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.
Colegio Vasco da Gama Lisboa-sintra Portugal 17, 18 4 / 1 Portugal
Software de diseño 3D: Fusion 360
https://drive.google.com/file/d/1ReZGQIAM1f7LxkjoXMe7X7AYMd2Xy_7U/view?usp=sharing
El proyecto del segundo semestre de Física tenía como objetivo elaborar una base lunar en software de modelado 3D para submeterla en el Moon Camp Challenge 2023. El equipo cumplió los objetivos establecidos por la profesora de física, que incluían proporcionar condiciones de supervivencia, espacios de convivo, instalaciones para el ejercicio físico y un laboratorio. Se ha llevado a cabo una investigación sobre los equipos necesarios para garantizar el suministro de agua y energía, la producción de alimentos, la protección contra asteroides y radiaciones y la creación de una atmósfera respirable. El proyecto se planificó con objetivos bien definidos, resultando en el desarrollo de habilidades de trabajo en equipo, organización y modelado 3D en fusion360. El equipo adquirió características que se utilizarán en futuros proyectos.
El Moon Camp Challenge propuso la creación de un modelo 3D de una base lunar. La base debía satisfacer las necesidades básicas de los astronautas, tales como: alimentación, oxígeno, temperatura estable, así como un objetivo de investigación en la luna. El objetivo de la base lunar realizada era explorar la producción de energía a través del Hélio-3, un isótopo raro en la Tierra, pero que existe en cantidades significativas en la Luna. Después, el hélio-3 podría llevarse a la Tierra para su comercialización.
La base se construirá en la parte lateral de la cráter Shackleton, debido a las temperaturas más próximas a las aceitávicas, así como a la proximidad de grandes depósitos de gel en el fondo de la cráter. La cavidad en la que se construirá la base será excavada por el robot Sparky-3. La razón de que la base esté dentro de una cavidad en la roca lunar es la protección contra la radiación solar. De este modo se consigue un aislamiento decente del régimen lunar, protección contra la radiación y proximidad a una fuente de agua.
La base lunar se construirá con reglón lunar y un aglutinante que se importará de la Tierra. De esta forma, sería posible proteger a los astronautas contra la radiación y contra la caída de meteoritos y, al mismo tiempo, proteger el espacio en la nave que sería ocupada por los materiales de construcción.
La base se construirá con reglón lunar y con un aglutinante que se importará de la Tierra. De esta forma, será posible crear espacio en la nave y proporcionar a la base una resistencia contra la radiación y la lluvia de meteoritos. En el exterior de los edificios, los astronautas tienen que vestir la capa de protección.
En esta misión, será necesario que los astronautas tengan acceso a agua potable y alimentos. Por ello, la base incluye un horno en el que se plantan alimentos que sobreviven a las condiciones más extremas, ricos en nutrientes y de rápido crecimiento. Se cultivaron cenizas, batatas, alfalfa y también trigo y beterraba sacarina, de la que se retiraba el azúcar para producir pan. También se importarán 50 kg de sal de la Tierra. En relación con el agua, se han aprobado los depósitos de gel de la cráter Shackleton. Los depósitos de gas son excavados por uno de los vehículos lunares y son llevados a un depósito. Allí, el gel se derretirá, llevando el agua a una estación de tratamiento para eliminar las impurezas y, posteriormente, se colocará en un depósito con temperatura regulable. Además, el agua se encaminará a las distintas divisiones de la base lunar a través de canales. Para garantizar el oxígeno en el interior de la base, se utilizará un biodigestor que convierta el lixo en hidrógeno. El hidrógeno se combinará con el dióxido de carbono expirado por los astronautas y dará origen al agua y al monóxido de carbono. Se reducirá la temperatura para licuar el agua y, posteriormente, para su electrólisis, originando oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno se reutiliza en el proceso, mientras que el oxígeno se distribuye por las distintas divisiones de la base. Se realiza el reciclado, existiendo 3 contenedores grandes para colocar el lixo. En cuanto a la energía, la base tiene paneles solares como fuente de energía renovable y, en el futuro, tendrá un centro de fusión nuclear para poder transformar el hélio 3 en energía eléctrica.
El biodigestor aprovecha los residuos producidos por la base para producir hidrógeno. El hidrógeno se envía por un tubo hasta el ventilador, donde se reacciona con el dióxido de carbono expulsado por los astronautas, generando vapor de agua y monóxido de carbono. El monóxido de carbono se libera entonces en el exterior de la base, mientras que en el agua procede a la disminución de la temperatura de manera que pasa al estado líquido. A continuación, se produce la electrólisis del agua, o sea, se pasa una corriente eléctrica por el agua, separándola en oxígeno e hidrógeno. A continuación, el oxígeno se distribuye por las distintas divisiones de la base lunar. El hidrógeno, a su vez, se reintroduce en el ventilador para reaccionar con el dióxido de carbono. Por lo tanto, hay dos tubos que circulan por todas las divisiones: uno de ellos recoge el dióxido de carbono y el otro distribuye el oxígeno.
Los astronautas tienen dos formas de telecomunicación, la primera es con ondas de radio, que se utilizan para llamar a la Tierra entre astronautas o entre bases. Para poder comunicarse entre la Luna y la Tierra se utilizan satélites en órbita tanto en la Luna como en la Tierra y para recibir las señales, la base cuenta con un centro de telecomunicaciones con una antena parabólica.
La exploración de Lua ha sido objeto de interés y especulación durante décadas. Una de las razones por las que la gente quiere ir a Lua es la posibilidad de explorar el hélio-3, un elemento raro y altamente energético.
El hélio-3 es un isótopo del hélio que puede utilizarse como combustible en reactores nucleares de fusión. La fusión nuclear es una fuente potencialmente ilimitada de energía limpia y segura, que puede sustituir a los combustibles fósiles y reducir la dependencia de fuentes de energía no renovables.
Aunque el hélio-3 es un elemento raro en la Tierra, está presente en cantidades significativas en la superficie de la Luna. Se cree que el hélio-3 es producido por el viento solar, que deposita el elemento en la superficie lunar. Esto significa que la Luna es una fuente potencialmente rica en hélio-3.
Sin embargo, explorar el Hélio-3 en Lua no será una tarea fácil. La Luna es un ambiente hostil, con temperaturas extremas, radiación intensa y una fina luz lunar que puede dañar los equipos. Además, la coleta de helio-3 requiere la extracción del material de la superficie lunar y el transporte de vuelta a la Tierra, lo que sería una tarea extremadamente cara y compleja.
A pesar de los desafíos, muchos creen que la exploración del Hélio-3 en la Luna es un objetivo que vale la pena perseguir. Además del potencial de energía limpia y renovable, la exploración lunar podría aportar descubrimientos científicos importantes y abrir el camino para futuras misiones tripuladas a Marte y otros lugares.
En conclusión, la exploración del hélio-3 en Lua es una idea empírica que podría permitir avances significativos en energía limpia y en exploración espacial. Aunque hay muchos retos que superar, la perspicacia de una fuente de energía segura y renovable es una razón convincente para que exploremos Lua.
Para prepararse para una misión lunar, los astronautas deben adquirir habilidades técnicas y físicas específicas y también estar psicológicamente preparados.
En cuanto a las habilidades técnicas, están entrenados en pilotaje de vehículos espaciales, funcionamiento de equipos científicos, reparación de sistemas críticos, además de aprender procedimientos de seguridad y emergencia a bordo. La preparación física es importante para hacer frente a las condiciones de gravedad cero y realizar caminatas espaciales, así como para soportar ambientes con altas temperaturas y niveles de radiación. Además, la preparación psicológica es esencial para hacer frente al aislamiento y confinamiento durante la misión, por lo que los astronautas aprenden habilidades de resolución de conflictos, comunicación eficaz y gestión del estrés, además de pasar por simulaciones de misiones prolongadas. Además, están diseñados para tareas específicas de la misión, como el estudio de la geología lunar, la coleta de amostras y el funcionamiento del vehículo lunar. El objetivo es preparar a los astronautas para hacer frente a cualquier situación que pueda surgir durante la misión.
Para el transporte a la Luna se eligió la Starship, ya que, de acuerdo con los especialistas en exploración espacial, su uso para transportar materiales y suministros a la Luna es una opción económicamente viable. Además, el vehículo está diseñado con sistemas y piezas totalmente reutilizables, lo que significa que los costes asociados a los viajes espaciales se mantendrán bajos. Además, la nave tiene capacidad para transportar hasta 100 toneladas, lo que permite transportar una gran cantidad de materiales de construcción, mantenimiento y otras cargas necesarias para la Lua en un número relativamente reducido de vehículos. En lo que respecta a la tripulación, aunque la nave puede transportar hasta catorce personas, se han ideado cinco tripulantes para garantizar la seguridad y la eficiencia de la misión.
Dentro de la luna, los vehículos utilizados son un vehículo para el transporte de personas y más de 3 vehículos para explorar la región lunar, como el hielo, y llevarlos a la base.
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