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.
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Software de diseño 3D: Fusion 360
Nuestro campamento lunar se centra en la investigación científica, como la recogida y el análisis de minerales del suelo lunar y gases espaciales mediante cajas de guantes al vacío, espectrómetros Raman y microscopios electrónicos de barrido. La basura generada en la Luna se recoge en una unidad de destilación rotatoria. La basura se calienta y descompone en la unidad de destilación giratoria y se evapora en gas. El gas se enfría hasta convertirse en líquido en el condensador. El oxígeno producido por la planta de oxígeno fundido sentará las bases para una base humana sostenible en el futuro.
Además, estamos equipados con el sistema de satélites de Transferencia de Información Tierra-Luna, con el radar lunar para la transmisión de información, para garantizar una comunicación eficaz entre los astronautas y la Tierra. Utilizando la tecnología de impresión 3D para construir un rover lunar y una rueda de agua para extraer hielo, se han resuelto los importantes problemas del transporte de materiales y la producción de agua.
Hacemos todo lo posible por proteger la seguridad de los astronautas y mantener su seguridad básica de vida, para garantizar su salud física y mental.
El objetivo principal de nuestro campamento lunar es llevar a cabo experimentos científicos en la Luna y obtener resultados de investigación, para facilitar la recolección de recursos y el uso sostenible de la energía, y en última instancia realizar la habitación y el desarrollo humano a largo plazo en la Luna. Como uno de los cuerpos celestes más cercanos a la Tierra, la Luna tiene abundantes recursos minerales, contenido de agua, entorno geológico estable y otras características en su superficie, que tienen un alto valor de investigación científica y potencial de desarrollo industrial. Estudiaremos principalmente los recursos lunares en términos de suelo lunar, gas espacial y análisis de la luz, y acumularemos experiencia de investigación científica relevante para sentar las bases de la exploración humana de la Luna en el futuro.
Elegimos establecer un campamento lunar en el cráter Shackleton, en el Polo Sur de la Luna. Según el estudio de datos, en primer lugar, aquí hay algunos cráteres, y la zona de sombra es rica en hielo de agua, que puede obtenerse mediante tecnología de fusión en caliente con vehículos de minería de hielo. En segundo lugar, algunas zonas aquí están constantemente expuestas a la luz solar, lo que hace posible alimentar las regiones polares totalmente con energía solar. Además, una base lunar necesitaría almacenar mucha energía, y las pilas de combustible de hidrógeno serían ideales para lograr este objetivo, utilizando el agua de los polos lunares y la energía solar sobrante. Por último, planeamos construir una estación de retransmisión para la comunicación Tierra-Luna en el cercano monte Malabut para realizar una transmisión sin barreras de la información Tierra-Luna.
En cuanto a la construcción principal de la base, adoptamos la estructura derivada del caparazón como estructura básica de la base lunar, que tiene una gran estabilidad y es más sólida, y puede proteger eficazmente contra el impacto de meteoritos y la radiación de rayos cósmicos.
Trajimos materiales y equipos básicos de la Tierra para preparar la base para la construcción. Además, utilizamos basalto lunar como materia prima para la construcción de la base y tecnología de impresión 3D para la construcción de la base. Además, la resistencia final a la compresión y a la tracción del hormigón fabricado con basalto lunar es unas 10 veces superior a la del hormigón existente.
El suelo lunar puede sinterizarse mediante calentamiento por microondas para formar materiales cerámicos y, como es rico en silicatos, también puede convertirse en materiales vítreos especialmente puros en un entorno de vacío.
La tecnología de eliminación activa del polvo lunar representada por la tecnología de cortina eléctrica se adopta en los equipos de investigación científica, el mobiliario y los trajes espaciales de los astronautas dentro de la base, lo que puede prevenir eficazmente los daños electrostáticos causados por el polvo lunar adsorbido en la superficie de los instrumentos debido al efecto electrostático, a fin de proteger la seguridad de los astronautas.
La capa más externa está hecha de materiales compuestos utilizando aerogel, materiales avanzados de protección térmica y suelo lunar como materias primas, utilizando la tecnología de combinación de materiales con alto número atómico y materiales con bajo número atómico para prevenir la dañina radiación cósmica, y evitar una temperatura diurna excesivamente alta y una temperatura nocturna excesivamente baja.
Los mayores peligros en la Luna son los impactos de meteoritos, la radiación de los rayos cósmicos, las diferencias extremas de temperatura y la infestación por polvo lunar.
- Impacto de meteoritos: La ubicación de la base reduce en gran medida la probabilidad de impacto de meteoritos. Los materiales de compresión pueden proteger eficazmente la base. El radar de la base también controlará la situación de la base en tiempo real, a fin de realizar una protección oportuna.
- Radiación de rayos cósmicos, diferencias extremas de temperatura: Se utilizan aerogeles, materiales avanzados de protección térmica y materiales compuestos de suelo lunar en la capa más externa para proteger de la radiación y mantener una temperatura constante en el interior de la base.
- Plaga de polvo lunar: Utilice la tecnología activa de eliminación de polvo representada por la tecnología de cortina eléctrica para preparar materiales autolimpiables para la limpieza.
Agua ：Por un lado, hay mucho hielo de agua en la Antártida, que puede extraerse con camiones mineros de hielo y fundirse con calor. Por otro lado, se puede producir agua combinando el oxígeno de los abundantes compuestos de óxido de hierro de la Luna en un horno de alta temperatura con gas hidrógeno de la atmósfera lunar y el viento solar recogido por sondas y velas solares.
Alimentación: En la fase inicial de la construcción, los astronautas comerán alimentos de alto valor nutritivo traídos de la Tierra. Cuando se complete la zona de plantación, se podrán cultivar diferentes tipos de plantas, como zanahorias ricas en vitamina C y soja rica en calcio y proteínas. Al mismo tiempo, el laboratorio también puede reciclar dióxido de carbono para fabricar almidón mediante equipos de reciclaje.
Aire：Utilizaremos el método de fusión a alta temperatura del oxígeno y la fotosíntesis de las plantas para producir oxígeno, a través de los ricos compuestos de óxido de hierro de la luna en la combustión del horno de fusión a alta temperatura y la fotosíntesis de las plantas puede obtener una gran cantidad de oxígeno, y finalmente a través de las reacciones químicas pertinentes puede obtener una variedad de materias primas en el aire, y luego obtener aire.
Energía : Los paneles solares convertirían la energía solar en electricidad, proporcionando energía suficiente para una base lunar. Y puede almacenarse en baterías para utilizarla por la noche. En segundo lugar, utilizaremos pilas de combustible de hidrógeno y oxígeno como segunda opción para proporcionar electricidad y calor a la base.
Entre los residuos sólidos se incluyen excrementos de astronautas, partes no comestibles de plantas, residuos de cocina, etc.Los residuos sólidos orgánicos se tratan mediante fermentación aeróbica a alta temperatura, y los productos tras el tratamiento pueden aplicarse como fertilizante orgánico. El dióxido de carbono producido en el proceso de fermentación también puede pasar al tanque de la planta como materia prima para la fotosíntesis de las plantas. Los residuos sólidos inorgánicos se descomponen por calor en la unidad de destilación rotativa, se evaporan en un gas, y el gas se enfría en un líquido en el condensador, y el líquido puede descomponerse en una sustancia que puede ser reutilizada.
Los residuos líquidos pueden utilizarse en el reactor para utilizar grandes espejos que refracten la luz solar sobre el reactor y calentarla a más de 900 grados con suelo lunar para separar los distintos componentes de los residuos líquidos. El gas producido por la separación puede utilizarse para el cultivo de plantas .
La tecnología de comunicación por satélite se utilizará para transmitir los datos y la información recogidos a la Tierra o a otras bases lunares mediante transmisión de voz, vídeo y estática a través de satélites de comunicación Tierra-Luna y estaciones de comunicación terrestres, a fin de garantizar la comunicación en tiempo real entre la Luna y la Tierra. Realizar el intercambio de datos e información, la asignación de materiales, etc., y llevar a cabo el intercambio de trabajo entre las bases.
La geología será el tema central de nuestro campamento lunar.
Se espera que se lleven a cabo los siguientes experimentos en la Luna:
Experimento de análisis de minerales lunares: transporte y recogida de minerales mediante rover lunar, utilización del espectrómetro Raman para estudiar y analizar la composición mineral de la superficie lunar, con el fin de conocer a fondo los recursos minerales de la Luna y elaborar planes de uso futuros.
Experimento del relieve lunar: El microscopio electrónico de barrido se utiliza para bombardear la superficie de la muestra con un haz de electrones de alta energía finamente enfocados, y los electrones secundarios generados por la interacción entre el electrón y la muestra se retroiluminan con información electrónica, para observar la morfología de los minerales en el suelo lunar. La distribución de la morfología de los minerales se puede obtener en la futura explotación de los recursos minerales de la Luna para hacer la planificación. Y a través de la cámara, el radar láser y otras tecnologías para medir y estudiar la superficie geomórfica de la luna, comprender la evolución geomórfica y las características estructurales de la luna.
Experimento del polvo lunar: Recogida artificial de muestras de polvo de la superficie lunar y análisis de las mismas utilizando una caja de guantes al vacío para evitar que el polvo lunar dañe a los astronautas. Composición y origen del polvo de la superficie lunar, y origen y evolución del sistema solar.
Entrenamiento físico y fisiológico: Los astronautas pasan por una serie de entrenamientos físicos y fisiológicos, como la adaptación espacial (entrenamiento de supervivencia en un espacio confinado simulado), la adaptación a la gravedad (largos periodos de entrenamiento de inclinación y giro) y el entrenamiento cardiovascular y muscular (ejercicio aeróbico y anaeróbico para mejorar la resistencia y la función cardiopulmonar). Y así sucesivamente, para adaptarse a vivir y trabajar en el entorno espacial durante mucho tiempo.
Formación técnica y de ingeniería: Los astronautas deben dominar una serie de conocimientos de tecnología e ingeniería espacial, como el manejo de vehículos espaciales, el control de vuelos, la medicina espacial y la protección del medio ambiente espacial, entre otros.
Formación en control remoto y comunicaciones: Los astronautas deben aprender y practicar el uso y mantenimiento de diversos equipos de control remoto y comunicaciones, así como diversos protocolos y procesos de comunicación, para mantener el contacto con el control en tierra.
Entrenamiento de simulación: Los astronautas deben realizar una serie de simulacros de entrenamiento, que incluyen principalmente el lanzamiento, el vuelo orbital, el acoplamiento de vehículos espaciales, el mantenimiento espacial, el paseo espacial y otros simulacros de misiones espaciales, así como simulacros de ingravidez, incendios, fugas de oxígeno y otros simulacros de emergencia, para garantizar su funcionamiento seguro y eficaz en el entorno del espacio exterior.
Gestión del agua y los alimentos: Los astronautas deben saber cómo gestionar y manipular los suministros de alimentos y agua para garantizar una nutrición e hidratación adecuadas en el entorno espacial.
Formación en trabajo en equipo y salud mental: Los astronautas necesitan tener un buen sentido del trabajo en equipo y de la salud mental para mantener la estabilidad y la colaboración en el entorno espacial. Para mejorar la calidad psicológica de los astronautas se puede llevar a cabo formación en equipo y asesoramiento psicológico.
La nave espacial requerida debe tener un buen entorno espacial cerrado, un sistema completo de fabricación del ciclo de oxígeno, capacidad de navegación autónoma, diseño ligero, buena durabilidad y alta eficiencia de combustible.
Los principales medios de transporte son los buggies lunares y las naves espaciales lunares propulsadas por combustibles de hidrógeno y oxígeno. Alimentado por paneles solares, el rover puede transportar astronautas a diversos destinos para explorar y estudiar la superficie lunar. El Orbitador Lunar es un vehículo diseñado específicamente para el vuelo y la exploración alrededor de la Luna. Puede transportar personal y equipos para llevar a cabo trabajos de investigación científica y exploración alrededor de la Luna.
Al regresar a la Tierra, los astronautas entran primero en el módulo lunar o en una cápsula similar y utilizan cohetes u otros propulsores para escapar de la gravedad lunar y entrar en órbita lunar. A continuación, el orbitador de acoplamiento abandona la gravedad lunar y entra en órbita terrestre. Acoplamiento con el módulo terrestre, de nuevo mediante cohetes u otros propulsores, y entrada en la atmósfera terrestre. Por último, los astronautas deberán utilizar paracaídas u otros dispositivos de retardo para descender con seguridad el orbitador hasta la superficie terrestre.
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