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.
Scuola nazionale di informatica Tudor Vianu Bucarest-Distretto 1 Romania 16 2 / 1 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Xplorer è una base lunare orientata alla ricerca scientifica e alla scoperta di risorse lunari, che potremo poi utilizzare per i nostri esperimenti o per la vita quotidiana degli astronauti che vi abitano, come l'acqua contenuta nei nuclei di ghiaccio che può diventare una fonte di energia e mantenere l'idratazione degli astronauti.
All'interno cercheremo di garantire la sicurezza degli astronauti e allo stesso tempo di creare uno spazio in cui possano vivere una vita il più possibile simile a quella terrestre. La base sarà divisa in aree separate per il cibo, il lavoro e il riposo. L'area per il cibo sarà una serra dove cresceranno le piante che poi mangeranno.
Sulla base lunare Xplorer, la fonte di energia sarà ottenuta principalmente tramite pannelli solari e il collegamento con la Terra avverrà con l'aiuto di un radiotelescopio.
Lo scopo principale del campo lunare è comprendere l'ambiente lunare e sfruttarne le risorse. Non escludiamo l'eventualità di un fallimento, ma prepariamo tutto per rimanere lì il più a lungo possibile e garantire tutte le condizioni. Esplorando le condizioni lunari, coltiveremo in serra piante di Arabidopsis, piccole piante che costituiscono un modello per l'analisi del genoma, e ne osserveremo la crescita. Invieremo tre astronauti che lavoreranno a turni in modo che tutti possano riposare e ottenere i migliori risultati. Durante il lavoro, ci sarà un astronauta sul campo e due alla base. Le attività saranno organizzate in modo che dopo alcuni giorni ogni membro dell'equipaggio cambierà il proprio compito con un altro; in questo modo, si manterrà un equilibrio nello stile di vita degli astronauti e si raggiungeranno risultati diversi che porteranno a conclusioni più precise.
Consideriamo il Polo Sud il luogo ideale per il nostro campo lunare, quindi abbiamo deciso di costruirlo lì, vicino al cratere Shackleton. I vantaggi sono molti, tra cui l'illuminazione costante che ci aiuta con l'elettricità prodotta dai pannelli solari e anche con la ricerca e gli esperimenti. Un altro vantaggio è rappresentato dai depositi di ghiaccio dei crateri in ombra, che costituiscono un'importante fonte di acqua. Anche la temperatura è più favorevole qui, perché non è troppo alta durante il giorno per raggiungere i 100 ℃, né troppo bassa durante la notte per estremi come -150 ℃.
https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html
Il design è stato realizzato per impressionare, ma anche per essere il più utile possibile agli astronauti. Il campo Xplorer si sviluppa su due piani. Il primo serve come spazio tecnico, dove si trova la serra, uno spazio per l'elettrolisi dell'acqua e una cucina con acqua corrente alimentata dal serbatoio dell'acqua. Il secondo piano comprende spazi di lavoro e di riposo, oltre a pannelli solari, un radiotelescopio e un punto di atterraggio per la navetta spaziale.
Avremo degli strati protettivi sopra la base: lo strato esterno sarà di 3,5 cm di tungsteno; il tungsteno è un materiale che vogliamo utilizzare al posto del piombo per la sua minore densità, per la sua maggiore resistenza a temperature più elevate e perché non è tossico come il piombo; protegge dalle radiazioni e anche dai frammenti di meteoriti. Lo strato interno servirà per l'isolamento termico e abbiamo deciso di utilizzare un aerogel a base di gel di silice con carbonio, un materiale composto da oltre 90% di aria, che gli conferisce una densità molto bassa. Avremo bisogno di uno strato intermedio per proteggere meglio la base e gli astronauti e questo strato sarà uno strato di 10 cm di alluminio. Anche l'ultimo strato che utilizzeremo come strato intermedio sarà composto da regolite lunare. Abbiamo voluto utilizzare materiali leggeri che saranno più facili da trasportare, anche se i costi saranno più alti per i materiali scelti rispetto ad altri.
https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438
https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf
Sulla Luna ci sono molti pericoli: radiazioni, temperatura, polvere e frammenti di roccia.
Per evitare i detriti lunari e i meteoriti, copriremo la base con uno strato di alluminio, anche se ai poli le probabilità di caduta di polvere e meteoriti sono minori. Inoltre, ci sarà un radar che aiuterà gli astronauti a prendere le misure quando stanno per essere colpiti.
Per le radiazioni e i frammenti di roccia rimasti, copriremo la base con uno strato di regolite lunare.
Le fluttuazioni di temperatura possono influenzare l'attività degli astronauti e anche la loro salute, quindi è necessario un altro strato. Uno strato di aerogel di silice può isolare termicamente la nostra base e ha ottime proprietà.
Gli astronauti saranno in contatto con i loro colleghi sulla Terra nel caso in cui dovesse accadere qualcosa e avessero bisogno di aiuto.
https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html
https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/
💧 Acqua
🍴 Cibo
Potenza
🌬️ Air
Gli astronauti hanno bisogno di acqua per sopravvivere e anche per i loro progetti sul centro lunare, quindi, poiché l'acqua della Terra non sarà sufficiente, dovremo utilizzare le risorse della Luna. Otterremo l'acqua in due modi: filtrando carote di ghiaccio lunare e dal suolo lunare. Abbiamo posizionato l'accampamento al polo sud, quindi ci saranno luoghi permanentemente in ombra intorno alla base, da cui potremo estrarre i depositi di ghiaccio e poi filtrarli dopo lo scioglimento del ghiaccio.
Il cibo disidratato confezionato che l'equipaggio porta dalla Terra durerà per qualche tempo, ma non sarà sufficiente. Il cibo sarà preparato nel microonde e rimarrà traccia del cibo perché quando qualcuno mangerà qualcosa, scansionerà il codice a barre sulla confezione nel sistema. Abbiamo pensato di realizzare una serra in cui coltivare le piante nel suolo lunare, in modo che gli astronauti abbiano cibo quando vogliono. Sceglieremo di coltivare pomodori, cetrioli e carote per la loro facilità e rapidità di utilizzo e per le loro vitamine e anche patate dolci per le loro vitamine e proteine.
La base è dotata di un sistema di pannelli solari e poiché nell'area in cui andremo a stabilire la base ci sarà un'illuminazione costante, questa sarà la principale fonte di elettricità. Vogliamo anche ottenere elettricità da una cella a combustibile, ma avremo bisogno di molta acqua, che è importante, quindi avremo meno energia ottenuta con questo metodo e la useremo di notte, quando la luce è minore.
Per un soggiorno più lungo è necessario l'ossigeno, quindi cercheremo di trasformare la regolite lunare in ossigeno. Come faremo? Prima di utilizzare la cella elettrolitica, metteremo il regolite lunare in cloruro di calcio fuso, ottenendo ossigeno e metallo; possiamo cuocere il regolite lunare con idrogeno gassoso, ottenendo ossigeno e idrogeno. Le piante rilasciano anidride carbonica, quindi sarà installato un sistema di filtraggio dell'aria. Riscaldando la roccia lunare, le bolle di ossigeno sostituiranno l'anidride carbonica. Utilizzando l'elettrolisi dell'acqua avremo bisogno di molta acqua, quindi preferiremo saldare utilizzando la regolite lunare.
Nel campo Xplorer tutto viene riciclato, quindi non dobbiamo preoccuparci di tipi di rifiuti come plastica o cartone. I rifiuti del bagno, invece, saranno bruciati e messi in sacchi della spazzatura che vengono inseriti in contenitori che non permettono all'aria di uscire.
La comunicazione con la Terra è sempre stata importante per qualsiasi equipaggio di astronauti, perché rappresenta un grande supporto in caso di malfunzionamenti o emergenze. La comunicazione è anche il modo in cui gli astronauti possono vedere le loro famiglie o postare video di loro stessi, come quello che mostra Neil Armstrong diventare la prima persona a camminare sulla superficie della Luna.
Per questo motivo, abbiamo installato un radiotelescopio che aiuta a mantenere le comunicazioni con la Terra, accedendo a più satelliti.
Alcuni degli argomenti che vorremmo esplorare nel campo Xplorer sono la biologia e la geologia. Da un lato, esplorando le condizioni lunari, coltiveremo in serra piante di Arabidopsis, piccole piante che costituiscono un modello per l'analisi del genoma, e ne osserveremo la crescita. Dall'altro lato, vorremmo osservare più da vicino il suolo lunare e scoprire se è utile. Naturalmente, al di là di tutti questi studi, uno dei nostri obiettivi principali è quello di trovare forme di vita non solo sulla Luna, ma anche su altri pianeti.
Riteniamo che gli astronauti dell'Xplorer debbano essere sempre preparati, qualunque sia la situazione. Per questo motivo, nel nostro programma di formazione degli astronauti includiamo matematica, fisica, geologia, trattamento dei materiali, biologia e dinamica orbitale.
Dovrebbero anche essere addestrati in caso di emergenze, come l'alta o la bassa pressione atmosferica, o per i momenti di disagio, come la microgravità.
Una delle parti più importanti dell'addestramento è quella formale, durante la quale gli astronauti imparano a pilotare e a far atterrare una navetta spaziale, a far funzionare ogni sistema e a rilevare i malfunzionamenti.
Oltre alla formazione formale, l'equipaggio deve avere un buono stato fisico e mentale e deve essere in grado di lavorare in condizioni di alta pressione.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm
La navetta spaziale che abbiamo costruito sarà l'unico veicolo spaziale che gli astronauti utilizzeranno per andare a esplorare diversi luoghi sulla superficie della Luna.
Abbiamo anche pensato di aggiungere un rover, ma abbiamo deciso che non sarebbe stato necessario, perché l'equipaggio degli astronauti non ha bisogno di muoversi nell'area del campo Xplorer.
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