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
El proyecto científico Base Lunar se centra en la utilización de tubos de lava lunar como estructuras habitables para futuras misiones lunares. El proyecto consiste en construir una base modular en la Luna que pueda montarse y desmontarse en función de las necesidades de la misión. El proyecto Base Lunar se centra en la utilización de tubos de lava lunar como estructuras habitables para futuras misiones lunares.
El objetivo principal del proyecto es explorar la viabilidad de utilizar el entorno natural de la Luna para crear un entorno seguro y habitable. Los tubos de lava de la Luna son hábitats ideales porque ofrecen protección natural contra la radiación, los micrometeoritos y las fluctuaciones extremas de temperatura. Utilizaremos robótica avanzada y tecnología de impresión 3D para construir una base modular que funcionará con energía termoeléctrica y tendrá un sistema de energía de reserva de emergencia. La base también servirá de plataforma para probar nuevas tecnologías que, con el tiempo, se utilizarán en expediciones humanas a Marte y más allá. En conjunto, el proyecto pretende construir una base lunar sostenible y tecnológicamente avanzada que facilite la investigación y exploración de la Luna a largo plazo, mitigando al mismo tiempo los riesgos asociados a las misiones espaciales de larga duración.
El objetivo principal de establecer una base lunar de investigación en los tubos de lava de la Luna es realizar diversos experimentos y observaciones científicas. Las condiciones de los tubos de lava ofrecen oportunidades únicas para estudiar la geología lunar, comprender la historia primitiva de la Luna y explorar el potencial de extracción de agua y otros recursos importantes. El entorno controlado de los tubos de lava también podría utilizarse para el cultivo de plantas y para probar y desarrollar nuevas tecnologías e instrumentos científicos. Con la creación de una base lunar de investigación, los científicos podrían ampliar su comprensión de la Luna, mejorar su conocimiento del sistema solar y sentar las bases para futuras exploraciones y posibles asentamientos en otros planetas o lunas.
En primer lugar, el hecho de estar bajo tierra protege a la base del duro entorno lunar, incluidas la radiación solar y las fluctuaciones extremas de temperatura. Esto reduciría la necesidad de pesados equipos de blindaje, facilitando y abaratando el proceso de construcción.
En segundo lugar, los tubos de lava proporcionan una fuente de recursos fácilmente accesible, como el agua, que puede extraerse del regolito helado. Como el agua es esencial para la habitación humana y la producción de combustible para cohetes, disponer de una fuente cercana disminuiría significativamente el coste de las misiones de reabastecimiento.
Además, la protección natural que ofrecen los tubos de lava podría utilizarse para el cultivo de plantas en un entorno controlado, proporcionando una fuente sostenible de alimentos frescos.
Por último, la ubicación del cráter Philolaus es estratégicamente ventajosa, ya que se encuentra cerca del polo norte de la Luna. Esta ubicación proporciona acceso a la luz solar casi constante, que puede utilizarse para la energía solar, potencialmente haciendo que la base sea autosuficiente energéticamente.
Toda la base ULS adopta la estructura de nido de hormiga biónica, que se construye según la tendencia del tubo de lava lunar, de modo que la estructura del edificio tiene la mayor densidad, los materiales necesarios son los más sencillos, el espacio de uso es el mayor, y la estructura es estable y firme. Propicia la construcción de la base y su posterior ampliación.
Fase I: Enviar robots exploradores de cuevas para completar el diseño general de la base de acuerdo con los datos de exploración del terreno, entregar los suministros necesarios y los robots gigantes de impresión 3D, insertar la columna de energía termoeléctrica en la superficie lunar por inercia al aterrizar, y utilizar pilas de combustible y generación de energía termoeléctrica para la construcción temprana; La tecnología de globo láser se utiliza para transformar razonablemente el tubo de lava, y luego la estructura general de la base se imprime con la ayuda del suelo lunar. Los edificios de la superficie se cubren con membranas de diálisis inversa impresas por robots de impresión 3D y se autoajustan según un material plástico programable y una estructura de origami para absorber el viento solar para una construcción temprana.
Fase 2: Transporte de diversos equipos a la Luna, finalización de la construcción de la zona de vida básica B1, para que un pequeño número de astronautas puedan entrar y ayudar en los futuros experimentos de la base y B2 (zona de investigación lunar) y la capa inferior de B3 (zona de vida y entretenimiento).
Tercera fase: Cuatro o cinco astronautas subirán a bordo de la base lunar y, una vez estabilizada, los habitáculos podrán seguir bajando y ampliarse para acoger a más astronautas e investigadores.
La singular ubicación arquitectónica del ULS resolvió la mayoría de los problemas de supervivencia de los astronautas en la Luna. La entrada única a ULS es una estructura de dos pisos que utiliza el concepto de diseño Whipple Shield para resistir eficazmente los impactos de meteoritos. Las estructuras subterráneas están diseñadas para resistir el duro entorno lunar, incluida la radiación solar, las fluctuaciones extremas de temperatura y los impactos de micrometeoritos. (Según las investigaciones de la NASA, es posible mantener una temperatura constante de 17 a 19 grados centígrados por debajo de los 6 metros de la superficie lunar).
En caso de emergencia, la base tendrá un núcleo central como zona segura. El centro estará equipado con esclusas y suministros de emergencia, como oxígeno adicional, agua y alimentos. Además, la base lunar estará equipada con sistemas de energía de reserva y equipos de comunicaciones para garantizar que los astronautas puedan comunicarse con la Tierra en caso de emergencia.
Además, habrá instalaciones médicas en la base para proporcionar atención médica a los astronautas. Las instalaciones contarán con equipos médicos avanzados y personal médico formado para atender cualquier lesión o enfermedad.
En resumen, la base científica lunar se diseñará para proporcionar protección y refugio adecuados a los astronautas. La construcción modular y el blindaje contra la radiación ayudarán a proteger a los astronautas del duro entorno lunar, mientras que los sistemas avanzados de soporte vital y los suministros de emergencia garantizarán su supervivencia en caso de emergencia.
Con el fin de proporcionar a los astronautas unas necesidades básicas sostenibles, el Campamento Lunar pone en marcha una serie de funciones clave para satisfacer sus necesidades de supervivencia:
El agua: Para garantizar el suministro normal de recursos hídricos, utilizamos dos líneas de abastecimiento de agua. Por un lado, obtenemos agua a través de tubos de lava y hielo en zonas permanentemente sombreadas cerca del Polo Norte; las membranas de diálisis inversa en la superficie de los edificios elevados, por otro lado, pueden producir agua y oxígeno mediante la captura de iones de hidrógeno en el viento solar, mientras que un sistema de reciclaje de agua se utiliza para recoger la orina y el sudor de los astronautas para su reciclaje.
Alimentación: en el periodo previo a la llegada a la Luna, los astronautas comerán alimentos espaciales (sobre todo proteínas) que traerán de la Tierra; una vez terminado el laboratorio de cultivo de agua, los astronautas cultivarán diversas plantas comestibles. También vamos a imprimir alimentos en 3D para hacer carne vegetariana a partir de fibra de soja;
Aire/Oxígeno: Producimos oxígeno de tres maneras principales. Tras calentar y fundir el suelo o la roca lunares, llevamos a cabo una electrólisis. El oxígeno se libera en forma de burbujas de la masa fundida. Cuando se calienta a 1600-2500℃, la roca que contiene oxígeno puede descomponerse y producir oxígeno puro. Las plantas de la cámara hidropónica también absorben el dióxido de carbono liberado por los astronautas para obtener un suministro constante de oxígeno; Además, se puede obtener más oxígeno mediante hidrólisis.
Demanda de energía: Adoptamos un sistema de generación de energía por diferencia de temperatura. A través de la columna de generación de diferencia de temperatura, adoptamos un termosifón autocirculante con alta transferencia de calor para calentar el suelo lunar. La gravedad se utiliza como fuerza motriz para hacer refluir el líquido. Pero en las primeras etapas, las pilas de combustible también sirven como fuentes de energía de reserva, proporcionando calor y electricidad a la base.
He aquí cinco maneras de tratar los diferentes tipos de basura que nuestros astronautas producen en la Luna:
El reciclaje: Algunos residuos pueden reciclarse, como el agua, que es necesaria para la supervivencia. El agua puede reciclarse reciclando el sudor de los astronautas, la orina y respirando vapor de agua.
Compresión y almacenamiento: Los residuos pueden comprimirse y almacenarse para ocupar menos espacio. Los residuos sólidos pueden comprimirse en trozos más pequeños mediante un compresor y almacenarse en una papelera o contenedor similar.
Quema: Algunos residuos orgánicos pueden eliminarse quemándolos. Esto convierte los residuos en cenizas y dióxido de carbono, para lo que se requieren las condiciones adecuadas de oxígeno y temperatura.
Reutilización: Los residuos pueden reutilizarse, los desechos de la cocina pueden compostarse y reutilizarse como tierra para cultivar hortalizas en el lugar.
Combinados, estos tratamientos podrían ayudar a mantener una base lunar limpia y sostenible, garantizando al mismo tiempo que los recursos necesarios para la supervivencia se utilicen plenamente.
La base lunar necesitará sistemas de comunicación eficaces y fiables para mantener el contacto con la Tierra y otras bases lunares. El principal método de comunicación serán las transmisiones de radio de alta frecuencia. La base lunar también dispondrá de un conjunto de satélites de comunicación en órbita que actuarán como repetidores entre la base y la Tierra.
Además, la base lunar dispondrá de antenas y antenas parabólicas de comunicación para una comunicación directa e ininterrumpida con la Tierra, así como de sistemas de comunicación redundantes para garantizar que las comunicaciones permanezcan ininterrumpidas, incluso en caso de fallos del sistema.
La base lunar también dispondrá de un sistema integrado de comunicación en red que permitirá la comunicación entre las distintas secciones de la base, así como con otras bases lunares. Este sistema incluirá cables de fibra óptica y redes Wi-Fi para la transferencia de datos, lo que permitirá una comunicación eficiente y el intercambio de información entre diferentes bases lunares.
En una base lunar de investigación situada dentro de un tubo de lava lunar, hay varios temas científicos en los que se centraría la investigación. Algunas de las principales áreas de investigación serían la geología lunar, la utilización de los recursos lunares y las observaciones astronómicas desde la Luna.
En la base lunar se llevarán a cabo experimentos sobre geología lunar, como el estudio de la composición mineral de la superficie de la Luna, el análisis del comportamiento de los terremotos lunares y el examen de la distribución y el movimiento de volátiles como el agua en la Luna. Estos estudios aportarán valiosos conocimientos sobre la formación y evolución de la Luna y contribuirán a avanzar en nuestra comprensión del universo.
Otra área de interés es la utilización de los recursos lunares, como la extracción de agua del suelo lunar y el uso del regolito lunar como material de construcción. Estos recursos serían necesarios para un asentamiento humano sostenible en la Luna, y la base lunar explorará formas de utilizarlos eficazmente.
Además, la base lunar realizará observaciones astronómicas desde la Luna, aprovechando su ubicación única para observar cuerpos celestes que no son visibles desde la Tierra. La base lunar también será un lugar ideal para vigilar el medio ambiente terrestre y los riesgos naturales, como la vigilancia de fenómenos meteorológicos espaciales y la detección de impactos de meteoroides.
En general, la base lunar se centrará en la investigación científica que hará avanzar nuestra comprensión de la Luna, el universo y el potencial de asentamientos humanos sostenibles en la Luna. Mediante la investigación de la geología lunar, la utilización de los recursos lunares y las observaciones astronómicas desde la Luna, la base lunar contribuirá al avance de diversos campos científicos y aportará conocimientos fundamentales para la futura exploración espacial.
Para preparar a los astronautas para la Luna, un sólido programa de entrenamiento podría incluir lo siguiente:
Entrenamiento físico y fisiológico: Los astronautas deben someterse a entrenamiento gravitatorio, entrenamiento de resistencia, entrenamiento cardiovascular y entrenamiento de fortalecimiento muscular para largos periodos de viajes espaciales y misiones en la superficie lunar.
Formación en adaptabilidad espacial: formación relacionada con el entorno espacial, incluidas las habilidades operativas en un entorno ingrávido, las habilidades de orientación y posicionamiento en el espacio, la psicología espacial y la capacidad para hacer frente al entorno espacial, etc.
Formación en el manejo de naves espaciales y equipos: manejo y mantenimiento de cápsulas espaciales, cosechadoras de hielo, vehículos lunares y otros equipos.
Formación en geología y ciencias lunares: aprender la estructura geológica, la topografía y la geomorfología de la Luna para la investigación científica y la recogida de muestras.
Formación en emergencias: conocimientos médicos básicos y formación en respuesta a emergencias para hacer frente a posibles accidentes.
Formación en simulación de misiones: Los astronautas deben ser entrenados para simular misiones en entornos reales, incluyendo misiones en la superficie lunar, operaciones en la cápsula, respuesta a emergencias, etc.
Formación en comunicación: Aprender el lenguaje, los protocolos y los procedimientos de comunicación, saber comunicarse eficazmente con el control de la misión y colaborar estrechamente con el resto del personal pertinente.
Formación psicológica: formación psicológica de los astronautas con el fin de adaptar al astronauta esta ocupación de alto riesgo y la particularidad del entorno espacial, es necesario llevar a cabo una estricta formación psicológica de los astronautas, para que tengan una excelente calidad psicológica en la capacidad de pensamiento racional, se atreven a sexo, la compatibilidad psicológica y no el caos frente a la crisis, la capacidad de hacer frente a la crisis repentina.
En resumen, los astronautas deben recibir una formación exhaustiva para garantizar que son competentes para la misión de alunizar.
Para futuras misiones a la Luna se necesitan naves espaciales capaces de transportar personas y equipos entre la Tierra y la Luna, así como cohetes tripulados. Y para transportar carga preferimos utilizar grandes vehículos de lanzamiento como el SLS o el Saturno V.
Además de estas naves espaciales, una base lunar necesitaría diversos vehículos para desplazarse por la superficie lunar. Hemos diseñado el vehículo lunar RV, el diseño único del chasis puede adaptarse mejor a la superficie lunar, y la espaciosa caja de carga también proporciona la posibilidad de larga distancia y largo tiempo fuera. El diseño modular también le permite completar la carga de instrumentos específicos para completar una variedad de tareas especiales.
La cosechadora de hielo lunar está diseñada por nosotros para recoger y transportar carga. La aplicación de la caja de carga desmontable inteligente y la inteligencia artificial permiten a la cosechadora de hielo completar la tarea de extracción de hielo de forma independiente.
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