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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: Escuadrón_lunar

Gimnasio am Wall  Verden    Alemania 16, 17

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

Nuestros campamentos lunares  El objetivo principal es un puesto de avanzada seguro y responsable para los seres humanos en la Luna. Queremos dar a la humanidad una nueva inspiración para aumentar el interés en las regiones lejanas de nuestra tierra y mostrar nuevas posibilidades técnicas. Necesitamos involucrar a los jóvenes que están entusiasmados con el desarrollo aeroespacial para alcanzar nuevos grandes hitos.

En general, nuestro Moon camp está formado por módulos individuales en forma de panal para garantizar la modularidad de la base y crear la posibilidad de ampliar nuestro campamento. El desarrollo del campamento es muy flexible porque un rover de impresión 3d permite la oportunidad de imprimir módulos a medida que se necesitan.

Además, dispondremos de un espacio de aparcamiento para nuestros rovers y una zona de lanzamiento de cohetes de suministro y evacuación, situada a cierta distancia del campamento para permitir la seguridad de nuestros astronautas.

Protegemos el campamento y la tripulación de los peligros mientras colocamos los módulos vitales dentro del suelo lunar, para asegurar una protección natural contra los micrometeoritos y la radiación.

Además, los módulos individuales están separados entre sí con puertas especiales que pueden cerrarse en caso de peligro.

Al principio de la construcción de los campamentos sólo se dispone de una pequeña cantidad de recursos. De ahí que el campamento dependa los dos primeros años de los suministros de la tierra. Al final queremos desarrollar un campamento completamente autosuficiente, que será más independiente en el futuro. 

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Decidimos construir el campamento en la región del Polo Norte, debido a la disponibilidad de hielo de agua en las zonas de cráteres profundos.

Además, las temperaturas en el Polo Norte de la Luna, fuera de los cráteres, son muy suaves y el sol brilla casi todo el día, lo que asegura una parte de la producción de energía.

Al mismo tiempo, construimos nuestro campamento en el borde de un cráter para reducir la posibilidad de impactos de meteoritos y de radiación. Sin embargo, construimos el campamento justo en el borde del cráter para evitar la oscuridad total de la base y para poder realizar todos los dispositivos técnicos importantes que se colocan fuera del cráter. Finalmente, colocamos una parte del campamento lunar en la pared del cráter, para aumentar la seguridad.

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

Al principio se enviará un rover autónomo a la Luna para extraer el suelo lunar. Con un proceso de fabricación especial, que se está desarrollando actualmente en la Tierra, conseguiremos que el suelo sea utilizable para un rover de impresión 3D, con el que construiremos una carcasa para los módulos. Este método ahorra mucho tiempo, costes y evita a los astronautas la radiación que tendrían que sufrir cuando tuvieran que construir un campamento.

Además, el rover está minando la pared del cráter para construir una cueva en la que se colocarán los módulos más vitales.

En el interior de las carcasas impresas, el Rover construirá una burbuja de plástico especial y muy duradera con un marco de aluminio, para crear un entorno seguro para los primeros astronautas.

Tras la construcción de un lugar seguro para los astronautas, se envía al campamento lunar el equipamiento de los módulos vitales, que incluye los sistemas de soporte vital, así como un primer suministro de aire y alimentos.

Al principio, el Moon camp tendrá una tripulación de 5 personas, para asegurar que haya un especialista para cada área temática importante, como la ingeniería o la medicina.

En el futuro, el campamento se ampliará para acoger a más de 10 personas.

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

Un gran reto es la radiación del espacio y los impactos de meteoritos, que podrían destruir módulos vitales y poner en peligro a la tripulación. Por eso construimos los módulos más importantes en una cueva en la pared del cráter. 

Al mismo tiempo, el resto de los módulos que no están colocados en la pared del cráter se protegen poniendo una capa de  suelo lunar (76 centímetros son suficientes para evitar la radiación de los módulos) por encima de los módulos. 

Aparte de los peligros que entraña el espacio, la tripulación está agobiada por el aislamiento de la gente en la tierra, por lo que tienen un contacto constante con sus amigos y familiares en la tierra a través de reuniones de RV. Para proteger a la tripulación de la reducción muscular, tienen horarios de entrenamiento fijos todos los días.

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

La ubicación de nuestro campamento lunar se ha elegido deliberadamente, ya que en las zonas profundas del cráter se encuentra el hielo de agua. De ahí que podamos llegar al suelo del cráter con un rover autónomo, que extrae el hielo de agua con un taladro especial reforzado y transporta el hielo al campamento. En las partes del cráter no hay luz y por eso el rover necesita ser alimentado por baterías. El hielo de agua se fundirá utilizando el calor residual del reactor atómico y la luz solar concentrada.
Al mismo tiempo cuando producimos agua hacemos una metanación para convertir el Co2 del aire respirable en agua. Otro producto de la reacción es el metano, que podría utilizarse como combustible para cohetes de la nave espacial SpaceX.
El agua que surge no tiene nutrientes, por lo que recibimos solución nutritiva para el agua y las plantas de la tierra.

El suministro de alimentos al principio del Campamento tiene que ser comida estándar para astronautas, pero en el futuro se producirá en un invernadero. Este invernadero no tiene ventanas porque se necesitaría una capa de vidrio muy gruesa debido a la radiación.

El principio de nuestra producción de alimentos se basa en la "agricultura subterránea", en la que la luz del sol es imitada por la luz LED y el suelo se convierte en un medio de cultivo. La solución nutritiva permite un alto rendimiento de los cultivos. Las heces se utilizan como abono.

El medio de cultivo está compuesto por fibra de madera y es muy ligero, por lo que podría enviarse a la luna muy fácilmente. El riego es autónomo. La comida también se produce como el mismo principio que se desarrolló en la "Neumayer_station" en la Antártida.

Sin embargo, ciertas proteínas necesarias para vivir son enviadas desde la tierra. De ahí que no se pueda alcanzar la plena independencia.

En la superficie de la Luna hay mucha luz solar disponible, que será transformada por los colectores solares en energía. Sin embargo, necesitaríamos muchos colectores solares para producir suficiente energía, especialmente para los procesos de minería y construcción del rover. Además, pensamos que es necesario contar con una fuente de energía secundaria, por ejemplo, en caso de impacto de un meteorito en el campo de los colectores solares, que podría causar una caída de la energía que pusiera en peligro la vida.

Por lo tanto, la energía principal se produce a partir de la energía atómica, que se basa en un reactor submarino de agua a presión. El calor residual se utiliza para calentar el campamento y para proporcionar el calor térmico necesario cuando hacemos una metanización. Posteriormente, utilizamos el calor para fundir el hielo del agua.

Además, los almacenamientos de energía son el hidrógeno que se produce en la electrólisis y el metano de la metanización, y necesitaremos paquetes de baterías para los equipos móviles (rovers, etc.).

Para minimizar el transporte de aire desde la Tierra, producimos el oxígeno principal en la Luna.
Con la electrolisis separamos el hielo del agua extraída en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno podría utilizarse para respirar.
Además, separamos los minerales del suelo lunar para convertirlos en oxígeno y polvo de metal, que se utiliza para la impresión en 3D.

Queremos reutilizar gran parte del aire usado y por eso el aire se dirige al invernadero en el que el CO2 reacciona con las plantas por fotosíntesis y genera oxígeno.

Además, plantamos plantas que filtran gases venenosos como el "formaldehído". Queremos utilizar, por ejemplo, lirios verdes que tienen un alto efecto de filtrado (según el "estudio de aire limpio" de la NASA).

Para crear un aire respirable similar en el campamento, como en la tierra enviamos nitrógeno al campamento en los inicios.

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

Al principio, el campamento lunar sólo se utiliza para aspectos científicos. Una investigación esencial es la documentación de las consecuencias a largo plazo de la estancia en el campamento. Las misiones en la ISS no duran más de un año. Por lo tanto, no se conoce el impacto del largo aislamiento térmico para futuras misiones, por ejemplo, a Marte. Al mismo tiempo, no hay muchos conocimientos sobre cómo proporcionar a los astronautas los alimentos y la energía necesarios para la colonización de Marte. 

Además, nuestro campamento lunar debe ser probado para ser un patio de carga para futuras misiones. 

Además, queremos construir un radiotelescopio, que podría encontrar nuevos descubrimientos en el espacio y proporcionar información para problemas físicos. 

Los costes del campamento son elevados, por lo que algunos turistas podrían visitarlo. Al final, el campamento también debería inspirar a los jóvenes a las clases e industrias STEM. 

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

Para permitir la mejor investigación científica, así como el cuidado y la seguridad regulados, la tripulación del Campamento Lunar estará formada por astronautas, que tienen un amplio abanico de conocimientos en muchas áreas temáticas diferentes. Los astronautas trabajarán por turnos, de modo que haya suficientes personas despiertas para reaccionar ante posibles peligros en caso de emergencia. Los diferentes turnos se solapan durante una hora, para que los astronautas de los turnos puedan evaluar todos los acontecimientos juntos. Nos adaptaremos a un día terrestre normal de 24 horas con turnos de 13 horas. 

Cuando empieza el turno, los astronautas se despiertan, desayunan y se preparan para trabajar. Cada día los astronautas trabajan en el laboratorio, para hacer experimentos. Después elaboran un protocolo para asegurar todos los resultados. 

Al mismo tiempo, la tripulación se compromete a hacer al menos 2 horas de deporte al día para reducir la pérdida de musculatura y densidad ósea, provocada por la baja gravedad.

Posteriormente los astronautas disponen de tiempo libre, en el que tienen la posibilidad de contactar con personas en la tierra, para minimizar el estrés psicológico del aislamiento. 

Además, todos los sistemas del campo son controlados cada día por los ingenieros con el objetivo de regular la potencia de los reactores y enfriar las barras de combustible.

Además hay que salvar el funcionamiento de los sistemas vitales y comprobar el nivel de oxígeno, para activar la metanización en caso de un nivel alto de CO2. Las plantas también son probadas y pueden ser cosechadas cuando son lo suficientemente grandes.

Los astronautas también se comprometen a visitar al médico de la estación dos veces por semana, para realizar revisiones rutinarias.

Para tener la posibilidad de evacuar el campamento en caso de emergencia o traer a la tierra a un miembro de la tripulación herido, hay que comprobar y preparar un cohete de evacuación. En general, los cohetes que abastecen el campamento o traen los experimentos a la tierra deben estar preparados.

En general, todos los rovers y el módulo se verifican para mantener todos los sistemas en marcha.

En caso de emergencia, una sirena de advertencia en los módulos de control de la misión en el campo, indica un problema, que tiene que ser resuelto inmediatamente. 

Esta rutina diaria permite un funcionamiento responsable de nuestro Campamento Lunar e incluye todos los aspectos importantes para mantener la seguridad de la Tripulación. El ritmo normal de la tierra se asume en el Campamento para recibir un día normal para los astronautas.



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