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.
III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni Gdynia-Pomorskie Polonia 14, 17, 18 5 / 1 Inglés
Software de diseño 3D: BlenderKit
El Campamento Lunar de la Misión de Exploración Lunar (LEM) lleva el nombre de un pionero del género de ciencia ficción en Polonia: Stanisław Lem.
La base estará situada en el Polo Sur de la Luna, en el borde del cráter Shoemaker, para aprovechar los recursos in situ. La base está dividida en módulos, que incluyen una zona para dormir y relajarse, un gimnasio, una cocina, el control de la misión, una bahía médica y un laboratorio para realizar experimentos. Además, en las últimas fases de la misión se construirán una cúpula de invernadero aeropónico, un laboratorio de gravedad y un cobertizo para los robots Doglike GLIMPSE.
El objetivo de nuestra misión es la investigación científica. Se llevarán a cabo experimentos en los campos de la biología, la ciencia planetaria, la geología y la física. Además, controlaremos la salud física y mental de los astronautas con vistas a futuras exploraciones espaciales.
El LEM contribuirá significativamente al desarrollo de la exploración y la ciencia lunares. En virtud del diseño de la base, la misión podrá evolucionar desde una base única hasta una colonia lunar, lo que podría dar el pistoletazo de salida a una colonia lunar en el futuro.
La visión del Campamento Lunar LEM es experimentar con la exploración lunar sostenible e internacional.
El objetivo principal del LEM es científico, es decir, realizar experimentos en los campos de la biología, la física y la genética. Además, probaremos la utilidad de los recursos in situ, como el agua congelada, que podría ser una solución rentable para una presencia más prolongada en la Luna. Nuestro otro propósito es, en el futuro, transformar la base única en una colonia lunar.
Nuestro propósito secundario es educativo. Los astronautas grabarán vídeos cortos mostrando su vida en la Luna, que más tarde se utilizarán para la educación espacial y para aumentar la popularidad a través de las redes sociales (¡incluso haremos el primer TikTok desde la Luna!).
Elegimos como ubicación el borde del cráter Shoemaker (alrededor de Lat: -88,48°, Lon: 76,20°).
Todos los datos proceden de la página web del LROC: https://quickmap.lroc.asu.edu/ [Consultado el 18.04.23]
Materiales
Técnicas y opciones de diseño
Fuentes
100% del diseño del modelo es nuestro. Algunos materiales fueron tomados de la base de datos gratuita BlenderKit.
Para carteles utilizados dentro de nuestra base:
Radiación
Una capa de plomo y escudos electromagnéticos proporcionarán una protección general contra la radiación y las interferencias electromagnéticas. Los túneles entre los módulos se cubrirán con regolito para protegerlos. La cúpula, por su parte, será de vidrio de plomo, que ofrece una buena protección contra la radiación. Además, vigilaremos constantemente los niveles de radiación en la base mediante contadores Geiger.
Meteoritos
Los estudios generales y las estadísticas muestran que las caídas de meteoritos no ocurren con tanta frecuencia, y si lo hacen son micrometeoritos. La capa que protege contra la radiación debería proporcionar una protección básica contra ellos. Además, utilizaremos escudos especiales para una protección avanzada contra los micrometeoritos.
Disipación del calor y gran diferencia de temperatura
Las paredes de la base deben proporcionar un amplio aislamiento térmico para mantener la temperatura interior relativamente constante. En su mayor parte, esto puede conseguirse mediante una capa de protección contra la radiación y, además, habrá una fina capa aislante y otra de protección contra la transferencia de calor por radiación (es decir, infrarrojos). Además, habrá un sistema en la base para estabilizar con mayor precisión la temperatura a un valor adecuado. Además, se colocarán paneles fotovoltaicos semipermeables en el cristal de la cúpula para generar electricidad y proteger de las altas temperaturas durante el día lunar.
Polvo lunar
Para protegernos del polvo lunar, es decir, de trozos muy finos de silicatos y otros compuestos potencialmente nocivos para el ser humano, utilizaremos un sistema de filtración de aire en las esclusas. Para proteger los paneles fotovoltaicos de este polvo que se deposita en ellos, podrán cambiar su ángulo de inclinación y evacuar este polvo.
Agua
Método "Aqua factorem" para la extracción de agua
El agua se recicla mediante biorreactores de algas y el sistema MELiSSA, garantizando un sistema cerrado
Rover busca y cartografía hielo lunar, productos químicos y rocas subterráneas que obstruyen la excavación
El espectrómetro analiza muestras de suelo de diferentes profundidades para determinar la presencia de agua
Perfora bajo la superficie lunar y extrae grandes cantidades de regolito.
El rover de transporte despliega la excavadora y entrega el regolito
Alimentos
La IA controla los datos del invernadero aeropónico (temperatura, niveles de CO2, humedad, longitud de onda de la luz y ciclos de crecimiento) y los ajusta para optimizar el entorno de cultivo de las distintas hortalizas.
Añadir 100 mg de ácido gamma-aminobutírico (GABA) a las verduras (como la col rizada Toscano) para reducir la ansiedad.
Los algoritmos de la tecnología interceptiva portátil analizan los datos (frecuencia cardíaca, ciclo de sueño, ejercicio físico, cambio de peso, ingesta de agua) para calcular nutrientes individuales especializados.
La comida impresa en 3D adaptada a las necesidades calóricas y nutricionales de los astronautas ayuda a los métodos de cocina tradicionales
Los astronautas preparan, comen y limpian juntos después de las comidas para reforzar los vínculos.
Gracias a la impresión 3D, los astronautas podrán disfrutar de sus comidas culturales/religiosas.
Aire
La atmósfera de la base se recircula y purifica constantemente, eliminando el dióxido de carbono y reponiendo el oxígeno mediante el citado biorreactor en un circuito cerrado.
Para obtener oxígeno, utilizaremos tecnología solar concentrada (necesitaremos un pequeño reactor, junta en el exterior y lente fresnel) para fundir el regolito. Los electrodos del interior del reactor separan los metales del oxígeno y, manteniendo una presión baja, extraeremos el oxígeno del sistema y lo almacenaremos en tanques de gas presurizados.
Potencia
La electricidad se genera mediante paneles solares colocados en el tejado y en los cristales de la cúpula. Esta energía se almacena en un sistema cerrado de pilas de combustible de hidrógeno y baterías para aumentar la seguridad y minimizar la posibilidad de pérdida de potencia. Elegimos las pilas de combustible porque su combustible puede almacenarse modularmente en depósitos externos, lo que ofrece una solución ligera al problema del almacenamiento de energía.
Residuos humanos
La orina y las heces se tratan y procesan en una unidad de gestión de residuos, similar al sistema de reciclaje de agua de la Estación Espacial Internacional (ISS), y en un biorreactor, para producir agua y residuos sólidos que puedan almacenarse o eliminarse de forma segura.
Las heces se convierten en herramientas de bioplástico mediante impresión 3D
Reciclado
Mediante la impresión 3D, reutilizamos ciertos plásticos o metales en nuevas herramientas
Mediante el compostaje anaeróbico, convertimos los residuos orgánicos en tierra fértil que puede producir calor y CH4 y gas metano que pueden alimentar nuestros cohetes.
Almacenamiento
Los materiales radiactivos o peligrosos deberán almacenarse en contenedores especialmente diseñados para evitar la contaminación del entorno lunar.
Además, un sistema de etiquetado dejará claro de qué está hecho cada cosa, cómo puede gestionarse como residuo o cómo reutilizarlo.
En la base se colocará una antena para la banda de ondas ultracortas con características de radiación omnidireccional, que se utilizará para la comunicación local con los astronautas durante las operaciones fuera de la base y para transmitir datos de estaciones de medición u otros dispositivos externos. Este método sólo se utilizará dentro del horizonte.
Si necesitamos comunicarnos con una estación, rover o sensor que se encuentre más allá del horizonte, utilizaremos el método Luna-Tierra-Luna. En este caso, la Tierra puede utilizarse como relé, dando cobertura a casi todo el hemisferio de la Luna.
El punto donde se encuentra la base permite la comunicación directa permanente con la Tierra mediante antenas direccionales de microondas. Este tipo de enlace, debido a la frecuencia utilizada, es bastante resistente a las interferencias y no requiere gran potencia.
El objetivo principal del LEM es la investigación de experimentos biológicos y la exploración de tubos de lava. Se proponen varios experimentos:
El impacto en las plantas y los hongos. A las formas de vida les gusta adaptarse a las nuevas condiciones, por lo que es probable que veamos algunas mutaciones. Ejemplares potenciales serían un hongo radiotrófico como Cladosporium sphaerospermum o Cryptococcus neoformans.
Biomodificación de la supervivencia de plantas y hongos. Las biomejoras podrían incluir una mayor producción de melanina y pondrían a prueba la superioridad de los organismos biomodificados y cómo afecta a la comestibilidad de las plantas.
Pruebas de almacenamiento de ADN en la Luna. Algún día podríamos utilizar la Luna como arca para el material genético, ya que es mejor almacenar la información importante en distintos lugares.
Nuestra base se desplegaría cerca de una posible sección de tubos de lava, lo que abriría la posibilidad de explorarlos utilizando robots GLIMPSE de tipo canino. Esta tripulación robótica registraría la radiación y las temperaturas en el interior, además de estudiar aspectos geológicos de estas cuevas como, por ejemplo, la estructura y composición de las paredes. Los robots también buscarían agua. La misión constaría de varios robots que realizarían diferentes tareas para formar una unidad cohesionada.
Estos experimentos proporcionan datos valiosos para misiones y asentamientos posteriores, que abrirían una nueva rama de la economía.
Además, se realizará un estudio de la propagación de ondas electromagnéticas en el espectro radioeléctrico en un entorno sin atmósfera. Este experimento se basa en el estudio de la distancia que puede recorrer una onda de radio en un entorno en el que no puede haber reflexiones ni refracciones de la onda. Mediante la realización de este experimento, es posible comprobar y encontrar la distancia máxima a la que puede estar una base lunar de otra base o estación de reconocimiento, de un posible repetidor o de un vehículo lunar para que se pueda transmitir información de forma estable entre ellos.
Formación medioambiental
Se aislará a los astronautas y se les colocará en entornos polares extremos (por ejemplo, la tundra helada canadiense o el hábitat lunar en los Alpes suizos) durante un largo periodo de tiempo para que practiquen su comportamiento de expedición.
En la naturaleza, se les encomendarán tareas espontáneas, como trasladar su campamento, recuperar alimentos y suministros arrojados en puntos aleatorios y llevarlos de vuelta al campamento.
En el hábitat lunar, que se parecerá a nuestro Campamento Lunar, realizarán rutinas diarias basadas en misiones anteriores de la ESA y la NASA, pero también se les encomendarán tareas espontáneas para desarrollar su capacidad de improvisación en circunstancias difíciles.
Los astronautas participarán en los cursos CAVES (Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill) de la ESA.
Formación técnica
Los astronautas se entrenarán caminando por la Luna, montando el Campamento Lunar, recogiendo muestras de regolito y realizando experimentos en una piscina diseñada para simular condiciones de baja gravedad e iluminación lunar. El suelo del fondo de la piscina imitará el suelo lunar.
También se entrenarán en realidad virtual para simular las operaciones robóticas, la manipulación de masas y toda la misión, desde el prelanzamiento hasta el aterrizaje. La realidad virtual les permitirá entrenarse durante la cuarentena previa al lanzamiento.
Geociencia
Los astronautas participarán en el curso Pangea para adquirir conocimientos sobre geociencia de campo, ciencia planetaria y astrobiología, necesarios para "identificar y documentar muestras científicamente relevantes sobre el terreno y comunicarlas al control de tierra utilizando un lenguaje eficiente y geológicamente correcto"
Entrenamiento de vuelo
Los astronautas se entrenarán en aviones de gravedad reducida para simular las condiciones de baja gravedad que experimentarán durante su vuelo a la Luna.
Formación psicológica
Los astronautas participarán en un entrenamiento de atención plena para ayudarles a sobrellevar el aislamiento y el estrés.
El equipo asistirá a terapia de grupo para trabajar la comunicación, las posibles áreas de conflicto y cómo afrontarlas eficazmente.
La base se transportaría a la órbita lunar mediante un cohete de al menos 14 metros de diámetro. Una vez en órbita, cada módulo de aterrizaje descenderá en los lugares designados. Al principio, la tripulación recorrería la superficie lunar con vehículos ligeros normales, pero cuando la base esté en un nivel más avanzado, los astronautas cambiarán al vehículo Desert RATS. El regolito para la extracción de hidrógeno, oxígeno y minerales será transportado por el rover autónomo. Además, utilizaremos los robots GLIMPSE antes mencionados emparejados con rovers de transporte para la exploración autónoma.
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