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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: Here We Are Back !

Liceo Germaine Tillion  Sain Bel    Francia 16, 17   4 / 2   Primer puesto - Estados miembros de la ESA


Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

Konstantin Tsiolkovsky escribió en 1911 "La Tierra es la cuna de la humanidad, pero no se puede vivir en una cuna para siempre". Lo que la humanidad ha logrado en los últimos 60 años es completamente increíble, gracias a personas que dedican toda su vida a permitir la exploración del espacio. Y ahora, queremos dejar la "cuna", de nuevo, para algo más grande: permanecer continuamente durante meses en la Luna.

El objetivo principal de nuestra misión denominada "¡Aquí estamos de vuelta! ( HWAB-I ) es tomar las medidas de mayor precaución, según los hallazgos de los científicos e investigadores, para mantener a nuestros astronautas a salvo en todo momento. Nuestra base se compondrá de 5 espacios, incluido un invernadero situado en una pequeña montaña para recuperar una gran cantidad de luz, y por supuesto satisfará todas las necesidades vitales de los astronautas. Planeamos esta misión para un periodo de 8 años con una tripulación que cambiará cada 145 días terrestres. Además, la ambición de nuestra misión se basa en in situ uso de recursos. De hecho, enviar todos los recursos necesarios desde la Tierra sería realmente caro y utilizaría demasiados vuelos, sin contar con el porcentaje de fallos en el despegue.

Además, aprovecharemos al máximo los espectaculares avances tecnológicos, por ejemplo, enviando astronautas con el Ariane 6 a bordo del módulo Orión, utilizando la puerta de enlace lunar ( LOP-G ), que desempeñará un enorme papel en las misiones, y enviando un montón de rovers, además de estructuras ultrasofisticadas con soporte aéreo.

2.1 ¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Decidimos situar nuestra base en el Polo Sur lunar junto a una pequeña montaña cercana al cráter Shackleton por muchas razones:

Para aprovechar la luz solar presente unos 90% por lunación. En efecto, podremos convertir en electricidad la energía solar suficiente para abastecer a toda la base y a los rovers. Colocando nuestro invernadero en la montaña, recuperaremos la energía aún más tiempo.

Las fluctuaciones de temperatura son correctas, y la superficie nos permite encontrar algunas Regiones Permanentemente Sombreadas ( PSRs ) cercanas.

En 2009, cuando la sonda LCROSS se estrelló en la RPS del cráter Cabeus, no muy lejos de la ubicación de nuestra base, se detectó una interesante cantidad de moléculas de agua en el polvo expulsado. El regolito lunar también contiene una gran cantidad de oxígeno. Así pues, el Polo Sur es para nosotros la mejor ubicación para explotar los recursos vitales, tanto en los cráteres como en la superficie.

2.2 ¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? Describe las técnicas, los materiales y tus elecciones de diseño.
  • Primera fase "αlpha" :

Un primer rover será enviado a excavar en una pequeña montaña para preparar la instalación del espacio vital en su interior. Además, el regolito excavado será extraído, recuperado y utilizado para cubrir el resto de la base.

En este punto, se entregarán 4 módulos de estructuras plegables con soporte aéreo. Los astronautas a bordo del LOP-G llegarán al lugar de la base durante una serie de misiones para conectar las estructuras entre sí con conectores de túnel, e instalar todos los sistemas vitales ( previamente transferidos desde el Gateway a medida que avanzan las misiones mediante el uso del European Large Logistics Lander ( EL3 )). Estos mismos astronautas tendrán también una importancia innegable desde la Estación al seguir y controlar gran parte de las instalaciones del rover.

A bordo del futuro módulo de aterrizaje Heracles también se enviará un rover de impresión en 3D. Este rover convertirá el regolito extraído de la montaña, combinado con la orina, en un material sólido imprimible en 3D, con el fin de imprimir una capa protectora en las estructuras de la base.

Partimos de la base de que, por ahora, no se ha diseñado ningún rover de brazo robótico suficientemente potente para instalar nuestro invernadero, pero su viabilidad está totalmente asegurada en los próximos años.

  • Segunda fase "βêta" :

Nuestro rover extractor de hielo "Neptuno" aterrizará y comenzará su proceso de extracción para preparar la llegada de los astronautas.

Una vez que el campamento esté plenamente operativo, tras despegar con el Ariane 6 a bordo del módulo Orion y acoplarse al LOP-G, los astronautas aterrizarán en la base y comenzarán la misión.

2.3 El entorno de la Luna es muy peligroso para los astronautas. Explica cómo les protegerá tu campamento lunar. (máximo 150 palabras)
  • Una capa de 1,5 metros de un material extremadamente resistente hecho con una combinación de orina y regolito cubrirá la base, protegiendo a los astronautas de los micrometeoritos y de la radiación cósmica más solar. Asimismo, la vital cúpula espacial se alzará en la pequeña montaña proporcionando una protección mucho mayor.
  • La falta de aire en la Luna es otro problema importante. Por ello, la base se dividirá en 2 compartimentos gracias a una esclusa en el conector espacial vital, lo que permitirá refugiarse en caso de fuga de aire de un compartimento. Además, para mantener una temperatura estable y habitable, la base estará aislada térmicamente con el aerogel de sílice. Sus capacidades aislantes son excelentes, pero sobre todo podría hacerse con el silicio y el oxígeno contenidos en el regolito.
  • Los astronautas estarán 29,5/29,5 en telecomunicación con la Tierra, lo que permitirá un apoyo y una cooperación excepcionales con las tripulaciones de la misión, además de la familia, pero también avisarles en caso de peligro inminente.
2.4 Explica cómo tu campamento lunar proporcionará a los astronautas:

Agua
Alimentos
Potencia
Aire

Los astronautas necesitarán agua para muchos usos diferentes: beber, cultivar verduras, producir ergoles para cohetes gracias a su electrólisis para futuras misiones, y conocer mejor la historia de la Luna.
Así, nuestro rover "Neptuno" explotará el agua helada de las regiones de sombra permanente cercanas a la base ( Shackleton, de Gerlache y el cráter entre estos dos ), y traerá este hielo para ser almacenado después de ser fundido en líquido y filtrado. Para ello, el rover se conectará a una torre de reflexión de los rayos solares previamente instalada en el borde de los cráteres de expedición: Neptuno y la torre se conectan gracias a su antena, y el espejo se mueve automáticamente para reflejar los rayos del Sol en la trayectoria del panel solar.
También utilizaremos el Sistema Alternativo de Soporte de Vida Micro-Ecológica ( MELiSSA ) para reciclar y purificar el agua de la vida cotidiana: orina, usos higiénicos, transpiración...

Tenemos previsto instalar un invernadero en la montaña, dividido en 2 espacios. En el primero, las hortalizas crecerán en tierra fértil ( producida por el compostaje anaeróbico ). Hemos elegido los tomates micro-tina por su rapidez de crecimiento, y los pepinos ( no requieren cocción ). El segundo es el compartimento hidropónico donde crecerán los boniatos por su alto contenido en vitaminas y carbohidratos. Vamos a mejorar el cultivo hidropónico ya que sabemos que sería la forma perfecta de cultivar verduras durante mucho tiempo, utilizando mucha menos agua.
El invernadero permite que las plantas respeten su ciclo diario: 9 horas de exposición al Sol, 15 horas de "noche" mediante un sistema de despliegue de paneles de origami. El cristal del invernadero reduce la energía solar recibida y deja pasar las longitudes de onda sólo necesarias para la fotosíntesis. Además, durante las noches lunares, los LED con reflectores salvarán la continuidad del crecimiento de las plantas.

Dado que los rayos del Sol están presentes casi todo el tiempo en nuestra ubicación, esto representa la mejor fuente de energía para generar electricidad para alimentar la base y los rovers.
Se instalarán muchos paneles fotovoltaicos alrededor de la base, en el invernadero (sistema de despliegue de paneles) y en la montaña. Representarán más de 80% de nuestros recursos eléctricos.
También utilizaremos la electrólisis del agua para dividir su molécula en oxígeno y dihidrógeno, con el fin de producir electricidad utilizando una pila de combustible. Pero no representará la principal producción de energía, ya que el agua será muy valiosa.
Sin embargo, debido a que la noche lunar dura aproximadamente 3,5 días, vamos a almacenar la electricidad en baterías de supercondensadores para utilizarla indirectamente y abastecer la base incluso si la luz solar no llega a los paneles. Además, podría proteger a los astronautas de una disfunción imprevista de cualquier sistema de suministro de energía.

El aire es sin duda el recurso más importante. Además de reciclar el agua, la Alternativa de Sistema Microecológico de Soporte de Vida también convertirá el CO2 liberado por los astronautas en O2 gracias a las microalgas para permitirles conseguir un bucle permanente de autonomía. Aunque todavía faltan años para la plena implantación de este sistema, es para nosotros la forma más eficaz de hacer posible una misión espacial tripulada de larga duración.
Además, instalaremos una ventilación para disipar el aire y proteger a los astronautas de la ausencia de fenómenos de convección del aire en microgravedad. En efecto, los astronautas podrían morir si siempre respiraran su propio CO2 rechazado.
Es decir, que los equipos de la misión en la Tierra también pueden informar a los astronautas en cualquier momento de una alteración anormal de la presión atmosférica.
( Seguimos observando la evolución del proyecto de rover de Thales Alenia Space sobre la extracción/refinamiento del oxígeno del regolito ).

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

HWAB-I será sobre todo una misión científica, todo el tiempo apoyada por las tripulaciones de la misión en la Tierra y los astronautas a bordo del LOP-G. Será una preparación totalmente completa para futuras misiones a Marte, ya que nos daremos cuenta del efecto psicológico de una misión a tal distancia de la Tierra, y porque a lo largo de un uso prolongado podremos adaptar cada sistema para hacerlo lo más conveniente posible para el futuro. Además, probaremos la viabilidad de la producción de ergoles para cohetes utilizando recursos in situ: ¿por qué no iba a ser la Luna el punto de partida de futuras misiones?

También permitiremos que se preparen viajes periodísticos ( 2 o 3 ) para informar públicamente de cómo viven los astronautas, de lo que hacen en la vida diaria, y para mostrar al mundo entero que esta misión tiene una utilidad real.

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

Es cierto que una base constantemente activa sería más productiva, pero la cooperación entre los 2 astronautas es el punto más importante para la salud mental y la seguridad. Por lo tanto, tendrán un desfase de sólo 2,5 horas en su jornada.

Tras despertarse, el primer astronauta comprueba en el tablero de mandos que todo funciona correctamente ( presión y ventilación del aire, existencias de electricidad, reserva de cantidad de agua... ). Si todo está operativo, sube al invernadero para inspeccionar el crecimiento de las plantas y recoger las verduras del día. A continuación, puede incorporarse a la cúpula de trabajo para experimentar la producción de ergol a partir del regolito.

Es el momento de que el otro astronauta se despierte. Ambos compañeros se asean simultáneamente y desayunan juntos: el momento de discutir y aprehender una nueva jornada de cooperación.

Una hora más tarde, se preparan para una Actividad Extra Base (AEB): el segundo astronauta es ayudado por su compañero para ponerse el traje de AEB y salir al exterior por la esclusa de entrada. Siempre en comunicación por radio con el otro astronauta gracias a la antena, se encargará de : extraer muestras de regolito en puntos estratégicos, inspeccionar y reparar los sistemas de la base si es necesario, recuperar el tanque de hielo minado que trajo Neptuno y cambiarlo por otro tanque vacío para permitir que el rover vuelva a la misión. Cuando todo esté hecho, regresará a la base a través de la esclusa, y ambos astronautas colocarán el tanque de hielo en el proceso automático de fusión y filtrado de la máquina.

Después de comer, se dedican 2 horas a una sesión de deporte que es obligatoria en la rutina de los astronautas. Debido a la microgravedad, el peso es muy diferente, por lo que el equipo está diseñado específicamente para ser utilizado en estas condiciones. Una vez terminada la sesión, se reúnen frente a la pantalla para hacer una videollamada con los equipos y su familia. Aunque representen a los astronautas más preparados de la historia, no hay que olvidar que son humanos por encima de todo y deben mantener el contacto con las personas cercanas.

Entonces, mientras el segundo astronauta sigue trabajando, respetando el desfase de 2,5 horas, el primero se queda dormido viendo El punto azul pálido foto para recordarle que aunque nuestra cuna la Tierra es un quark en el universo, en la Luna Ella aparece como un segundo Sol que sigue estando cerca de él y hace brillar los ojos de los astronautas.

Otros proyectos:

  Estación de la Media Luna

 

  Escuela Nacional Superior de Informática Tudor Vianu Ciencia
    Rumanía
  Be-E

 

  Liceo polivalente Blaise Pascal
    Francia
  LAEVATAIN

 

  郑州轻工业大学附属中学
    China
  Podbijamy_Kosmos

 

  Liceum Ogólnokształcące im. Marszałka Stanisława Małachowskiego
    Polonia