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.
Gimnasio Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha República Checa 16, 17 3 / 0 Inglés
Software de diseño 3D: Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
Nuestra misión se llama Hábitat Planetario y Exploración Astrocientífica. Se trata de la próxima P.H.A.S.E de exploración lunar.
El objetivo de esta misión es lograr una presencia humana continua en la Luna y servir de punto de apoyo para futuras misiones lunares. Nuestra base utiliza las maravillas de la ingeniería moderna con un objetivo de seguridad en mente. Está diseñada para satisfacer todas las necesidades vitales de nuestros astronautas y garantizar su comodidad durante su estancia. Esta estación se basa en otras infraestructuras lunares como la Gateway de la ESA. Esta misión llegará más tarde en el marco temporal de la expansión lunar, con el fin de garantizar la máxima seguridad y fluidez de todo el proceso.
PHASE albergará a 3 astronautas. Estará situada en el polo sur de la Luna. Este emplazamiento se eligió específicamente por sus propiedades únicas. La estación consta de 5 habitaciones: El laboratorio, el dormitorio, el salón social, el invernadero y la cámara de presión. Las habitaciones están conectadas por pasillos que albergan espacio de almacenamiento adicional y sistemas importantes como el soporte vital MELiSSA. A continuación se muestra la vista de arriba abajo:
La misión PHASE también incluye un rover, 2 robots autónomos, una antena y, en total, veinte paneles solares subterráneos para suministrar energía.
El principal objetivo de esta estación es la investigación científica. La investigación se centraría en producir y cultivar plantas en la Luna y estudiar su viabilidad bajo la gravedad de 1/6 de la Luna. Otra parte de la investigación, quizá más importante, incluiría la recolección y transformación del agua de la Luna en agua potable. Otra investigación incluiría un estudio más profundo de las rocas lunares y su utilización en la construcción en la Luna.
Como escribimos anteriormente, la base se situaría en el polo sur de la Luna, debido a la estabilidad de la luz solar y al acceso al agua helada o subterránea. Más concretamente, la base estaría situada fuera del cráter Shackleton. El propio cráter ha estado cubierto de oscuridad desde la formación de la Luna y servirá como depósito de agua congelada.
La construcción de la base se dividirá en dos fases. La primera será no tripulada y la segunda tripulada. Los astronautas llegarán a la segunda y tendrán todo lo necesario preparado. Los recursos a bordo de la primera incluirán materiales para la estructura principal de la estación. La estación será inflable y estará hecha de kevlar reforzado con fibra de carbono y titanio. Para construir los cimientos de la base utilizaremos la impresión 3D para sentar una base precisa. Podríamos imprimir parcialmente utilizando materiales locales como una roca lunar para minimizar aún más los materiales necesarios. El interior de las paredes se llenará con una mezcla de oxígeno y nitrógeno que servirá como reserva de oxígeno de emergencia.
Parte de esta primera fase van a ser los dos robots autónomos, que juntarán todo lo que puedan. La estación será subterránea para evitar la radiación y otros peligros. Los robots prepararán el terreno para la estación y luego lo cubrirán con material de excavación. En la primera fase también se establecerá la energía y la comunicación a través de las antenas y los paneles solares. La parte más importante que habrá que instalar en la primera fase son los sistemas de agua. Más adelante describiremos su funcionamiento. Una vez instalada la electrólisis en la primera fase, podremos utilizar los gases producidos para rellenar las paredes.
La base protege a sus habitantes al estar recubierta de material de roca lunar impreso en 3D. Esto tiene muchas ventajas. Protege de la radiación y de las lluvias de meteoritos. Elimina la necesidad de estructuras complejas y pesadas, lo que permite nuestro diseño inflable reforzado, ahorrando peso en las naves y permitiéndonos transportar más carga útil adicional.
También tenemos paneles solares subterráneos retráctiles que pueden esconderse en caso de peligro por lluvias de meteoritos. Además, el almacenamiento subterráneo limpiará automáticamente el polvo lunar de los paneles. La antena también es retráctil para evitar daños.
Uno de los mayores problemas del entorno lunar es el polvo. La base tiene que recurrir a equipos externos y EVAs. Para resolver el problema del polvo, todo lo que esté en el exterior o en contacto con el polvo se recubrirá con una capa especial que utilizará la carga eléctrica del polvo en su contra. El sistema tendrá una capa eléctrica que repelerá activamente el polvo, en lugar de atraerlo. Los cuerpos rígidos fijos utilizarán una capa hecha de metal y los cuerpos flexibles, como los trajes espaciales, utilizarán nanotubos de carbono como conductor.
Nuestra base incorporará sistemas de reciclaje de aguas negras y grises, que van a limpiarlas/reciclarlas. El resultado será agua blanca potable que podrá utilizarse en otros lugares. Los restos de este proceso se utilizarán como fertilizante en el invernadero.
La principal fuente de agua, además del reciclaje, será la extracción y limpieza del agua de la Luna para hacerla potable. Para ello se utilizará un rover cargado con un RTG que explotará el hielo de los cráteres. El RTG evitará la necesidad de carga y de luz solar y permitirá al rover trabajar en zonas oscuras del cráter.
La principal fuente de alimento son las plantas del invernadero. Las estanterías del invernadero son multifuncionales y pueden albergar distintos tipos de plantas. Las principales plantas cultivadas son: Patatas para hidratos de carbono y vitaminas A y C, Tomates para vitaminas A,C,K, potasio y fibra. La última planta son las judías, que aportan zinc, cobre, manganeso, selenio y vitaminas B1, B6 y E. También incluiríamos alimentos traídos de la Tierra con los astronautas. El invernadero tiene ciclos diurnos y nocturnos que se crean cambiando la intensidad y el brillo de luces de alta eficiencia. Las plantas, como ya hemos dicho, son fertilizadas y regadas por el Módulo Automático de Fertilizantes y Aspersores (AFSM) que se alimentará del módulo de reciclaje.
El oxígeno para los astronautas va a ser cubierto en parte por plantas como subproducto del invernadero y en parte por electrólisis del agua de la Luna. También podemos utilizar el interior de las paredes como reserva de oxígeno de emergencia si fallan los sistemas. El interior de la base puede llenarse de dióxido de carbono a cambio de oxígeno.
Producimos más de 75 kW de electricidad con energía solar. Un solo panel tiene 12m2 de superficie, nosotros tendremos veinte. Con un poco de matemáticas y utilizando paneles de alta eficiencia 25% y utilizando la constante solar obtenemos: 240×1300:4 = 78000W de potencia. Las RTG se utilizarán como reserva de emergencia.
Tendremos un bucle MELiSSA cerrado y totalmente integrado en nuestra base, capaz de tratar y reutilizar prácticamente todos los residuos que la base pueda generar. MELiSSA es un sistema de soporte vital basado en un ecosistema artificial y fue iniciado por la ESA. El bucle MELiSSA contiene 4 compartimentos:
Licuado - punto de recogida
Fotoheterótrofos - Eliminación de subproductos licuantes
Nitrificación - Ciclado del NH4+ a nitratos
Fotoautótrofo - compartimento de la planta para la regeneración de oxígeno
Lo anterior está muy simplificado a efectos de este documento. Nuestro objetivo es producir cero residuos y reutilizar todo lo que llevamos a la luna.
La propia base estará equipada con una antena de corto y largo alcance para la comunicación. El punto principal es utilizar la misión Gateway de la ESA en la órbita lunar como estación de retransmisión con la Tierra. Este enlace permite la comunicación incluso si la Tierra no está en línea directa de visión / alcance con la base lunar. Además, el Gateway sirve perfectamente como repetidor en órbita para otras actividades lunares con la base, incluso para distancias más largas. La antena situada en el techo sirve de reserva y se utilizará principalmente para las comunicaciones con el Gateway. La antena más grande en el suelo es la principal.
El principal objetivo de esta base es la investigación de colonias en diferentes planetas (lunas) y la respuesta humana que luego pueda utilizarse en futuras misiones. En relación con ello, se profundizará en la exploración y comprensión de la geología de la Luna. La base explorará la minería y la posibilidad de utilizar la roca lunar y otros recursos como material digno de ser utilizado en futuras expansiones en la Luna.
Uno de los problemas a los que se enfrentan los astronautas es la falta de gravedad terrestre. Esto significa que los músculos y los huesos se atrofian. Para evitarlo, la estación está equipada con máquinas especiales de ejercicios que funcionan en baja gravedad. Los astronautas deberán tener un conocimiento completo del funcionamiento de estas máquinas y de todos los riesgos que encontrarán. Esto se aplica a toda la misión, no sólo a los entrenamientos.
El entrenamiento de los astronautas incluirá una versión 1:1 de la estación en la Tierra para familiarizarse con sus características. Junto con el conocimiento completo de los equipos que utilizarán los astronautas. La formación de astronautas para la base lunar debería ser similar a la formación para la ISS.
La formación adicional en comparación con la ISS debe incluir:
Gestión del polvo lunar
Esta misión incluirá medidas activas y pasivas contra el polvo. Aun así, los astronautas deberán saber cómo prevenir y tratar la acumulación de polvo y cómo limpiarlo.
Protección contra las radiaciones
El campo electromagnético terrestre no llega a la Luna y, a diferencia de la ISS, los astronautas que realicen EVAs estarán expuestos a grandes cantidades de radiación. Deben recibir formación sobre cómo minimizar los riesgos para la salud y qué hacer si, por ejemplo, la exposición fuera demasiado elevada.
Mantenimiento del traje EVA
Los trajes espaciales utilizados en esta misión tendrán que resistir exponencialmente más horas de EVA que las misiones lunares anteriores, como el programa Apolo. Por ello, los trajes espaciales tendrán que ser revisados y comprobados con regularidad, y los astronautas necesitarán los conocimientos necesarios para hacerlo.
Para viajar por la Luna utilizaremos un rover que nos permitirá alcanzar distancias mayores. El vehículo cuenta con un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) y energía solar para alimentar las baterías de a bordo, lo que en teoría le proporciona un alcance ilimitado.
Tenemos un robot autónomo de impresión en 3D y una excavadora que formarán parte de la primera fase de esta misión y se utilizarán para sentar los cimientos, recoger el hielo y extraer suelo lunar, respectivamente.
La base dispondrá de una plataforma de aterrizaje cercana que será utilizada por vehículos propulsados por cohetes, como la nave espacial de aterrizaje Artemis o la Nave Espacial. Los viajes de ida y vuelta a la base se harán en cohete, ya que la humanidad no dispone actualmente de un medio de transporte extraterrestre mejor.
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