Desafío del campamento lunar
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Galería Pioneers 2021 - Moon Camp Challenge
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Galería Pioneers 2021

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: Vía Appia

Bilíkova 24/Bachova 4/Gimnasio de Kiev 267  Bratislava    Eslovaquia 18, 19, 15 Primer puesto - Estados no miembros de la ESA Visor externo para el proyecto 3D
Descripción del proyecto

Castrum está diseñado para ser la columna vertebral de la colonización humana de la Luna. Va a ser el primer puesto de avanzada que será totalmente autosuficiente, sin necesidad de envíos desde la Tierra. Al principio, nuestra base contará con 2 grandes módulos polivalentes. Después de algunas misiones tripuladas, se instalará un módulo polivalente adicional de tamaño medio. Al final, nuestra base tendrá un módulo de Aeroponía, un módulo de Habitabilidad y un Laboratorio.

Todos los módulos, los pasillos (excepto las zonas con puertas de explosión) y las paredes de las esclusas (excepto los puertos de acoplamiento para los rovers y los trajes espaciales) son inflables y están hechos de materiales compuestos. Los equipos, como los tanques de gas y los vehículos de exploración tripulados (MER), están hechos de materiales sólidos, como fibras de carbono o aluminio. En cuanto a los vehículos terrestres, tenemos 2 MER con atmósfera presurizada, 3 rovers automáticos, 2 "Legionarios" que se utilizan para las operaciones de construcción y excavación y 1 "Centurión" que se utilizarán para la exploración en exteriores con el fin de minimizar la necesidad de EVAs. El número de rovers puede incrementarse mediante misiones de carga adicionales desde la Tierra. Nuestra base tiene 2 configuraciones: 1. Una base que está completamente en la superficie y 2. 2. Una base que está medio en la superficie y medio en el cráter procesado.

La construcción de la base se divide en 3 fases. En total, necesitaremos 3 vuelos no tripulados con el cohete Ariane 6 y 1 vuelo tripulado con naves de la ESA, la NASA o privadas. Nuestra base puede ser habitada por 6 astronautas de larga duración o 12 de corta duración.

Enlace de vídeo: https://youtu.be/j-M4NzxQI9Q

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Vamos a situar nuestra base cerca de la región del Polo Sur de la Luna. Hemos elegido este lugar por la luz solar disponible, que es nuestra principal fuente de energía (unos 80-90 % por ciclo). En esta región, podemos encontrar muchos cráteres que tienen hielo. Utilizaremos el hielo para suministrar agua a nuestra base. Además, debido al paisaje, podremos construir un puesto de avanzada adicional cerca de Castrum.

Para la primera configuración, nuestros principales candidatos serán las zonas que mejor se adapten a nuestras necesidades. En el caso de la segunda configuración, hemos encontrado algunos cráteres lo suficientemente grandes como para que quepan nuestros grandes módulos (y así acortar nuestra fase de construcción y proteger nuestra Base Lunar).

Estas son las coordenadas de los posibles lugares de construcción de nuestra base: Lat:-89.399 Lon: 173.889, Lat: -89.31 Lon: 93.898, Lat: -89.899 Lon: -38.141, Lat: -89.582 Lon: 70.442.

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

Como ya hemos mencionado, habrá 3 fases antes de que la base sea totalmente operativa y existen 2 configuraciones diferentes de nuestra base.

  1. "Fase de preparación": Vamos a aterrizar en la superficie "Cesar"(Estación automática que proporcionará energía [vía RTG] para los rovers y el contacto con la Tierra) con 3 rovers no tripulados"Centurión" y "Legionarios" cerca de un lugar de construcción elegido. Los Legionarios serán utilizados para excavar e imprimir las construcciones utilizando el regolito de la luna y Centurión procederá a explorar los alrededores. En caso de que algo vaya mal con los Legionarios o con César, Centurión puede ayudar o ser utilizado como fuente de energía de reserva y central de comunicaciones.
  2. "Fase de construcción": Aquí las cosas se dividen en dos. Si elegimos construir la base medio subterránea, utilizaremos 2 grandes cráteres naturales o artificiales (con sonda de impacto antes de la fase 1). Los legionarios utilizarán sus tambores para aplanar el fondo de los cráteres y cavarán zanjas para conectarlos. Si elegimos la configuración de superficie completa, los legionarios tendrán que aplanar ligeramente la obra. Una vez que todo esté terminado, comenzarán a imprimir carcasas de protección para los módulos, esclusas y pasillos.
  3. "Los primeros humanos en quedarse": Antes de que aterricen los primeros habitantes de nuestro puesto de avanzada, vamos a aterrizar 2 misiones de carga con módulos desinflados, pasillos y esclusas, algunos equipos y el interior. A continuación, los astronautas aterrizarán e inflarán los módulos, conectarán las piezas, prepararán las esclusas, etc. Deconstruirán Cesar bajo "Operación Brutus" para piezas adicionales: depósitos de gasolina, tubos, antenas, baterías...
El entorno de la Luna es muy peligroso para los astronautas. Explica cómo tu campamento lunar les protegerá.

Varios elementos diferentes amenazan a nuestros astronautas.

  • Para mantener a los astronautas a salvo del vacío del espacio, nuestra base es totalmente hermética. Hemos diseñado nuestra base de forma que si uno de los módulos pierde presión, los astronautas puedan seguir saliendo de la base a través de una esclusa.
  • Para proteger los módulos de los (micro)meteoritos y la radiación, imprimiremos una capa superior de protección a partir del regolito lunar (que será más resistente que el hormigón con una fórmula especial).
  • Para mantener a los astronautas a salvo de la intensa radiación gamma (que podría penetrar la capa de protección), utilizamos la carga del segundo piso para proteger adicionalmente el primer piso, donde trabajan los astronautas. Los lugares en los que los astronautas pasan la mayor parte del tiempo -como la sala de la tripulación, donde duermen- estarán especialmente protegidos con la carga más densa.
  • Para mantener la base caliente, utilizaremos un calentador de agua eléctrico (o, en el peor de los casos, el RTG)
Explique cómo su campamento lunar proporcionará a los astronautas:
Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Al principio, los astronautas llevarán algo de agua. Cuando la base esté terminada, empezaremos a excavar agua en el lugar conocido más cercano (el cráter Shackleton, por ejemplo).
Todas las aguas residuales se recogerán y limpiarán para ser utilizadas de nuevo. También podemos intentar obtener agua del suelo de la Luna, pero no recogeríamos mucha con esta técnica. El agua será necesaria para la electrólisis, la aeroponía, el agua potable y la higiene.
También almacenaremos hidrógeno y oxígeno a bordo y, en caso de escasez de agua, podremos combinarlos de nuevo en agua.

Para el primer periodo en la Luna, los alimentos se traerán de la Tierra. Para las misiones de larga duración, vamos a utilizar nuestro módulo Aeroponics, que proporcionará alimentos suficientes para prolongar la duración de la misión.
Cuando el módulo aeropónico esté terminado, proporcionará alimentos suficientes para prolongar la misión durante años. Vamos a cultivar allí diferentes tipos de plantas: hierbas, algunas verduras y plantas de azúcar. Para maximizar la producción de alimentos, utilizaremos plantas modificadas genéticamente, una mezcla especial de fertilizantes y una luz de crecimiento optimizada las 24 horas del día para realizar la fotosíntesis.
Las plantas serán la prioridad número 1 para la tripulación.

Como ya hemos mencionado, proporcionaremos energía a los rovers al principio con RTG, para minimizar los riesgos de pérdida del equipo de construcción. Después de que los astronautas aterricen, el RTG se enterrará (por seguridad), pero en caso de emergencia, podremos extraerlo y utilizarlo.
Para mantener la base alimentada 90 % del día, colocaremos paneles solares en la colina más alta y cercana. Por la noche utilizaremos la energía acumulada (vía. oxígeno e hidrógeno) en pilas de combustible, casi todos los experimentos estarán desconectados para minimizar el consumo de energía y toda la energía se utilizará para mantener vivas las plantas y los humanos.

Al principio, los astronautas llevarán oxígeno y nitrógeno. Para las misiones de larga duración, el oxígeno se producirá por electrólisis y también podremos extraerlo del regolito lunar.
Para mantener el ambiente dentro de la base seguro para los humanos, tendremos un ordenador que va a monitorear los niveles de CO2, O2, N2, H2O y la presión dentro de los módulos, similares a los de la ISS.
El oxígeno y el agua pueden producirse en la Luna, pero el nitrógeno debe enviarse desde la Tierra. El proyecto MELISSA servirá para reciclar el CO2 en O2 y minimizar la demanda de agua.

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

Nuestra base tiene múltiples propósitos:

  • Comercial: Permitiremos que las empresas aterricen sus sondas utilizando nuestra plataforma de aterrizaje impresa. También repostaremos y prepararemos cohetes de carga desde la Luna a la Tierra cuando nuestra base empiece a producir mucho hidrógeno y oxígeno.
  • Científico: En nuestra base, tenemos un laboratorio para estudiar el comportamiento de las plantas, los seres humanos, los animales, los materiales, los gases, etc. en la superficie de la Luna. Además, nuestro MER nos permitirá viajar por la región del polo sur.
  • Nuestra base también puede acoger a turistas adicionales de corta duración.
  • Infraestructura: Nuestros legionarios estarán construyendo caminos alrededor del cráter Shackleton("En la Luna, todos los caminos llevan al cráter Shackleton") para conectar las futuras colonias y hacer que los viajes a la Luna sean más seguros y eficientes.
  • La humanidad: Nuestra base allanará el camino para iniciar la primera colonia lunar y ser la puerta de entrada a nuestro sistema solar.
Describa un día en la Luna para su tripulación de astronautas del Campamento Lunar.

El día de los astronautas en nuestra base comienza en el compartimento de descanso. Allí tendrán todo lo necesario para su rutina matutina. Después del desayuno, los astronautas recibirán sus horarios desde la Tierra. Los ingenieros tendrán que revisar los sistemas, los botánicos actualizarán el estado de sus cultivos y los científicos comprobarán sus experimentos.

Entonces los astronautas se preparan para su EVA, un grupo de al menos 2 saldrá al exterior y recogerá hielo de agua del depósito más cercano. Después de recoger suficientes muestras, los astronautas apilarán el hielo en una caja calentada por el sol donde se derretirá todo. Después, se transportará a la base para su posterior uso en una ISRU(Utilización de recursos in situ).

Tras completar la misión diaria de "hielo", algunos astronautas regresarán a la base mientras los demás dan un breve paseo por algunos lugares para excavar muestras para su posterior análisis. En caso de que algo vaya mal con el equipo exterior, el MCC desde la Tierra informaría a las tripulaciones del exterior sobre las actualizaciones de la misión y proporcionaría a los astronautas más información y procedimientos para reparar el equipo caído. La expedición especialmente programada, bajo la completa supervisión del MCC en la Tierra, utilizaría el MER para un largo viaje alrededor del Sur Región de los Polos, recogiendo lo interesante muestras y la cartografía de nuevos lugares. Después de todo esto, los planes de EVA para el día estarán hechos y los astronautas regresarán a la base.

Para que los astronautas se mantengan sanos en la gravedad de la Luna, cada uno tendrá que hacer ejercicio diario en nuestro gimnasio durante unas 3 horas. Estar tan lejos de la Tierra puede hacer que la tripulación eche de menos la vegetación y el olor de la naturaleza. Por ello, hemos creado un lugar de descanso en el módulo Aeroponics, donde podrán descansar y divertirse entre plantas.

Al final del día, los astronautas pasarán un control mental para responder a las preguntas y describir sus pensamientos. Los astronautas tendrán algo de tiempo libre para revisar o responder a sus correos electrónicos de sus amigos y familiares desde la Tierra. A continuación, los astronautas cenarán. Más tarde, se bañarán y entrarán en el compartimento habitable para descansar durante unas 8 horas.

Para mantener el máximo rendimiento mientras los paneles solares producen energía, we programarían 3 astronautas para estar despiertos mientras los demás duermen . En caso de eventos importantes, todos los astronautas tendrán que permanecer despiertos.


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