Seminario Giaime Cao, 29-03-2012

Università degli Studi

di Cagliari


di Cagliari

Development a common roadmap

Maximisation of economic return

ISECG Strategy

Elaboration of two feasible pathways for human missions

Development of a representative mission scenario over 25 years

horizon which is considered technically feasible

�Asteroid next

�Moon next

ISECG Pathways


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LUNALUNA MARTEMARTE

Distanza 363104-405696 km 55·106-101·106 km

Durata viaggio 3 giorni Sei mesi

Gravità 1/6 g 1/3 g

Temperatura -40 ÷ 123 °C 150 ÷ 243 K

Atmosfera 10-12 torr 8 mbar (CO2 95,3%v/v, N2 2,7% v/v)

Costituenti del

suolo

Ilmenite, Pirosseni,

Plagioclasi, Anortite

Plagioclasi, Pirosseni, Ossidi di

Ferro, Olivina


di Cagliari


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ISRU: In-Situ Resorce Utilization

� Technologies to extract consumables (O2, H2O, N2) for human life-support replenishment and source material for ISFR

ISFR: In-Situ Fabrication and Repair

� Fabrication Technologies

� Repair and Non Destructive Evaluation Technologies

� Habitat Structures

Perspectives:

� Minimize the materials carried from Earth

� Reduce launch mass and cost

� Increase mission-time


di Cagliari


di Cagliari

Assemblaggio elementi strutturali

Produzione energia Produzione di PROCESSO

Produzione energia elettrica solare

Scavo del suolo lunare o marziano

Arricchimento del suolo lunare o marziano in ilmenite o ematite

Miscelazione polveri

Produzione di elementi strutturali PROCESSO

BREVETTATO

rappresentazione

schematica


di Cagliari

Mars JSC-1AMojaveLunar JSC-1A


di Cagliari


di Cagliari

A+BA+B

AB

A+B

AB

IgnitionReactants Propagation Product

� SHS reactions: exothermic chemical reaction process

� Combination of metals and non-metals to produce novel

materials

� Once ignited, a combustion wave propagates in a self-

sustained manner


di Cagliari


di Cagliari

Effect of gravity level on the average velocity of the self-propagating

combustion front for the cases of (Al/FeTiO3) molar ratios equal to 2 (a)

and 3 (b)

8

10

1g

0g

(a)

8

10

1g

0g(b)

0

2

4

6

8

0 4 8 12 16 20 24 28 32

v f , m

m/s

RL content, wt.%

0

2

4

6

8

0 4 8 12 16 20 24 28 32

RL content, wt.%

v f , m

m/s


di Cagliari

Struttura

Assemblaggio

Elementi strutturali

Compressive strength measurements

provided average values of 27.2 3.6

and 25.8 3.6 MPa, for the S2_RL20

and S3_RL30 systems, respectively


di Cagliari

XRD diffraction patterns of system S3_RL30


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Processo brevettato

Radiazione solare

Coltivazioni agricole

Fotobioreattori SRadiazione solare

Atmosfera Marziana

Suolo Marziano

Radiazione solare

ECLSS S

Habitat

Astronauti

S

Generazione

energiaS

NUOVI

IMPIANTI E

TECNOLOGIES

Generazione

energiaS

(Stazione Spaziale)


di Cagliari

Atmosfera marziana Propellenti

Suolo marziano

Radiazione solare OssigenoSEZIONE

ECLSS

SERBATOI

HABITAT

Parco mezzi (Rover, macchine

operatrici)

Acqua

Acido Nitrico

Fertilizzanti Vegetali

Acqua irrigua

Suolo marziano disidratato

Confinamento Biomassa Edibile

del processo

brevettato Atmosfera Suolo

marziana marziano

SEZIONE

CHIMICO-FISICAS

SEZIONE

BIOLOGICA

Generazione

energiaS

ECLSS

Realizzazione

strutture

abitative

HABITAT

ASTRONAUTI

Serre o

coltivazioni

idroponiche


di Cagliari

Prodotti Unità Valore Utilizzo

Ossigeno kg/h 41,66 Produzione aria respirabile

Acqua kg/h 3,85 Idropotabile e/o igenica

Ammoniaca kg/h 2,00 Propellente e fertilizzante

Miscela CO+CO2 kg/h 78,86 Propellente

Acido nitrico kg/h 0,13 Intermedio per fertilizzanti e/o lisciviante

Nitrato d’ammonio kg/h 0,25 Fertilizzante

Idrogeno kg/h 0,04 Propellente o produzione acquaIdrogeno kg/h 0,04 Propellente o produzione acqua

Ar, Ar-N2 kg/h 0,03 Produzione aria respirabile

Liquido con nutrienti kg/h 100,00 Irrigazione colture vegetali e/o produzione acqua

Biomassa edibile kg/h 0,09 Alimentazione astronauti

Suolo marziano disidratato kg/h 4888,49 Fabbricazione elementi strutturali

Risorse Quantità minime richieste

(kg/giorno/astronauta)Ossigeno 0,84

Azoto 2,81

Cibo (disidratato) 0,62

Acqua (potabile) 3,91

Acqua (scopi igienici) 25,58


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IMPIANTI ISRU E ECLSS

IMPIANTI

FOTOVOLTAICI

SERRE O

COLTIVAZIONI

IDROPONICHE

ROVER

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Technology

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