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Galleria Moon Camp Pioneers 2019-2020

In Moon Camp Pioneers la missione di ogni squadra consiste nel progettare in 3D un campo lunare completo utilizzando Fusion 360. Devono anche spiegare come utilizzeranno le risorse locali, proteggeranno gli astronauti dai pericoli dello spazio e descriveranno le strutture abitative e lavorative.

Squadra: DeVolatus

Scuola per ragazzi della Regina Elisabetta  Barnet    Regno Unito 15-16 anni

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

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Descrivete il vostro progetto Moon Camp.

Situata al Polo Sud della Luna, la nostra base lunare è composta da molte strutture, in particolare da una struttura a forma di iperboloide collegata a un toro che ospita una serie di servizi, dai laboratori ai posti letto. A causa del quasi vuoto creato dalla luna, abbiamo scelto una struttura iperboloide per la sua resistenza alla compressione e per l'efficienza nel gestire la pressione dell'aria interna. La nostra base ha sfruttato le capacità della stampa 3D utilizzando la regolite lunare per creare strutture forti e protettive per gli astronauti, schermandoli dalle radiazioni (un problema dovuto all'atmosfera lunare) e proteggendoli dagli asteroidi. La nostra base lunare sfrutta la protezione dei crateri e della regolite per ridurre al minimo l'esposizione degli astronauti alle radiazioni, immergendo parzialmente la base e circondando i punti di ingresso con una cupola di regolite lunare. Abbiamo inoltre ottimizzato il nostro progetto in funzione dell'estensione.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il Polo Sud, vicino al cratere Shackleton, è stato scelto per i numerosi vantaggi offerti dalla posizione. In primo luogo, la regione è illuminata in modo affidabile (escluse le eclissi) e questo ci permette di utilizzare al meglio i nostri pannelli solari ad alogenuri di perovskite, che sono una delle principali fonti di elettricità per il nostro campo. In secondo luogo, la regione ha temperature sopportabili e adatte alla vita, a differenza di altre regioni che sono invivibili per le temperature estreme. Inoltre, questa regione consente di inviare facilmente segnali e comunicazioni alla Terra, il che è fondamentale per i ricercatori per condividere le scoperte o per le emergenze, ecc. La regione è anche ricca di ghiaccio lunare e di fonti d'acqua, che sono vitali per la permanenza a bordo, nonché fonte di idrogeno che può aiutare la nostra cella a combustibile rigenerativa di riserva. Infine, ci sono gallerie sotterranee per espandere le nostre strutture, tenendole al sicuro da asteroidi e radiazioni.

Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Descrivete le tecniche e i materiali che usereste.

Il materiale principale utilizzato sarà la regolite lunare, che può essere stampata in 3D tramite sinterizzazione ed estrusione del materiale. Le nuove tecniche di sinterizzazione solare della regolite si sono dimostrate efficaci e richiedono la concentrazione della luce solare per produrre strutture tramite una stampante 3D su larga scala. Questa può essere collegata a un rover/robot che può navigare sulla superficie attraverso tecniche come la localizzazione e la mappatura simultanea per imitare l'asse XYZ della stampa 3D. La presenza di silice può anche produrre vetro che possiamo utilizzare per produrre specchi per illuminare la base.

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

L'acqua può essere estratta e purificata dall'urina tramite osmosi (in avanti), che utilizza una soluzione di soluto concentrato. Inoltre, possiamo estrarre il ghiaccio lunare dai crateri vicini e dalla regolite che, sotto alta pressione e calore, può essere sciolto e conservato per l'uso. Inoltre, l'acqua può essere estratta dall'ambiente stesso del campo.

Il metodo migliore per la produzione di cibo sulla Luna è la produzione di piante, che possono anche rilasciare ossigeno. Il nostro campo utilizza un sistema idroponico che fornisce alle piante minerali e acqua sostitutivi per la crescita. Il nostro campo comprende una serra per la produzione di cibo su larga scala.

La fonte primaria di energia nel nostro campo spaziale è la luce del sole, che sarà raccolta da celle solari di perovskite, che possono essere trasportate nello spazio tramite liquidi e sono più efficienti e facili da produrre rispetto ai normali pannelli. Come back-up, utilizzeremo una cella a combustibile rigenerativa a ciclo chiuso che può produrre elettricità tramite idrogeno e ossigeno quando il sole non è presente, attraverso array solari. Il secondo back-up sarà un sistema di irraggiamento solare che riscalda la massa termica (dal regolite).

Le piante dei nostri giardini produrranno ossigeno. Inoltre, il regolite estratto può produrre ossigeno attraverso l'elettrolisi a sali fusi, che ha rendimenti molto più elevati di qualsiasi altro metodo di estrazione con il regolite.

Come pensate di costruire il vostro campo lunare? Quali materiali usereste?

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L'ambiente sulla Luna è molto pericoloso per gli astronauti. Spiegate come il vostro campo lunare li proteggerà.

Il nostro campo lunare ha una cupola esterna (costituita da una robusta struttura Voronoi) fatta di regolite lunare (stampata in 3D). Questa struttura li protegge dalle radiazioni lunari ed è resistente agli urti degli asteroidi. Questa struttura si trova vicino all'ingresso della struttura lunare, ma il resto della base si trova in un cratere sommerso da strati di regolite lunare. Questo include le camere da letto e altre strutture ad alta frequenza. In questo modo sono al sicuro da asteroidi e radiazioni. La regolite è un materiale molto resistente, in grado di sopportare le radiazioni e di resistere alle meteore. Questo è fondamentale a causa della mancanza di atmosfera sulla Luna.

Descrivete una giornata sulla Luna per il vostro equipaggio di astronauti del Moon Camp.

Gli astronauti del campo lunare iniziano la loro giornata svegliandosi dalle loro camere da letto designate in fondo alla base. Eseguono poi tutte le misure igieniche necessarie prima di utilizzare la sala esercizi per tenersi in forma. Eseguono poi i controlli di routine del campo lunare nella sala di controllo e nella serra. Dopo aver consumato i pasti necessari, lavorano per i rispettivi ruoli. I tecnici eseguono eventuali riparazioni, mentre gli scienziati portano avanti gli esperimenti (ad esempio l'estrazione della regolite). Nel corso della giornata sono previste pause periodiche per ridurre la tensione mentale. Quasi tutti i membri saranno accoppiati con un partner per essere accompagnati durante la giornata e preservare il loro benessere mentale. Nel corso della giornata verranno effettuati ulteriori controlli sulle strutture circostanti quando sarà sicuro farlo. Alla fine della giornata inviano segnali alla Terra sui progressi compiuti prima di ritirarsi e dormire di nuovo. Nel corso della giornata potrebbero svolgere attività di team-building come passatempo e per migliorare la coordinazione. L'argomento principale che i ricercatori sulla mia luna studieranno è l'utilizzo in situ delle risorse lunari come mezzo per i futuri viaggi spaziali e la colonizzazione della luna, le caratteristiche della regolite (per migliorare la modellazione in casa).



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