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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: Progetto Sequana

Collegio delle imprese di Cowes  Cowes    Regno Unito 15-16 anni Primo 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 campo lunare è progettato per essere un primo avamposto sulla Luna per l'esplorazione e lo sviluppo scientifico e infrastrutturale ed è pensato per essere abitabile durante tutto il ciclo lunare. Utilizzando un tubo di lava come protezione, l'installazione non richiederà grandi quantità di scavi o pesanti schermature contro le radiazioni provenienti dalla Terra. La base è divisa in diverse sezioni, ognuna con il proprio scopo e le proprie attrezzature, come il trattamento medico o idroponico, che aggiungerà sostanze nutritive all'acqua destinata alle baie idroponiche, e utilizzerà anche un sistema acquaponico sperimentale per vedere come si sviluppano i pesci sulla Luna come potenziale fonte di cibo. La base è progettata per accedere alle risorse locali, come il ghiaccio dai crateri e i metalli e le altre risorse presenti sulla superficie. Il progetto è stato concepito per fungere da base di partenza per un'ulteriore espansione della base, consentendo un equipaggio numeroso e maggiori risorse.

Dove volete costruire il vostro Moon Camp?

La base lunare sarà vicina al polo nord. Abbiamo deciso che questa è la posizione migliore perché vicino al polo nord lunare ci sono dei crateri, sul fondo dei quali si trova del ghiaccio d'acqua. Il ghiaccio può essere estratto dai crateri e riportato alla base. La vicinanza al polo nord significa che qualsiasi veicolo che si rechi ai crateri non dovrà percorrere molta strada. Estrarrà il ghiaccio prima di tornare alla base.
La nostra base sarà probabilmente nel cratere Philolaus, poiché si sospetta che vi siano tubi di lava. Più vicino ai poli il sole rimane nel cielo in modo quasi permanente, quindi l'energia solare può essere utilizzata tutto il tempo. Vogliamo costruire la nostra base in un tubo di lava perché proteggerà la base dalle radiazioni e dai micrometeoriti. Se venissero scoperti tubi di lava più a nord, li useremmo al loro posto.

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

Per costruire la base, invieremo parti modulari tramite razzi di carico. I pezzi verrebbero poi utilizzati per costruire diverse strutture e veicoli. Il pavimento della base sarà costruito con pannelli triangolari in alluminio, con un nucleo esagonale per mantenere la resistenza ma ridurre il peso, per abbassare i costi. Le pareti saranno costituite da pali di alluminio, formati a cupola, e da teli di plastica a triplo strato, in modo da poter rilevare eventuali perdite con sensori e identificare quale strato (o strati) si è bucato. I veicoli saranno spediti in parti facilmente assemblabili; le parti devono essere abbastanza robuste da poter essere utilizzate in modo continuativo senza bisogno di riparazioni; tuttavia, le riparazioni dei veicoli saranno conservate nel capannone sulla superficie, che sarà realizzato con pannelli metallici inviati dalla Terra. I serbatoi e le altre attrezzature esterne saranno inviati in parti e assemblati sulla Luna.

Acqua
Cibo
Elettricità
Aria

Una volta allestita la base, un razzo tramoggia volerà su una traiettoria suborbitale verso crateri identificati con ghiaccio sul fondo e atterrerà nel cratere. Il ghiaccio verrà estratto e immagazzinato in serbatoi radiali staccabili. Una volta tornati alla base, il ghiaccio verrà scaricato in un grande serbatoio metallico. Durante il giorno lunare, il serbatoio si riscalderà grazie all'energia termica del sole. Man mano che il ghiaccio si scioglie, l'acqua affonda sul fondo del serbatoio. L'acqua scorrerà lungo tubi interrati, in una stazione di pompaggio per renderla utilizzabile nella base.

Il cibo sarà coltivato in vasche idroponiche da botanici. Le colture idroponiche saranno costituite da file di tubi con fori ogni 457,2 mm. I tubi saranno montati su binari in modo da poter essere spostati per accedere ad altre file. Coltiveremo soia per le proteine, il calcio e i grassi; patate dolci per i carboidrati e la vitamina A; anatre/uova di anatra per le proteine, la vitamina B e D; peperoni per le vitamine C ed E e germogli di Bruxelles per la vitamina K. Le anatre devono avere una diversità genetica, quindi verranno prelevate cellule uovo non fecondate. Ci sarà una cucina per cucinare gli alimenti.

L'energia solare sarà utilizzata durante il giorno. I pannelli sono necessari per alimentare l'intera base e caricare le batterie per la notte. Affinché la base abbia abbastanza energia durante la notte, è necessario utilizzare un mix di fonti di energia. Una soluzione è quella di utilizzare celle a combustibile a idrogeno, elettrolizzando l'acqua durante il giorno per trasformarla in H2 e O2, che possono essere combinati per rilasciare energia. Un'altra soluzione è un RTG (Radioisotope-Thermal-Generation), ma a causa delle radiazioni che produce, non è la migliore. Gli escrementi umani potrebbero essere digeriti in metano e bruciati per ottenere energia.

La fonte iniziale di ossigeno sarà importata dalla Terra. L'acqua verrà elettrolizzata per ottenere l'ossigeno. Questo processo formerà anche idrogeno gassoso che potrà essere riutilizzato nello stesso processo. Elettrolizzeremo l'acqua ottenuta dalla fusione del ghiaccio lunare. Una quantità parziale di ossigeno sarà ricavata dai composti presenti nei minerali lunari, tra cui l'ossido di alluminio, l'ossido di ferro, il biossido di titanio, l'ossido di sodio, ecc. L'azoto dovrà molto probabilmente essere importato dalla Terra.

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 campo lunare sarà protetto dai pericoli dello spazio, essendo costruito all'interno di un tubo di lava. In questo modo sarà protetto da micrometeoriti, temperature estreme e radiazioni ionizzanti provenienti dal sole e dallo spazio profondo. Ci sarà un ciclo artificiale di giorno e notte, per garantire che le piante e gli animali si comportino normalmente e che i membri dell'equipaggio non abbiano il sonno disturbato. Le pareti conterranno livelli stabili di ossigeno e umidità, in modo che tutti gli organismi abbiano un habitat in cui sopravvivere. Per garantire che la salute mentale dell'equipaggio non si deteriori, saranno mantenuti i contatti tra amici e familiari e a ogni persona sarà concesso un chilogrammo di effetti personali. Macchine per l'esercizio fisico garantiranno che i muscoli e le strutture ossee dell'equipaggio non si deteriorino a causa della mancanza di gravità. Per garantire che l'elettricità statica generata dalle particelle cariche non danneggi le apparecchiature elettriche, la base sarà messa a terra sulla superficie della Luna.

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

L'equipaggio ha schemi di sonno rotativi, quindi almeno due membri dell'equipaggio sono svegli in caso di emergenza. Ogni membro dell'equipaggio, al risveglio, si lava e fa colazione, poi inizia a lavorare alle proprie mansioni. Ogni membro dell'equipaggio avrà più ruoli da svolgere, e ci saranno due esperti di un lavoro in missione che saranno svegli mentre gli altri dormono. L'equipaggio monitorerà i sistemi della base per assicurarsi che nessun sistema critico o di altro tipo si rompa. Se un componente o un sistema si rompe, gli ingegneri porteranno il sistema o la macchina in ingegneria, se si trova all'interno della base, o nel capannone in cui saranno conservate le attrezzature per riparare i guasti e consentire agli oggetti danneggiati di continuare a servire la missione; se gli oggetti sono danneggiati in modo irreparabile, verranno inviati dei sostituti. L'equipaggio traghetterà anche i materiali raccolti dalle mietitrebbie fino alla fonderia, dove il metallurgista dell'equipaggio, che sarà uno, lavorerà i materiali e li raffinerà per ricavarne risorse utili e ossigeno, dato che la maggior parte dei minerali è in forma di ossido di metallo sulla Luna. I botanici gestiranno i sistemi idroponici e acquaponici per garantire che la base abbia cibo a sufficienza; tuttavia, il cibo prodotto probabilmente non sarà sufficiente per essere completamente autosufficiente e quindi richiederà rifornimenti di cibo dalla Terra; tuttavia, a causa della coltivazione del cibo, aumenterà il tempo che intercorre tra le navi di rifornimento. L'equipaggio condurrà esperimenti scientifici nel proprio campo per migliorare la comprensione della Luna, come la sua struttura geologica o gli effetti della bassa gravità sugli organismi viventi. Questa ricerca contribuirà ad aumentare la nostra comprensione di come creare una base di sostentamento sulla Luna e dei modi e delle risorse locali che potrebbero essere utilizzate per espandere la base e aumentarne la popolazione. L'equipaggio potrebbe anche ricercare i pro e i contro dell'industria e dell'estrazione delle risorse sulla Luna, da utilizzare in futuro per la costruzione di una grande base o insediamento lunare. L'equipaggio potrebbe anche costruire, in un secondo momento, nuove strutture inviate dalla Terra o costruite con risorse e attrezzature presenti sulla Luna. Prima della notte lunare, l'equipaggio valuterà le risorse e l'energia immagazzinate nella base. Durante la notte osserveranno i livelli di idrogeno e, se necessario, spegneranno alcuni sistemi per garantire che la base mantenga l'energia per i sistemi critici come il supporto vitale.



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