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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.

ATLAS

  Diseño con mención especial - Estados miembros de la ESA

GRG19 Billrothstraße 73  Viena-Viena    Austria 16, 17   6 / 3 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360 y Blender



External URL to the team’s project (e.g. website or PDF):


https://atlas-grg19.webflow.io

1.1 - Descripción del proyecto

ATLAS es nuestra visión de cómo podría ser una base lunar en un futuro próximo. Lo que hace especial a ATLAS es que está situada principalmente bajo tierra, en uno de los tubos de lava vacíos de la Luna, que la protegen del duro entorno lunar. Las únicas partes visibles de la base son las entradas a la superficie y al hangar, que están conectadas a las zonas subterráneas mediante un ascensor. Encapsulada en su propia atmósfera artificial, la base subterránea ATLAS está dividida en cinco zonas:

  1. Entrada a la base - esclusa de aire, vestuarios, suministro de electricidad / agua / oxígeno y sala de seguridad.
  2. Zona central - "jardín" artificial con techo de LED para simular la luz diurna rodeado de 12 alojamientos para la tripulación.
  3. Área médica y de investigación - instalaciones médicas (mesa de operaciones, máquina de circulación extracorpórea, camas de cuidados, LMD (dispositivo de gestión de la luminancia), proveedor de oxígeno, ventiladores, máquinas de tomografía computarizada y resonancia magnética), hidroponía, laboratorio
  4. Zona de fitness - aparatos de fitness, máquinas de cable, bicicletas estáticas, cintas de correr
  5. Zona común - cocina, comedor y recreativa

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).

Queremos construir un Campamento Lunar porque queremos contribuir a un futuro en el que la exploración espacial y los viajes interplanetarios sean posibles.
La finalidad de nuestro Campamento Lunar será principalmente científica y turística. Un máximo de dos turistas podrán vivir en la base lunar y experimentar la vida cotidiana de un astronauta, lo que ayudará a financiar parcialmente el proyecto. Además, podrán retransmitir en directo sus experiencias y dar a conocer nuestro proyecto. Además, la presencia de otras personas también puede aportar beneficios psicológicos a los astronautas. Los astronautas realizarán experimentos en los que se investigarán los efectos a largo plazo de la baja gravedad de la Luna y el aislamiento prolongado de los astronautas. En concreto, se centrarán en las necesidades psicológicas básicas, las necesidades de seguridad, las necesidades sociales y las necesidades individuales.

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

Cuando se construye una base lunar hay que tener en cuenta muchas circunstancias que ponen en peligro la vida en la Luna, entre las que se incluyen las siguientes:

  1. "Atmósfera "No
  2. Fuerte radiación cósmica
  3. Temperaturas extremadamente variables
  4. Meteoritos
  5. Problemas de abastecimiento (Sección 3)

Teniendo en cuenta estos factores, la ubicación óptima es bajo tierra, en uno de los tubos de lava de la Luna. Los tubos de lava son túneles subterráneos naturales formados por antiguas coladas de lava que se solidifican en la superficie pero siguen fluyendo por debajo, dejando tras de sí una red de túneles vacíos. Estos túneles proporcionan un entorno estable y protegido de las duras condiciones lunares, al tiempo que ofrecen un compromiso óptimo entre la temperatura media, los recursos hídricos y la concentración de helio-3 en el regolito circundante. Para asegurar la comunicación con la Tierra, sólo es adecuado un tubo de lava situado en la cara de luz diurna de la Luna.

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 ahorrar energía, se creará una atmósfera artificial en el interior del tubo de lava. De este modo, es posible vivir dentro de la atmósfera sin trajes. Dentro de la atmósfera artificial nuestra base está formada por paredes infladas con oxígeno, lo que las hace térmicamente aislantes.

Dado que el suelo del tubo de lava es irregular y anguloso, debería construirse un suelo base que forme una zona nivelada para las instalaciones. Unos soportes anclados en el suelo con rejillas de acero serían adecuados, ya que son fáciles de transportar y prácticos. Esto podría conseguirse utilizando tacos químicos.

Durante la fase de construcción, un equipo se estacionará en la Luna, lo que requerirá la construcción de una base temporal. Esta base debe ser sencilla y rápida de montar. Las estructuras reforzadas con fibra de carbono serían óptimas, ya que hay que tener en cuenta los límites de peso del transporte. La base temporal necesita espacio suficiente para alojar al equipo, los recursos vitales, los materiales y las herramientas para construir la base real. Además, se necesita una superficie plana donde puedan aterrizar todas las sondas y cápsulas con recursos procedentes de la Tierra. Esta superficie debe ofrecer espacio suficiente para el aterrizaje y para los rovers u otros medios de transporte que llevarán los materiales y las personas a la base o directamente al lugar de construcción.

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

Construir una base lunar en uno de los tubos de lava de la Luna ofrece varias ventajas para proteger y dar cobijo a nuestra tripulación.

En primer lugar, protegería a nuestra tripulación de los peligros de la exposición a la radiación. La Luna carece de campo magnético protector contra la radiación solar y cósmica nociva, que puede suponer un riesgo importante para la salud de los astronautas. La gruesa capa de roca sobre el tubo de lava actuaría como un escudo natural contra la radiación, reduciendo la exposición a las radiaciones nocivas.

En segundo lugar, la temperatura estable en el interior del tubo de lava proporciona un entorno de vida más confortable para nuestra tripulación. La superficie de la Luna experimenta fluctuaciones extremas de temperatura, con temperaturas diurnas que alcanzan los 120 °C y descienden hasta los -170 °C por la noche. La temperatura estable dentro del tubo de lava proporcionaría un entorno más habitable para nuestra tripulación, eliminando la necesidad de complejos sistemas de calefacción y refrigeración.

El tubo de lava también proporciona una protección natural contra los impactos de micrometeoritos, que pueden suponer un riesgo importante para los equipos y el personal en la superficie lunar. La gruesa capa de roca sobre el tubo de lava absorbería cualquier impacto, reduciendo el riesgo de daños o lesiones.

Además, el tubo de lava proporciona una estructura lista para nuestra base, lo que reduce el tiempo y el coste de construcción. Los túneles pueden modificarse y acondicionarse para adaptarlos a nuestras necesidades, con una excavación mínima.

La construcción de nuestra base lunar en un tubo de lava proporciona un escudo natural contra la radiación, temperaturas estables, protección contra los impactos de micrometeoritos y una estructura preexistente, lo que la convierte en el lugar ideal para el refugio y la protección de nuestra tripulación en la Luna. Dado que las fluctuaciones de temperatura son sólo un problema menor debido al tubo de lava y que mantener una comunicación estable con la Tierra es importante, la base se encuentra en una ubicación central en la cara de luz diurna de la Luna.

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

Para garantizar el suministro de agua en nuestra base, utilizaremos el regolito lunar, una roca pulverizada parecida a la arena que cubre la superficie lunar. Este polvo no sólo es una fuente de hidrógeno, sino que también es rico en O2, con un contenido de oxígeno de 50% de su masa total. El regolito se calentará a más de 1.000 grados centígrados mediante una central eléctrica de torre solar, lo que provoca su conversión en gas. De ese modo, el oxígeno y el hidrógeno podrán extraerse con un proceso denominado "electrólisis de sales fundidas". Con ayuda de pilas de combustible, las sustancias pueden convertirse después en agua corriente.
Para proporcionar alimentos en la base lunar, se instalan sistemas hidropónicos, en los que las plantas obtienen de forma independiente el agua y los nutrientes necesarios a través de bolas de arcilla expandida y, por tanto, no necesitan tierra. Las plantas incluyen judías, maíz y patatas, que aseguran el suministro de hidratos de carbono, así como guisantes, tomates, lechuga, cereales y rábanos, que son una buena fuente de vitaminas.
Mediante el Sistema de Control y Soporte Vital (ECLSS), un sistema de hardware de soporte vital regenerativo, se suministra aire limpio a la tripulación de la base lunar. El sistema de generación de oxígeno consiste principalmente en el Conjunto de Generación de Oxígeno y un módulo de suministro de energía. La eliminación del dióxido de carbono del aire se realiza mediante un proceso de absorción con hidróxido de litio (LiOH).
Para ser completamente independientes en términos de energía eléctrica, nuestro equipo ha planeado utilizar MMR (micro reactores modulares). Estos reactores compactos pueden transportarse fácilmente a la Luna y no necesitan ningún montaje posterior, lo que significa que pueden empezar a producir energía inmediatamente.

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

Para tratar los residuos producidos por los astronautas, nuestra base lunar aplicará diversos métodos. Para los residuos de alimentos se utilizará el compostaje, que consiste en la descomposición de la materia orgánica en un suelo rico en nutrientes. La orina y las heces se procesarán mediante sistemas de filtración, que pueden separar los sólidos de los líquidos y eliminar las impurezas. Los líquidos se tratarán para producir agua limpia, mientras que los sólidos se tratarán por separado para producir abono o almacenarse en la Luna.
Los residuos no orgánicos, como los materiales de embalaje, se recogerán y almacenarán en una zona designada de la Luna. La gestión de residuos será un aspecto crítico para mantener una base lunar sostenible, y todos los materiales de desecho serán cuidadosamente rastreados y controlados para garantizar una eliminación segura y eficiente. Aplicando estos métodos, nuestra base lunar podrá reducir significativamente la cantidad de residuos generados por los astronautas y minimizar el impacto medioambiental en la Luna.

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

Para asegurar la comunicación entre la base lunar y la Tierra, se necesitan antenas en Australia, España y EE.UU., a través de las cuales se garantiza siempre una conexión con la Red del Espacio Profundo, a pesar de la rotación de la Tierra. La DSN es una red mundial de estaciones del espacio profundo que se utiliza para la comunicación con sondas y satélites espaciales predominantemente interplanetarios, así como para fines de investigación astronómica por radio y radar.
DSN forma parte de una red más amplia y aprovecha las capacidades de la red de comunicaciones terrestres que proporciona la Red de Servicios Integrados de la NASA. La NISN permite el intercambio de datos a alta velocidad con otras dos redes, la Red Espacial, que utiliza satélites geoestacionarios de retransmisión como receptores que transmiten sus datos a estaciones terrestres, y la Red Cercana a la Tierra, que utiliza numerosas antenas pequeñas y medianas para comunicarse con las misiones durante la fase de lanzamiento en órbitas terrestres bajas y con satélites de baja altitud.

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 microgravedad de la Luna puede simular la osteoporosis y permitir una mejor investigación mediante ecografías y análisis de orina y sangre. También podrían examinarse más a fondo los efectos de la baja gravedad en el cerebro, ya que un estudio ha demostrado que la distribución del agua cerebral cambia permanentemente tras un viaje espacial. También podrían estudiarse los factores que influyen en estos cambios y cómo reducirlos.
La ausencia de atmósfera en la Luna la convierte en un lugar ideal para las observaciones astronómicas. Los telescopios de la Luna pueden captar imágenes de estrellas y galaxias con una claridad inigualable, libres de cualquier distorsión causada por la atmósfera terrestre. Un posible experimento consiste en instalar un telescopio en la superficie lunar para estudiar diversos fenómenos astronómicos, como la búsqueda de exoplanetas o el estudio de la formación estelar. Esto sólo sería posible si los telescopios estuvieran situados en la cara oculta de la Luna y se dispusiera de redes de satélites.
Otro experimento consistiría en observar la radiación cósmica. La superficie de la Luna es un lugar óptimo para medir la radiación cósmica porque llega allí sin cambios, a diferencia de la Tierra, donde la radiación cósmica es absorbida por la atmósfera y convertida en partículas que pueden interferir en las mediciones.
Además, la Luna es un lugar único para los experimentos geológicos porque carece de erosión o actividad tectónica como la Tierra. Un posible experimento en la Luna consistiría en realizar investigaciones en la superficie recogiendo y analizando muestras. Estas muestras de rocas también pueden ayudar a reconstruir la historia geológica de la Luna proporcionando pistas sobre procesos geológicos pasados en la superficie lunar.
Por último, podemos realizar experimentos sobre nuevas tecnologías robóticas, desarrollando robots que puedan ayudar en la construcción de bases, el mantenimiento y la investigación científica en la superficie lunar. La baja gravedad, la temperatura extrema y el terreno accidentado del entorno lunar plantean retos únicos que deben abordarse a la hora de diseñar estos sistemas robóticos.

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

Formación: Nuestros astronautas necesitan un máster en física, biología o química. Además, también deben tener un título en ingeniería aeroespacial, normalmente los astronautas completan este estudio con un doctorado. Además, es importante que los miembros de nuestra tripulación tengan experiencia en minería y construcción para poder construir y dirigir la base. Dado que trabajaremos con tecnología punta, es obligatorio que nuestros astronautas aporten suficientes conocimientos en los campos de la física nuclear, la química y la física de materiales para mantener esos sistemas en funcionamiento.
Formación: Los requisitos de la ESA son similares a los de la NASA. La formación, de tres años de duración, se divide en formación básica, formación avanzada y formación específica para misiones. Los conocimientos básicos que se imparten abarcan todas las áreas de las ciencias naturales, la ingeniería y la informática, de modo que los estudiantes astronautas, que proceden de distintos campos profesionales, tengan los mismos conocimientos científicos. Además, en consulta con los socios de la ISS, se añadirán conocimientos específicos sobre el espacio y la ISS, habilidades humanas y formación lingüística.
A continuación se realiza un entrenamiento de supervivencia para astronautas, en el que éstos tienen que sobrevivir en un lugar desconocido durante tres días con poca comida y un solo guía que hable el idioma.
También hay un entrenamiento de aislamiento, en el que se entrenan las habilidades de mantenimiento de los astronautas. Durante el entrenamiento, se simulan averías, fallos de funcionamiento y señales de avería, que luego deben ser reparados por los aprendices.
Para reducir la posibilidad de conflictos entre los miembros de nuestra tripulación, también es muy importante que nuestros astronautas realicen una amplia formación social, en la que se entrenen sus capacidades para trabajar juntos en un entorno reducido.

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.

Nave estelar SN15
La Starship SN15 de SpaceX desempeñará un papel crucial en nuestro sistema de transporte entre la base lunar y la Tierra gracias a su naturaleza reutilizable, que reduce los costes de lanzamiento y el mantenimiento entre vuelos. La Starship también puede repostar utilizando recursos de la superficie lunar, como el hielo de agua, que puede procesarse para convertirlo en propulsor de cohetes.
Todoterreno lunar
Nuestro Rover Lunar es un vehículo de exploración avanzado diseñado para la investigación científica en la superficie de la Luna. Con seis neumáticos independientes sin aire, puede desplazarse por terrenos accidentados, mientras que su esclusa de aire reduce la pérdida de oxígeno durante la entrada y la salida, lo que permite viajes prolongados en el duro entorno lunar.
ATV
Nuestro vehículo todoterreno (ATV) es un vehículo monoplaza robusto y versátil diseñado para el transporte en la superficie lunar. Cada uno de los seis ATV cuenta con cuatro neumáticos independientes sin aire y un pequeño portaequipajes montado en su parte trasera para transportar instrumentos y equipos científicos.