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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: Procyon

Escola Secundária Domingos Sequeira  Leiria    Portogallo 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 consiste in un modulo principale nel sottosuolo in cui gli astronauti vivranno e svolgeranno i loro compiti. Questo modulo ha 2 piani, in quello sottostante ci sono 7 settori: una camera da letto, un'area di cottura, un'area di svago, un bagno, un'uscita e la stanza principale con tutti i controlli. Al primo piano ci sarà un'area per coltivare piante, alghe, funghi e invertebrati (insetti e lombrichi). Tutti i settori sono progettati in forma esagonale. La stanza con i comandi si trova al centro del modulo, in modo che tutti possano avere accesso a ciascun settore.
Ci saranno anche 3 sistemi: uno elettrico (che comprende un reattore nucleare e un sistema fotovoltaico - attraverso pannelli posti sulla superficie), un generatore d'acqua e un sistema di riciclaggio (che pulisce l'acqua già utilizzata).

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

Vogliamo costruire il nostro campo lunare in un cratere, al polo sud, perché stando all'interno di un cratere siamo parzialmente protetti dai venti solari, dalle radiazioni cosmiche galattiche e da eventuali meteoriti. Deve essere a sud perché è dove c'è acqua ghiacciata che può essere trasformata in acqua liquida e dove sarà più facile raggiungere le zone più profonde della crosta, grazie alla profondità del cratere, permettendo lo sfruttamento del ghiaccio e dei minerali idrati.
Inoltre, in quest'area, nei crateri, durante il giorno, la luce non è diretta, quindi le temperature non saranno elevate mettendo a rischio il funzionamento dei pannelli solari e delle altre apparecchiature elettriche. Anche se c'è solo luce indiretta, questa è essenziale per svolgere tutti i compiti dell'astronauta.

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

Il nostro campo lunare sarà costruito in fasi. Quando gli astronauti arriveranno, posizioneranno il modulo di sopravvivenza lunare (che è una parte dell'astronave usata per andare sulla Luna).
In secondo luogo, costruiranno il primo piano con moduli singoli e protetti. Le pareti saranno costruite con rocce del suolo lunare e saranno "incollate" con un cemento formato con regolite lunare e acqua. Queste pareti saranno rivestite sia all'interno che all'esterno con un inchiostro acrilico di gomma per impermeabilizzarle. I mobili e le attrezzature di ogni modulo saranno costruiti da stampanti 3D programmate prima del lancio sulla Terra.

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

L'acqua è fondamentale per la vita, quindi il suo utilizzo deve essere sempre monitorato. In questo modo, l'acqua verrà fornita rimuovendo l'acqua residua intarsiata nelle rocce; rimuovendo l'acqua dai minerali idrati, dal regolite e dal ghiaccio; recuperando e trattando l'acqua pulita; trasformando l'acqua inquinata in acqua potabile utilizzando processi biologici. Per fornire acqua, verrà installata una stazione di trattamento dell'acqua e verrà utilizzato il ghiaccio proveniente dalle regioni polari. Questo ghiaccio sarà ottenuto utilizzando una speciale trivella che dovrebbe spingersi fino a 2 metri sotto la superficie lunare.

All'inizio, gli astronauti dovranno sopravvivere con le risorse portate dalla Terra. Queste risorse saranno progressivamente sostituite da piante, alghe, funghi e invertebrati coltivati in un sistema di produzione di cibo e "carne" prodotta per via cellulare attraverso bioreattori. Si prevede di raggiungere l'autosufficienza in un anno. La produzione di cibo avverrà in scatole impilate verticalmente. Le piante saranno in tunnel di collegamento.
Si prevede che un astronauta consumi 3200kcal al giorno. Il fabbisogno alimentare sarà di circa 635 kg all'anno per persona, il che significa 3175 kg all'anno (considerando i 5 astronauti).

Le principali fonti di energia saranno l'energia solare - catturata attraverso i pannelli solari - e l'energia nucleare - fornita dai microreattori nucleari. Un'altra fonte di energia da considerare è l'energia termica. L'inesistenza del vento sulla Luna permette di trattenere il calore sulla regolite lunare, che verrà utilizzato in un processo simile a un sistema di pompe di calore. Lo sfruttamento termico sarà ottimizzato attraverso l'aggiunta di una serie di lenti e specchi speciali che aiuteranno a controllare la temperatura interna e a riscaldare l'acqua.

La maggior parte dell'acqua sarà ottenuta attraverso l'elettrolisi dell'acqua. Un altro modo per avere aria è quello di utilizzare piante e alghe per produrre ossigeno e di utilizzare un sistema di trattamento dell'aria, utilizzando un sistema a membrana che separa l'acqua in eccesso dall'aria e dalle sostanze inquinanti. Inoltre, l'anidride carbonica che si forma durante la respirazione cellulare sarà utilizzata per creare acqua utilizzando l'idrogeno proveniente dall'idrolisi dell'acqua (in un processo ancora in fase di sviluppo).

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.

Installeremo un modulo sotterraneo di sopravvivenza in cui si inserirà la nave da trasporto. Il foro sarà realizzato dopo la perforazione della superficie lunare. Utilizzeremo la regolite sulla parte superiore delle strutture per proteggerci dai meteoriti, dai venti solari e dalle radiazioni pericolose. Questa zona deve essere la più sicura. Sarà ricoperta di alluminio e altri strati di materiali isolanti e avrà scorte di cibo per oltre 6 mesi (tempo necessario per un salvataggio).
Gli astronauti avranno anche giubbotti per camminare all'esterno con microstrati di materiali come nylon, neoprene, gomma, Mylar alluminato, Dacron, Kapton, Teflon, che proteggono dal calore, regolano la pressione e proteggono da incendi e particelle cosmiche.

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

La selezione degli astronauti deve essere rigorosa, per assicurarsi che i prescelti siano fisicamente e mentalmente capaci. Nonostante ciò che la maggior parte delle persone pensa, un giorno sulla Luna è estenuante. Nella squadra devono esserci compagnia, pazienza, fiducia e altruismo. Ci sono molti compiti diversi da svolgere nelle varie aree. Per questo motivo, ci devono essere persone specializzate nella maggior parte di essi, in modo che nessuno sia meno lavorato. È comunque necessario che tutti abbiano una certa conoscenza di altre aree, in caso di emergenza. Pertanto, tutti gli astronauti avranno un programma rigoroso che comprende periodi di sonno e di pasti simili a quelli sulla Terra, vale a dire circa 8 ore di sonno e 4-5 pasti al giorno (10-30 minuti ciascuno), oltre alla loro igiene personale. Per il resto della giornata, le attività non saranno fisse. La maggior parte del tempo sarà dedicata alle indagini. Proponiamo che, innanzitutto, vengano inviati 5 astronauti (almeno) perché ci sono 4 compiti che consideriamo vitali e uno dovrebbe essere il lider (deve esserci una gerarchia). Nella sala di controllo principale, saranno in grado di stabilire chiamate con persone sulla Terra, ci sarà un controllo generale della residenza (temperatura, umidità, livelli di gas, radiazioni e particelle che arrivano alla stazione lunare), un controllo del sistema elettrico e un controllo dei moduli relativi al cibo e alla sostenibilità (riciclo dell'acqua e produzione di energia nel modo più sostenibile). Gli astronauti avranno anche un periodo di svago di 3 ore. Le passeggiate all'esterno della stazione sono faticose, quindi è necessario fare esercizio fisico (nel modulo per il tempo libero, dove ci saranno due tapis roulant e un attrezzo per l'allenamento dei pesi) per almeno 2 ore al giorno. Durante l'ultima ora, potranno giocare a giochi che migliorano la concentrazione e la capacità di pensiero, come gli scacchi, e parlare con le persone sulla Terra (famiglia, scuola e università). È necessario seguire questo programma e fare dei turni in modo che il centro di controllo non venga lasciato solo per più di un'ora.



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