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Galería Moon Camp Pioneers 2019-2020

En Moon Camp Pioneers la misión de cada equipo es diseñar en 3D un campamento lunar completo utilizando Fusion 360. 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.

Equipo: Cyber_Hogs

Palatul Copiilor Cluj  Cluj-Napoca    Rumanía 15 a 16 años

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

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Describa su proyecto de Campamento de la Luna.

La base que hemos diseñado es una estructura de tres niveles, con un módulo hinchable independiente en cada nivel. Todos los módulos están conectados a un hueco de ascensor/escalera. El radio de los módulos debe adaptarse a la topografía local, probablemente alrededor de 5-6 metros con 3,5-3,7 metros de altura máxima. Los tres módulos estarán presurizados por separado.
En el eje vertical, debe medir entre 8 y 10 metros bajo tierra. La estructura de la cúpula en la superficie (no el módulo hinchable) tendrá la forma de una semiesfera. El tamaño real deberá decidirse tras el escaneo original del emplazamiento, probablemente no más de 7 metros de diámetro, sin contar las extensiones semicilíndricas para cubrir las esclusas.
La idea de utilizar tubos de lava se basa en la posibilidad de extender la estructura dentro de la red de túneles subterráneos potenciales. Con el tiempo, una cadena continua de módulos inflables podría irradiar desde estos puntos de entrada.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Consideramos que la mejor ubicación para una base lunar permanente es el cráter Philolaus, situado a 72,1 N; 32,4 W. El PC data de la edad copernicana, y los depósitos de fundido de impacto en su parte central-oriental se encuentran entre los flujos de lava más jóvenes descubiertos en la Luna, lo que significa que el pozo de acceso a los tubos de lava podría ser lo suficientemente estable. Las observaciones revelaron la existencia de pozos relativamente circulares, interpretados como tragaluces de los tubos de lava o rasgos posteriores al flujo. No pudimos encontrar ningún pozo más cercano al polo. Esto puede ser el acceso a huecos subsuperficiales y a redes potencialmente vastas de cavidades subsuperficiales más grandes aisladas de las condiciones ambientales de la superficie lunar. En el suelo del cráter Philolaus, cerca de los pozos de tubos de lava, se identificaron varias zonas relativamente horizontales y lisas, adecuadas como lugares de aterrizaje. La comunicación con la Tierra es posible porque es directamente visible desde la mayoría de los lugares del cráter Philolaus.

¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? Describe las técnicas y los materiales que utilizarás.

Vamos a utilizar una misión de dos etapas.
La primera etapa será robotizada y contendrá varias unidades autónomas capaces de unirse para reforzar el eje y construir la cúpula exterior. El material utilizado será regolito lunar sinterizado por calor mediante microondas o láser. La técnica de impresión será la misma que se utiliza en la cerámica antigua, una espiral ascendente, con la capa superior construida sobre la inferior. En el interior del pozo habrá una estructura de tres niveles Para los pisos, hemos decidido que la mejor solución es un sistema de cables parcialmente elásticos anclados en la pared del pozo, como una tela de araña. La tripulación tendrá que inflar los módulos principales y montar los sistemas de conexión.
Los módulos inflables carecen de rigidez. Para solucionarlo, hemos propuesto un diseño integrado inspirado en las alas de los insectos. Habrá una capa adicional de microtubos limados con resina sintética, capaz de rigidizar toda la estructura

Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Desde Luna 24, se han desarrollado multitud de sistemas de extracción, pero todos tienen el mismo principio básico, calentar el material para que libere agua en forma de gas y capturarla.
Tenemos la intención de utilizar algo basado en el reciente sistema avanzado de bucle cerrado de la ESA, diseñado por Airbus. La NASA ha desarrollado sistemas similares. El CO2 producido por los procesos metabólicos se eliminará de la atmósfera de los módulos, reaccionando con H2 en un reactor de metanación Sabatier, para generar metano y agua. Un bucle cerrado altamente eficiente dará lugar a un cierre casi completo del O2, lo que reduciría significativamente la cantidad necesaria de reabastecimiento de agua.

El espacio asignado para el módulo del sistema acuapónico es de 6 metros de radio. En el centro debe estar el tanque de peces y camarones y la estructura de resistencia para las bandejas de crecimiento, en 8-10 niveles. Las bandejas deben poder girar independientemente alrededor del centro.
Alrededor de la acuaponía, crecerán algas pardas y levadura. Los tanques de algas/levadura girarán sobre un carril circular. Tenemos la intención de utilizar el extracto de alginato como base de biotinta para imprimir alimentos.
Nuestro diseño ofrece un área de crecimiento de 500m², teóricamente suficiente para producir lo suficiente para cuatro miembros. Hemos tenido en cuenta algo de proteína animal del tanque de peces/camarones.

Los Kilopower son reactores de fisión que utilizan uranio 235 para alimentar motores Stirling y generar electricidad. Cada unidad debe generar de 1 a 10 KWe. La esperanza de vida es de 12 a 15 años.
La primera prueba se realizó en 2017 (KRUSTY), que medía menos de 2 metros de altura. La prueba fue un éxito.
Los generadores termoeléctricos, (generadores Seebeck), están diseñados para la cúpula exterior. En la Tierra, donde las variaciones de temperatura son pequeñas, la eficiencia es reducida, pero en la superficie lunar debería funcionar.La energía solar se utilizará en la segunda etapa, mediante células de energía impresas en el suelo por un rover similar al Lunar Vacuum Deposition Paver.

Para transformar el dióxido de carbono/agua en oxígeno y glucosa, hemos decidido utilizar un generador a base de Chlorella. La idea era diseñar una unidad compacta capaz de mantener a una persona en un entorno cerrado. No hay un número preestablecido de réplicas en el genoma de los microorganismos, por lo que se podría mantener una tasa de reproducción justa. La vida útil debería estar limitada únicamente por los componentes tecnológicos.
Nuestro diseño se basa en los resultados publicados en el Journal of Siberian Federal University. Biology 1 (2008) 19-39, donde se afirma que un volumen de 17 litros de cultivo de Chlorella, en 8m² es suficiente para 70kg de masa corporal.

¿Cómo piensas construir tu campamento lunar? ¿Qué materiales utilizarías?

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El entorno de la Luna es muy peligroso para los astronautas. Explica cómo tu campamento lunar les protegerá.

La protección tiene tres componentes, el blindaje térmico, el de radiación y el de meteoritos.
Teniendo en cuenta las temperaturas previstas (día/noche; sol/sombra; interior/exterior) y una serie de procesos exotérmicos en curso en el interior de la base, debe haber un sistema de intercambio de calor flexible para regular la temperatura.
La primera capa de protección contra la radiación será la propia superficie lunar, ya que la mayor parte de la base estará bajo tierra.
La cúpula exterior debe tener una capa de protección adicional, probablemente basada en algún material rico en hidrógeno. Creemos que el polietileno es la mejor opción.
Para las misiones de larga duración, debería haber un sistema de protección activo. La mejor solución disponible es un escudo de doble capa, un campo electrostático positivo en el exterior, para repeler las partículas positivas, y un campo magnético negativo en el interior.
No existe una solución perfecta para la protección contra los meteoritos, pero la base es principalmente subterránea y la cúpula exterior podría estar cubierta de regolito.

Describa un día en la Luna para su tripulación de astronautas del Campamento Lunar.

Nuestra tripulación está formada por un médico/psicólogo, un geólogo, un ingeniero estructural/minero, un biólogo/agrónomo, un informático y un astrofísico.
El estado médico de la tripulación es bueno, no se ha informado de ningún problema. Después del desayuno tomado en el módulo central, los datos científicos recogidos se transmiten a la tierra. La tripulación recibe algunos mensajes personales.
El biólogo abandona el módulo central para descender en su laboratorio cerrado al invernadero. Su estudio sobre la germinación de las plantas en condiciones lunares es vital para la expansión de la población de la base.
Los tubos de lava representan un espacio perfecto para construir una verdadera colonia en la Luna, pero la autonomía alimentaria y energética es el factor clave.
El astrofísico no está tan contento, su gigantesco radiotelescopio colocado en el interior del cráter sigue sin funcionar bien, así que tiene que pasar el día revisando datos antiguos, para encontrar y solucionar los problemas. Hay mucho trabajo que hacer en el módulo inferior, en el sistema acuapónico. Ayer se aislaron 20 bandejas y ahora hay que limpiar y desinfectar sus superficies interiores, para volver a introducirlas en el ciclo de cultivo de alimentos.El informático seguía comiendo cuando una alerta empezó a brillar en su consola, otra unidad minera dejó de funcionar. Estas unidades autónomas eran aquellas viejas máquinas que se utilizaban para imprimir el revestimiento interior del pozo, y la cúpula exterior es un milagro que sigan funcionando. Hay que llevar el robot multifuncional a reparar, y eso significa un paseo por el exterior. Normalmente, el geólogo es el que se envía a la superficie, pero esta vez, el médico/psicólogo de la tripulación sugiere dejar que el informático haga el paseo. Él está haciendo su trabajo, supervisando la comodidad física de la tripulación. El geólogo tiene suficientes datos del análisis del regolito. Estos datos se envían a los laboratorios de la Tierra para analizar la actividad solar pasada y tal vez relacionarla con el cambio climático histórico. Su sueño de resolver la crisis energética en la Tierra, extrayendo Helio 3 en la superficie lunar, como estimaba el "Proyecto Artemis", aún no es viable. El helio está ahí, en las cantidades previstas, pero a falta de un ascensor lunar-espacial, el transporte a la tierra será prohibitivo.El ingeniero minero se está preparando para otra prospección en los tubos de lava, encontró un gran depósito de hielo, dentro de una cúpula natural, bajo la superficie, ahora está haciendo simulaciones de integridad



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