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.
I.E.S. Juan Antonio Pérez Mercader Corrales-Huelva Spagna 17, 16 5 / 2 Español
Software di progettazione 3D: Fusion 360
Il progetto consiste nella costruzione di una base lunare che abbia come fine lo studio delle orígini della Terra e che consenta di sfruttare le risorse lunari per progetti futuri.
La base lunare è collegata ad altre simili tramite satelliti che orbitano nello spazio per mantenersi in contatto.
D'altra parte, per rendere possibile la vita di un astronauta nella luna, dobbiamo tenere conto di alcuni fattori come l'addestramento in superficie, nei simulatori e nella comunicazione, la preparazione fisica, il lavoro in equipaggio e l'impegno nei viaggi spaziali.
Per quanto riguarda i veicoli e la mobilità lunare, progettiamo un cohete per accedere alla luna e una volta arrivati ci muoviamo con veicoli specializzati (rover) progettati per la superficie e le caratteristiche lunari per l'investigazione, e per ritornare sulla Terra progettiamo
un modulo di ascensione lunare.
L'obiettivo del nostro campo lunare è l'esplorazione e la ricerca tanto lunare quanto terrestre. Vogliamo ottenere informazioni sulla creazione della Terra e sui fattori che hanno reso possibile la nostra esistenza in essa. Tenendo conto che la luna si è originata a partire dalla colisi tra un corpo sconosciuto e la Terra, l'analisi e lo studio della luna possono contribuire alla conoscenza dettagliata delle origini del nostro pianeta, essendo una scoperta di grande importanza.
Inoltre, l'esplorazione delle condizioni della luna ci permette di capire come possiamo sfruttare le risorse lunari in modo ottimale, ottenendo così benefici economici.
Le condizioni della superficie lunare sono estreme. La luna ha circa 28 giorni di luce successivi.
Poiché la Luna ha bisogno di un'atmosfera per distribuire il calore, le temperature durante il giorno possono essere di 130 °C e quelle notturne, più rigide, di -247 °C.
La mancanza di un'atmosfera protettiva fa sì che ci sia poca protezione contro la radiazione.
La posizione migliore è nel polo sud della luna, dove si trovano molte risorse come l'acqua sotto forma di ghiaccio, che può essere utilizzata per generare ossigeno, idrogeno e sfruttare l'acqua. La posizione migliore nel polo sud è quella delle coline che formano le celle, perché in pratica c'è una luce permanente che può essere utilizzata per generare energia. Il miglior cestello da installare è lo Shackleton, perché ha quasi 320 giorni di luce continua.
Il trasporto massiccio di materiali dalla Terra alla Luna non risulta pratico né efficace.
Lo scopo più pratico sarebbe quello di portare una base hinchable, cioè un robot che al momento dell'atterraggio nella luna si spaventi della nostra "casa hinchable" e cominci a gonfiarla.
Inoltre potremo portare con noi un piccolo robot che funziona come costruttore e impresario 3D. Il robot avrebbe dovuto raccogliere l'arena del suolo e cubizzarla con sottili cappelli di 5 mm e poi raccogliere l'acqua salata per consolidarla e creare ladrillos di polvo lunare impressi in 3D fino a coprire completamente la nostra casa. Questi ladrillos sono composti da regolatore lunare, il nome che ricevono le piccole piedre lunari. Si utilizzerà, inoltre, la tecnologia del corno di aglutinazione. Si tratta di un metodo che consiste nel mescolare un componente liquido, come l'acqua salata, in questo caso con il polvere lunare, per creare così una forma sufficientemente consistente che successivamente potrà essere modellata sotto forma di ladrillos attraverso l'impresario 3D del nostro robot.
In questo modo la nostra casa sarà protetta dalle radiazioni, dai meteoriti e dai grandi cambiamenti di temperatura. Al suo interno possono abitare fino a 4 persone.
La postazione incaricata di rivestire la nostra base è la nostra porta d'ingresso e di uscita. Inoltre, nella parte superiore della nostra base abbiamo delle bocchette per l'ingresso della luce e un sistema di presurizzazione.
Se vogliamo vivere nella luna per più di un giorno, la nostra base lunare deve essere in grado di proteggerci. La luna non ha un'atmosfera come quella terrestre, il che significa che non c'è aria né niente che possa proteggerci dal sole o da altri oggetti che possono colpire la luna dallo spazio.
Se vogliamo respirare nella nostra "casa lunare", questa deve essere ermetica e deve essere costruita con materiali che non lascino passare l'aria. Non si può aprire nessuna apertura e anche le porte di ingresso e di uscita devono essere ermetiche e con pareti estensibili.
La nostra casa deve anche proteggerci dal clima lunare. La luna riceve impatti di meteoriti di piccole dimensioni durante tutto l'anno. Tuttavia, la luna è molto grande e la possibilità che si verifichi un colpo di fortuna nel tuo campeggio o in te mentre stai facendo un viaggio lunare è molto bassa. Il vero problema sono i meteoriti di grandi dimensioni che producono crolli per tutto l'anno.
Il nostro ultimo problema, il sole, non solo calienta la superficie fino a 123 gradi, ma emette anche radiazioni nocive. Per questo abbiamo bisogno di una protezione solare.
La coperta potrebbe essere di polietilene, che oltre a essere molto resistente può essere modellato nella forma che desideriamo e una coperta di circa 20 cm di spessore sarebbe sufficiente per proteggerci. Un'altra opzione è l'acqua, che, pur non potendo essere modellata e acquistata, può essere utilizzata per costruire una scorta molto più grande di quella del polietilene.
Per ottenere l'acqua si può ricorrere all'estrazione dei depositi di ghiaccio che si trovano nei poli della superficie lunare. Questo può essere realizzato attraverso la perforazione e l'utilizzo di tecnologie di raffreddamento per liberare l'acqua intrappolata nello strato di ghiaccio. Un'altra opzione è la cattura dell'acqua derivante dalla respirazione dei membri del gruppo. Espirando l'aria della respirazione si perde l'acqua che viene incorporata all'umidità ambientale. Questa umidità nella cabina dell'impianto viene condannata per il recupero delle riserve d'acqua.
Per poter alimentarsi nello spazio, è necessario realizzare una sala in cui si possano coltivare diversi tipi di alimenti. Gli alimenti freschi sono prodotti nello spazio attraverso i sistemi di bio-rigenerazione degli alimenti: Vengono prodotti in un ambiente invernale dove vengono ricreate tutte le condizioni ambientali necessarie per la crescita delle colture.
Poiché nello spazio non c'è aria, gli astronauti hanno bisogno di una fonte di ossigeno per poter sopravvivere. Un modo per ottenere l'ossigeno è la separazione dell'acqua in idrogeno e ossigeno mediante una reazione chimica chiamata elettrolisi. Si possono anche utilizzare sistemi di recupero dell'aria trasformando il diossido di carbonio esalato dagli astronauti in ossigeno respirabile, così come avviene nella fotosintesi delle piante.
Affinché il campeggio possa avere energia, è necessario costruire un sistema di placche fotovoltaiche solari che convoglino la radiazione solare in energia elettrica.
Gli astronauti devono eliminare i residui prodotti. Le scorie vengono recuperate in un contenitore che fa parte del componente di alta qualità delle scorie dell'inodoro della stazione spaziale e vengono eliminate durante il rientro distruttivo della nave spaziale di trasporto.
I destinatari dei prodotti alimentari usati vengono tritati e custoditi nel vagone vuoto che in quel momento era pieno di provviste. Questi vagoni si riempiono di terra di ritorno verso la Terra e si disintegrano grazie al contatto con l'atmosfera.
Il nostro campo lunare mantiene la comunicazione con la terra e con le altre basi lunari attraverso una rete di satelliti perfettamente orientati perpendicolarmente, costituendo così una rete di comunicazione eccellente. I satelliti sono collegati da onde elettromagnetiche e non possono quindi essere interferiti da oggetti che si trovano nello spazio. I satelliti funzionano grazie a un pannello solare che si trova sulla superficie e che fornisce l'energia necessaria a partire dai raggi del sole.
Il nostro viaggio alla luna ha come obiettivo la ricerca scientifica. Vogliamo soprattutto studiare la luna, la sua composizione e altri fattori che ci aiutino a comprendere nuove informazioni sulla terra.
La luna si è formata grazie a una colisi di un corpo sulla terra, per cui conoscere la luna può aiutare a conoscere il passato del nostro pianeta.
Il primo a essere studiato sono i meteoriti provenienti dalla terra e le croste che si formano, perché secondo i ricercatori possono contenere resti di microrganismi.
Si indagherà anche sul polvo lunare in sospensione, che potrebbe contenere particelle come nitrógeno e ossigeno.
Un'altra attività di ricerca che intendiamo intraprendere è l'estrazione di ghiaccio lunare per convertirlo in combustibile a partire dall'ossigene e dal nitrogeno. Questo combustibile può essere trasportato sulla terra o può essere utilizzato come zona di deposito nella luna per i futuri coetanei. In questo modo otterremo anche benefici economici.
Il sistema utilizzerà un motore di coesione da 100 libbre sotto una culla presurizzata per consentire la craterizzazione in profondità a più di 2 metri dalla superficie lunare. Durante questo processo, i resti dei vari disparos dei cohete vengono introdotti nella culla e canalizzati attraverso un sistema al vuoto che separa le parti di ghiaccio dal polverino rimanente e lo trasporta ai contenitori di stoccaggio.
Il piccolo sistema di massa ridotta, che comprende il combustibile del cohete, il motore, la piattaforma mobile e i contenitori di stoccaggio, può essere agganciato a un rover e trasportato fino alla Luna nel nostro cohete. Dopo il trasporto, il rover di sette o otto ruote esce dal modulo di trasporto e si dirige verso la zona mineraria.
Successivamente, il dispositivo attiva il motore con un intervallo di tempo di mezzo secondo, durante il quale il suolo lunare si alza nell'aria.
Un programma di formazione per astronauti deve essere concepito in modo da garantire che siano ben preparati fisicamente e mentalmente per affrontare le sfide dello spazio e della Luna. Ecco alcune aree fondamentali che dovrebbero essere incluse in un programma di formazione per astronauti che si preparano a una missione lunare:
1.Esercizio in gravedad cero: La gravedad cero è un'esperienza unica e può essere desorientante per gli astronauti. Per questo motivo, è necessario includere un allenamento estensivo in ambienti a gravità zero, per abituare gli astronauti alle sensazioni di fluttuazione e movimento nello spazio.
2.Esercizio con i simulatori: I simulatori di volo e i simulatori della superficie lunare sono strumenti preziosi per aiutare gli astronauti ad abituarsi alle procedure di volo e di funzionamento dell'equipaggiamento. Gli astronauti devono essere in grado di operare con l'equipaggiamento lunare, come il rover, e di realizzare manovre di atterraggio e discesa in un ambiente simulato.
3.Preparazione fisica: Gli astronauti devono possedere un'eccellente forma fisica per affrontare l'intensa gravità della Luna e per lavorare durante le missioni spaziali. Il programma di formazione deve includere un intenso allenamento per migliorare la forza, la resistenza e la flessibilità.
4.Formazione in comunicazione: La comunicazione è fondamentale in ogni missione spaziale. Gli astronauti devono essere in grado di comunicare efficacemente con il proprio equipaggio e con la base di controllo sulla Terra.
5.Formazione al lavoro di gruppo:. Il programma di formazione deve includere esercizi di lavoro in gruppo e pratiche per sviluppare le capacità di guida e di risoluzione dei conflitti.
6.Formazione all'uso di tracciati spaziali: Gli astronauti devono essere in grado di utilizzare i tracciati spaziali e di realizzare cammini spaziali sulla superficie lunare.
Per arrivare sulla Luna, è necessario un dispositivo di lancio potente e affidabile. Una volta giunti sull'orbita lunare, si utilizzerà un modulo di trasporto lunare per scendere sulla superficie lunare. Questo mezzo di trasporto deve essere dotato di un combustibile sufficiente e di un indicatore per consentire l'esplorazione della superficie lunare per diversi giorni.
Una volta giunti sulla superficie lunare, gli astronauti utilizzeranno i rover lunari per esplorare e recuperare reperti di diverse aree. Questi rover devono essere robusti e in grado di operare su terreni difficili, oltre ad avere un sistema di sorveglianza vitale adeguato per garantire la sicurezza degli astronauti.
Per tornare sulla Terra, è necessario un modulo di ascesa lunare che possa separarsi dal modulo di discesa lunare e raggiungere l'orbita lunare, dove si unirà alla nave spaziale di ritorno sulla Terra.
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