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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: Aquasis

Escuela Superior de Matemáticas "Dr. Petar Beron"  Varna    Bulgaria 18   2 / 1


Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

El agua es fundamental para la vida y es lo que hace que nuestro planeta sea único. Toda la funcionalidad del cuerpo de cualquier especie viva reside en el agua. En pocas palabras, es vital para desarrollar colonias espaciales. Desde esta perspectiva, el primer paso para conquistar la Luna es aprender a utilizar adecuadamente su depósito de agua.

Aquasis será tanto un centro de investigación para explorar el hielo de agua en los polos lunares como, en cierto modo, una central eléctrica para los cohetes que van a utilizar la Luna como punto de partida para la exploración del espacio profundo.

2.1 ¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Planeamos construir nuestra base lunar en el Polo Sur de la Luna. El Polo Sur parece ser el lugar que podría proporcionarnos las mejores condiciones de vida. Recientemente se ha confirmado que existe potencialmente una gran cantidad de hielo de agua y su mayor concentración se da en los centros de los cráteres del Polo Sur. Además de utilizar este depósito de hielo para suministrar agua potable a los astronautas, lo utilizaríamos para producir hidrógeno y oxígeno y así poder crear una atmósfera respirable. También podríamos utilizarlo para cultivar plantas, producir combustible para cohetes y como escudo contra la radiación espacial. Hablando de suministro de energía, aunque el Polo Sur está, en su mayor parte, cubierto de sombras, ciertas zonas, como los bordes de los cráteres, están expuestas a la luz solar continua durante largos períodos de tiempo.

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

No es ningún secreto que el transporte de materiales al espacio exterior, o en nuestra ocasión, a la Luna, es una experiencia comparativamente cara y difícil. Teniendo en cuenta los costes actuales de los vuelos espaciales, sería mejor que no dependiéramos demasiado de los recursos de la Tierra. Lo primero que nos viene a la mente al hablar de las diferentes opciones es la impresión en 3D utilizando el suelo lunar. Aparte de eso, hay muchos metales y grandes depósitos de elementos de la Tierra que podríamos aprovechar en la Luna. El suelo lunar, también conocido como regolito, por ejemplo, sería un excelente material de construcción. Combinándolo con polímeros, podremos crear la materia prima necesaria para la impresión 3D. El regolito no es abundante en materiales orgánicos como el suelo de la Tierra, y no lo utilizaríamos para cultivar plantas. Sin embargo, su ventaja más significativa en cuanto a su aplicación en la construcción es que podría proporcionarnos protección tanto contra la radiación como contra las temperaturas extremas. Además, como la NASA y la ESA están igualmente implicadas en la investigación de las propiedades del suelo lunar, ya tenemos un terreno que pisar, por lo que tendremos una base sólida para seguir investigando en primer lugar. Otros materiales locales prometedores son, con gran seguridad, el vidrio lunar y algunos de los metales que podemos extraer directamente de la Luna como el aluminio, el hierro, el silicio para producir paneles solares, etc.

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

Para las zonas expuestas a la radiación espacial, utilizaremos parte del agua que cosechemos para el blindaje. Las dos cosas que hacen que el agua sea una fuente tan eficaz de blindaje contra la radiación son su densidad y su bajo coste. Ya la utilizamos para la protección contra la radiación en las centrales nucleares, que es similar a la radiación cósmica, así que tenemos bastante experiencia en este campo. Las paredes del asentamiento se llenarán de agua. Dentro de la capa de agua se colocarán sensores que controlarán los niveles de radiación y nos proporcionarán información sobre la eficacia del escudo. Sin embargo, por razones de seguridad, la zona habitable principal se construirá bajo tierra, donde la radiación tiene poco acceso.

2.4 Explica cómo tu campamento lunar proporcionará a los astronautas:

Agua
Alimentos
Potencia
Aire

El agua se extraerá del hielo oculto en la zona del Polo Sur mediante máquinas autónomas y se transportará al lugar principal de operaciones mediante un tranvía aéreo desde las inhóspitas, oscuras y frías partes centrales del cráter, donde las partículas de agua se acumulan en forma de hielo debido a las constantes y bajísimas temperaturas, hasta el borde iluminado por el sol casi todo el año, donde se encuentra nuestra base principal. Dependiendo del fin para el que vayamos a utilizar el agua, será necesario un determinado proceso de tratamiento. En el caso de la obtención de agua potable, habrá que fundir el hielo, y luego el agua que saquemos será filtrada, purificada y mineralizada. El agua que extraigamos también se utilizará para la aeroponía, el blindaje y la producción de combustible para cohetes mediante la división en hidrógeno y oxígeno utilizando la energía solar.

Los alimentos de origen vegetal se producirán en nuestro módulo aeropónico. Además, fabricaremos otros productos como la carne, por ejemplo, en un laboratorio para conseguir una dieta equilibrada, que es crucial para el bienestar de los astronautas. La llamada carne cultivada se cultiva con células animales en un laboratorio. El cultivo se realiza dentro de un biorreactor, que simula el entorno del cuerpo del animal. A medida que las células alcanzan la densidad esperada, se van separando del caldo en el que se encuentran. Apenas hay animales implicados, ya que su participación se limita a la extracción del tejido mediante una biopsia, que casi con toda seguridad se realizará en la Tierra.

Nuestra principal fuente de electricidad serán los paneles solares, ya que la ubicación que hemos elegido está expuesta a suficiente luz solar para alimentar la base. El problema al que nos enfrentamos al trabajar con paneles solares es que su eficiencia es bastante baja. Se estima que es un poco más de 20%. Este reto se superaría utilizando fibras de nanotubos de carbono que tienen la capacidad de absorber el calor residual de la banda ancha y convertirlo en electricidad. Este método nos ayudaría a multiplicar por cuatro la eficiencia de los paneles solares, llegando a superar los 80%. La energía solar que produzcamos también se utilizará para crear combustible de hidrógeno separando el oxígeno y el hidrógeno de la molécula de agua.

Al principio, vamos a traer tanto nitrógeno como oxígeno de la Tierra para producir aire en la base. En cuanto empecemos a extraer agua de las profundidades de la superficie de los cráteres lunares, se nos presentarán dos opciones más. O bien obtenemos oxígeno del agua y lo mezclamos con el nitrógeno que importamos de la Tierra, o bien hacemos uso del heliox. El heliox es un gas respirable compuesto por helio y oxígeno, cuya densidad es menor que la del propio aire. Se utiliza en medicina ya que disminuye la resistencia de las vías respiratorias y es comúnmente empleado por los buzos que nadan en las profundidades aquí en la Tierra. Podríamos producir totalmente en la base utilizando recursos locales, obteniendo el oxígeno que necesitamos del agua y extrayendo el helio de la Luna.

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

Se calcula que los polos lunares tienen más de 600.000 millones de kilogramos de hielo de agua. El agua es necesaria para las futuras colonias humanas, así que tiene mucho sentido que nos concentremos en explorar el depósito de hielo lunar. El agua sería potencialmente el hito de la conquista de la Luna por sus múltiples aplicaciones. Nuestro objetivo es crear una base autosuficiente que no dependa de los suministros de la Tierra. Antes de comercializar la Luna mediante la creación de empresas y la construcción de una industria, tendremos que observar y estudiar el medio ambiente local, siendo el agua inicialmente la principal prioridad. El agua es un tesoro que damos por sentado, pero es tan esencial para la vida que podríamos definirla como nuestro recurso más valioso.

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

Lo primero que harán nuestros astronautas por la mañana será atender sus necesidades de higiene como ducharse, lavarse los dientes, etc., en general, prepararse para el día. Antes de la hora del desayuno, pasarán media hora más o menos haciendo ejercicio dentro del gimnasio del módulo habitable. El deporte es vital para la buena salud, sobre todo cuando se vive y trabaja en las condiciones de un entorno tan distinto al de la Tierra. Después del entrenamiento, irán a desayunar, discutirán sus tareas individuales para el día y tendrán una rápida charla matutina para despertarse. Después, se dividirán en grupos y se pondrán a trabajar. Esos grupos se formarán de la siguiente manera: los trabajadores del módulo aeropónico que cuidan de las plantas y examinan el proceso de crecimiento; las personas que se ocupan de la logística, de arreglar y organizar los almacenes; los científicos del laboratorio que se dedican al tratamiento del agua y al mantenimiento de los biorreactores; los que participan en la extracción del hielo de agua de los cráteres, comprobando y manteniendo el estado de los robots mineros y los sistemas de transporte. Cada astronauta tendrá también la obligación de comprobar los sistemas de apoyo, supervisar los equipos técnicos y responder a las llamadas del Centro de Control de la Tierra. A lo largo del proceso de trabajo, cada miembro de la tripulación tendrá la posibilidad de descansar cuando considere que la carga de trabajo es demasiado intensa, cada uno definirá su propio horario, y cuando haya terminado con sus tareas, la jornada laboral terminará. A la hora de la cena, volverán a reunirse en torno a la mesa para compartir un rato en compañía de los demás. Antes de irse a la cama, los astronautas dispondrán de unas horas para sí mismos en las que elegirán entre visitar el gimnasio, participar en actividades en el centro de entretenimiento y comunicarse con su familia, parientes y amigos en la Tierra a través de correos electrónicos, llamadas y videochats.

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