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.
III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni Gdynia-Pomorskie Polonia 14, 17, 18 5 / 1 Inglese
Software di progettazione 3D: BlenderKit
Il Lunar Exploration Mission (LEM) Moon Camp prende il nome da un pioniere del genere fantascientifico in Polonia, Stanisław Lem.
La base sarà situata al Polo Sud della Luna, sul bordo del cratere Shoemaker, per sfruttare le risorse presenti in loco. La base è suddivisa in moduli, tra cui un'area per dormire e rilassarsi, una palestra, una cucina, il controllo della missione, un'area medica e un laboratorio per condurre esperimenti. Inoltre, nelle fasi successive della missione saranno costruiti una cupola di serra aeroponica, un laboratorio gravitazionale e un capannone per i robot Doglike GLIMPSE.
Lo scopo della nostra missione è la ricerca scientifica. Verranno condotti esperimenti nei campi della biologia, della scienza planetaria, della geologia e della fisica. Inoltre, monitoreremo la salute fisica e mentale degli astronauti in vista di future esplorazioni spaziali.
Il LEM contribuirà in modo significativo allo sviluppo dell'esplorazione e della scienza lunare. Grazie alla progettazione della base, la missione sarà in grado di svilupparsi da una singola base a una colonia lunare, dando potenzialmente il via a una colonia lunare in futuro.
La visione del LEM Moon Camp è quella di sperimentare un'esplorazione lunare sostenibile e internazionale.
Lo scopo principale del LEM è di tipo scientifico, cioè di effettuare esperimenti nei campi della biologia, della fisica e della genetica. Inoltre, testeremo l'utilità delle risorse in situ, come l'acqua congelata, che potrebbe essere una soluzione economica per una presenza più prolungata sulla Luna. L'altro scopo è quello di trasformare, in futuro, la singola base in una colonia lunare.
Il nostro scopo secondario è quello educativo. Gli astronauti registreranno brevi video che mostrano la loro vita sulla Luna, che in seguito saranno utilizzati per l'educazione spaziale e per aumentare la popolarità sui social media (faremo anche il primo TikTok dalla Luna!).
Abbiamo scelto il bordo del cratere Shoemaker (circa Lat: -88,48°, Lon: 76,20°) come posizione.
Tutti i dati sono tratti dal sito web di LROC: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Consultato il 18.04.23]
I materiali
Tecniche e scelte progettuali
Fonti
100% del modello è nostro. Alcuni materiali sono stati presi dal database gratuito di BlenderKit.
Per i poster utilizzati all'interno della nostra base:
Radiazioni
Uno strato di piombo e di schermi elettromagnetici fornirà una protezione globale contro le radiazioni e le interferenze elettromagnetiche. Le gallerie tra i moduli saranno coperte di regolite per proteggerle. La cupola, invece, sarà realizzata in vetro di piombo, che offre una buona protezione contro le radiazioni. Inoltre, monitoreremo costantemente i livelli di radiazione nella base utilizzando contatori geiger.
Meteoriti
Le indagini e le statistiche generali mostrano che le cadute di meteoriti non avvengono molto spesso, e se avvengono si tratta di micrometeoriti. Lo strato che protegge dalle radiazioni dovrebbe fornire una protezione di base contro queste ultime. Inoltre, utilizzeremo scudi speciali per una protezione avanzata contro i micrometeoriti.
Dissipazione del calore e grande differenza di temperatura
Le pareti della base devono fornire un ampio isolamento termico per mantenere la temperatura interna relativamente costante. Per la maggior parte, questo può essere garantito da uno strato di protezione dalle radiazioni e, oltre a questo, ci sarà un sottile strato isolante e uno strato di protezione contro il trasferimento di calore per irraggiamento (cioè a infrarossi), Inoltre, ci sarà un sistema nella base per stabilizzare più accuratamente la temperatura a un valore appropriato. Inoltre, nel vetro della cupola saranno collocati pannelli fotovoltaici semipermeabili per generare elettricità e proteggere dalle alte temperature durante il giorno lunare.
Polvere lunare
Per proteggerci dalla polvere lunare, cioè da pezzi finissimi di silicati e altri composti potenzialmente dannosi per l'uomo, utilizzeremo un sistema di filtraggio dell'aria nelle camere di equilibrio. Per proteggere i pannelli fotovoltaici da questa polvere che si deposita su di essi, essi saranno in grado di cambiare il loro angolo di inclinazione e di scacciare questa polvere.
Acqua
Metodo "Aqua factorem" per l'estrazione dell'acqua
L'acqua viene riciclata utilizzando bioreattori ad alghe e il sistema MELiSSA, garantendo un sistema chiuso.
Il rover cerca e mappa il ghiaccio lunare, le sostanze chimiche e le rocce sotterranee che ostacolano gli scavi
Lo spettrometro analizza i campioni di terreno provenienti da diverse profondità per verificare la presenza di acqua.
Trivella sotto la superficie lunare e scava grandi quantità di regolite.
Il rover di trasporto dispiega l'escavatore e consegna il regolite
Cibo
L'intelligenza artificiale monitora i dati all'interno della serra aeroponica (temperatura, livelli di CO2, umidità, lunghezza d'onda della luce e cicli di crescita) e li regola per ottimizzare l'ambiente di coltivazione di diversi ortaggi.
Aggiunta di 100 mg di acido gamma-aminobutirrico (GABA) alle verdure (come il cavolo toscano) per ridurre l'ansia.
Gli algoritmi della tecnologia intercettiva indossabile analizzano i dati (frequenza cardiaca, ciclo del sonno, esercizio fisico, variazione di peso, assunzione di acqua) per calcolare i nutrienti individuali specializzati.
Il cibo stampato in 3D su misura per le esigenze caloriche e nutrizionali degli astronauti aiuta i metodi di cottura tradizionali
Gli astronauti preparano, mangiano e puliscono i pasti insieme per rafforzare i legami.
Grazie alla stampa 3D, gli astronauti potranno gustare i loro pasti culturali/religiosi.
Aria
L'atmosfera della base viene costantemente ricircolata e purificata, rimuovendo l'anidride carbonica e reintegrando l'ossigeno grazie al già citato bioreattore in un ciclo chiuso.
Per ottenere l'ossigeno, utilizziamo la tecnologia solare a concentrazione (avremo bisogno di un piccolo reattore, di una guarnizione esterna e di una lente fresnel) per fondere il regolite. Gli elettrodi all'interno del reattore separano i metalli dall'ossigeno e, mantenendo una bassa pressione, lo estraiamo dal sistema e lo immagazziniamo in serbatoi di gas pressurizzati.
Potenza
L'elettricità è generata da pannelli solari collocati sul tetto e nel vetro della cupola. L'energia viene immagazzinata in un sistema chiuso di celle a combustibile a idrogeno e batterie per aumentare la sicurezza e ridurre al minimo la possibilità di perdita di energia. Abbiamo scelto le celle a combustibile perché il loro combustibile può essere immagazzinato in modo modulare in serbatoi esterni, fornendo una soluzione leggera al problema dell'accumulo di energia.
Rifiuti umani
Le urine e le feci vengono trattate e processate in un'unità di gestione dei rifiuti, simile al sistema di riciclaggio dell'acqua sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), e in un bioreattore, per produrre acqua e rifiuti solidi che possono essere stoccati o smaltiti in sicurezza.
Le feci si trasformano in strumenti di bioplastica grazie alla stampa 3D
Riciclaggio
Utilizzando la stampa 3D, riutilizziamo alcune materie plastiche o metalli per creare nuovi strumenti.
Utilizzando il compostaggio anaerobico, trasformiamo i rifiuti organici in terreno fertile che può produrre calore e gas CH4 e metano che possono alimentare i nostri razzi.
Immagazzinamento
I materiali radioattivi o pericolosi dovranno essere conservati in contenitori appositamente progettati per evitare la contaminazione dell'ambiente lunare.
Inoltre, un sistema di etichettatura renderà chiaro di cosa è fatto tutto, come può essere gestito come rifiuto o come può essere riutilizzato.
Sulla base sarà collocata un'antenna per la banda delle onde ultracorte con caratteristiche di radiazione omnidirezionale, utilizzata per la comunicazione locale con gli astronauti durante le operazioni all'esterno della base e per la trasmissione di dati da stazioni di misura o altri dispositivi esterni. Questo metodo sarà utilizzato solo all'interno dell'orizzonte.
Se dobbiamo comunicare con una stazione, un rover o un sensore che si trova oltre l'orizzonte, useremo il metodo Luna-Terra-Luna. In questo caso, la Terra può essere utilizzata come relè, garantendo la copertura di quasi tutto l'emisfero della Luna.
Il punto in cui si trova la base consente una comunicazione permanente diretta con la Terra utilizzando antenne direzionali a microonde. Tale collegamento, grazie alla frequenza utilizzata, è abbastanza resistente alle interferenze e non richiede una potenza elevata.
Lo scopo principale del LEM è la ricerca di esperimenti biologici e l'esplorazione di tubi di lava. Sono stati proposti diversi esperimenti:
L'impatto sulle piante e sui funghi. Le forme di vita amano adattarsi a nuove condizioni, quindi è probabile che si verifichino delle mutazioni. Un potenziale esemplare potrebbe essere un fungo radiotrofo come Cladosporium sphaerospermum o Cryptococcus neoformans.
Bio-modifica della sopravvivenza di piante e funghi. I biopotenziamenti potrebbero includere una maggiore produzione di melanina e testare la superiorità degli organismi bio-modificati e il modo in cui influisce sulla commestibilità delle piante.
Test di stoccaggio del DNA sulla Luna. Un giorno potremmo usare la Luna come arca per il materiale genetico, poiché è meglio conservare le informazioni importanti in luoghi diversi.
La nostra base sarebbe dislocata vicino a una potenziale sezione di tubi di lava, il che aprirebbe la possibilità di esplorarli usando i robot Doglike GLIMPSE. Questo equipaggio robotico registrerebbe le radiazioni e le temperature all'interno, oltre a studiare gli aspetti geologici di queste grotte, come la struttura e la composizione delle pareti. I robot cercheranno anche acqua potenziale. La missione prevede che più robot svolgano compiti diversi per formare un'unità coesa.
Questi esperimenti forniscono dati preziosi per le missioni e gli insediamenti successivi, che aprirebbero un nuovo ramo dell'economia.
Inoltre, verrà condotto uno studio sulla propagazione delle onde elettromagnetiche nello spettro radio in un ambiente privo di atmosfera. Questo esperimento si basa sullo studio della distanza che un'onda radio può percorrere in un ambiente in cui non ci possono essere riflessioni e rifrazioni dell'onda. Con questo esperimento è possibile verificare e trovare la distanza massima a cui una base lunare può trovarsi da un'altra base o stazione di rilevamento, da un eventuale relè o da un veicolo lunare, in modo che le informazioni possano essere trasmesse in modo stabile tra loro.
Formazione ambientale
Gli astronauti saranno isolati e messi in ambienti polari estremi (ad esempio, la tundra canadese ghiacciata o l'habitat lunare nelle Alpi svizzere) per un lungo periodo di tempo per esercitarsi nel comportamento da spedizione.
In natura, gli verranno affidati compiti spontanei come spostare l'accampamento, recuperare cibo e provviste cadute in punti casuali e riportarle all'accampamento.
Nell'habitat lunare, che assomiglierà al nostro Moon Camp, i ragazzi svolgeranno routine quotidiane basate sulle passate missioni ESA/NASA, ma verranno anche assegnati loro compiti spontanei per sviluppare la capacità di improvvisare in circostanze difficili.
Gli astronauti parteciperanno ai corsi dell'ESA Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill (CAVES).
Formazione tecnica
Gli astronauti si addestreranno a camminare sulla Luna, ad assemblare il Moon Camp, a raccogliere campioni di regolite e a condurre esperimenti in una piscina progettata per simulare le condizioni di bassa gravità e di illuminazione lunare. Il terreno sul fondo della piscina imiterà il suolo lunare.
Si addestreranno anche nella realtà virtuale per simulare le operazioni robotiche, la gestione delle masse e l'intera missione, dal pre-lancio all'atterraggio. La realtà virtuale permetterà loro di allenarsi durante la quarantena pre-lancio.
Geoscienze
Gli astronauti parteciperanno al corso Pangea per acquisire conoscenze di geoscienza sul campo, scienza planetaria e astrobiologia, necessarie per "identificare e documentare campioni scientificamente rilevanti sul campo e comunicare al controllo a terra utilizzando un linguaggio efficiente e geologicamente corretto".
Addestramento al volo
Gli astronauti si addestreranno su aerei a gravità ridotta per simulare le condizioni di bassa gravità che sperimenteranno durante il volo verso la Luna.
Formazione psicologica
Gli astronauti parteciperanno a un training di mindfulness per aiutarli a gestire l'isolamento e lo stress.
Il team parteciperà a una terapia di gruppo per lavorare sulla comunicazione, sulle possibili aree di conflitto e su come affrontarle efficacemente.
La base sarà trasportata in orbita lunare da un razzo di almeno 14 metri di diametro. Una volta in orbita, ogni lander scenderà su punti di atterraggio designati. All'inizio l'equipaggio attraverserà la superficie lunare usando normali rover leggeri, ma quando la base sarà a un livello più avanzato, gli astronauti passeranno al rover Desert RATS. Il regolite per l'estrazione di idrogeno, ossigeno e minerali sarà trasportato dal rover autonomo. Inoltre, utilizzeremo i già citati robot GLIMPSE abbinati ai rover da trasporto per l'esplorazione autonoma.
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