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.
Collegio Vasco da Gama Lisbona-Sintra Portogallo 17, 18 4 / 1 Portogallo
Software di progettazione 3D: Fusion 360
https://drive.google.com/file/d/1ReZGQIAM1f7LxkjoXMe7X7AYMd2Xy_7U/view?usp=sharing
Il progetto del secondo semestre di Fisica ha come obiettivo l'elaborazione di una base lunare con un software di modellazione 3D da sottoporre al Moon Camp Challenge 2023. L'apparecchiatura ha raggiunto gli obiettivi stabiliti dalla professoressa di fisica, tra cui la creazione di condizioni di sopravvivenza, spazi di convogliamento, spazi per l'esercizio fisico e un laboratorio. È stata realizzata un'indagine sulle attrezzature necessarie per garantire l'abbattimento dell'acqua, l'energia, la produzione di alimenti, la protezione da asteroidi e radiazioni e la creazione di un'atmosfera respiratoria. Il progetto è stato pianificato con obiettivi ben definiti, che hanno portato allo sviluppo di abilità di lavoro in equipaggio, organizzazione e modellazione 3D in fusion360. L'equipaggio ha acquisito caratteristiche che saranno utilizzate nei progetti futuri.
Nel Moon Camp Challenge è stata proposta la creazione di un modello 3D di una base lunare. La base deve soddisfare le esigenze fondamentali degli astronauti, quali: alimentazione, ossigenazione, temperatura costante, nonché un obiettivo di ricerca nella lua. L'obiettivo della base lunare realizzata era quello di esplorare la produzione di energia attraverso l'Hélio-3, un isotopo raro sulla Terra, ma che esiste in quantità significative nella lua. A quel punto, l'hélio-3 potrebbe essere trasportato in Terra per essere commercializzato.
La base sarà costruita nella parte laterale della cratere Shackleton, a causa delle temperature più prossime a quelle degli assotigliatori e della vicinanza di grandi depositi di ghiaccio nel fondo della cratere. La cavità in cui si costruisce la base è stata scavata dal robot Sparky-3. Il motivo per cui la base si trova all'interno di una cavità della roccia lunare è la protezione contro la radiazione solare. Per questo motivo esiste un isolamento decente nella zona lunare, una protezione contro la radiazione e la vicinanza di una fonte di acqua.
Una base lunare viene costruita con un regoalito lunare e un aglutinante che viene importato dalla Terra. In questo modo, è possibile proteggere gli astronauti dalla radiazione e dalla caduta di meteoriti e inoltre proteggere la nave che viene occupata dai materiali di costruzione.
La base è stata costruita con il suolo lunare e con un aglutinante che è stato importato dalla Terra. In questo modo, sarà possibile creare un po' di spazio all'interno della navicella e anche fornire alla base una resistenza alla radiazione e alla caduta di meteoriti. All'esterno degli edifici, gli astronauti devono indossare la protezione.
In questa missione, è necessario che gli astronauti abbiano accesso all'acqua potabile e agli alimenti. Per questo motivo, la base comprende un'orticaria in cui sono stati piantati alimenti che sopravvivono alle condizioni più estreme, ricchi di sostanze nutritive e che hanno un rapido sviluppo. Sono state quindi coltivate cenouras, batatas, alface e anche trigo e beterraba sacarina, da cui viene ritirato l'açúcar per produrre il pão. Vengono inoltre importati 50 kg di sale da Terra. Per quanto riguarda l'acqua, sono stati aperti i depositi di gelo della cratera Shackleton. I depositi di gelo sono stati scavati da uno dei velivoli lunari e sono stati trasportati in un deposito. In questo modo, il gelo viene derrivato, portando l'acqua in un'area di trattamento per rimuovere le impurità e, successivamente, viene riposto in un deposito a temperatura controllata. Inoltre, l'acqua viene incamminata verso le varie divisioni della base lunare per mezzo di canos. Per garantire l'ossigenazione all'interno della base, si ricorre all'utilizzo di un biodigestore che converte il lino in idrogeno. L'idrogeno si unirà al diossido di carbonio espirato dagli astronauti e darà origine ad acqua e monossido di carbonio. Si ricorre alla diminuzione della temperatura per liquidare l'acqua e, successivamente, alla sua elettrificazione, dando origine a ossigeno e idrogeno. L'idrogeno viene riutilizzato nel processo, mentre l'ossigeno viene distribuito nelle varie divisioni della base. È possibile effettuare il riciclaggio, con 3 contenti grandi per collocare il liso. Per quanto riguarda l'energia, la base è dotata di pannelli solari come fonte di energia e, in futuro, di un centro di fusione nucleare per trasformare l'olio 3 in energia elettrica.
Il biodigestore sfrutta le risorse prodotte dalla base per produrre idrogeno. L'idrogeno viene inviato attraverso un tubo fino al ventilatore, dove reagisce con il diossido di carbonio espulso dagli astronauti, generando vapore d'acqua e monossido di carbonio. Il monossido di carbonio viene quindi liberato all'esterno della base, mentre per l'acqua si procede a una diminuzione della temperatura nella stessa misura in cui si passa allo stato liquido. In seguito, viene effettuata un'eletrorizzazione dell'acqua, o meglio, viene passata una corrente elettrica per l'acqua, separandola in ossigeno e idrogeno. L'ossigenio è quindi distribuito nelle varie divisioni della base lunare. L'idrogeno, invece, viene reintrodotto nel ventilatore per essere reagito con il diossido di carbonio. Ci sono quindi due tubi che circolano in tutte le divisioni: uno di questi recupera il diossido di carbonio e l'altro distribuisce l'ossigenio.
Gli astronauti utilizzano due metodi di telecomunicazione, il primo dei quali è quello delle onde radio, che vengono utilizzate per comunicare in lua tra astronauti o tra basi. Per poter falare tra la Lua e la Terra sono stati utilizzati dei satelliti in orbita intorno alla Lua come in orbita intorno alla Terra e per ricevere i segnali, la base dispone di un centro di telecomunicazione con un'antenna parabolica.
L'esplorazione della Lua è stata oggetto di interesse e di ricerca per decenni. Una delle ragioni per cui le persone desiderano andare a Lua è la possibilità di esplorare l'elio-3, un elemento raro e altamente energetico.
L'elio-3 è un isotopo dell'elio che può essere utilizzato come combustibile nei reattori nucleari di fusione. La fusione nucleare è una fonte potenzialmente illimitata di energia limpida e sicura, che può sostituire i combustibili fossili e ridurre la dipendenza da fonti di energia non rinnovabili.
Embora o hélio-3 seja um elemento raro na Terra, ele está presente em quantidades significativas na superfície da Lua. Si ritiene che l'hélio-3 sia prodotto dal vento solare, che lo deposita nella superficie lunare. Ciò significa che la Lua è una fonte potenzialmente ricca di hélio-3.
Inoltre, l'esplorazione dell'Hélio-3 a Lua non è un'impresa facile. La Lua è un ambiente ostile, con temperature estreme, radiazione intensa e poeira lunare fine che può danneggiare le apparecchiature. Inoltre, la coleta di Hélio-3 richiede l'estrazione di materiale dalla superficie lunare e il trasporto di volta in volta sulla Terra, il che rappresenta un compito estremamente gravoso e complesso.
Nonostante le difficoltà, molti ritengono che l'esplorazione dell'elio-3 in Lua sia un obiettivo che vale la pena perseguire. Oltre al potenziale di energia limpida e rinnovabile, l'esplorazione lunare può consentire di ottenere importanti scoperte scientifiche e aprire la strada a future missioni in mare a Marte e dintorni.
In conclusione, l'esplorazione dell'hélio-3 a Lua è un'idea empolgante che può portare a progressi significativi nell'energia pulita e nell'esplorazione spaziale. Nonostante i numerosi ostacoli da superare, la prospettiva di una fonte di energia sicura e rinnovabile è un motivo convincente per esplorare la Lua.
Per prepararsi a una missione lunare, gli astronauti devono acquisire abilità tecniche e fisiche specifiche e prepararsi anche psicologicamente.
Per quanto riguarda le abilità tecniche, sono esperti nel pilotaggio di veicoli spaziali, nell'uso di attrezzature scientifiche, nella riparazione di sistemi critici, nonché nell'apprendimento di procedure di sicurezza e di emergenza a bordo. La preparazione física è importante per gestire le condizioni di gravida zero e realizzare cammini all'aperto, così come per sopportare ambienti con temperature e livelli di radiazioni elevati. La preparazione psicológica è essenziale per gestire l'isolamento e il confinamento durante la missione, per cui gli astronauti imparano a risolvere i conflitti, a comunicare in modo efficace e a gestire l'ansia, oltre a passare a simulazioni di missioni prolungate. Inoltre, vengono utilizzati per le attività specifiche della missione, come lo studio della geologia lunare, la raccolta di amostre e l'operatività del veicolo lunare. Il treino può preparare gli astronauti a far fronte a qualsiasi situazione che possa verificarsi durante la missione.
Per il trasporto di materiale per la Lua è stata scelta un'astronave perché, d'accordo con gli specialisti dell'esplorazione spaziale, il suo uso per trasportare materiale e provviste per la Lua è un'opzione economicamente vantaggiosa. Il veicolo è inoltre progettato con sistemi e parti totalmente riutilizzabili, il che significa che i costi associati ai viaggi spaziali sono ridotti. Inoltre, l'astronave ha la capacità di trasportare fino a 100 tonnellate, il che significa che è possibile trasportare una grande quantità di materiali di costruzione, manufatti e altri carichi necessari per la Lua in un numero relativamente ridotto di viaggi. Per quanto riguarda il viaggio, sebbene una nave possa trasportare fino a cinque persone, sono stati ideati cinque tripulantes per garantire la sicurezza e l'efficienza della missione.
All'interno della lua i veicoli utilizzati sono un rover per il trasporto di persone e più di 3 rover per scavare il suolo lunare come il gelo da portare alla base.
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