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.
Palestra Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha Repubblica Ceca 16, 17 3 / 0 Inglese
Software di progettazione 3D: Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
La nostra missione si chiama Planetary Habitat and Astro-Scientific Exploration. Si tratta della prossima P.H.A.S.E nell'esplorazione lunare.
Lo scopo di questa missione è di ottenere una presenza umana continua sulla Luna e di servire come punto di appoggio per le future missioni lunari. La nostra base utilizza le meraviglie dell'ingegneria moderna con un obiettivo di sicurezza. È progettata per soddisfare tutte le esigenze vitali dei nostri astronauti e per garantire il comfort durante la loro permanenza. Questa stazione si basa su altre infrastrutture lunari come il Gateway dell'ESA. Questa missione arriverà più tardi nel periodo di espansione lunare, per garantire la massima sicurezza e la fluidità dell'intero processo.
PHASE ospiterà 3 astronauti. Sarà situata al polo sud della Luna. Questa posizione è stata scelta appositamente per le sue proprietà uniche. La stazione è composta da 5 stanze: Laboratorio, camera da letto, sala sociale, serra e camera a pressione. Le stanze sono collegate da corridoi che ospitano ulteriori spazi di stoccaggio e sistemi importanti come il supporto vitale MELiSSA. Ecco la vista dall'alto in basso:
La missione PHASE comprende anche un rover, 2 robot autonomi, un'antenna e in totale venti pannelli solari sotterranei per fornire energia.
Lo scopo principale di questa stazione è la ricerca scientifica. La ricerca si concentrerebbe sulla produzione e sulla coltivazione di piante sulla luna e sullo studio della loro vitalità sotto la gravità di 1/6 della luna. Un'altra parte forse più importante della ricerca comprenderebbe la raccolta e la trasformazione dell'acqua lunare in forma potabile. Un'altra ricerca comprenderebbe uno studio più approfondito delle rocce lunari e il loro utilizzo nelle costruzioni sulla Luna.
Come abbiamo scritto in precedenza, la base si troverebbe al polo sud della Luna, grazie alla stabilità della luce solare e all'accesso ad acqua ghiacciata o sotterranea. Più precisamente, la base si troverebbe all'esterno del cratere Shackleton. Il cratere stesso è stato coperto dall'oscurità fin dalla formazione della luna e servirà come riserva d'acqua ghiacciata.
La costruzione della base sarà divisa in due fasi. La prima sarà senza equipaggio e la seconda con equipaggio. Gli astronauti arriveranno nella seconda fase e avranno tutto il necessario pronto. Le risorse a bordo della prima fase comprenderanno i materiali per il mainframe della stazione. La stazione sarà gonfiabile e sarà realizzata in kevlar rinforzato con fibra di carbonio e titanio. Per costruire le fondamenta della base utilizzeremo la stampa 3D per realizzare una base accurata. Potremmo stampare in parte utilizzando materiali locali, come una roccia lunare, per ridurre ulteriormente i materiali necessari. L'interno delle pareti sarà riempito con una miscela di ossigeno e azoto che servirà come riserva di ossigeno di emergenza.
Parte di questa prima fase saranno i due robot autonomi, che metteranno insieme tutto ciò che possono. La stazione sarà sotterranea per evitare radiazioni e altri pericoli. I robot prepareranno il terreno per la stazione e poi lo ricopriranno con materiale di scavo. La prima fase prevede anche l'installazione di energia e comunicazione tramite antenne e pannelli solari. La parte più importante che dovrà essere allestita nella prima fase è il sistema idrico. Ne descriveremo il funzionamento più avanti. Una volta impostata l'elettrolisi nella prima fase, possiamo utilizzare i gas prodotti per riempire le pareti.
La base protegge i suoi abitanti essendo ricoperta da materiale di roccia lunare stampato in 3D. Questo ha molti vantaggi. Protegge dalle radiazioni e dalle piogge di meteoriti. Elimina la necessità di strutture complesse e pesanti, consentendo il nostro design gonfiabile rinforzato, risparmiando peso sulle navi e permettendoci di trasportare un maggior carico utile.
Abbiamo anche pannelli solari sotterranei retrattili che possono nascondersi in caso di pericolo rappresentato da piogge di meteoriti. Inoltre, il deposito sotterraneo pulirà automaticamente i pannelli dalla polvere di luna. Anche l'antenna è retrattile per evitare danni.
Uno dei maggiori problemi dell'ambiente lunare è la polvere. La base deve fare affidamento su attrezzature e EVA esterne. Per risolvere il problema della polvere, tutto ciò che si trova all'esterno o a contatto con la polvere sarà rivestito da uno strato speciale che utilizzerà la carica elettrica della polvere contro di essa. Il sistema avrà uno strato elettrico che respingerà attivamente la polvere, invece di attirarla. I corpi fissi rigidi utilizzeranno uno strato di metallo, mentre i corpi flessibili, come le tute spaziali, utilizzeranno nanotubi di carbonio come conduttore.
La nostra base incorporerà sistemi di riciclaggio per le acque nere e grigie, che le puliranno/ricicleranno. Il risultato sarà acqua bianca potabile che potrà essere utilizzata altrove. Gli avanzi di questo processo saranno utilizzati come fertilizzanti nella serra.
La principale fonte di acqua, oltre al riciclaggio, sarà l'estrazione e la pulizia dell'acqua lunare in forma potabile. Ciò sarà possibile grazie a un rover caricato con RTG che effettuerà l'estrazione nel ghiaccio dei crateri. L'RTG non richiederà la ricarica e la luce del sole e consentirà al rover di lavorare nelle aree buie del cratere.
La principale fonte di cibo sono le piante della serra. Gli scaffali della serra sono multifunzionali e possono contenere diversi tipi di piante. Le principali piante coltivate sono: Patate per i carboidrati e le vitamine A e C, Pomodori per le vitamine A, C, K, il potassio e le fibre. L'ultima pianta è il fagiolo per lo zinco, il rame, il manganese, il selenio e le vitamine B1, B6 ed E. Con gli astronauti includiamo anche il cibo consegnato dalla Terra. La serra ha cicli diurni e notturni che vengono creati cambiando l'intensità e la luminosità delle luci ad alta efficienza. Le piante, come abbiamo detto, sono fertilizzate e annaffiate dal Modulo Automatico di Fertilizzazione e Irrigazione (AFSM) che sarà alimentato dal modulo di riciclo.
L'ossigeno per gli astronauti sarà coperto in parte dalle piante come sottoprodotto della serra e in parte dall'elettrolisi dell'acqua lunare. Inoltre possiamo usare l'interno delle pareti come riserva di ossigeno in caso di guasto dei sistemi. L'interno della base può riempirsi di anidride carbonica in cambio di ossigeno.
Stiamo producendo oltre 75kW di elettricità con il solare. Un singolo pannello ha una superficie di 12 m2 , noi ne avremo venti. Con un po' di matematica e usando pannelli ad alta efficienza da 25% e usando la costante solare otteniamo: 240×1300:4 = 78000W di potenza. Gli RTG saranno utilizzati come riserva di emergenza.
Nella nostra base avremo un ciclo MELiSSA chiuso e completamente integrato, in grado di gestire e riutilizzare praticamente tutti i rifiuti che la base potrebbe generare. MELiSSA è un sistema di supporto vitale basato su un ecosistema artificiale ed è stato avviato dall'ESA. Il ciclo MELiSSA contiene 4 compartimenti:
Liquefazione - punto di raccolta
Fotoeterotrofi - Eliminazione di sottoprodotti di liquefazione
Nitrificazione - Ciclicizzazione di NH4+ in nitrati
Fotoautotrofo - compartimento della pianta per la rigenerazione dell'ossigeno
Quanto sopra è fortemente semplificato ai fini del presente documento. Il nostro obiettivo è produrre zero rifiuti e riutilizzare tutto ciò che portiamo sulla luna.
La base stessa sarà dotata di un'antenna a corto e lungo raggio per le comunicazioni. Il punto principale è l'utilizzo della missione Gateway dell'ESA sull'orbita lunare come stazione di collegamento con la Terra. Questo collegamento consente la comunicazione anche se la Terra non è in linea di vista diretta con la base lunare. Inoltre, il Gateway funge perfettamente da relè in orbita per altre attività lunari con la base, anche per distanze maggiori. L'antenna sul tetto serve come riserva e deve essere utilizzata principalmente per le comunicazioni con il Gateway. L'antenna più grande a terra è un'antenna primaria a tutti gli effetti.
Lo scopo principale di questa base è la ricerca di colonie su diversi pianeti (lune) e la risposta umana che può essere utilizzata in missioni future. A ciò si collega un'esplorazione e una comprensione più approfondita della geologia lunare. La base esplorerà l'estrazione e l'utilizzo delle rocce lunari e di altre risorse come materiale degno di essere utilizzato per un'ulteriore espansione sulla Luna.
Uno dei problemi che si presentano agli astronauti è la mancanza di gravità terrestre. Ciò significa che muscoli e ossa si atrofizzano. Per evitare che ciò accada, la stazione è dotata di speciali macchine per esercizi che funzionano in condizioni di bassa gravità. Gli astronauti dovranno avere una conoscenza completa del funzionamento di queste macchine e di tutti i rischi che incontreranno. Questo vale per l'intera missione, non solo per gli allenamenti.
L'addestramento degli astronauti comprenderà una versione 1:1 della stazione terrestre per familiarizzare con le sue caratteristiche. Insieme alla conoscenza completa delle attrezzature che gli astronauti utilizzeranno. L'addestramento degli astronauti per la base lunare dovrebbe essere simile a quello per la ISS.
La formazione aggiuntiva rispetto all'ISS dovrebbe includere:
Gestione della polvere lunare
Questa missione includerà misure attive e passive contro la polvere. Anche in questo caso gli astronauti dovranno sapere come prevenire e gestire l'accumulo di polvere e come pulirla.
Protezione dalle radiazioni
Il campo elettromagnetico terrestre non raggiunge la Luna e, a differenza della ISS, gli astronauti che conducono le EVA saranno esposti a grandi quantità di radiazioni. Devono essere istruiti su come ridurre al minimo i rischi per la salute e su cosa fare se, ad esempio, l'esposizione fosse troppo elevata.
Manutenzione della tuta EVA
Le tute spaziali utilizzate in questa missione dovranno sopportare un numero esponenzialmente maggiore di ore di EVA rispetto alle precedenti missioni lunari, come il programma Apollo. Per questo motivo, le tute spaziali dovranno essere sottoposte a manutenzione e controlli regolari e gli astronauti dovranno avere le conoscenze necessarie per farlo.
Per viaggiare sulla Luna useremo un rover per raggiungere distanze maggiori. Il rover contiene un RTG (generatore termoelettrico a radioisotopi) e l'energia solare per alimentare le batterie di bordo, che gli consentono in teoria di avere un raggio d'azione illimitato. Il rover è dotato di un'antenna che può essere utilizzata in collaborazione con il Gateway per comunicare con la base in qualsiasi punto della luna.
Abbiamo un robot autonomo per la stampa 3D e un escavatore che faranno parte della prima fase di questa missione e saranno utilizzati rispettivamente per gettare le fondamenta, raccogliere il ghiaccio ed estrarre il suolo lunare.
La base avrà una piattaforma di atterraggio nelle vicinanze che sarà utilizzata da veicoli a razzo come il lander Artemis o l'Astronave. Il viaggio da e verso la base avverrà tramite razzo, poiché l'umanità non dispone attualmente di un mezzo di trasporto extraterrestre migliore.
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