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.
INS VILADECAVALLS Terrassa-BARCELONA España 17 3 / 0 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360
https://sites.google.com/iesviladecavalls.cat/tellus-mooncamp-challenge-2223/
El campamento comienza con una entrada inicial que conduce a un pasillo donde puedes desintoxicarte de las partículas nocivas presentes en la luna. A continuación está la sala de trajes, seguida de otro pasillo que conduce a la sala principal. El módulo de la sala principal tiene puertas herméticas por seguridad y es hexagonal por fuera, pero ligeramente circular por dentro para mejorar la concentración de oxígeno y la presión. Hemos elegido la forma hexagonal porque maximiza el uso del espacio.
Cada lado del hexágono conduce a una sala diferente con puertas adicionales para la seguridad del oxígeno: el módulo del laboratorio, el módulo del invernadero, el módulo de comunicaciones, el módulo de la vivienda (que incluye los módulos del dormitorio, el baño, el comedor y la cocina) y el módulo del taller de construcción, que incluye una zona de descontaminación de vehículos.
En el exterior, hemos construido una antena para las comunicaciones e instalado paneles solares. También encontrarás los vehículos lunares y la nave espacial que utilizamos para viajar de la Tierra a la Luna.
Nuestra misión pretende establecer una base precursora que pueda albergar hasta ocho personas para futuras misiones lunares. Al mismo tiempo, la base facilitará la investigación sobre la composición del suelo lunar, incluida la posible presencia de agua y minerales congelados, y permitirá realizar diversos experimentos científicos en el entorno único de baja gravedad de la Luna (que tiene una gravedad superficial de 1,62 m/s² en comparación con la gravedad superficial de la Tierra de 9,81 m/s²). Estas investigaciones profundizarán nuestra comprensión de los materiales, las tecnologías y los sistemas biológicos en el entorno lunar, y servirán de base para futuros esfuerzos de exploración y asentamiento. Los objetivos científicos están en consonancia con los objetivos más generales de la exploración lunar, incluida la mejora de nuestra comprensión de los orígenes, la geología y el potencial de la Luna para la exploración y el asentamiento humanos.
El lugar que proponemos para el campamento lunar es el Mar de la Tranquilidad debido a su terreno amplio y llano, que ofrece una zona adecuada para el aterrizaje de naves espaciales y la construcción de bases. Hemos determinado que este emplazamiento ofrece la mejor combinación de accesibilidad, potencial científico y seguridad operativa.
Uno de los factores clave que se tuvieron en cuenta fueron los niveles de radiación, ya que la radiación puede variar significativamente en función de la ubicación: los niveles de radiación en el Mar de la Tranquilidad se consideran relativamente bajos en comparación con otras zonas de la Luna, lo que lo convierte en un lugar seguro para nuestra misión.
Sin embargo, la selección de la ubicación ideal también depende de los objetivos de la misión. Por ejemplo, si el objetivo fuera buscar agua helada en la Luna, el cráter Nobile o Clavius, situados en las regiones polares meridionales, podrían ser más adecuados.
La base lunar consta de cinco módulos: un módulo habitable donde los astronautas pueden descansar durante su tiempo libre, una sala de trajes y varios tubos que conectan los distintos módulos. Los módulos se construirán en la Tierra y se transportarán a la Luna con la nave Starship de SpaceX. Una vez en la superficie, un rover transportará los módulos al lugar designado para la base. Una vez construidos, los módulos se cubrirán con material lunar para protegerlos de la basura espacial y las bajas temperaturas.
Es importante tener en cuenta que el entorno de la Luna es muy diferente del de la Tierra, con temperaturas rigurosas que pueden oscilar entre -173 °C (-280 °F) y 127 °C (261 °F), dependiendo de la ubicación. Además, la Luna no tiene atmósfera que proteja de la radiación, lo que supone un riesgo para los astronautas. Por lo tanto, los materiales utilizados para construir la base lunar deben elegirse cuidadosamente para garantizar que puedan soportar las condiciones extremas de la Luna y proteger a los astronautas de cualquier daño.
Para garantizar que la base sea adecuada para el duro entorno lunar, se construirá con materiales ligeros como aluminio para las paredes, con aislamiento térmico colocado entre las paredes para evitar la pérdida de calor. La puerta del módulo del invernadero y algunas puertas estarán hechas de metacrilato, un material ligero y lo suficientemente resistente para soportar el duro entorno lunar.
Nuestra base lunar está diseñada para proporcionar una protección integral a los astronautas que la ocupen en un entorno altamente hostil. En la Luna no hay atmósfera ni protección contra la radiación cósmica y solar, por lo que la base tendrá que proporcionar protección contra estas amenazas. Para ello, la mayor parte de la estructura de la base está construida con material lunar, lo que la hace más resistente y menos costosa de construir. Además, la base cuenta con un avanzado sistema de puertas herméticas que se cierran automáticamente en caso de fuga de aire o en caso de emergencia.
Para mantener a los astronautas protegidos de las bajas temperaturas de la Luna, la base estará equipada con una serie de materiales de aislamiento térmico en las paredes y en el revestimiento exterior. Estos materiales ayudarán a mantener el calor en el interior de la base e impedirán la entrada del frío lunar. La base también contará con sistemas avanzados de calefacción y refrigeración para mantener una temperatura agradable para los astronautas.
Además, la base se diseñará para aprovechar al máximo la energía solar, que es una fuente de energía abundante y gratuita en la Luna. Se instalarán paneles solares en el exterior de la base, que proporcionarán la energía necesaria para mantenerla en funcionamiento y alimentar los equipos de los astronautas. La base también contará con sistemas de reciclaje de agua y aire para garantizar la sostenibilidad de la vida en la Luna.
En resumen, nuestra base lunar es una estructura robusta y resistente, diseñada para proporcionar una protección completa a los astronautas que la ocupen en un entorno desafiante y hostil.
El agua es una de las cosas más esenciales para la supervivencia, por lo que en la Luna escaseará. Para obtener agua, nuestra base filtrará la orina producida por los astronautas, y esa agua podrá utilizarse para beber y para los cultivos. También podemos obtener agua del hielo congelado que se encuentra en algunos cráteres de la Luna. Sin embargo, antes de determinar si es seguro consumirla, se llevarán a cabo un par de experimentos para garantizar que el consumo es posible tras la filtración.
Para poder sobrevivir, los astronautas necesitan alimentos, que serán suministrados por la ESA durante un par de meses, pero después los astronautas tendrán que obtenerlos de otra manera. Para ello, nuestra base lunar contará con una zona de cultivo (módulo de invernadero), donde se cultivarán diversas verduras y frutas como patatas, zanahorias, tomates y maíz.
El aire es sin duda el recurso más importante. Por eso nuestra base, además de poder filtrar agua, podrá filtrar el CO2 producido por los astronautas y convertirlo en O2 gracias a las microalgas, que al mismo tiempo pueden generar una pequeña cantidad de oxígeno.
Para generar energía y hacer funcionar todos los dispositivos electrónicos de la base, utilizaremos la energía solar para generar electricidad a través de paneles solares situados alrededor de la base. Esta energía se almacenará en baterías por si fallan algunos paneles solares o durante noches prolongadas.
Nuestro campamento lunar recicla todo lo producido por los astronautas para minimizar el impacto medioambiental en la Luna y garantizar la sostenibilidad de la vida en la base.
Los residuos plásticos se utilizarán para fabricar filamento para impresión 3D y para fabricar herramientas y piezas de repuesto en la base.
Los residuos de alimentos y desechos se utilizarán para fabricar compost, que servirá para cultivar plantas. Así se reduce la necesidad de enviar grandes cantidades de alimentos y suministros agrícolas desde la Tierra.
La orina producida por los astronautas se filtrará, se transformará en agua potable y se almacenará en tanques para consumo personal y cultivo. Además, los residuos líquidos también se procesan para obtener agua limpia y segura.
Además de estos sistemas, la base lunar también cuenta con una instalación para tratar y almacenar residuos peligrosos, como pilas usadas y otros materiales tóxicos.
Uno de los mayores retos a los que nos enfrentamos en la preparación de nuestra próxima misión al campamento lunar es mantener la comunicación con la Tierra y otras bases lunares debido a la gran distancia que nos separa. Para hacer frente a este desafío, hemos identificado una posible solución para mantener la comunicación: instalar una estación de transmisión (con una antena) en el campamento lunar para enviar y recibir señales de radio hacia y desde la Tierra y otras bases lunares.
Es importante tener en cuenta el retraso en las comunicaciones debido a la gran distancia, y planificar en consecuencia para minimizar su impacto en el funcionamiento de la base lunar. También deberíamos considerar la redundancia en nuestros sistemas de comunicación para garantizar una conexión continua y fiable.
En nuestro campamento lunar, la investigación se centraría en diversos temas científicos, como la geología lunar, el entorno de baja gravedad, la biología, la tecnología y la robótica. Algunos ejemplos de experimentos que podríamos llevar a cabo son:
Geología lunar: Estudiaríamos las características geológicas de la Luna, como la estructura de su interior, la composición de su suelo y la presencia de minerales valiosos. También podríamos analizar las rocas y los suelos que traigamos de la Luna para comprender mejor su historia geológica.
Entorno de baja gravedad: Estudiaríamos cómo afecta el entorno de baja gravedad de la Luna a los seres vivos, incluidos los humanos. Por ejemplo, podríamos estudiar cómo afecta la baja gravedad a los músculos y al sistema cardiovascular.
Biología: Investigaríamos si hay vida en la Luna o si existen condiciones que permitan la existencia de vida. También podríamos estudiar cómo se adaptan las plantas y los animales al entorno lunar.
Tecnología: Desarrollaríamos nuevas tecnologías para ayudarnos a vivir y trabajar en la Luna, como sistemas de suministro de aire y agua, sistemas de comunicación y vehículos para explorar la superficie lunar.
Robótica: Utilizaríamos robots para realizar tareas peligrosas como la exploración de cráteres y la recogida de muestras. También podríamos utilizar robots para realizar experimentos en zonas de difícil acceso para los humanos.
Astronomía: Observaríamos el cosmos desde la Luna, donde la ausencia de atmósfera y la escasa luz artificial permitirían observaciones más precisas.
Nuestro programa de entrenamiento de astronautas para una misión a la Luna incluiría lo siguiente:
Amplio entrenamiento físico y psicológico para adaptarse a las condiciones de vida y trabajo en el espacio, incluida la microgravedad y la exposición a la radiación cósmica. Debe prestarse especial atención a la salud mental y a la gestión del estrés durante la misión.
Formación en el uso de equipos científicos y técnicos específicos, como trajes espaciales, vehículos lunares y herramientas para la recogida de muestras. También debe incluirse formación en mantenimiento y reparación, para poder resolver cualquier posible problema técnico durante la misión.
Formación en navegación y conducción de vehículos lunares, así como en marcha lunar y salida de la nave espacial. Debe prestarse atención a las particularidades de la superficie lunar, como la presencia de cráteres y rocas, y a cómo manejar el vehículo en estas condiciones.
Curso de supervivencia espacial para aprender a hacer frente a situaciones de emergencia en el espacio, como la pérdida de la nave espacial o el fallo de equipos críticos. También debe incluirse formación en primeros auxilios y reanimación cardiopulmonar.
Formación en ciencias planetarias y geología para comprender el entorno lunar y planificar el alcance científico de la misión. Debe prestarse atención a la identificación y recogida de muestras de rocas y su posterior análisis en el laboratorio.
Simulaciones de misión en tierra para practicar las tareas y procedimientos que se llevarán a cabo en la misión real, incluida la comunicación con la estación espacial y el trabajo en equipo con otros miembros de la tripulación.
Formación en comunicaciones y trabajo en equipo para garantizar una comunicación fluida y una colaboración eficaz con el equipo de la misión y la estación espacial, así como la coordinación de actividades entre los distintos miembros de la tripulación.
Nuestra misión lunar requerirá 4 vehículos: 2 rovers lunares para investigaciones del suelo y búsqueda de agua en otros cráteres, y 2 vehículos de transporte, uno para personas y otro para materiales. Cada rover tendrá una capacidad de carga de 250 kilogramos y una autonomía de 150 kilómetros en la Luna, con una velocidad máxima de 18 km/h. El vehículo de transporte de personas tendrá capacidad para 4 astronautas, mientras que el de materiales tendrá una capacidad de carga de 1,5 toneladas y un sistema de elevación para cargar y descargar material de forma eficiente. Todos los vehículos se transportarán a la Luna en el cohete SpaceX Starship y llevarán una grúa retráctil. Cada vehículo estará equipado con tecnología avanzada de comunicación, navegación y seguridad para garantizar la eficacia y seguridad de la misión. Hemos diseñado específicamente uno de los rovers mencionados.
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