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Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galería de proyectos

 

En Moon Camp Pioneers, la misión de cada equipo es diseñar en 3D un campamento lunar completo utilizando el software de su elección. 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 en su campamento lunar.

Aurora

郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    China 18, 19   4 / 1 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360



1.1 - Descripción del proyecto

El campamento lunar Aurora se basa en la premisa de un entorno vital cómodo y seguro para los astronautas. Con la investigación científica como centro, el campamento lunar Aurora estudiará y extraerá recursos lunares para explorar y adaptarse al entorno lunar. Al mismo tiempo, como estación de transferencia de exploración del espacio profundo, para lograr la función de detección de cruces y suministro de energía.

El campamento gira en torno a un edificio, montado en dos partes aprovechando la estructura de tubos de lava huecos que hay bajo la luna:

El suelo es un área de investigación científica, que se utiliza para el análisis, almacenamiento y desarrollo de los recursos lunares. Al mismo tiempo, la sala de control central, la sala de distribución de energía y el módulo de plantación se instalan para atender el funcionamiento normal de la base.

En el subsuelo se encuentra la zona de estar, utilizada para que los astronautas vivan y se pongan en forma. Además de las instalaciones básicas, también hay salones de té para cultivar el sentimiento. En la zona de estar predominan los colores cálidos para aliviar la presión de trabajo de los astronautas.

Utilizamos un sistema de importación solar para recoger la luz del sol como energía de reserva y reducir así el consumo de energía.

Utilizamos el Ecómetro, un instrumento portátil multifuncional para el control de dispositivos, la supervisión de la salud de los astronautas y otras funciones.

1.2 - ¿Por qué quieres construir un campamento lunar? Explique el objetivo principal de su campamento lunar (por ejemplo, fines científicos, comerciales y/o turísticos).

Nuestro campamento lunar tiene tres objetivos.

 Para explorar el entorno geológico lunar, exploración preliminar y adaptación al entorno lunar. Seguiremos extrayendo el suelo y el mineral lunares a distintas profundidades y analizaremos el material para comprender el entorno geológico de la Luna.
 Como estación de transferencia para otros ingenios de exploración del espacio profundo. Otras sondas pueden aterrizar en la base para repostar durante periodos más largos durante sus misiones.
 Llevar a cabo la detección transversal. Se refiere al laboratorio de exploración del espacio profundo que vigila otros planetas del sistema solar y asteroides cercanos a la Tierra que amenazan a ésta y recoge información relevante para la Tierra, con el fin de realizar la alerta temprana, la defensa, la eliminación, etc.

2.1 - ¿Dónde quieres construir tu Campamento Lunar? Explica tu elección.

Decidimos construir un campamento lunar cerca del cráter Shackleton.

Por un lado, las inmediaciones del monte Malapat, cerca del cráter Shackleton, se caracterizan por un largo ciclo de luz, y los dispositivos fotovoltaicos pueden utilizarse para adquirir y almacenar energía luminosa para la generación de electricidad.

Por otra parte, los depósitos de hielo (hielo de agua) que contienen una gran cantidad de hidrógeno en el centro del cráter pueden ser enviados para recoger hielo de agua en el fondo del cráter y transportarlo a la base para satisfacer las necesidades de la base de combustible y recursos hídricos.

2.2 - ¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? Piensa cómo puedes utilizar los recursos naturales de la Luna y qué materiales necesitarías traer de la Tierra. Describe las técnicas, los materiales y tus opciones de diseño.

Para el Campamento Lunar, pensamos adoptar un diseño aerodinámico para que la base luzca tan bella como la aurora, al tiempo que no absorba fácilmente el polvo lunar.

Alunizaremos al menos dos veces. Por primera vez, enviaremos a la Luna algunos robots y módulos de ensamblaje. Estos robots pueden combinarse con diferentes módulos de ensamblaje para realizar funciones como la impresión en 3D, la fusión de materiales, el escaneado del terreno y la minería. Utilizando estas funciones, el robot puede seleccionar un emplazamiento de construcción adecuado, realizar aquí la nivelación del terreno, recoger suelo y roca lunares, construir corazas protectoras del suelo lunar y fundir Fe,Ti y Si para construir el campamento. construcción de paneles solares, radar y módulos mineros térmicos cerca del monte Malapate, y excavación de tubos de lava en el centro de la base y establecimiento de una segunda capa subterránea en los tubos.

El segundo alunizaje comenzará tras el establecimiento del campamento. Esta vez, se enviarán a la Luna tres astronautas y algunos artículos de supervivencia. Inspeccionarán y repararán la construcción de diversas partes del campamento y la construcción ecológica dentro de la base, para que ésta pueda cumplir los estándares esperados. Si encuentran alguna anomalía, informarán de ello a la parte terrestre y realizarán alunizajes adicionales.

2.3 - ¿Cómo protege y da cobijo su campamento lunar a los astronautas frente al duro entorno de la Luna?

Para los astronautas, las principales amenazas son los meteoritos, la radiación, el polvo lunar, las bajas temperaturas y los bajos niveles de oxígeno.

Meteoritos: Tenemos previsto utilizar suelo lunar como material de impresión en 3D para construir una coraza de suelo lunar alrededor de la base que resista a los meteoritos pequeños. Para los meteoritos que no puedan ser bloqueados por la coraza, todos los astronautas buscarán refugio en zonas subterráneas.

Radiación: La cubierta del suelo lunar puede proporcionar protección contra la radiación, y los materiales de construcción del campamento también pueden prevenir eficazmente la radiación.

Polvo lunar: La cáscara del suelo lunar y el robot de limpieza se utilizarán para bloquear el polvo lunar y limpiar el polvo lunar adherido en la cáscara del campamento.

Baja temperatura: Debido a la baja conductividad térmica del caparazón del suelo lunar, la temperatura interna puede mantenerse relativamente constante. Mientras tanto, el armazón del campamento adoptará una estructura hueca para mantener constante la temperatura interna del campamento.

3.1 - ¿Cómo proporcionará su Campamento Lunar a los astronautas acceso sostenible a necesidades básicas como agua, comida, aire y energía?

Agua: Utilizaremos tecnología de minería térmica para recoger agua en el suelo lunar y condensarla en hielo. Al mismo tiempo, utilizaremos robots para recoger hielo de agua y roca lunar en el cráter, que serán transportados a la base por el rover lunar. El hielo y el hielo de agua se convertirán en agua, y la roca lunar se convertirá en agua mediante la reacción FeTiO2+H2→Fe+TiO2 +H2O.

Las aguas residuales y la orina generadas en la vida diaria se convertirán en agua que se podrá utilizar y beber mediante el sistema de reciclaje y depuración dentro de la base para realizar el reciclaje del agua. 

Alimentación: Durante el periodo inicial del alunizaje, los astronautas comerán alimentos lunares, y tras el funcionamiento normal en la zona de cultivo del campamento, se utilizarán diversas plantas como alimento principal. Además, cada sonda entrante podría traer suministros adicionales de alimentos al campamento lunar.

Electricidad: La generación de energía será principalmente fotovoltaica, la generación de energía a partir de combustible como forma suplementaria de obtención de energía. El suministro de energía solar al campamento se realiza utilizando paneles solares como equipo. La generación de energía de combustible utiliza hidrógeno obtenido del hielo de agua como modo de generación de energía, que es el principal modo de generación de energía de base en caso de problemas con la generación de energía fotovoltaica. También gestionaremos la distribución de energía en todo el recinto a través de la sala de distribución de energía.

Aire: El emplazamiento utilizará agua electrolítica, suelo lunar electrolítico fundido y alimentación vegetal para suministrar oxígeno. El agua electrolítica y la electrólisis fundida son, respectivamente, electrólisis de aguas residuales y suelo lunar fundido para liberar y recoger oxígeno en él.

3.2 - ¿Cómo gestionará su campamento lunar los residuos producidos por los astronautas en la Luna?

Para los residuos de los astronautas, el campamento lunar Aurora está equipado con un sistema de reciclaje que convierte la orina en agua utilizable. En uno de los sistemas de reciclaje, hay muchos gránulos de plástico en suspensión y mezclas en el reactor a 35 grados Celsius. A medida que las heces circulan alrededor de los pellets, los microbios de la superficie de los pellets descomponen las heces en sal y metano. Mediante la separación del gas sólido, se separan los componentes tóxicos de las heces. Al mismo tiempo, se utilizaron bacterias oxidantes del metano para sintetizar carbohidratos y proteínas, con el fin de completar el tratamiento de las heces.

Aurora Lunar Camp está equipada con un cortador específico que cortará y comprimirá el espacio de desechos y lo almacenará en un contenedor de residuos, que se enviará a la Tierra para su eliminación cuando se intercambien los suministros Tierra-Luna.

3.3 - ¿Cómo mantendrá su campamento lunar las comunicaciones con la Tierra y otras bases lunares?

Comunicaciones Tierra-Luna: El campamento lunar Aurora cuenta con un radiotelescopio situado fuera del campamento, en la montaña Maraport, para bloquear las interferencias de radio de amplio espectro procedentes de la Tierra, lo que permite a la sala de control principal utilizar equipos de comunicaciones para comunicarse Tierra-Luna por radio.

Comunicación entre bases en la Luna: La sala de control principal del campamento lunar Aurora está equipada con una red de comunicaciones celulares 4G y equipos relacionados para permitir la comunicación entre los astronautas y los equipos en la Luna. Al mismo tiempo, cada astronauta y la sala de control principal estarán equipados con el Eco Meter, un dispositivo de comunicación versátil y cómodo, para facilitar la comunicación entre las bases lunares.

4.1 - ¿En qué tema(s) científico(s) se centraría la investigación en tu Campamento Lunar? Explica qué experimentos piensas hacer en la Luna (por ejemplo, en los temas de geología, entorno de baja gravedad, biología, tecnología, robótica, astronomía, etc.).

La exploración de los recursos minerales lunares será el centro de la investigación. Los experimentos de cultivo de plantas pueden llevarse a cabo en el entorno de baja gravedad de la Luna, y el despliegue de equipos de detección de infrarrojos a baja temperatura, la prueba de superconductividad a baja temperatura, la detección de superconductividad a baja temperatura del entorno de partículas espaciales y otras tareas experimentales pueden llevarse a cabo utilizando la baja temperatura persistente de algunos cráteres de la zona de sombra permanente. Debe llevarse a cabo la investigación sobre la ciencia y la tecnología que subyacen a la utilización de recursos in situ, incluyendo cuatro aspectos:

exploración de recursos lunares clave;
Aprovechamiento integral del suelo lunar;
Utilización eficiente y sostenible de la energía lunar;
Protección de los riesgos medioambientales y de los derechos e intereses en el desarrollo y la utilización de los recursos lunares. También es posible construir un observatorio en la montaña Malaput, en el polo sur de la Luna, que ampliaría la comprensión humana de la Vía Láctea y el universo, con mayor significado simbólico y científico. Construir una central nuclear en la Luna para estudiar la fusión controlada del helio 3.

5.1 - ¿Qué incluiría en su programa de formación de astronautas para ayudarles a prepararse para una misión a la Luna?

En primer lugar, seleccionaremos astronautas entre los solicitantes que sean ciudadanos con másteres en ciencias biológicas, informática o medicina.

En segundo lugar, tendremos cursos de aprendizaje para los astronautas, entrenamiento de vuelo simulado, entrenamiento de microgravedad simulada, entrenamiento psicológico, entrenamiento de emergencia.

El curso enseñará a los astronautas a utilizar y mantener equipos relacionados con la vida en el campamento y la investigación científica.

El entrenamiento de vuelo simulado incluye el entrenamiento de vuelo simulado para el alunizaje y el entrenamiento de vuelo para el regreso a la Tierra. El simulador de vuelo permite a los astronautas completar tecnologías de vuelo como el despegue, el ajuste de la actitud, el control, etc. Al mismo tiempo, proporciona el sentido del movimiento, la visión, el oído, etc., para que los astronautas en formación puedan familiarizarse con el uso de las naves espaciales.

El entrenamiento en microgravedad simulada permitirá a los astronautas hacer ejercicio físico en el entorno de microgravedad, simular la vida en el campamento lunar, utilizar diversos instrumentos y otras actividades, de modo que los astronautas puedan acostumbrarse a la vida futura y al trabajo de investigación científica en el campamento lunar.

El entrenamiento psicológico está diseñado para prevenir problemas psicológicos como el estrés excesivo, y reducir el estrés psicológico haciendo que los astronautas realicen ciertas tareas juntos para que estén más unidos.

El entrenamiento de emergencia simula una emergencia, como el ataque de un meteorito, para agudizar las habilidades de manejo de la tripulación.

5.2 - ¿Qué vehículos espaciales necesitará tu futura misión a la Luna? Describe los vehículos que encontrarás en tu Moon camp y piensa cómo viajarás desde y hacia la Tierra, y cómo explorarás nuevos destinos en la superficie de la Luna.

Necesitamos una nave espacial basada en los actuales cohetes espaciales tripulados, con mucho espacio libre, que se utilizará para transportar robots para construir campamentos lunares.

Nuestros vehículos en el Campamento Lunar serán dos rovers que transportarán materiales para el nuevo campamento, robots que recogerán recursos lunares y tripulaciones que inspeccionarán radiotelescopios y paneles solares.

En cuanto al viaje de ida y vuelta a la Tierra, tenemos previsto instalar una plataforma elevadora en la Luna; cuando sea necesario volver a la Tierra, la plataforma se elevará para que la nave despegue o aterrice.

Cuando exploremos la Luna para indicar un nuevo destino, estableceremos el destino de antemano, dejaremos que el rover transporte robots y alimentos, y utilizaremos robots para construir algunas estaciones de suministro en el destino y a lo largo del camino para sentar las bases de la posterior exploración del nuevo destino.