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Galería Moon Camp Pioneers 2021-2022

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.

Team: SCN Aerospace

Colegio Petroc  Barnstaple    Reino Unido 17   2 / 0


Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

El encargo que se nos hizo fue el de diseñar un campamento lunar. El encargo era completamente abierto y se nos dio libertad para decidir la función del campamento. Mi equipo decidió que el campamento tendría una duración de tres meses y que albergaría a cuatro astronautas con formación en química, ingeniería, medicina y botánica. El campamento se construiría para completar esta misión, pero con vistas a volver a utilizarlo en misiones posiblemente más largas en el futuro. Al diseñar el campamento hemos intentado tomar las decisiones más realistas posibles, por lo que las decisiones tomadas se han visto influidas por: el coste del lanzamiento de grandes piezas, la seguridad de los astronautas, el valor científico que se obtendrá y el interés potencial que se creará. El campamento albergará instalaciones de vida y trabajo para cuatro astronautas. Su misión incluirá excursiones fuera del campamento, así como experimentos y demás en su interior, por lo que necesitarán varios rovers además del propio campamento, incluyendo un pequeño rover tipo remolque para transportar el equipo y manipular los módulos durante el montaje, un rover de larga distancia diseñado para actuar como "bote salvavidas" en caso de emergencia, y algunos robots de jardinería que se enviarían antes de la llegada de los astronautas para preparar el lugar de aterrizaje. Hemos tenido la suerte de poder crear un mundo de RV con la Base en https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 utilizando las gafas Occulus Quest 2.

Los planos mostrados en la sección 4 para algunos de los módulos son de una versión antigua de la base, por lo que, aunque son muy similares a la versión final, difieren ligeramente.

2.1 ¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Una ubicación ecuatorial en el lado cercano tendría una línea de visión constante con la Tierra, una ventaja definitiva, pero significaría que los astronautas no podrían ver la porción del cielo detrás de la Luna. Desgraciadamente, las temperaturas de la superficie cerca del ecuador varían drásticamente, lo que hace que una base en esta posición sea difícil de mantener. Cerca de los polos, la exposición al sol es mucho menor. De hecho, hay varios lugares cerca de los polos en los que el sol literalmente nunca brilla. Esto significa que, aunque evidentemente hace frío, la variación de temperatura en estos lugares es mínima. Por consiguiente, los materiales y la estructura de la base pueden optimizarse para las frías temperaturas cercanas a los polos. Además, como las temperaturas de la superficie son mucho más bajas, se puede formar hielo cerca de los polos. Teniendo en cuenta estos factores, hemos seleccionado un cráter cerca del polo sur a 42°E, 84,25°S.

2.2 ¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? Describe las técnicas, los materiales y tus elecciones de diseño.

Antes de construir el campamento lunar en la superficie, será necesario preparar la zona de aterrizaje. Para ello, se enviarán rovers no tripulados al lugar de aterrizaje, que limpiarán la zona y aplanarán las pendientes que sean necesarias para que haya un lugar adecuado para la construcción del campamento. Hay diez módulos que conforman el campamento principal, con una torre de comunicaciones adicional y un módulo de experimentación colocados en el borde del cráter que se manejarán a distancia. Para reducir el riesgo de fallos catastróficos, algunos de los módulos se construirán en la Tierra y se instalarán simplemente en la Luna, acoplándolos a los demás módulos. Esto se debe a que es mucho más fácil garantizar la fiabilidad de los módulos en la Tierra que en la Luna. Los siguientes módulos se fabricarían en la Tierra: la esclusa, los módulos de habitación, de laboratorio, de aseo, de experimentación y de servicios, así como el pasillo flexible entre los cubos y la torre de comunicaciones (los zancos de accionamiento hidráulico también se construirían en la Tierra). Los dos nodos se dividirían en componentes más pequeños, ya que son demasiado grandes para ser lanzados en una sola pieza. El módulo hidropónico se fabricaría con una combinación de piezas sencillas (como tiras de titanio y ladrillos de polietileno de alta densidad) y piezas fabricadas en la Tierra (como el conjunto de acoplamiento). Todos ellos se construirían con materiales y técnicas (aparte del módulo hidropónico) típicos de los módulos habitables existentes.

2.3 El entorno de la Luna es muy peligroso para los astronautas. Explica cómo les protegerá tu campamento lunar. (máximo 150 palabras)

Como se mencionó en la sección 2.1, la ubicación elegida ya proporciona una protección significativa. Dado que el campamento nunca recibe iluminación directa del sol, está protegido de la radiación solar con bastante eficacia. Las únicas otras fuentes de radiación son el reactor nuclear que alimenta el campamento y la radiación cósmica. El reactor está convenientemente blindado, y cualquier radiación cósmica está bloqueada por polietileno de alta densidad de al menos 20 cm de grosor para garantizar una protección suficiente. Otro peligro es el polvo lunar, que se adhiere a las superficies y causa diversos problemas, como daños potenciales en los pulmones de los astronautas, daños en las superficies debido a sus propiedades abrasivas, reducción de la eficacia de los componentes vulnerables, como las juntas, y daños en los trajes espaciales. Los filtros de los sistemas ambientales garantizarán que si el polvo entra en el campamento sea eliminado, y el mantenimiento cuidadoso de los trajes espaciales y del equipo tras el regreso a la base evitará que el polvo entre en la base.

2.4 Explica cómo tu campamento lunar proporcionará a los astronautas:

Agua
Alimentos
Potencia
Aire

Para reducir el riesgo de depender de la extracción de recursos, el agua se almacenará en la estación espacial Artemis durante las misiones rutinarias de suministro. Se retirará durante el aterrizaje. Podemos complementar el suministro extrayendo agua del hielo lunar.

Una vez más, para reducir el riesgo asociado a la extracción de recursos, almacenaremos alimentos en la estación espacial Artemis como preparación para la misión, y el suministro se complementará con los experimentos hidropónicos (aunque estos experimentos no serían capaces de mantener a la tripulación por sí solos).

La energía será suministrada por un pequeño reactor nuclear modelado según el reactor eVinci que está diseñando Westinghouse. Se utilizarán volantes de inercia como principal método de almacenamiento de energía, debido a su resistencia a las condiciones extremas, aunque utilizaremos pilas de combustible de hidrógeno debido a su uso actual en los vuelos espaciales.

El aire también se almacenará en la estación espacial Artemis, y una vez más, podemos complementar el suministro extrayendo el oxígeno de la superficie lunar por reducción con hidrógeno, que es aproximadamente 45% de oxígeno en masa.

2.5 Explica cuál sería el objetivo principal de tu campamento lunar.

El propósito del campamento es una misión de descubrimiento. El objetivo sería probar y demostrar tecnologías y técnicas que podrían utilizarse en el futuro para misiones más largas y, en última instancia, para la habitabilidad a largo plazo. En cuanto a las misiones espaciales con tripulación, hemos enviado personas a la Luna durante unos días, hemos tenido astronautas en la ISS durante varios meses, pero nunca hemos tenido astronautas que hayan permanecido en la superficie de la Luna durante un tiempo prolongado. Por lo tanto, la primera preocupación, antes de empezar a pensar seriamente en proyectos comerciales o turísticos, es si podemos vivir realmente en la Luna. Los proyectos que se llevarían a cabo incluirían el cultivo de plantas (de ahí el botánico), la investigación de métodos eficaces para la extracción de oxígeno y otros recursos del suelo lunar, y la fabricación de diversos artículos utilizando las herramientas del módulo de fabricación.

3.1 Describe un día en la Luna para tu tripulación de astronautas del Campamento Lunar.

La investigación general en el campamento lunar es decidir si es posible la habitabilidad a largo plazo en la Luna. Para ello, la jornada de los astronautas debe ser lo más "normal" posible. La mayoría de nosotros empezamos el día con el desayuno, seguido de la higiene personal y de vestirnos. Así es como los astronautas comenzarían su día. A continuación, se celebra una breve reunión para discutir las tareas previstas para el día y cómo fue el trabajo de ayer. Una vez que se abordan estas actividades, los astronautas se dividen en dos "equipos". El equipo uno tiene una sesión de ejercicios en el Centro A. El ejercicio es importante para garantizar una atrofia muscular mínima causada por la vida en un entorno de baja gravedad, y para mantener un sistema cardiovascular fuerte. El equipo dos, por su parte, se encarga del mantenimiento general del campamento, como ordenar, revisar las plantas, etc. Los dos equipos se intercambian, y el equipo uno se encarga de las tareas de mantenimiento general y el equipo dos de hacer ejercicio. La razón de esta división es que el Centro A no tiene espacio para que los cuatro astronautas hagan ejercicio simultáneamente. Los dos equipos se reúnen para trabajar en los proyectos fijados para el día. A lo largo de los tres meses, habría una amplia gama de tareas, tal vez la preparación de una EVA, la realización de mantenimiento, la realización de análisis de muestras, el uso de las instalaciones de fabricación en el Hub B, etc. Estas tareas se planificarían antes de comenzar la misión para utilizar el tiempo del astronauta de la forma más eficaz posible, aunque es probable que se produzcan cambios durante la misión por razones imprevistas. En nuestro día de ejemplo, los astronautas fabricarán una válvula hidráulica de repuesto para reparar una bomba de reserva. De nuevo, manteniendo la jornada de trabajo lo más "normal" posible, los equipos harían una pausa para almorzar hacia el mediodía. Una vez terminada la limpieza, los astronautas abordan su siguiente tarea, que en este día concreto es la planificación de la EVA de mañana para recoger muestras de suelo. Este período de trabajo sería más largo que la sesión de la mañana, y concluiría a tiempo para la cena, tras la cual tendrían tiempo para relajarse antes de cerrar todo, hacer las comprobaciones de última hora (quizás esas plantas de nuevo), y retirarse a la cama. La hora del día se sincronizaría con la hora GMT

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