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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: Proyecto ZLE

Escuela Secundaria King Kekaulike  Pukalani    Estados Unidos 16, 17

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

Hemos diseñado un campamento lunar con la intención de disponer de unas instalaciones extremadamente seguras, en gran medida modulares y de última generación, que puedan marcar el comienzo de una nueva era de experimentación lunar. En esencia, hemos creado una base cuya prioridad es la seguridad. Casi todos los sistemas son de triple redundancia, de modo que si un aspecto falla, como suele ocurrir en la exploración espacial de la nueva era, todo el sistema puede seguir funcionando sin errores. A continuación, nos fijamos el objetivo de que todo el sistema, no sólo los habitáculos, fuera totalmente modular, pero también seguro. Tuvimos esto en cuenta y diseñamos todo para que fuera fácilmente intercambiable en su disposición interior y exterior, capaz de montarse y desmontarse utilizando tan sólo un humilde taladro. Por último, incorporamos algunos de los diseños más vanguardistas de la industria espacial en materia de culminación de energía y agua, además de diseñar algunas de nuestras propias tecnologías para hacer frente a la dura superficie lunar.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Elegimos construir nuestro campamento lunar en el borde del Polo Sur, en el cráter Shackleton. Elegimos esta ubicación porque:

1) Está situada lo suficientemente lejos del polo real como para disminuir los efectos medioambientales de establecer una base en el polo, como la radiación, los vientos, los cambios de temperatura y los terremotos lunares. 

2) Los bordes de este cráter reciben luz solar casi constante, lo que permite que nuestra huerta solar funcione al máximo de su capacidad durante el mayor tiempo posible, recurriendo a otras fuentes de energía de reserva sólo cuando sea absolutamente necesario.

3) El suelo del cráter alberga una temperatura extremadamente baja, donde puede haber agua congelada bajo la superficie, actuando como una de las pocas posibles fuentes de agua para nuestra base.

4) La exploración en la región "perpetuamente oscura" del centro del cráter podría dar lugar a importantes descubrimientos científicos.

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

Planeamos montar nuestro campamento lunar lanzando componentes desde la Tierra y ensamblándolos una vez en la superficie de la Luna. Las placas base hexagonales de acero, los soportes y las paredes compuestas de plomo y fibra de carbono de cada hábitat se empaquetarían en filamentos resistentes al calor y se lanzarían juntos desde naves espaciales en órbita alrededor de la Luna. Su descenso se ralentizaría mediante propulsores similares a los utilizados en la grúa SkyCrane de la NASA. Una vez en la superficie lunar, el paquete marcaría su ubicación, indicando que está listo para la interacción humana y el ensamblaje. A continuación, un módulo de aterrizaje con los astronautas aterrizaría a menos de 50 metros del lugar, lo que permitiría a un equipo de apoyo de astronautas, ayudados por robots y herramientas eléctricas, montar las paredes de la base y presurizar y oxigenar al menos un módulo, donde podrían reagruparse y prepararse para seguir ampliando la base, según lo requiriera la misión.

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

Para nosotros, la seguridad estaba por encima de todo en el proceso de diseño. En casi todos los aspectos de nuestro diseño, tenemos al menos dos copias de seguridad, por si falla un primer aspecto. Creamos, desde cero, un sistema de suspensión similar a un coilover para soportar toda la base. El objetivo principal de este diseño era amortiguar los terremotos lunares, pero también crear una superficie nivelable en el interior del HAB, en caso de que la base tuviera que colocarse ligeramente inclinada. También optamos por crear una pared compuesta, utilizando principalmente materiales ligeros como fibra de carbono y fibra de vidrio, con una capa exterior de plomo, para reflejar la radiación. Dado que no estamos directamente sobre el polo, prevemos que esto será suficiente para evitar que cualquier radiación lunar entre en el hab, y si en las pruebas prácticas, se demuestra que no es así, se podrían añadir capas adicionales de pintura infundida con plomo o filamento al exterior de la base.

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

Para abastecer de agua a nuestros investigadores, nuestra base necesita, para empezar, una reserva de agua traída de la Tierra. Con esta reserva, planeamos utilizar un proceso de destilación y deshumidificación de la atmósfera para recuperar el agua. Al igual que el proceso utilizado en la Estación Espacial, este proceso debería ser 99% eficiente, por lo que sólo será necesario enviar pequeñas cantidades de agua desde la Tierra. Además, se recogerá y reutilizará el hielo lunar para filtrarlo y utilizarlo como fuente alternativa de agua. Un recuperador de agua puede filtrar agua suficiente para 6 personas al día y hay 3 recuperadores para triple redundancia.

Dado que el envío al espacio cuesta $10.000 por kilo de carga útil, era imperativo para nosotros reducir la cantidad de productos que habría que enviar. Para aprovechar al máximo nuestros fondos, tendremos que cultivar la mayor cantidad posible de alimentos en la base. Uno de los alimentos más fáciles de cultivar y que más calorías aporta son las patatas, por lo que hemos designado una sección de cultivo de nuestra hab que tendrá todos los requisitos para cultivar alimentos.

La energía es una de las partes más importantes de cualquier hábitat espacial y, para resolver este importante problema, consideramos qué opciones producirían la mayor cantidad de energía utilizando el menor espacio. Los dos métodos que elegimos fueron la energía solar y la nuclear, junto con baterías de litio de alta capacidad como las que se utilizan en la Estación Espacial Internacional. A continuación, para calcular cuántos de cada proceso de producción necesitaríamos, calculamos cuánta energía requiere la base en una configuración predeterminada de 7 HAB. Pensamos que si nuestra base es aproximadamente el doble de grande que la ISS, tendrá que ser capaz de producir el doble de energía. Si la ISS es capaz de producir 120 kilovatios de potencia a plena carga, necesitamos que nuestra base sea capaz de producir 240 kilovatios. Acabamos necesitando 24 generadores nucleares (8 reactores) y 32 generadores solares (8 paneles) junto con 48 baterías (16 grupos).

Para suministrar oxígeno a la habitación, contamos con una configuración de oxigenador redundante triple que genera 12 libras de oxígeno por oxigenador. Esta configuración puede soportar cómodamente 6 personas. Los oxigenadores crean oxígeno tomando CO2 y convirtiéndolo en O2.

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

Nuestro campamento lunar está diseñado para ser modular, lo que significa que podría puede configurarse para adaptarse a muchas circunstancias o propósitos diferentes. Tal y como lo tenemos ahora, el campamento lunar está destinado exclusivamente a usos científicos, ya que gran parte del equipo que lleva a bordo es extremadamente delicado y requeriría una formación especial para manejarlo o hacerlo funcionar con seguridad.

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

Para empezar un día en nuestro campamento, los tres investigadores de cada ciclo de sueño (grupo) se levantan y, de camino a la cocina, comprueban los equipos vitales y de oxigenación. Una vez que han comido, cada investigador se dirige a su tarea asignada, principalmente asegurarse de que todos los sistemas cruciales son normales, pero también cultivar cosechas, investigar especímenes, reparar equipos rotos o cualquier otra tarea que el día pueda deparar. Una vez que el primer grupo ha terminado y el segundo se despierta, ambos equipos conversan sobre los éxitos y los retos del día y, basándose en esta información, el segundo equipo termina todo lo que el primero no pudo hacer y continúa con este tipo de ciclo.



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