Team: Moon Entrepreneurs

Categoria: 3° posto - Stati membri dell'ESA | 3° posto - Stati membri dell'ESA | Las Palmas de Gran Canaria - Spagna |  Scuola Canterbury Las Palmas

Descrizione del progetto

2.1.a. Dove posizionereste il vostro rifugio sulla superficie della Luna? 
Altro

2.1.b. Spiegare la scelta fatta alla domanda 2.1. 
Vorremmo collocare il nostro campo lunare sopra l'equatore e sotto il Polo Nord. La scelta è dovuta all'esistenza di grotte sotterranee sotto forma di tubi, chiamati tubi di lava lunari, in cui costruiremmo il nostro campo a forma cilindrica. Questi tubi si trovano nel Mare Serenitatis e nel Mare Tranquillitatis. La superficie della Luna non sarà praticamente influenzata dall'insediamento, poiché abbiamo progettato l'accampamento (utilizzando le informazioni dei satelliti e altre risorse) prima della spedizione per poterci adattare alle misure della grotta. Questi tubi potrebbero offrire molte opzioni per un'ulteriore espansione del campo lunare nelle spedizioni future. Inoltre, poiché non si trova lontano dall'equatore, la luce del sole sarà più concentrata e, con un po' di fortuna, dato che le temperature non sono così elevate e sono più stabili all'interno di queste grotte, potrebbe esserci acqua ghiacciata (i riferimenti dicono che le temperature sono di circa -22ºC), ma le risorse sono sconosciute e quindi potrebbe essere limitata.

2.2.a. Dove costruirebbe il rifugio: in superficie o sottoterra?
Metropolitana

2.2.b. Spiegare la propria scelta alla domanda 2.2.
Circa 80% del nostro campo saranno interrati e coperti da uno strato di terreno, questo terreno è trattenuto da una rete precedentemente posta sopra il cratere. Questo verrà spiegato meglio nella sezione tre, domanda sei (3.6). Al piano inferiore dell'edificio cilindrico principale sarà collegata una camera di depressurizzazione per rendere possibili le spedizioni lungo il tubo di lava lunare. L'altro 20% del campo sarà situato sulla superficie della Luna. Qui si trovano due cose principali: i pannelli solari, che saranno disposti in forma circolare intorno alla circonferenza del cratere. In totale, vedremo 31 pannelli solari. Inoltre, come precauzione di sicurezza, sarà posizionato un veicolo di emergenza. Un'altra camera di depressurizzazione si troverà all'esterno dell'edificio principale, per consentire spedizioni lungo la superficie lunare. Infine, all'esterno dell'edificio principale sarà applicata anche una torre di comunicazione. Nel progetto è stato fornito un modello del terreno per mostrare le nostre idee. Inoltre, abbiamo cercato di simulare un tubo di lava lunare.

3.1. Quali saranno le dimensioni del vostro Campo Lunare?
L'accampamento è piuttosto grande, poiché ci sono diversi elementi che conformano l'insediamento. C'è un edificio principale di forma cilindrica situato all'interno del tubo di lava lunare. Questo edificio è composto da tre piani. Quello inferiore (primo piano) è utilizzato come magazzino. Il piano intermedio (secondo piano) è l'area di lavoro e il piano superiore (terzo piano) è l'area abitativa. Il diametro della struttura cilindrica è di 10 metri e l'altezza è di tre metri per piano. Infine, all'esterno si trovano i pannelli solari, disposti concentricamente intorno al centro del cratere e organizzati in due file. Nota: il progetto è stato realizzato in modo molto dettagliato, vi invitiamo a dare un'occhiata più approfondita a elementi come il rover (per esempio, le ruote... ), i pannelli solari, le camere d'equilibrio, le porte, l'antenna di comunicazione e molto altro ancora!

3.2.a. Quante persone ospiterà il Moon Camp?
3 - 4 astronauti

3.2.b. Spiegare la propria scelta alla domanda 3.2.
Sono stati scelti da tre a quattro astronauti a causa dell'ampia area disponibile per la base. Troppi astronauti comporterebbero troppe risorse e molto più spazio, mentre il campo proposto è troppo grande per due soli astronauti. Le evacuazioni verrebbero effettuate in modo più efficiente e i progetti di I+D+i e alcune missioni verrebbero svolti in modo più snello e pratico.

3.3.a Quali risorse locali della Luna utilizzereste?
Ghiaccio d'acqua
Regolite (suolo lunare)
Luce solare

3.3.b. Spiegare la propria scelta alla domanda 3.3.
Il ghiaccio d'acqua sarà estratto dalla regolite e dalle calotte glaciali (se trovate), pressurizzato e infine filtrato per essere utilizzato dagli astronauti. Inoltre, tutta l'acqua sarà riutilizzata in modo simile a quanto avviene nella stazione spaziale internazionale. Il regolite sarà accumulato e lavorato per produrre mattoni per la costruzione della base. Un processo di fabbricazione che coinvolge prodotti e sostanze sviluppati sulla Terra provocherà una reazione chimica sul suolo di regolite per renderlo duro (in modo simile a come facciamo il cemento qui sulla Terra, ma usando la regolite invece della sabbia...). Verrà anche compresso per fissare il pezzo. Infine, la luce del sole sarà la nostra unica fonte di energia; l'uso di pannelli solari permetterà a tutta la nostra elettronica di funzionare. Tuttavia, nell'accampamento, il consumo energetico sarà ottimizzato per conservare e accumulare l'energia elettrica in una serie di batterie di stoccaggio al primo piano (inferiore).

3.4. Spiegate come pensate di costruire il vostro progetto sulla Luna. Dovete includere informazioni sui materiali e sulle tecniche di costruzione che intendete utilizzare. Evidenziate le caratteristiche uniche del vostro progetto.
Allo stesso modo in cui sulla Terra costruiamo utilizzando piccoli mattoni, la nostra idea è di espandere questo concetto e di utilizzare le risorse sulla Luna per produrre questi mattoni e posizionarli uno dopo l'altro come un lego. Per ridurre le attrezzature da trasportare fuori dalla Terra, produrremmo solo un tipo e una forma di mattone: un arco di circonferenza. Si noti nel disegno come questi pezzi si incastrino l'uno con l'altro. Una serie di robot raccoglierà il regolite e lo lavorerà in stampi e unità di compressione per produrre i mattoni. Questi saranno posizionati da robot simili al CANADARM2 a bordo della stazione spaziale internazionale. Una volta costruito il livello, alcune travi metalliche leggere provenienti dalla terra saranno installate per separare i piani e un foglio di materiale leggero sarà incollato sul tetto e sul pavimento. Sul tetto verrà lasciato uno spazio circolare perché all'interno dovranno essere installate alcune apparecchiature. Come un grande paracadute viene compresso in una parte delle dimensioni di un sacco, un sacco di plastica spesso e avvolto verrà gonfiato all'interno di questo pavimento utilizzando pompe e tubature provenienti dal lander. Quando questo sacco si gonfia, viene pressurizzato e riempito di gas essenziali per la vita. Inoltre, coprirà la forma della struttura. Una volta completata, verrà posizionata una camera di compensazione. Poi verranno posizionati i mobili e altre attrezzature. Srotolata come un tappeto, una sottile rete appiccicosa verrà srotolata sulle pareti della struttura. Questa rete contiene microbi che inspirano CO2 ed espirano O2 per ridurre le attrezzature necessarie per questo cambiamento chimico. Quando la domanda aumenta, verranno installati altri piani, anche se idealmente la configurazione migliore è quella a 3 piani. I piani saranno separati da una scala e i componenti di stoccaggio necessari per il trasporto tra i piani saranno trasportati con una serie di binari. All'esterno della struttura principale, sulla superficie della luna, i pannelli solari saranno disposti concentricamente intorno al cratere, in modo simile a come sono organizzati gli impianti solari a concentrazione. Il cratere sarà coperto da uno strato di terreno sostenuto da alcune reti precedentemente installate per la protezione dai raggi gamma e al centro sarà posizionata un'antenna di comunicazione a palo. La camera di compensazione di superficie sarà installata e poi ricoperta di terra per evitare la collisione con i meteoriti. I rover e la capsula di salvataggio saranno accanto al campo.

3.5. Descrivete e spiegate il progetto dell'ingresso del vostro campo lunare..
Mentre atterrate lentamente sulla superficie lunare, vedrete una camera di compensazione ricoperta di terra e circondata da decine di pannelli solari disposti intorno a un cratere coperto. Al centro, c'è un grande albero di un'antenna di comunicazione che punta verso il nostro pianeta natale. Avvicinandosi alla camera di compensazione, si notano due rubinetti: uno conduce al sistema di stoccaggio dell'ossigeno e l'altro al sistema di stoccaggio del carburante. Quando si apre manualmente la porta, si accendono alcune luci e quando la porta si chiude e si preme un pulsante su uno schermo tattile, si sente il suono di potenti gas che vengono espulsi intorno a noi mentre la camera di compensazione si pressurizza. Ora è sicuro togliersi la tuta spaziale. Ora si deve scendere una scala per raggiungere l'edificio principale dopo aver aperto una seconda porta.

3.6. Spiegare come il campo lunare fornisce protezione agli astronauti.
Il nostro campo lunare è stato progettato per proteggere i nostri astronauti: i raggi gamma killer saranno diminuiti e fermati perché abbiamo coperto il campo con uno strato di terra sopra il cratere usando delle reti (nel disegno è mostrato come uno strato di terra con un'opacità di 70%). All'interno di questi tubi di lava, la temperatura diventa molto più stabile e facile da controllare. Poiché siamo protetti dal sole, anche le attrezzature dell'insediamento (a parte i pannelli solari) sono protette. Le piogge di meteoriti sono terminate grazie alla protezione offerta dallo strato di terreno precedentemente menzionato. Oltre all'antenna di comunicazione, verrà utilizzato un kit radar per cercare di individuare questi meteoriti e avvisare gli astronauti in caso di potenziale pericolo. La capsula di salvataggio (non inclusa nel progetto presentato) sarà situata il più vicino possibile al campo, in modo che, in caso di emergenza, gli astronauti possano fuggire rapidamente all'esterno. Questa capsula sarà collocata in un luogo sicuro dai colpi di meteorite, magari all'interno di un cratere (se disponibile).

3.7. Descrivere l'ubicazione e la disposizione delle aree di riposo e di lavoro.
Dei tre piani già menzionati, il piano superiore sarà la zona notte e la zona giorno. Questo perché è l'area più vicina alla camera di compensazione nel caso in cui venga eseguita una procedura di evacuazione. Qui gli astronauti avranno a disposizione un letto e una toilette. Inoltre, al centro del pavimento, ci sarà un tavolo per parlare delle missioni. Saranno collocate apparecchiature per le comunicazioni con la Terra, in modo che gli astronauti possano parlare con le loro famiglie e con i direttori delle operazioni qui sulla Terra. Qui, al piano superiore, sarà collocata anche una mini-palestra. L'area di lavoro sarà situata al piano intermedio. Al suo interno sarà collocato un grande laboratorio dove si svolgeranno indagini ed esperimenti. I campioni saranno analizzati e trattati per il viaggio verso la Terra. Infine, saranno realizzati anche altri progetti di I+D+i. Riteniamo che queste due aree debbano essere separate, poiché gli studi hanno dimostrato che la loro mescolanza crea risultati peggiori per quanto riguarda la qualità del sonno e la qualità dei compiti portati a termine.

4.1. Descrivete quale sarà la fonte di energia per il rifugio.
La fonte di energia sarà fornita dai pannelli solari. Questa energia rinnovabile sarà utilizzata nel modo più efficiente possibile e le batterie la immagazzineranno in caso di mancanza di corrente o di guasti al sistema e per il consumo notturno. Molti di questi pannelli (30-40) saranno installati intorno al campo in superficie per massimizzare l'assorbimento della luce.

4.2. Descrivete la provenienza dell'acqua. 
L'acqua sarà estratta principalmente dal suolo, aumentando la pressione e la temperatura del blocco di regolite in modo che il ghiaccio si sciolga in acqua e venga raccolto e immagazzinato. Inoltre, in modo simile alla stazione spaziale internazionale, la maggior parte dell'acqua sarà riciclata dall'urina, dal vapore acqueo e da altre fonti per ridurre al minimo le spedizioni necessarie all'estrazione del regolite per l'acqua. Forse verrà fornita altra acqua dalla Terra, ma non molta perché non è redditizia.

4.3. Descrivete quale sarà la fonte di cibo.
La principale fonte di cibo proverrà da piante e insetti che saranno coltivati in un ambiente artificiale. Le piante saranno coltivate utilizzando il giardinaggio idroponico (le piante riceveranno i minerali e l'acqua di cui hanno bisogno, in modo da non aver bisogno di terra) nel piano inferiore. Verrà fornita una fonte di luce ottimale con una specifica lunghezza d'onda e una concentrazione di CO2 per diminuire i fattori limitanti che influenzano la fotosintesi. In questo modo sarà possibile coltivare una varietà di colture. In precedenza, i semi di queste piante sarebbero stati modificati geneticamente per aumentare la resa del raccolto e diminuire le probabilità di contrarre una malattia. Le proteine proverranno dagli insetti cresciuti in questo ambiente artificiale. Gli insetti offrono molte proteine, crescono in poco tempo e producono molta prole. A parte questo, verranno utilizzate alcune confezioni di cibo simili a quelle della stazione spaziale internazionale.

5.1. Cosa vi piacerebbe studiare sulla Luna?
Una volta sulla Luna, pensavamo di fare altre spedizioni per indagare su altri possibili luoghi di ghiaccio d'acqua e cercare di trovare vita microbica congelata (anche se è molto improbabile...). Recentemente è stata scoperta la presenza di deboli campi magnetici sulla superficie lunare che formano delle "scottature". Vorremmo indagare su queste variazioni del campo magnetico per capire cosa le provoca e come possiamo riprodurle per migliorare la protezione dal sole. Questa protezione consentirebbe di installare campi lunari più grandi, non necessariamente sotterranei, quindi è un tema importante da indagare. Inoltre, studieremo come il corpo umano reagisce a una permanenza a lungo termine in un ambiente esterno alla Terra, per migliorare le tecnologie che consentono di allontanare l'uomo dal nostro pianeta in modo sicuro. Verranno testate nuove tecnologie che potrebbero avere effetti rivoluzionari qui sulla Terra. Consideriamo il campo lunare come un'opportunità per gli esseri umani di provare cose in un ambiente davvero difficile. Forse le tecnologie alimentari possono essere migliorate con l'aiuto di CRISPR o di altre modifiche genetiche e testate in questo avamposto lunare. La stampa 3D può essere migliorata e possono essere sviluppate altre tecniche di produzione e costruzione. Le possibilità sono infinite.

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