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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: Floreat Kendricka

Scuola elementare Kendrick  Bracknell    Regno Unito Da 17 a 18 anni

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

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Descrivete il vostro progetto Moon Camp.

Il nostro progetto di Moon Camp è una base situata sulla Luna che può ospitare fino a tre persone. Sfrutta le risorse locali della Luna per fornire aria respirabile, acqua pulita, cibo e protezione da radiazioni e meteoriti. Abbiamo progettato il nostro campo lunare in modo che sia sostenibile ed economico, garantendo al contempo agli astronauti la sicurezza e l'equipaggiamento completo per tutte le loro esigenze, sia per la sopravvivenza che per la ricerca. Riteniamo che il nostro campo possa essere utilizzato anche come potenziale base a terra per il progetto del gateway lunare della NASA (in caso di emergenza a bordo del gateway lunare e di necessità di rifornimenti dal campo). Va notato che il nostro progetto Fusion 360 è stato ridimensionato di 80 volte per poter essere stampato in 3D.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Il campo lunare verrà allestito sul bordo settentrionale del cratere Peary, dove si trovano quattro regioni montuose. Questi "picchi di luce eterna", senza nome, sono il luogo da noi scelto perché, grazie alla luce solare permanente, la posizione è idonea per una fattoria solare che avrebbe una fonte di energia affidabile. Sebbene i nostri pannelli solari e la cupola agricola si trovino sulla superficie delle regioni montuose, scaveremo sottoterra per la nostra base principale (compresi gli alloggi, i laboratori e la palestra). Il vantaggio di una base sotterranea è che saremo protetti da meteoriti e radiazioni. Inoltre, trovandoci sulle vette della luce eterna, la temperatura sarà relativamente stabile (in media -50 °C; paragonabile alle condizioni invernali di luoghi come la Siberia e l'Antartide).

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

La prima proposta di Larry Beyer dell'Università di Pittsburg è il Lunarcrete, un materiale da costruzione simile al cemento e fatto di regolite. La nostra base sarà costruita principalmente con questo materiale e con l'alluminio. Il Lunarcrete è un materiale ideale perché sarà una risorsa facilmente disponibile nel campo lunare, e inoltre ha approssimativamente la stessa densità dell'alluminio (~3g/cm³), il che significa che sarà in grado di sopportare il peso del terreno sovrastante. La camera di compensazione sarà in superficie per consentire un facile accesso alla base, mentre la nostra fattoria agricola sarà sommersa in modo tale che il soffitto sia esposto alla luce del sole ma anche protetto. Gli astronauti si muoveranno tra le stanze con dei tunnel, e ogni stanza è dotata di una camera di compensazione in modo che, nel caso in cui una stanza subisca dei danni, l'intera base non venga compromessa. 

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Le celle a combustibile a idrogeno potrebbero fornire sia acqua potabile che energia di riserva oltre ai pannelli solari. Sono piccole per la quantità di elettricità che producono. Avremmo bisogno di una scorta di ossigeno (che può essere ottenuto dalla polvere di luna o dalla fattoria) e di idrogeno. Inoltre, dato che la nostra base sarebbe situata al polo nord lunare, è probabile che saremmo in grado di utilizzare il ghiaccio lunare come fonte di acqua. Utilizzando gocce di cloro, l'acqua può essere sterilizzata per uccidere gli agenti patogeni e dovrebbe essere filtrata adeguatamente per rimuovere le alte concentrazioni di sostanze chimiche.

Le colture verrebbero coltivate in un ambiente idroponico. Le colture idroponiche sono utilizzate dagli agricoltori a livello commerciale perché producono piante sane in un periodo di tempo più breve rispetto ai metodi tradizionali, non hanno bisogno di essere annaffiate costantemente perché l'acqua può essere riutilizzata e si possono controllare i livelli di nutrienti sciogliendoli nell'acqua. Coltivare una serie di colture significa avere bisogno di condizioni diverse in cui farle crescere, quindi la fattoria avrebbe piani tutti esposti alla luce del sole, ma con temperature e umidità controllate. La preparazione del cibo avverrebbe alla base, con l'elettricità fornita dai pannelli/celle a combustibile.

Come già detto, la nostra posizione ha l'incredibile vantaggio di trovarsi in una zona di sole perenne. I pannelli solari posizionati sulla superficie della nostra base avrebbero una fonte di energia costante (grazie al fatto di trovarsi sui picchi di sole perenne) e sarebbero in grado di fornire una fonte di energia affidabile per consentire alla base di funzionare senza problemi. Una fonte di energia di riserva è rappresentata dalle celle a combustibile a idrogeno, che combinano idrogeno e ossigeno e rilasciano energia. L'unico prodotto di scarto è l'acqua, che verrà utilizzata per cucinare, pulire, ecc.

L'impianto di ossigeno dell'ESA estrae l'ossigeno intrappolato nella polvere lunare e sarà quindi la nostra principale fonte di ossigeno. Le piante saranno una fonte secondaria di ossigeno grazie alla fotosintesi, contribuendo a mantenere una parte dell'ossigeno. Cercheremo di far corrispondere la pressione dell'aria a quella del sottosuolo terrestre per evitare l'implosione. L'atmosfera sarà composta da 30-40% di ossigeno e il resto di azoto, che sarà trasportato sotto forma di azoto liquido. Per evitare l'accumulo di rifiuti e gas tossici, si utilizzerà calce sodata per assorbire l'anidride carbonica e filtri a carbone attivo per rimuovere il metano dai sistemi di ventilazione.

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 Lunarcrete ha la stessa resistenza alla trazione del cemento terrestre, il che lo rende un materiale forte in grado di sopportare il peso del terreno circostante. Poiché la base è costruita sottoterra, sarà ben protetta da meteoriti e radiazioni. I pannelli solari e il tetto della fattoria non saranno costruiti con vetro commerciale perché troppo fragile. Il vetro lunare proteggerà i pannelli solari e la fattoria perché condivide molte proprietà con la fibra di vetro, ma essendo fatto di regolite, riduce i costi di trasporto della fibra di vetro sulla Luna. Inoltre, grazie alla sua trasparenza, permette alla luce solare di raggiungere la fattoria per la fotosintesi. Garantendo che gli astronauti mantengano un elevato standard igienico per se stessi e per la base, saranno protetti da eventuali microbi mutati dalle radiazioni esterne alla base.

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

Gli astronauti si svegliano con una sveglia impostata su GMT dopo 8 ore di sonno. Dopo essersi rinfrescati, consumano una colazione ad alto contenuto proteico prima di partire per iniziare la giornata.

Vengono eseguiti controlli quotidiani di manutenzione dei sistemi di supporto vitale, compresi i macchinari, i regolatori (che mantengono costante la composizione dell'atmosfera) e i filtri (che tengono lontani i particolati dannosi) per garantire che tutte le condizioni siano sicure. Gli astronauti devono allenarsi in palestra per 2 ore al giorno; è necessaria una forza minore per muoversi grazie alla minore intensità del campo gravitazionale. Se non seguono questo rigoroso regime di allenamento, perderanno massa muscolare e densità ossea, il che sarebbe dannoso per la loro salute una volta tornati sulla Terra. 

 

Gli astronauti si vestono nell'area della cupola, una camera di compensazione con due porte, per evitare la fuoriuscita dell'aria all'interno della stazione. Le tute sono pressurizzate e rifornite di ossigeno puro (che aiuta a disintossicare i polmoni) e di 1,9 litri di acqua da bere attraverso un tubo, per consentire lunghe passeggiate sulla Luna. Una volta fuori, gli astronauti raccolgono campioni lunari per effettuare esperimenti e ricerche. Se devono recarsi in altre aree lunari (ad esempio, crateri o aree di ghiaccio lunare), viene utilizzato un veicolo lunare girevole dotato di sistemi di navigazione. Se lavorano nelle vicinanze del campo, gli astronauti tornano per il pranzo preparato in cucina. 

 

I programmi alimentari giornalieri possono essere irregolari perché le esplorazioni a piedi o con i rover possono durare 5-8 ore alla volta. Possono consumare pasti completi solo prima della passeggiata spaziale e dopo di essa. Gli astronauti possono portare con sé frutta o barrette di cereali (da mangiare subito dopo l'apertura per evitare che le briciole galleggino) come spuntino durante le lunghe passeggiate sulla Luna. I pasti durante la giornata consistono in prodotti freschi coltivati nella fattoria e in integratori alimentari. La cucina a disposizione consente di riscaldare e cucinare i pasti come sulla Terra. I campioni raccolti vengono trasportati in laboratorio dove vengono analizzati per la composizione chimica utilizzando vari apparecchi come gli spettrometri. I dati vengono convertiti digitalmente e poi inviati a Terra per ulteriori calcoli e registrazioni. Gli astronauti usano l'osservatorio con diversi potenti telescopi per l'astronomia per ricercare le stelle principali, le galassie e i pianeti che si possono osservare meglio dalla Luna. Dopo una lunga giornata sulla Luna, tornano al campo e visitano la fattoria per coltivare le piante per la cena. Alcune ore dopo la cena vengono trascorse in relax svolgendo attività di svago come giocare a carte, fare ginnastica o relazionarsi con la famiglia.



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