, invieremo i rifiuti che non possono essere riutilizzati sulla Terra o li seppelliremo sulla superficie lunare. Creeremo un team dedicato alla gestione dei rifiuti, responsabile della supervisione e della gestione del processo di trattamento dei rifiuti e di garantire che lo smaltimento dei rifiuti sia conforme agli standard ambientali. Grazie a queste misure, ridurremo al minimo l'impatto sull'ambiente lunare e garantiremo che il nostro campo lunare rimanga pulito e sostenibile.
Per mantenere le comunicazioni con la Terra e le altre basi lunari, il mio campo lunare utilizzerà una serie di tecnologie di comunicazione. Stabiliremo una rete di comunicazione che comprende relè satellitari, radio ad alta frequenza e comunicazioni laser. Utilizzeremo anche i rover per distribuire le apparecchiature di comunicazione e creare hub di comunicazione in punti strategici. Inoltre, avremo un team di specialisti delle comunicazioni che saranno responsabili della manutenzione e della risoluzione dei problemi dei sistemi di comunicazione. Utilizzando una combinazione di tecnologie avanzate e personale qualificato, garantiremo che il nostro campo lunare rimanga sempre collegato alla Terra e alle altre basi lunari.
Nel mio campo lunare, il tema della scienza della vita sarà al centro della nostra ricerca, cioè studiare i cambiamenti degli organismi, dell'aria, dell'acqua e di altri materiali in ambienti estremi, approfondire la nostra comprensione dei sistemi viventi ed esplorare se è possibile sopravvivere e riprodursi sulla Luna. Ecco alcuni degli esperimenti che intendo condurre sulla Luna:
Esplorare la Luna e il suo ambiente: Esplorare l'origine, l'evoluzione e il futuro sviluppo della Luna attraverso lo studio della sua geologia, geomorfologia e atmosfera.
Sviluppo di energia e materiali: Utilizzare le risorse naturali della Luna, tra cui il ghiaccio d'acqua e l'elio-3, per condurre esperimenti di sviluppo energetico e di costruzione di basi.
Ricerca sulle scienze della vita: Studiare l'adattabilità e il meccanismo di risposta di microrganismi, piante e animali nell'ambiente lunare, fornendo supporto all'esplorazione dello spazio profondo e alla ricerca sulle scienze della vita.
Ricerca sulla tecnologia spaziale: migliorare il livello e la capacità della tecnologia e dell'ingegneria spaziale conducendo vari esperimenti sulla superficie lunare o in orbita, come ad esempio testare le prestazioni di nuovi veicoli spaziali e attrezzature, esplorare il sistema solare e l'universo, ecc.
Addestramento alla forma fisica: Gli astronauti devono essere in buona forma fisica per affrontare i rigori della missione. Questo include allenamenti di forza, esercizi cardiovascolari e di flessibilità.
Addestramento all'assenza di peso: Gli astronauti sperimenteranno l'assenza di peso durante la loro missione e quindi devono essere preparati a questa sensazione. Per questo motivo saranno sottoposti a un addestramento di simulazione in un ambiente a gravità zero.
Addestramento alla simulazione: Gli astronauti devono padroneggiare le abilità necessarie per operare sulla navicella e sul modulo lunare. L'addestramento di simulazione li aiuterà a imparare a lavorare efficacemente in un ambiente a bassa gravità.
Addestramento specifico per la missione: Gli astronauti riceveranno anche un addestramento specifico per la missione lunare. Questo include l'apprendimento della superficie lunare, delle caratteristiche geologiche e la conduzione di esperimenti.
Formazione psicologica: L'isolamento e il confinamento dei viaggi spaziali possono avere un impatto sulla salute mentale degli astronauti. Gli astronauti riceveranno un addestramento psicologico per aiutarli ad affrontare queste sfide.
In qualità di partecipante al concorso Base Luna, ritengo che le future missioni lunari richiedano un veicolo spaziale in grado di trasportare in modo sicuro e affidabile personale e merci sulla Luna e di esplorare la superficie lunare. Questo veicolo spaziale deve avere le seguenti caratteristiche:
Alta automazione e intelligenza: Il veicolo spaziale deve avere elevate capacità di automazione e intelligenza per consentire l'esplorazione e il funzionamento autonomo sulla superficie lunare.
Alla base lunare ho inventato un veicolo chiamato "rover lunare". Il rover lunare è composto da più ruote e può viaggiare sulla superficie lunare. È dotato di sistemi altamente automatizzati e intelligenti per consentire l'esplorazione e il funzionamento autonomo sulla superficie lunare.
Durante l'esplorazione della superficie lunare, possiamo cercare nuove destinazioni, come crateri, montagne, valli, ecc. e esplorare e raccogliere campioni. Possiamo anche costruire basi e condurre esperimenti scientifici per comprendere meglio le caratteristiche e l'ambiente della Luna.
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