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Il nostro progetto è nato dalla collaborazione tra cinque amici fantasiosi ed energici: Magdalena, Szymon, Jakub, Albert e Krzysztof. Siamo interessati all'astronomia da sempre, quindi siamo stati entusiasti dell'opportunità di progettare la nostra base lunare. La realizzazione ha richiesto tre mesi di duro e proficuo lavoro. Volevamo che il nostro progetto fosse il più accurato possibile e potenzialmente utile per l'agenzia spaziale, per questo ci siamo avvalsi dell'aiuto di esperti: il nostro mentore, astrofisico dell'Accademia delle Scienze polacca, e il suo collega specializzato nella costruzione di tunnel. Abbiamo deciso di costruire un complesso a due livelli sul bordo del cratere Shackleton, vicino al polo sud lunare. Il nostro progetto è caratterizzato da minimalismo e utilità, ma allo stesso tempo dà importanza al comfort degli astronauti, sia fisico che mentale. In altre parti di questa relazione vorremmo chiarire molti aspetti e dimostrare le nostre scelte.

Prendendo in considerazione molti fattori, la nostra scelta è caduta sul cratere Shackleton. Abbiamo deciso di costruire un complesso a due livelli sul versante esterno del bordo del cratere. La nostra decisione è pienamente giustificata ed è ricca di vantaggi. In primo luogo, l'orlo del cratere Shackleton è quasi sempre illuminato dal sole, il che favorisce lo sviluppo di una centrale fotovoltaica, che sarebbe un'ottima fonte di energia. Inoltre, la temperatura sui picchi è mite, rispetto ad altri luoghi della Luna. In secondo luogo, il cratere si trova al polo sud della Luna, dove è probabile che si trovino delle lodi di acqua lunare. Si sospetta anche che il cratere stesso contenga tracce d'acqua sul fondo. Ciò faciliterebbe notevolmente l'approvvigionamento di questo composto altamente necessario. In terzo luogo, grazie alla costruzione sotterranea e alla copertura del suolo lunare, la base sarebbe meno esposta a minacce, come meteoriti o radiazioni spaziali.

Costruiremo il tunnel nel cerchio con il metodo della Nuova Austria. È molto efficace, senza consumare troppi materiali e tempo. Un altro vantaggio è quello di sfruttare al massimo la forza geologica disponibile nelle rocce circostanti e di stabilizzare il tunnel. Le fasi di costruzione prevedono l'inserimento di esplosivi in fessure opportunamente preparate, l'esplosione della roccia, la rimozione dei detriti e il rinforzo del tunnel. È fondamentale proteggere l'attrezzatura dalla polvere lunare che si solleva durante l'esplosione delle rocce. Inoltre, utilizzeremo la regolite lunare per la stampa 3D. In questo modo saremo in grado di fabbricare gli elementi necessari della base sulla Luna. L'energia dei pannelli solari sarebbe una fonte di energia adeguata per questo lavoro. La parte finale del lavoro si concentra sull'installazione di tutte le installazioni e le attrezzature cruciali nella base a due piani. Potremmo utilizzare i gusci dei razzi come fondamenta strutturali all'interno del tunnel.

L'acqua verrebbe estratta dal fondo del cratere, utilizzando due robot specializzati della NASA, i RASSOR. Questi escavatori RC, controllati dagli astronauti, raccoglieranno regolite contenente cristalli d'acqua. Quindi, verrebbero trasportati alla base e sottoposti al trattamento termico descritto nel progetto RESOLVE della NASA. Successivamente, una parte dell'acqua verrebbe mineralizzata per essere consumata. Quindi, verrebbe raccolta in contenitori ermetici e scuri, a una temperatura di 2°C-12°C per evitare il deterioramento. Questo processo, considerando la massima efficienza di conversione e la concentrazione di acqua nel regolite di 3%, sarebbe in grado di coprire il fabbisogno umano mensile in circa 7,65 ore per 15 giorni.

Il nostro progetto prevede la costruzione di una serra lunare, con l'obiettivo di sviluppare l'autosufficienza. Secondo il progetto del team di ricerca dell'Università dell'Arizona guidato dal prof. Giacomelli, essa genererebbe 50% di calorie per l'intero equipaggio. L'idea è di coltivare le piante in una stanza separata da uno schermo di plastica. Il sistema contiene lampade a vapori di sodio e buste per contenere i semi, omettendo completamente l'uso del suolo per far crescere le piante. Il resto del cibo necessario sarebbe fornito da carne coltivata in vitro, nel nostro laboratorio. Ciò consentirebbe agli astronauti di avere una dieta equilibrata sulla Luna.

Per fornire energia alla base utilizzeremo la fattoria solare sul bordo del cratere e la regolite. Elaborando la regolite, possiamo immagazzinare l'energia termica in essa contenuta, che sarà poi fornita con perdite minime da un tubo riscaldato con un fluido conduttore a un motore Stirling. Questo sistema e i pannelli fotovoltaici saranno in grado di produrre 122kW di energia al giorno.

Per fornire aria utilizzeremo la metalisi. Consiste nell'aggiungere cloruro di calcio (CaCl2) al regolite, riscaldarlo a 950°C e applicare l'elettricità. Otterremo così leghe metalliche e ossigeno. Per la purificazione dell'ossigeno utilizzeremo dei filtri, che dovremo trasportare dalla Terra. Utilizzando quattro tonnellate di roccia lunare possiamo produrre 1,4 tonnellate di ossigeno. I ricercatori calcolano che quattro reattori potrebbero generare una tonnellata di ossigeno all'anno, il che ci dà circa 83 chilogrammi di ossigeno chiaro al mese. Un'unità RASSOR dovrà funzionare per altre 3 ore al mese.

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Le condizioni ambientali nel luogo che abbiamo scelto sono abbastanza buone se paragonate ad altre zone della Luna, ma ancora molto inospitali per l'uomo. I problemi principali sono: la bassa temperatura, le radiazioni spaziali e la possibilità di essere colpiti da un meteorite. La maggior parte della nostra base è nascosta nel pendio esterno del cratere, coperto da uno spesso strato di regolite lunare. Essa costituisce un buon scudo contro i meteoriti e le radiazioni. Inoltre, grazie alla resistenza della roccia lunare alla conduzione termica, è un ottimo isolante termico. Il segmento della base al di fuori del pendio ha una protezione altrettanto buona: pareti in alluminio, acciaio e MLI.

Gli esseri umani sono stati condizionati da milioni di anni di evoluzione a un ciclo giornaliero di 24 ore. Nella base sulla Luna la situazione è molto diversa. Il sole è sempre alto, quindi gli astronauti devono adattarsi a queste condizioni e fare un piano che includa il tempo per il sonno, le ricerche, l'addestramento e alcuni pasti. Ogni mattina, dopo otto ore di sonno, l'equipaggio viene svegliato da una sveglia. Successivamente, fanno la doccia in bagno. Poi gli astronauti si vestono e si riuniscono nella sala da pranzo per fare colazione. Si tratta di cibo servito in sacchetti di plastica, verdure e bevande da consumare accuratamente con una cannuccia. Poi, esattamente un'ora e mezza dopo la chiamata mattutina, gli astronauti si dedicano ai compiti assegnati per la giornata. Ogni astronauta ha il suo compito, come osservare gli oggetti nel cielo, condurre esperimenti per scoprire come funziona il corpo umano sull'altro pianeta, estrarre materie prime come la regolite lunare con acqua congelata. È anche un buon momento per fare ricerche per capire la geologia del suolo lunare. Ci sono sale speciali dedicate a queste attività. Poi c'è un'ora destinata al pranzo e al relax. Un'altra routine quotidiana è l'esercizio fisico: due ore di esercizio al giorno aiutano a mantenere il tono dei muscoli. Gli astronauti devono anche prevedere del tempo per lavori che non possono essere proiettati, come la riparazione di dispositivi guasti e la conservazione delle attrezzature utilizzate all'esterno della base. La comunicazione in caso di emergenza all'interno della stazione sarà molto funzionale grazie allo speciale sistema di altoparlanti distribuiti intorno alla base. Il loro compito principale è quello di riprodurre i suoni naturali che possiamo sentire sulla Terra. Grazie a ciò gli astronauti saranno in grado di mantenere la salute mentale. Verrà creato anche uno speciale server. Questo server darà agli astronauti della base la possibilità di connettersi con la Terra tramite comunicazioni satellitari e di partecipare a lezioni o conferenze. Gli astronauti hanno di solito due ore al giorno per consegnare rapporti alla leadership sulla Terra, contattare i loro parenti o partecipare a una conferenza utilizzando questo sistema. Quando la giornata sta per finire, quindi una dozzina di ore dopo il risveglio, l'equipaggio consuma l'ultima cena. Prima di tornare a letto gli astronauti hanno un'ora di tempo libero. Possono inviare e-mail e messaggi alle loro famiglie, guardare qualche film o semplicemente passare del tempo insieme giocando.