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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: Moonwalkers

Collège Champittet  Polea    Suiza 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.

El objetivo de nuestro Campamento Lunar es proporcionar el entorno más eficaz, práctico y seguro para que vivan entre 2 y 4 astronautas durante un largo periodo de tiempo.

Optamos por un campamento formado por dos viviendas, tres módulos subterráneos (para almacenamiento de recursos/agua e invernadero), un centro de comunicaciones, un laboratorio subterráneo, una instalación de fusión-filtración de agua, una batería nuclear (situada a una distancia segura del resto del campamento) y un campo de paneles solares.

Los desplazamientos entre los distintos módulos se harían a través de túneles exteriores que permiten una conexión segura y eficaz. Las esclusas también garantizarán la seguridad entre todos los espacios.

La estructura del campamento consistiría en cada módulo unido por túneles, cada uno de unos 5-10 metros de longitud, para garantizar que, en caso de catástrofe, todos los módulos queden aislados del peligro de forma segura.

El campamento proporciona todas las necesidades vitales mediante instalaciones sistemáticas.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Tras una minuciosa investigación, elegimos las altas montañas situadas en los bordes de los grandes cráteres de los polos lunares basándonos en nuestros criterios de emplazamiento (temperaturas, disponibilidad de agua, disponibilidad de materiales, potencial de captación de energía solar e interés científico).

En primer lugar, los polos lunares contienen hielo valioso, único en los polos y científicamente valioso. Además, después de someterlo a experimentación en la Luna, es de esperar que sea potable gracias a nuestra instalación de filtros de fusión. Además, mediante electrólisis el agua puede separarse en hidrógeno y oxígeno, para combustible y soporte vital.

Luego, el otro recurso clave es la luz solar, que sería prácticamente eterna gracias al posicionamiento elevado y a los polos lunares, lo que significa que nuestros paneles solares estarían constantemente recogiendo energía.

Por último, los polos de la Luna tienen una temperatura más constante, en contraste con las variaciones extremas de temperatura del resto de la superficie, lo que significa que la adaptación del astronauta al nuevo entorno sería mucho más fácil, así como el mantenimiento del equipo.

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

Para los edificios exteriores (cúpulas geodésicas, túneles y otros edificios) utilizaremos un concepto de impresión en 3D, que utilizará suelo lunar como componente principal para el material de construcción. La máquina consistirá en un brazo robótico que imprimirá una mezcla de hormigón geopolímero conocida como "Lunarcrete", compuesta principalmente de regolito lunar que se excavará gracias a la LEB (Lunar Excavation Blade). Además, la mezcla única de minerales silíceos y ferruginosos del suelo lunar puede fundirse en un sólido similar al vidrio mediante microondas.

Para los edificios subterráneos, como el almacén y el invernadero, los astronautas utilizarán la LEB, capaz de excavar grandes agujeros, que posteriormente se terminarán con el brazo robótico de impresión 3D para construir las paredes. La cuchilla de excavación lunar también puede utilizarse para despejar y terraformar el terreno alrededor de la base para otros proyectos de construcción, como una zona de aterrizaje y un campo de paneles solares.

Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Gracias a la práctica ubicación de la base en los Polos Lunares, que contienen 600 millones de toneladas de hielo casi puro, puede ser la principal fuente de agua. La instalación de filtros de fusión situada en el borde de nuestra base recibirá el hielo excavado y lo potabilizará (mediante múltiples procesos físicos y químicos), proporcionando a los astronautas acceso a una cantidad muy grande de este recurso vital que podrá utilizarse no sólo para beber, sino también para otras tareas de higiene como ducharse y asearse.

La principal fuente de alimentos para los astronautas iniciales en la base será la comida traída de la Tierra, en forma enlatada y deshidratada. Para los primeros astronautas, la comida traída en el primer viaje debería ser suficiente hasta que la comida pueda empezar a producirse desde el invernadero (un módulo subterráneo específico). El invernadero no sólo producirá el oxígeno vital, sino que también podrá cultivar alimentos como patatas, tomates, remolachas, etc. Más adelante, el invernadero podrá ampliarse para producir más bienes en función del número de astronautas presentes o de la capacidad de almacenamiento.

En primer lugar habrá paneles solares que serán altamente eficientes en los Polos Lunares debido a la elevada y constante cantidad de luz solar presente. Dos baterías situadas junto al campo de paneles solares almacenarán la energía captada.
Luego habrá una batería nuclear, situada a una distancia segura de la base principal. El helio-3 abunda en el suelo lunar (donde ha sido generado durante miles de millones de años por el viento solar) y es un ingrediente clave en un reactor de fusión viable. No deja residuos radiactivos y tiene un alto rendimiento energético por kilogramo.

El oxígeno que necesitan los astronautas para respirar se utilizará inicialmente a través de un sistema artificial de soporte vital, que les proporcionará suficiente oxígeno hasta que el invernadero sea lo suficientemente funcional como para producir oxígeno y convertirse en la fuente principal. El invernadero contendrá una zona dedicada a plantas productoras de oxígeno, como la palmera areca, el árbol de neem y la Sansevieria Trifasciata Zeylanica (planta serpiente).
Entonces, el suelo lunar es 40-45% oxígeno en masa, lo que significa que puede ser calentado a 2500 Kelvin utilizando la energía solar y desbloquear de ella minerales para generar 100 gramos de oxígeno respirable por cada kilogramo de suelo.

¿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.

Tras haber cubierto previamente todos los recursos vitales con nuestras instalaciones y módulos especializados, las principales amenazas restantes son la radiación, los meteoritos y la temperatura.

Los módulos geodésicos en forma de cúpula están diseñados para dispersarse y minimizar cualquier impacto, y el grosor medio de las paredes rígidas reside en torno a los 0,5 metros, lo que es suficiente para protegerse de pequeños asteroides y de la radiación solar, además de aislar de las frías temperaturas lunares. Alrededor de los Polos Lunares también residen muchos tubos de lava, formados hace mucho tiempo por lava basáltica que fluyó por la Luna. Pueden tener una anchura de hasta 300 metros y una temperatura estable de -20ºC. Estos tubos de lava pueden utilizarse en futuras ampliaciones de la base lunar o como opción secundaria en caso de que el primer emplazamiento resulte dañado o simplemente sea incapaz de funcionar.

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

Para mantenerse sanos, los astronautas deben mantener un horario de sueño regular, dormir entre 8 y 9 horas y permanecer despiertos durante 16 horas seguidas.

Tras despertarse, los astronautas comen en uno de los habitáculos y reciben información sobre la jornada. Deben hacer ejercicio al menos dos horas al día para mantener fuertes los músculos y los huesos, ya que la débil gravedad de la Luna puede tener efectos negativos a su regreso a la Tierra.

Sin embargo, los astronautas se dedicarían inicialmente por completo a la construcción del campamento. Los astronautas excavarían primero el suelo/regolito lunar en grandes cantidades gracias a la Lunar Excavation Blade (LEB) y luego pasarían por los procedimientos químicos para comprobar sus propiedades y convertirlo en "Lunarcrete" útil para construir la base con el brazo robótico de impresión 3D.

Una vez finalizado el campamento, la jornada del astronauta consistiría principalmente en investigación y experimentación. Trabajarían en equipo o investigarían individualmente, dependiendo de su experiencia independiente y de las condiciones o requisitos del propio experimento.

Por ejemplo, un astronauta podría centrarse en los efectos fisiológicos de la vida en el espacio sobre los seres humanos y las plantas, realizando pruebas y experimentos con astronautas y en el invernadero a diferentes horas del día. Otro astronauta podría investigar la propia Luna, explorando y analizando el entorno (paisaje, meteoritos, hielo polar) y experimentando con el suelo/regolito lunar en las instalaciones del laboratorio. Otro astronauta se dedicaría por completo al bienestar del campamento. Controlaría la funcionalidad y los diferentes mecanismos del campamento, como los paneles solares, la batería nuclear, el invernadero, la instalación de almacenamiento, la instalación de comunicaciones, etc. Si sólo hubiera 2 astronautas presentes, ambos vigilarían regularmente el funcionamiento y los componentes de la base.

Es necesario verificar constantemente el estado del campamento, debido a su tamaño, complejidad e importancia. Al final del día y durante la última comida, todos los astronautas se reunirían en la sala de estar y harían un debriefing. Además, tendrían que hacer una última comprobación de todo el campamento antes de irse a dormir.

Esencialmente, el "periodo despierto" de 16 horas se compone de 3 comidas durante las cuales los astronautas deben reunirse, 2 horas de acondicionamiento físico, investigación y experimentación, y un mantenimiento constante de la base lunar.



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