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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.

Aphrodite

Escuela Nacional Superior de Informática Tudor Vianu  Bucarest-Distrito 1    Rumanía 16, 17   5 / 5 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360



1.1 - Descripción del proyecto

El Proyecto Afrodita es un centro de investigación científica situado en el polo sur de la Luna, cerca del centro de uno de sus 4.000 cráteres.
Nuestra base está diseñada para que sea fácil de montar y ampliar. En cuanto a su diseño, la estructura principal consta de dos plantas, cada una de ellas formada por varias celdas hexagonales colocadas una al lado de la otra, celdas que pueden apilarse y unirse entre sí. Están protegidas por una cúpula de cristal. Tenemos un invernadero para cultivar las plantas necesarias para la supervivencia de nuestros astronautas, así como vehículos para ayudar a los habitantes de la Luna.

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 principal objetivo es demostrar que las personas pueden realmente pasar toda una vida en el satélite de la Tierra, así como facilitar la investigación científica. Dado que la Luna nunca ha estado sometida a la meteorización y la erosión, ha conservado pruebas del origen de la evolución del sistema solar, que pretendemos comprender. Además, nuestro satélite natural es un trampolín para nuevas aventuras. La construcción de infraestructuras en la Luna facilitará los viajes a destinos como Marte.

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

Tras tomar en consideración tanto la eficacia como la seguridad de los astronautas, llegamos a la conclusión de que el emplazamiento más favorable para nuestra base lunar sería el cráter Shackleton. Con una cuenca de más de 12 km de profundidad y un diámetro de 20 km, este cráter está situado en el borde de la cuenca Polo Sur-Aitken. A pesar de su aspecto discreto, presenta muchas ventajas, como la dicotomía entre las partes del borde del cráter que disfrutan de sol casi todo el año y el fondo del cráter, siempre oscuro. Una mayor exploración de sus propiedades podría proporcionar datos útiles sobre el interior lunar.

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.

La base está hecha de celdas impresas en 3D que pueden transportarse con facilidad y unirse entre sí. La inspiración de su forma hexagonal fue la estructura de un panal, por ser la forma más fuerte, razón por la que es tan frecuente en la naturaleza. Es capaz de soportar mucho peso sin ocupar mucho espacio (según la conjetura del panal). Las células tienen como materia prima el hormigón lunar. Se trata de un agregado similar al hormigón, no poroso, resistente y que no necesita agua, que escasea en la Luna. Además, es resistente, duradero y tiene grandes propiedades de blindaje. También se pueden utilizar productos de vidrio, mientras que el hierro y el níquel pueden servir de conductores eléctricos. En cuanto a la maquinaria, utilizaremos los equipos de movimiento de tierras necesarios para la excavación del hábitat, así como para el transporte de materias primas a los lugares de fundición o fabricación y la eliminación de residuos.

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

Anclada a la roca madre, hay una cúpula exterior de vidrio en S de dos a tres metros de espesor que protege las salas, el invernadero y los depósitos de O2, H2O y H2, construidos por máquinas sin recurrir al control humano. Dicho vidrio se fabrica en capas para permitir el control del estrés térmico. En todo momento hay al menos un miembro de la tripulación despierto, y todo se vigila estrechamente en permanencia. Todo el mantenimiento se realiza también de forma autónoma. En caso de que se produzca algún fallo, existen estrictos protocolos de seguridad.

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

En los cráteres, donde no llega la luz, hay depósitos de hielo: ésta será nuestra principal fuente de agua. Se enviará un rover para extraer y recoger hielo, que posteriormente se fundirá utilizando hornos. También reutilizaremos el agua de la orina, el sudor y el aire. Se mantendrá libre de bacterias con la ayuda de una nueva tecnología de purificación basada en iones de plata.
Tras los experimentos realizados por un equipo de investigadores de la Universidad de Florida, se llegó a la conclusión de que, a pesar de las diferencias entre el regolito y el suelo terrestre -con sus partículas afiladas y la falta de materia orgánica-, el suelo lunar sí puede utilizarse para cultivar plantas. Por tanto, es posible cultivar la mayoría de tipos de hierbas y verduras, para una dieta equilibrada. En caso de emergencia, siempre habrá comida de sobra en nuestro almacén.
Aunque al principio tendrán que utilizar el aire comprimido traído de la Tierra, es demasiado caro para que puedan hacerlo durante el resto del uso del asentamiento. El hidrógeno puede encontrarse en el hielo presente en los cráteres profundos, y utilizarse después para la electrólisis del agua con el fin de obtener oxígeno. La Chlorella Vulgaris, una especie de microalga, también podría utilizarse potencialmente en la producción de O2.
La principal fuente de energía son los paneles solares. Generarán electricidad de corriente continua. La luz solar les llegará con mayor eficacia que en la Tierra, debido al cielo lunar permanentemente despejado. Para aprovechar la electricidad por la noche, los paneles solares cargarán las baterías durante el día. También podemos utilizar el regolito lunar para almacenar calor. Aunque es bastante costoso, el Helio-3, que abunda en la Luna, es capaz de alimentar reacciones de fusión nuclear no radiactivas, que producen grandes cantidades de energía eficiente.

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

Pretendemos deshacernos de los residuos de los astronautas de forma eficaz. El proyecto OSCAR es la solución que hemos elegido. Su objetivo es convertir la basura y los desechos humanos en syngas, una combinación de gases útiles como metano, hidrógeno y dióxido de carbono. Esta tecnología consiste en procesar pequeños trozos de residuos en un reactor de alta temperatura, lo que permite reutilizar los materiales desechados durante misiones espaciales profundas de larga duración. Este proceso es crucial para lograr un sistema de bucle cerrado para los vuelos espaciales tripulados, ya que permite reducir los requisitos logísticos y reutilizar los materiales.

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

Hay varias formas de mantener la comunicación con la Tierra y otras bases lunares. La mejor forma es la comunicación por láser, ya que los rayos láser están más enfocados y requieren menos energía para transportar información a largas distancias. Esta técnica ha sido probada por la Demostración de Comunicaciones Láser Lunares de la NASA, considerándola factible. Otra forma sería la comunicación directa, utilizando ondas de radio. Esta es una forma práctica porque la Red de Espacio Profundo de la NASA tiene tres antenas alrededor de la Tierra que reciben y envían mensajes al Polo Sur de la Luna. Estas antenas están situadas en California, España y Australia. Por último, pretendemos utilizar satélites, ya que pueden proporcionar una comunicación ininterrumpida, manejar grandes cantidades de datos y transmitir señales en tiempo real.

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.).

Para desarrollar sistemas sostenibles de soporte vital para la exploración humana en la Luna es necesario realizar estudios esenciales sobre biorreactores. Los biorreactores son sistemas de circuito cerrado que utilizan procesos biológicos para producir oxígeno y alimentos para los astronautas al tiempo que reciclan los residuos. El control preciso de la temperatura, la humedad y los niveles de nutrientes es crucial para el rendimiento de los biorreactores, y los experimentos para optimizar estas variables en un entorno lunar pueden mejorar su eficiencia.

También tenemos previsto estudiar la forma de criar una colonia de abejas. Dado que estos insectos son los polinizadores más importantes del mundo, es razonable suponer que podrían desempeñar un papel crucial en el establecimiento de una agricultura sostenible para misiones espaciales prolongadas. Aunque las abejas melíferas son incapaces de volar a presiones atmosféricas inferiores a 66,5 kilopascales aproximadamente, un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Guelph, en Ontario, reveló que los abejorros comunes del este (Bombus impatiens) pueden polinizar eficazmente a 52 kilopascales, la presión recomendada por la NASA para los invernaderos extraterrestres (es más fácil de mantener que los 101 kilopascales presentes a nivel del mar en la Tierra, pero suficiente para que las plantas prosperen). Por tanto, intentaremos traer con nosotros a dichos abejorros. Quizá con su ayuda, en un futuro próximo podamos sentar las bases de un verdadero ecosistema en la Luna.

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

Además de instruir a los astronautas sobre los complejos y especializados vehículos de vuelo, equipos y trajes, los instructores deben crear una simulación de las condiciones de trabajo en microgravedad para garantizar que los astronautas estén adecuadamente preparados. Para evitar el mareo causado durante el despegue y el aterrizaje del transbordador, los astronautas pilotos se entrenan en un avión a reacción Gulfstream especialmente modificado para simular las vibraciones, los ruidos y las vistas. En cuanto a la adaptación al estilo de vida real en la Luna, los astronautas pasan por simuladores que pueden fluctuar la temperatura de -20 grados centígrados a 60 grados, así como por otros capaces de generar presiones seis veces superiores a la presión atmosférica estándar (equivalente a una profundidad de 60 metros en agua de mar) e incluso pueden reproducir las condiciones de presión a una altitud de 100.000 pies, que suele considerarse el umbral del espacio exterior. Además, los simuladores de flotación en seco pueden reproducir la microgravedad y los astronautas se entrenan en centrifugadoras y simuladores basados en centrifugadoras para mejorar su capacidad de soportar fuerzas G. Los astronautas practican paseos espaciales bajo el agua en una gran piscina. Pasan entre 7 y 10 horas bajo el agua por cada hora que pasarán caminando en el espacio.

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.

En nuestro asentamiento lunar, tenemos multitud de rovers. Son de aluminio y tienen tres ruedas para mejorar la estabilidad. La cabina es totalmente de cristal para ofrecer una visibilidad total al conductor. Además, nuestros rovers tienen un apéndice perforador con el fin de extraer muestras científicas que serán analizadas posteriormente por los científicos del campamento. Los viajes hacia y desde la Tierra se realizarán con la ayuda de avanzadas naves espaciales. Éstas tendrán que tener lo siguiente: diseño aerodinámico, construcción modular para flexibilidad en el diseño, escudos térmicos para protección contra el calor y los daños, puertos de acoplamiento, blindaje contra la radiación destinado a proteger la electrónica y la tripulación, y un sistema de propulsión. En el futuro, tenemos previsto utilizar globos para explorar aún más la atmósfera de la Luna.