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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: Discoverers

Colegio Vasco da Gama  Sintra    Portugal 18, 17   4 /


Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

El campamento lunar de Discoverer permitiría a los astronautas vivir y trabajar en la Luna, al tiempo que contaría con varias estructuras secundarias encargadas de garantizar el suministro de energía a todos los equipos, -paneles solares-, las comunicaciones entre los astronautas y entre la Luna y la Tierra, -antenas- y el almacenamiento de energía y recursos -baterías de alta eficiencia y depósitos para agua, combustible, regolito y gases-.

Para reducir costes y promover la sostenibilidad, el equipo diseñó una base que proporcionara el máximo confort ocupando la mínima superficie posible y requiriendo la menor cantidad de recursos.

El espacio vital estaría situado en el subsuelo y dividido en dos zonas, una para el trabajo y otra para el ocio, de forma que se pudiera establecer una clara distinción entre las horas de trabajo y las de descanso. La cocina sería una zona común, donde los astronautas podrían pasar parte de su tiempo de descanso juntos, pero cada uno de ellos tendría un dormitorio independiente, para tener más privacidad.

En el nivel de la superficie sólo se situarían la esclusa y el módulo de almacenamiento y mantenimiento del rover, donde también se almacenarían las muestras lunares antes de ser analizadas en el laboratorio. A las divisiones subterráneas se accedería por un ascensor principal, para personas y carga, y por un ascensor secundario, sólo para personas, para utilizar en caso de emergencia.

También se dispondría de varios rovers tripulados para que los astronautas puedan realizar misiones en el suelo lunar que impliquen recorrer mayores distancias. Una plataforma de lanzamiento de naves espaciales permitiría el transporte de bienes y personas entre la Tierra y la Luna.

2.1 ¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

La ubicación del campamento lunar sería el cráter Clavius. Este cráter está situado en el Polo Sur de la Luna y en él hay agua, en forma de hielo. Los astronautas no sólo podrían aprovechar esta agua para uso personal o agrícola, por ejemplo, sino que esta ubicación también ofrece una gran exposición a la luz solar, lo que garantiza el suministro de energía de la Base Lunar.

El cráter Clavius se convierte en el lugar ideal por todas las razones mencionadas anteriormente y, además, para que la temperatura no sufra grandes oscilaciones.

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

Para construir el campamento lunar, el primer paso sería enviar rovers autónomos y máquinas de perforación a la Luna, ya que la mayor parte del campamento se ubicaría bajo tierra. Las máquinas perforadoras se encargarían de excavar el suelo lunar, mientras que los rovers construirían y ensamblarían los diferentes módulos de la base in situ, utilizando impresoras 3D para los componentes interiores, como las tuberías, y produciendo hormigón lunar para todas las paredes exteriores, incluidas las de las divisiones subterráneas. El hormigón lunar se fabrica con regolito lunar y urea de la orina humana, que actúa como plastificante, reduciendo la cantidad de agua necesaria para la construcción en la Luna. Su resistencia permite utilizarlo en los cimientos de las estructuras. Además, ofrece una protección adicional a los astronautas frente a las duras condiciones lunares, como las temperaturas extremas y los niveles letales de radiación.

Una vez que la estructura de la base esté completa y el entorno sea adecuado, se transportarían a la Luna piezas de equipo y mobiliario ligero junto con los primeros astronautas, que los acomodarían dentro de la base. En esta etapa también se enviarían a la Luna rovers más grandes para los astronautas. Si fuera necesario, se podrían añadir más módulos a la estación espacial en el futuro, si ésta tuviera que acoger a más astronautas, con la producción de hormigón lunar y la impresión en 3D de más componentes.

Si se construye la base in situ, con materiales lunares y utilizando mobiliario ligero, los costes asociados al transporte y la construcción se reducirían drásticamente.

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

La Base Lunar tendría que proteger a los astronautas de las duras condiciones y peligros lunares, principalmente las fluctuaciones extremas de temperatura, el impacto de meteoritos, los niveles de radiación perjudiciales y la inexistencia de una atmósfera.

En primer lugar, como el campamento iba a estar situado en el polo sur, los astronautas estarían expuestos a fluctuaciones de temperatura significativamente menores que las registradas en otras regiones de la Luna. Además, debido a la exposición permanente a la luz solar, se produciría constantemente energía, parte de la cual podría utilizarse para la calefacción.

La mayor parte de la base estaría situada bajo tierra, lo que proporcionaría un nivel permanente de protección contra el impacto de meteoritos y la radiación letal. Aunque esta opción conlleva mayores costes, debido a las excavaciones necesarias para construir la base, la seguridad es considerablemente mayor.

El principal material de construcción, el hormigón lunar, proporcionaría una protección adicional contra las radiaciones nocivas, las fluctuaciones de temperatura y el vacío exterior.

2.4 Explica cómo tu campamento lunar proporcionará a los astronautas:

Agua
Alimentos
Potencia
Aire

Al principio, el agua se traería de la Tierra, ya que no se dispondría de ningún equipo que permitiera su extracción en la Luna. Posteriormente, se obtendría del hielo lunar. Sin embargo, habría que realizar una investigación adecuada para evaluar el impacto de la extracción del hielo lunar. El reciclaje del agua se produciría de forma permanente.

Al principio, todos los alimentos se traerían de la Tierra. Posteriormente, se cultivarían principalmente vegetales en la Luna, en invernaderos situados bajo tierra. Para ello, se utilizaría iluminación artificial, lo que permitiría regular el tiempo de exposición de las plantas a la luz, pero también protegerlas de los niveles de radiación perjudiciales, ya que no estarían expuestas a la luz solar directa. Los residuos de los astronautas podrían utilizarse como abono, contribuyendo a la sostenibilidad de la base. Para completar la dieta de las personas con otros nutrientes, principalmente proteínas, se traerían constantemente de la Tierra algunos productos alimenticios.

La mayor parte de la energía necesaria para el funcionamiento de la Base Lunar procedería de los paneles solares situados en la superficie. Como el campamento lunar está situado en el polo sur, la exposición a la luz solar sería esencialmente permanente. Sin embargo, para evitar situaciones en las que los paneles solares no estuvieran disponibles, como en casos de mal funcionamiento o durante los eclipses lunares, se instalarían baterías de alta eficiencia en la base, que la abastecerían de toda la energía que pudiera necesitar durante un breve periodo temporal, hasta que los paneles solares volvieran a estar disponibles. También se traería algo de combustible de la Tierra y se almacenaría en tanques para utilizarlo en caso de emergencia.

Inicialmente, se importaría de la Tierra una atmósfera respirable para la base, transportando los gases a la Luna en tanques de aire comprimido. Más adelante, con todo el equipo ya en funcionamiento, el oxígeno podría obtenerse a partir de la electrólisis del agua o del regolito lunar. El proceso de extracción de oxígeno del regolito, aunque muy eficiente, requiere grandes cantidades de energía y equipos industriales avanzados, por lo que debería adoptarse inicialmente como un proceso experimental. El dióxido de carbono también sería un gas esencial. Estudios recientes confirman la existencia de trampas frías de dióxido de carbono lunar, pero no garantizan la presencia de dióxido de carbono sólido en ellas, por lo que los astronautas deberían investigar para concluir si el dióxido de carbono existe allí y si sería factible extraerlo. De no ser así, podría importarse de la Tierra, como siempre ocurriría con el nitrógeno.

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

El objetivo principal del Campamento Lunar sería realizar investigaciones científicas lunares. Por ejemplo, podría utilizarse para el estudio de muestras lunares o de las condiciones ambientales, entre otros aspectos importantes. Los astronautas trabajarían juntos para conseguir traer información útil a la Tierra. También les daría la oportunidad de vivir durante un periodo de tiempo más largo en el espacio, lo que daría una visión crucial de cómo sería la vida en planetas lejanos.

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

El campamento lunar será habitado inicialmente por 5 astronautas: dos ingenieros, un médico, un biólogo y un geólogo.

El día comienza alrededor de las 7 de la mañana. Los astronautas se despiertan, salen de sus habitaciones y se dirigen al baño, donde se ocupan de su higiene personal. A continuación, van al gimnasio para mantenerse en forma y hacen una hora de ejercicio, según las recomendaciones dadas por el médico. Más tarde, se reúnen en la cocina para desayunar.

Después, los astronautas comienzan a trabajar. Uno de los ingenieros controlará la electrólisis del agua y del regolito. El otro ingeniero controlará los paneles solares y las baterías, siendo responsable de su mantenimiento y rendimiento. El médico deberá elaborar un plan de dieta y ejercicio para los astronautas. También puede estudiar los efectos de la gravedad lunar en el cuerpo humano durante largos periodos de tiempo. El biólogo debe cuidar de las plantas, controlando la temperatura y la humedad. El geólogo recoge y analiza las muestras lunares en el laboratorio.

Hacia la 1 de la tarde, los astronautas almuerzan para recargar las pilas. Pasan un rato juntos en la cocina. Cuando se sienten preparados, vuelven al trabajo hasta las 18.00 horas. A esta hora, los astronautas se duchan y cenan. Cuando se acerca la noche, van a su habitación personal, donde pueden relajarse y hablar con sus familias, estableciendo comunicaciones con la Tierra. Acaban acostándose sobre las 10 de la noche, con el fin de descansar lo suficiente para que el día siguiente sea aún más productivo que el anterior.

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