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.
Escuela Nacional Superior de Informática Tudor Vianu Bucarest-Distrito 1 Rumanía 16 2 / 1 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360
Xplorer es una base lunar orientada a la investigación científica y al descubrimiento de recursos lunares, que luego podremos utilizar en nuestros experimentos o en la vida cotidiana de los astronautas que vivan allí, como el agua de los núcleos de hielo, que puede convertirse en fuente de energía y además mantiene hidratados a los astronautas.
En el interior intentaremos garantizar la seguridad de los astronautas y, al mismo tiempo, crear un espacio en el que puedan llevar una vida lo más parecida posible a la terrestre. La base estará dividida en zonas separadas para la comida, el trabajo y el descanso. La zona de alimentación será un invernadero en el que cultivarán plantas para luego comérselas.
En la base lunar Xplorer, la fuente de energía se obtendrá en su mayor parte mediante paneles solares, y la conexión con la Tierra se realizará con ayuda de un radiotelescopio.
El objetivo principal del campamento lunar es comprender el entorno lunar y explotar los recursos que allí se encuentran. No excluimos la opción del fracaso, pero lo preparamos todo para permanecer allí el mayor tiempo posible y garantizar todas las condiciones. Para explorar las condiciones lunares, cultivaremos en el invernadero plantas de Arabidopsis, pequeñas plantas que sirven de modelo para el análisis del genoma, y observaremos cómo crecen. Enviaremos a tres astronautas que trabajarán por turnos para que todos puedan descansar y obtener los mejores resultados. Cuando trabajen, habrá un astronauta en el campo y dos en la base. Las actividades se organizarán de modo que, al cabo de unos días, cada miembro de la tripulación cambie su tarea por otra; de este modo, se mantendrá un equilibrio en el estilo de vida de los astronautas y, además, se obtendrán resultados diferentes que permitirán llegar a conclusiones más precisas.
Consideramos que el Polo Sur es el lugar ideal para nuestro campamento lunar, así que decidimos construirlo allí, cerca del cráter Shackleton. Hay muchas ventajas, entre ellas la iluminación constante que ayuda con la electricidad producida por los paneles solares y también con la investigación y los experimentos. Otra ventaja la representan los depósitos de hielo de los cráteres en sombra, que son una importante fuente de agua. La temperatura es más favorable aquí también, porque no es demasiado alta durante el día para llegar a 100 ℃, ni demasiado baja durante la noche para extremos como -150 ℃.
https://adsabs.harvard.edu/full/1985lbsa.conf…77B/0000078.000.html
El diseño está pensado tanto para impresionar como para ser lo más útil posible a los astronautas. El campamento Xplorer tiene dos plantas. La primera sirve de espacio técnico, donde se encuentra el invernadero, un espacio para la electrólisis del agua y una cocina con agua corriente procedente del depósito de agua. La segunda planta incluye espacios de trabajo y descanso, junto con paneles solares, un radiotelescopio y un lugar de aterrizaje para la lanzadera espacial.
Tendremos capas protectoras sobre la base: la capa exterior será de 3,5 cm de tungsteno; el tungsteno es un material que queremos utilizar en lugar del plomo por su menor densidad, su mayor resistencia a mayor temperatura y porque no es tan tóxico como el plomo; protege de la radiación y también de los fragmentos de meteoritos. La capa interior será para el aislamiento térmico y hemos decidido utilizar aerogel a base de gel de sílice con carbono, un material compuesto por más de 90% de aire, lo que hace que tenga una densidad muy baja. Necesitaremos una capa intermedia para proteger mejor la base y a los astronautas y esta capa será una capa de 10 cm de aluminio. La última capa que utilizaremos como capa intermedia también estará compuesta de regolito lunar. Hemos querido utilizar materiales ligeros para que sean más fáciles de transportar, aunque los costes serán más elevados para los materiales elegidos que para otros.
https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.4438
https://descanso.jpl.nasa.gov/monograph/series12/LunarTraj–05Chapter4TransferstoLowLunarOrbits.pdf
En la Luna hay muchos peligros: radiación, temperatura, polvo y fragmentos de roca.
Para protegernos de los desechos lunares y los meteoritos, cubriremos la base con una capa de aluminio, aunque en los polos las probabilidades de que caigan polvo y meteoritos son menores. Además, habrá un radar que ayudará a los astronautas a tomar medidas cuando estén a punto de ser alcanzados.
Para la radiación y los fragmentos de rocas que queden, cubriremos la base con una capa de regolito lunar.
Las fluctuaciones de temperatura pueden influir en la actividad de los astronautas y también en su salud, por lo que se necesita otra capa. Una capa de aerogel de sílice puede aislar térmicamente nuestra base y tiene muy buenas propiedades.
Los astronautas estarán en contacto con sus colegas en la Tierra por si ocurre algo y necesitan ayuda.
https://space.nss.org/settlement/nasa/spaceresvol4/human.html
https://www.scientificamerican.com/article/can-a-moon-base-be-safe-for-astronauts/
💧 Agua
🍴 Alimentos
⚡ Potencia
🌬️ Aire
Los astronautas necesitan agua para sobrevivir y también para sus proyectos en el centro lunar, así que, como el agua de la Tierra no será suficiente, tendremos que utilizar recursos de la Luna. Obtendremos agua de dos maneras: filtrando núcleos de hielo lunar y del suelo lunar. Situamos el campamento en el polo sur, por lo que habrá lugares permanentemente sombreados alrededor de la base, de los que podremos extraer los depósitos de hielo y filtrarlos después de que el hielo se derrita.
La comida deshidratada envasada que la tripulación traiga de la Tierra durará algún tiempo, pero no será suficiente. La comida se preparará en el microondas y quedará constancia de ella porque, cuando alguien coma algo, escaneará el código de barras del paquete en el sistema. Pensamos en tener un invernadero donde cultivaremos plantas en suelo lunar para que los astronautas tengan comida siempre que quieran. Elegiremos cultivar tomates, pepinos y zanahorias por su facilidad y rapidez de uso y sus vitaminas y también boniatos por sus vitaminas y proteínas.
La base está provista de un sistema de paneles solares y como en la zona donde vamos a establecer la base habrá iluminación constante, ésta será la principal fuente de electricidad. También queremos obtener electricidad de la pila de combustible, pero necesitaremos mucha agua que es importante, por lo que tendremos menos energía obtenida por este método y la utilizaremos por la noche cuando la luz es menor.
Para una estancia más larga, se necesita oxígeno, así que lo que vamos a intentar es convertir el regolito lunar en oxígeno. ¿Cómo lo haremos? Antes de utilizar la célula electrolítica, pondremos el regolito lunar en cloruro cálcico fundido, dando como resultado oxígeno y metal, podemos hornear el regolito lunar con gas hidrógeno, dando como resultado oxígeno e hidrógeno. Las plantas liberan dióxido de carbono, por lo que se instalará un sistema de filtración de aire. Calentando la roca lunar las burbujas de oxígeno sustituirán al dióxido de carbono. Utilizando la electrólisis del agua necesitaremos mucha agua, por lo que preferiremos soldar utilizando el regolito lunar.
En el campamento Xplorer todo se reciclará, por lo que no tendremos que preocuparnos por tipos de residuos como el plástico o el cartón. Los residuos del baño, en cambio, se quemarán y se meterán en bolsas de basura que se colocan dentro de contenedores que no dejan salir el aire.
La comunicación con la Tierra siempre ha sido importante para cualquier tripulación de astronautas, porque representa un gran apoyo en caso de averías o emergencias. La comunicación es también la forma en que los astronautas pueden ver a sus familias o colgar vídeos suyos, como el que muestra a Neil Armstrong convertido en la primera persona en pisar la superficie de la Luna.
Por ello, hemos instalado un radiotelescopio, que ayuda a mantener las comunicaciones con la Tierra, accediendo a múltiples satélites.
Algunos de los temas que nos gustaría explorar en el campamento Xplorer son la biología y la geología. Por un lado, al explorar las condiciones lunares, cultivaremos plantas Arabidopsis en el invernadero, pequeñas plantas que son un modelo para el análisis del genoma, y observaremos cómo crecen. Por otro lado, nos gustaría observar más de cerca el suelo lunar y averiguar si tiene alguna utilidad. Por supuesto, aparte de cualquiera de estos estudios, uno de nuestros principales objetivos es, no sólo en la Luna, sino también en otros planetas, encontrar formas de vida.
Creemos que los astronautas del Xplorer deben estar siempre preparados, sea cual sea la situación. Por eso, en nuestro programa de formación de astronautas incluimos matemáticas, física, geología, tratamiento de materiales, biología y dinámica orbital.
También deben estar formados para casos de emergencia, como alta o baja presión atmosférica, o para momentos de incomodidad, como la microgravedad.
Una de las partes más importantes de la formación sería la formal, durante la cual los astronautas aprenden a pilotar y aterrizar un transbordador espacial, a manejar todos los sistemas y a detectar averías.
Además de la formación oficial, la tripulación debe tener un buen estado físico y mental y ser capaz de trabajar en condiciones de alta presión.
https://www.pbs.org/spacestation/station/training_2.htm
El transbordador espacial que construimos será el único vehículo espacial que utilizarán los astronautas para ir a explorar distintos lugares de la superficie de la Luna.
También hemos pensado en añadir un rover, pero decidimos que no sería necesario, porque la tripulación de astronautas no tiene necesidad de desplazarse por la zona del campamento Xplorer.
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