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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: AMAR

Nad Aleji  Praga    República Checa 15, 14 o menos Primer puesto - Estados miembros de la ESA

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

Nuestro objetivo es diseñar una base autosuficiente que pueda implantarse en los próximos 10 años. Nuestro proyecto se basa en mediciones y experimentos realesy en las técnicas existentes ya probadas.

  • En la primera faseEn el caso de la Luna, los alimentos tendrán que ser transportados desde la Tierra y la base no será todavía autosuficiente. Sobre todo, se construirá la infraestructura en la Luna (refuerzo de las zonas críticas, búsqueda de recursos locales...).
  • En la segunda faseEn el futuro, producirá su propia comida y agua e incluso podrá suministrar estas materias primas a otras estaciones (Gateway) y la investigación se pondrá en marcha por completo.

La base puede albergar permanentemente una tripulación de cuatro miembros, que cambiará al cabo de medio año.

Nuestro modelo en 3D contiene los dos primeros módulos de la base: el módulo de habitabilidad y laboratorio (HLM) y el módulo de carga (CM). El HLM todavía no es muy cómodo para la tripulación, ya que sólo tiene que probar tecnologías (cultivo de plantas, producción de combustible mediante ISRU, entrenamiento de la tripulación...), que se utilizarán para la futura construcción de un módulo de invernadero (GM) y un gran módulo de habitabilidad (LHM), que se conecta a la base. Un vehículo presurizado (PR) está conectado al CM. Una vez conectado el GM y pudiendo producir el combustible en la Luna, será posible abastecer la estación Gateway con alimentos y agua.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Planeamos construir nuestra base en el polo sur de la Luna, concretamente en el borde del cráter Shackleton. Este lugar es ventajoso debido a la iluminación casi permanente y a los depósitos de agua cercanos. El programa Artemis también se dirige al polo sur de la Luna, y la estación Gateway orbita para aterrizar aquí, por lo que el lugar también será bien investigado y se podrán hacer los preparativos para la llegada de nuestra base. En el centro del cráter, la oscuridad es total y la temperatura baja, lo que permitirá realizar observaciones astronómicas únicas y sin perturbaciones.

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

Para la construcción de nuestra base, tenemos previsto utilizar recursos locales, que procesaremos utilizando métodos de construcción flexibles, como la impresión 3D.
CM llega primero. Será transportado con el Ariane 6. Tras conectarse con las maniobras del elemento de transferencia (TE), llegará al NRHO, donde se conectará con el Gateway. Ya tendrá dos elementos de aterrizaje reutilizables (RLE) esperando para conectar el CanadArm 3 al NM en cada lado. Este conjunto aterriza entonces en la Luna. El LRE se prepara para su reutilización, los reabastece de combustible y vuelve a la Pasarela.

En la siguiente fase, llegará la tripulación. El CM funcionará como un laboratorio temporal en el que se verificará la idoneidad de las tecnologías actuales que se utilizarán en el HLM.

Si las pruebas salen bien, nada impedirá que el HLM se ponga en marcha en Ariane 6. Será similar al CM.
Posteriormente, el HLM se descompone. La parte plegable central (IP) se infla. El resto de los bastidores se desplazan desde el CM, que puede llenarse con carga adicional. El techo y el suelo del PE también se pliegan parcialmente. Una vez que el HLM se descompone, la impresora 3D proporciona protección contra la radiación y los micrometeoritos. Este sistema garantizará que, cuando lleguen los astronautas, la base esté en gran medida preparada para su llegada.

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

Para protegerse de los micrometeoritos, planeamos utilizar principalmente ISRU con el método de impresión 3D. Este método permitiría imprimir un escudo Whipple. Probamos varios métodos diferentes (regolito + aglutinante de la Tierra, regolito + azufre, regolito + azufre + hierro). El mejor método con el que experimentamos fue la creta lunar de azufre, pero el azufre se funde a bajas temperaturas y se sublima. La impresión 3D en la Luna necesita más investigación.
Un escudo de regolito también protegería contra la radiación cósmica. Habría 10.000 kg de escudo por 1 m². La altura sería de 1,5 m a 3 m según la densidad de impresión.
El sistema de radiadores/paneles solares protege especialmente las partes enterradas de la base contra las temperaturas mensuales extremas.

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

Obtendremos agua del hielo lunar, y luego la limpiaremos y reciclaremos, minimizando así la carga traída de la Tierra.
El agua será extraída por carros en el fondo del cráter de Shacketlon. Les suministramos energía mediante espejos situados en el borde del cráter. Serán transportados hasta aquí por un módulo de aterrizaje lunar comercial.
Nuestro robusto sistema de reciclado de agua ocupará tres estantes, lo que permitirá "lujos" como una ducha. También permitirá realizar grandes experimentos con plantas antes de que se añadan los transgénicos.

Los alimentos serán transportados por el Dragon XL desde la Tierra en la primera fase. Se conecta a la Puerta y la carga se transfiere al CM. En la segunda fase, se cultivarán alimentos en el CM. Es probable que el sustrato consista en regolito y compost limpios y residuos de astronautas. Todavía estamos investigando el efecto del compostaje en la atmósfera.

Utilizaremos paneles solares para producir energía. Durante el encendido de los paneles solares, se producirá combustible (hidrógeno y oxígeno) a partir del agua por electrólisis. En cuanto los paneles estén a la sombra, se generará electricidad en las células de hidrógeno. También estamos considerando la posibilidad de utilizar generadores termoeléctricos, que aprovecharían las diferencias extremas de temperatura en la Luna.

En la primera fase, obtendremos oxígeno por extracción del regolito. Se formarán metales como producto de desecho. Capturaremos el dióxido de carbono de la atmósfera y lo almacenaremos en un gran depósito (la tripulación también producirá más agua de la que consume, por lo que también tendremos un depósito de agua).
En la segunda fase, tomamos el dióxido de carbono y el agua en GM, y las plantas vuelven a convertir estas dos sustancias en alimento.

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

Nuestra base tiene dos misiones principales: realizar experimentos y preparar la Luna para su posterior asentamiento. Pero todo proyecto necesita recursos financieros, así que proporcionaríamos espacio para realizar experimentos comerciales, y también podemos vender regolito. Esperamos que de este modo podamos conseguir al menos cierta autosuficiencia financiera para la base. En las etapas posteriores de la colonización, nos gustaría producir en la base a partir de fuentes locales, y lanzar pequeños satélites.

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

Después de despertarse a las 6:00, el astronauta realiza la higiene matutina y, a continuación, traslada la muestra de la gradilla biológica (BR) al congelador (FR).

A las 6:30 hay un desayuno compartido en el salón. Cada astronauta tiene su propia mesa donde puede disponer de sus objetos personales. Tienen pan traído de la Tierra con algunas verduras de un pequeño huerto experimental (SEG). Tras el desayuno, tienen lugar los preparativos para la actividad extravehicular (EVA), y a las 7:00 el astronauta, junto con otro, prepara el CM y el LE para el vuelo de suministro de mañana a la Puerta. Esto incluye la conexión de los cables, la inspección de los motores y la preparación del reabastecimiento. También instalarán el TEG experimental.

A las 12:00, la segunda parte de la tripulación almuerza, mientras los otros dos siguen realizando la EVA.

A las 13:00 horas, nuestro astronauta regresa de la EVA y, junto con los demás, toma el almuerzo y una pausa para comer que se prolonga hasta las 14:30 horas. Como ha realizado una EVA físicamente exigente, sólo entrena durante media hora hasta las 15:00. A continuación, se realiza una inspección de los sistemas de la estación, que incluye la comprobación del cableado de la estación, el estado de los filtros, la estanqueidad de las conexiones y la comprobación del polvo. Esto es muy importante y nuestra base incluye una serie de medidas para garantizar que el polvo no entre en el interior y que todas las juntas sellen bien. Durante la inspección, descubre que uno de los filtros ya está demasiado obstruido, así que levanta una tabla del suelo para retirar el repuesto. A las 16:00 ha terminado y ahora puede hacer experimentos comerciales. El primero examina el efecto de la sexta gravedad en la mezcla de metales en aleaciones. El astronauta se lanza y lo comprueba. Luego puede hacer más experimentos.

A las 17:00 horas comenzará un análisis más exigente de muestras en una caja de guantes (GBR). Esto le llevará hasta las 19:00 horas. A continuación, toda la tripulación se reunirá para cenar, seguida de la lectura de las instrucciones para mañana.

De 19:00 a 21:00, el astronauta tiene tiempo para la higiene nocturna y dispone de tiempo libre.

Abre el piso y se va a la cama a las 21:00 horas.



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