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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: MVP

Scuola Edith-Stein  Darmstadt    Germania Da 17 a 18 anni Terzo posto - Stati membri dell'ESA e Canada

Visualizzatore esterno per progetto 3d

Descrizione del progetto

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Descrivete il vostro progetto Moon Camp.

Il nostro Moon Camp è una base pratica ed espandibile per due o tre persone. Per noi era importante affrontare il compito con nuovi approcci creativi, ma rimanendo sempre nei limiti delle possibilità. Volevamo anche che la base fosse costruita con la massima efficienza, con poche risorse, ma che proteggesse anche gli astronauti. L'obiettivo della nostra base lunare è anche l'utilizzo delle risorse in situ (ISRU), come dimostrano chiaramente la sua ubicazione e i materiali di costruzione utilizzati. Ma abbiamo anche voluto ripensare il modo di costruire la base con le nostre estensioni del campo nel telaio della porta. Il punto più importante è la salute degli astronauti e quindi abbiamo integrato ritiri, luce naturale e quindi creato uno stile di vita sano per i nostri astronauti.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Costruiremmo il campo lunare all'orecchio del polo sud lunare. Un buon punto sarebbe il bordo del cratere Shackleton, perché lì sarebbe 80-90% illuminato dalla luce del sole. Questo ci garantirebbe energia. Allo stesso tempo, avremmo accesso a una delle più grandi risorse idriche della Luna. Inoltre, la temperatura non raggiungerebbe gli estremi giornalieri delle latitudini equatoriali. Ciò consentirebbe spedizioni più lunghe e maggiori possibilità di lavorare all'aperto sulla superficie lunare. Il ghiaccio potrebbe essere sciolto per ottenere acqua potabile. Si potrebbe anche separare l'ossigeno e l'idrogeno dall'acqua e usarli per l'aria respirabile e il carburante. Le comunicazioni sarebbero possibili perché le onde radio astronomiche potrebbero essere utilizzate in frequenze utilizzabili. I minerali potrebbero offrire maggiori possibilità per la stampa 3D. Alla fine questo luogo sarebbe fantastico e offrirebbe una splendida vista sulla Terra.

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

La costruzione della nostra base avverrà in due fasi. Nella prima fase tutto viene fatto automaticamente e da robot. Nel primo approccio, un robot con stampante 3D arriva con una serie di "blob". Questi blob sono cupole gonfiabili con una membrana sottile e un sistema di ventilazione integrato. Il robot stampante 3D mobile prepara una miscela di rocce lunari e crea un rivestimento solido e protettivo. È importante notare che l'area di stampa in 3D è costruita in modo leggermente perturbato. Nella seconda fase gli astronauti atterrano nel lander, sul quale sono fissati 3 "telai di porte". Questi possono essere smontati e formano un tubo diretto al lander e sono collegati ermeticamente al lander. Grazie a un meccanismo elettrico, i bordi dei telai delle porte possono essere riscaldati, dopodiché lo strato poroso della stampante 3D viene rimosso. Ciò consente una fusione diretta ed ermetica con i blob.

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Come già detto, abbiamo deciso di costruire il campo lunare ai margini del cratere Shackleton. Per quanto riguarda l'acqua, volevamo filtrare l'acqua congelata per scongelarla e incorporarla nel sistema idrico. Come prima soluzione vogliamo aggiungere noi stessi l'acqua al sistema idrico, che è stata procurata nel cratere. L'acqua sarà poi convogliata in un impianto di riciclaggio. Come soluzione a lungo termine vogliamo installare un sistema di pompe che scongeli, filtri e pompi l'acqua. Se ci fossero problemi con l'approvvigionamento iniziale, il Moon Rover potrebbe aiutarci.

Anche il sistema alimentare è dinamico. All'inizio si consuma il cibo portato con sé. Ma appena possibile, siamo passati al cibo coltivato in casa. In concreto, vogliamo fare agricoltura verticale blob. Con i semi che abbiamo portato con noi, ma produrremmo una miscela di terreno che integrerebbe la polvere lunare con i minerali necessari. Per superare la monotonia del cibo useremmo una stampante 3D che può cucinare piatti diversi con spezie e consistenze. In questo modo vogliamo mantenere il morale dell'equipaggio, ma anche creare delle routine.

Come sistema energetico vorremmo evitare l'energia nucleare, se possibile, per evitare radiazioni inutili. Inoltre, vogliamo generare una fonte di energia rinnovabile attraverso i pannelli solari che costruiremo sul bordo del cratere Shackleton. In questo modo otterremo i vantaggi del Polo Sud e avremo 90% di sole all'anno. Ma le batterie sono incluse nel sistema. Queste possono essere utilizzate per il rover lunare o per il robot stampante 3d. L'energia raccolta viene utilizzata anche per l'efficiente illuminazione a LED del blob agricolo, per il sistema di ventilazione e per il sistema di riciclaggio dell'acqua.

Il sistema d'aria è integrato in tutti i blob fin dall'inizio della missione lunare. In questo modo possono essere gonfiati e collegati al sistema di ossigeno del lander attraverso i tubi. Come sistema di ventilazione e filtraggio vogliamo realizzare l'esperimento Mars Oxygen ISRU (MOXIE), previsto anche per il rover Perseverance, su scala più ampia. In questo modo l'anidride carbonica degenerata degli astronauti verrà trasformata in una piccola quantità di ossigeno puro. Ma naturalmente vogliamo anche utilizzare sistemi di condizionamento convenzionali come quelli utilizzati nella ISS.

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.

Ricopriremo la nostra base con uno strato di polvere lunare stampato in 3D. Questo ci proteggerà dalle radiazioni e dall'impatto di una pioggia di meteoriti. Allo stesso tempo, avremo un isolamento naturale che ci terrà al riparo da fluttuazioni estreme della temperatura. La parte superiore del nostro lander lunare sarà dotata degli stessi isolamenti della Stazione Spaziale Internazionale, per cui anche lì saremo protetti dalle radiazioni. Se questa parte dovesse essere danneggiata da meteoriti, potremo utilizzare la metà inferiore del lander come paratoia. In caso di danni, il 3D-printrobot potrebbe riparare lo strato o gli astronauti potrebbero fare delle riparazioni, ad esempio sulla parte superiore del lander. I minerali potrebbero aiutare a costruire parti di ricambio o protezioni per ulteriori estensioni. Il vetro del lander e del rover deve dimostrare di essere sicuro. Come riferimento potremmo usare finestre esistenti come Cupola.

Descrivete una giornata sulla Luna per il vostro equipaggio di astronauti del Moon Camp.
Una giornata al Mooncamp inizia nel "Blob principale", dove si trovano i letti dei "moonauti". Dopo il risveglio, i moonauti possono fare la doccia, andare in bagno o lavarsi i denti negli elementi del bagno nel "Blob comunitario". Dopo questa routine mattutina, i residenti possono prendere un po' di cibo dal "Farm Blob" e hanno la possibilità di prepararlo in un elemento della cucina nel Blob principale o di consumare lo stoccaggio direttamente nel Blob comunitario. Una volta terminata la colazione, possono allenarsi in uno degli elementi fitness del Community Blob. Se fuori c'è una temperatura favorevole alla vita, possono fare una spedizione per riempire i serbatoi d'acqua o raccogliere campioni della superficie lunare, acqua, minerali o qualsiasi cosa interessante trovino. Con il tour potrebbero anche installare telescopi o fare alcune riparazioni. Al ritorno alla loro base, possono fare delle ricerche sui campioni che hanno ottenuto in precedenza. Dopo questa grande mole di lavoro, i moonauti hanno un po' di tempo libero che possono utilizzare per giocare a scacchi, per chiacchierare con i loro parenti o per godersi l'incredibile vista dal lander. Se hanno finito, devono consumare un altro pasto, con le stesse modalità di prima. Una volta terminato, devono lavorare alle espansioni, come il sistema di pompaggio dell'acqua. Devono inoltre occuparsi della manutenzione di sistemi vitali, come il separatore d'acqua. Come attività di team building, devono fare qualcosa come giocare a "moonball" o a scacchi. Se questo non fa parte della routine quotidiana, non sarà facile sopravvivere per i residenti. Quando la giornata finisce, devono cenare come tutti i pasti precedenti. Prima di andare a letto hanno un po' di tempo libero. In questo tempo possono leggere un libro, fotografare o imparare uno strumento musicale. Tutti gli oggetti personali sono conservati nelle parti del letto del Blob principale. Alla fine possono trovare il loro sogno dell'universo nel loro letto e iniziare la prossima giornata con nuova energia. La base è dotata di un sistema di allarme integrato, che si attiva in caso di pericoli. Nel caso molto improbabile che debbano evacuare la base, possono usare il lander per sganciarsi e volare con il carburante rimanente verso la Terra. Se ciò non fosse possibile, possono fuggire con il rover verso un luogo dove un'altra missione possa raccoglierli.



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