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Galería Moon Camp Pioneers 2020-2021

En Moon Camp Pioneers la misión de cada equipo es diseñar en 3D un campamento lunar completo utilizando Fusion 360. También tienen que explicar cómo utilizarán los recursos locales, protegerán a los astronautas de los peligros del espacio y describirán las instalaciones para vivir y trabajar.

Equipo: Colmena espacial

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Polonia 16, 15

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

Nuestra base es la base de una verdadera colonia autosostenible en la Luna. A la hora de diseñarla, nos hemos centrado en la mayor autosuficiencia y funcionalidad posibles de cada elemento, sin olvidar lo más importante, es decir, la comodidad de los astronautas que se alojen en ella. Los añadidos, como un ciclo diurno y nocturno controlado artificialmente, o la presencia de plantas en las habitaciones, deberían reducir el estrés de los astronautas y cuidar su salud mental. La base está diseñada para un mínimo de 4 personas, pero con un número mayor, la distribución en módulos residenciales de cuatro personas puede contribuir al desarrollo de un sentido de pequeñas comunidades, lo que facilitará el trabajo y la división de tareas. Tanto la ubicación como el equipamiento de la base permiten realizar numerosos experimentos y llevar a cabo de forma eficiente una mayor ampliación del espacio.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Hemos decidido construir nuestra base lunar en el polo sur de la Luna, en el borde del cráter Shackleton. Según nuestros conocimientos, en él hay hielo de agua y otros volátiles. La posible presencia de agua resolvería el problema de su adquisición y no requeriría su costoso envío desde la Tierra. La ubicación de nuestra base en su borde también simplificaría enormemente el problema del suministro de electricidad a la base. En el borde del cráter, la energía solar llega casi continuamente, por lo que habría una posibilidad de conversión prácticamente continua de la energía solar en energía eléctrica con el uso de paneles solares. También significa que habrá menos variación de temperatura, lo que podría ser peligroso para los componentes susceptibles de dilatación térmica. Según los mapas topográficos de la zona, ésta tiene una pendiente de unos 6-7 grados, que se refleja en nuestro modelo.

¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? Describe las técnicas y los materiales que utilizarás.

En primer lugar, se desplegará un rover de exploración. Una vez que haya encontrado un lugar adecuado, preparará una zona plana en la que aterrizará la parte del taller con los rovers, los paneles solares y las impresoras 3D en su interior. Los rovers serán autónomos, aunque el retardo de la comunicación Tierra-Luna es lo suficientemente corto como para que un humano pueda controlar eficazmente un rover en caso de problema. En un principio, el taller servirá de base de operaciones, estará dotado de baterías y podrá producir piezas de repuesto para los robots. Tenemos previsto imprimir en 3D el techo, las paredes y la mayor parte del mobiliario de la base utilizando hormigón lunar, cuyo componente principal es el regolito lunar, un recurso abundante en la superficie de la Luna. La base estará formada por habitaciones hexagonales para maximizar la eficiencia en el uso del material y facilitar la expansión. El interior de las habitaciones se recubriría con una capa de caucho sintético, lo que permitiría llenarlas con una atmósfera. La presión del aire en el interior sería suficiente para soportar el peso de un escudo contra la radiación de regolito de unos 4 metros de grosor. Para minimizar la cantidad de polvo que los habitantes podrían traer al interior de la base, los trajes espaciales nunca entrarían directamente en la base, sino que permitirían a la tripulación entrar en ellos a través de escotillas en la parte trasera. Una vez finalizado el proceso de impresión, el resto del equipo necesario podrá traerse desde la Tierra junto con los astronautas que lleguen y establecerse en la superficie lunar.

El entorno de la Luna es muy peligroso para los astronautas. Explica cómo tu campamento lunar les protegerá.

El entorno de la Luna es muy peligroso, por lo que una de nuestras prioridades es garantizar la plena seguridad de los astronautas que están en la base. Uno de los principales peligros que esperan a las personas en la Luna es la radiación cósmica, que es hasta 200 veces más fuerte que en la Tierra. Sin embargo, se ha demostrado que hay niveles más bajos de radiación cerca de los grandes cráteres, por lo que la ubicación de nuestra base en el cráter Shackleton resolverá parcialmente este problema. Las paredes de la base, de unos 4 metros de grosor y hechas de suelo lunar, proporcionarán una protección adicional. Estas paredes también nos protegerán de los micrometeoritos y de las bajísimas temperaturas de la Luna.

Explique cómo su campamento lunar proporcionará a los astronautas:
Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Como base, la ISS dispone de un depósito de agua de 2.000 litros para una tripulación de seis personas. Sin embargo, nuestra base también utilizará agua para el cultivo de plantas, animales y microbios y para la electrólisis del agua. Para satisfacer esta demanda, nuestra base tendrá una capacidad máxima de almacenamiento de agua de unos 30.000 litros, lo que también facilitará la expansión de la base. Los astronautas llevarán algo de agua, pero la mayor parte del agua será obtenida por los rovers de los depósitos volátiles cercanos en el cráter Shackleton. El agua exhalada será recapturada por la unidad de tratamiento del aire y devuelta al suministro de agua. La orina se filtrará y se reintroducirá en los depósitos. Todos los residuos biológicos se reciclarán para utilizarlos como abono para las plantas y alimento para animales o microbios cuando sea posible.

El cultivo hidropónico desempeñará un papel fundamental en la obtención de alimentos en la estación. Los jardines hidropónicos utilizarán LEDs con longitudes de onda de luz seleccionadas (es decir, mayoritariamente rojas) para minimizar el gasto de energía. Cada persona que vaya a la Luna tendrá una dieta individual predeterminada que cubra sus necesidades calóricas totales, así como los macro y microelementos. Según estos datos, será posible planificar de antemano las proporciones de las plantas cultivadas. Además, se prevé adquirir proteínas en forma de la llamada "carne cultivada". Esta tecnología está cada vez más avanzada, por lo que nos gustaría utilizarla en nuestra base. En un principio, el stock de células madre se traería de la Tierra, pero con el tiempo, cuando se domine la cría de animales en la base, las células se tomarían directamente de ellos. Proporcionando a los astronautas acceso a comidas sanas y lo más parecidas posible a las que se comen en la Tierra, estaremos cuidando su salud tanto física como mental.

Como nuestra base está situada en la parte del borde de Shackleton que es un "pico de luz eterna", recibirá una radiación solar casi continua. Por lo tanto, podrá mantenerse únicamente con energía solar la mayor parte del tiempo. Sin embargo, el almacenamiento de energía es crucial para las operaciones de alto consumo, como la electrólisis del agua o el refinado de metales in situ, y también hay noches que pueden durar hasta siete días terrestres. Para resolver estos problemas, la base contará con varias soluciones de almacenamiento de energía. Al principio utilizará baterías ligeras de iones de litio y paneles solares enviados desde la Tierra, y más tarde se ampliará con paneles solares y baterías de metal líquido construidas in situ. Si la construcción de baterías resulta inviable, podría equiparse con grandes volantes de inercia fabricados con regolito comprimido y suspendidos mediante maglev estabilizado por rotación (la ausencia de atmósfera y la baja gravedad facilitan mucho su funcionamiento en comparación con la Tierra).

El oxígeno se obtendrá de varios procesos. Será un producto de la fotosíntesis en los jardines hidropónicos y un producto secundario del refinamiento de óxidos metálicos mediante electrólisis. También podría obtenerse de la electrólisis del agua, pero sin un oxidante el hidrógeno producido sería inútil como combustible. Dado que el carbono es un recurso limitado en la Luna, intentaremos reciclar todo el CO2 que podamos con la fotosíntesis. Los gases inertes, como el nitrógeno y el argón, no sufren ninguna reacción, por lo que podrían utilizarse indefinidamente siempre que no se produzcan fugas. El vapor de agua producido por la respiración será capturado y reintroducido en el suministro de agua.
En caso de emergencia, las velas de oxígeno podrían utilizarse para proporcionar una fuente rápida y fiable de aire respirable.

Explique cuál sería el objetivo principal de su campamento lunar (por ejemplo: fines comerciales, científicos y/o turísticos).

Los primeros grupos de astronautas enviados a nuestra base intentarán familiarizarse con el entorno de la Luna y realizar los experimentos científicos más necesarios. Un papel importante en la investigación será el estudio de la reacción de las personas y los animales a la estancia prolongada en la Luna, así como la mejora de la tecnología agrícola, las telecomunicaciones y la producción de energía, que más tarde podrá utilizarse en la Tierra. También se espera que la base sirva de centro interplanetario, capaz de suministrar alimentos y combustible a las naves que se aventuren a Marte. En el futuro, podría ser una fuente de material más barato para la construcción de grandes instalaciones y naves espaciales debido a la menor gravedad. La flexibilidad de nuestra base también permite la oportunidad de ampliarla y desviarse de sus objetivos originales, centrándose en más oportunidades comerciales, el turismo o el desarrollo de grandes colonias.

Describa un día en la Luna para su tripulación de astronautas del Campamento Lunar.

Al diseñar nuestra base espacial, descubrimos que el sistema de trabajo más eficiente sería personalizar el horario diario de cada astronauta. Esto facilitará la realización de tareas especializadas y permitirá que al menos dos personas permanezcan despiertas, incluso en el caso de una tripulación pequeña. Los planes para cada día se enviarán inicialmente desde el centro de control en la Tierra, y a medida que la base se desarrolle, los miembros individuales de la tripulación se encargarán de hacerlos para el resto del grupo.

Al principio del día, después de prepararse para el trabajo, los astronautas van a comprobar la información más reciente en el monitor, que al mismo tiempo les informa sobre sus funciones actuales, adaptadas a su especialidad. La tarea de algunos será realizar investigaciones, experimentos y trabajar en el laboratorio, otros se ocuparán del cuidado de los animales y del cultivo de plantas, mientras que otros controlarán el trabajo de los módulos de la base, repararán los daños actuales y mantendrán el estado técnico de los rovers.

Después de revisar sus horarios, los astronautas se dirigirán a la sala comunitaria para comer un desayuno personalizado, como todas las demás comidas.

A continuación, los astronautas abordan las tareas asignadas. Tras completar sus primeras tareas, los astronautas se dirigen a un gimnasio conectado a la sala médica y allí se les presenta su plan de entrenamiento personal para el día en curso. Después de su entrenamiento, los astronautas se dirigen de nuevo a la sala común, para su segunda comida. Será muy importante planificar el día de manera que los horarios de las comidas de los astronautas coincidan lo más posible, por supuesto, algunos almorzarán y otros cenarán. Sin embargo, el objetivo es garantizar el contacto humano y crear un sentimiento de comunidad entre los astronautas.

Después del almuerzo, si la situación lo permite, los astronautas tienen tiempo libre. Pueden entretenerse con videojuegos, realidad virtual, libros o música. También pueden llamar a sus familias o pasar un rato con otros astronautas o animales. Luego vuelven a sus obligaciones durante algún tiempo hasta la noche. Al final del día, van a cenar y a sus dormitorios. Así es un día medio y tranquilo en nuestra base lunar.



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