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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: Boscosmos

Publiczne Salezjańskie Liceum Ogólnokształcące  Cracovia    Polonia 17 a 18 años Diseño altamente recomendado - Estados miembros de la ESA y Canadá

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

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Describa su proyecto de Campamento de la Luna.

Nuestro proyecto surgió a raíz de la cooperación entre cinco amigos imaginativos y llenos de energía: Magdalena, Szymon, Jakub, Albert y Krzysztof. Llevamos años interesados en la astronomía, por lo que nos encantó la oportunidad de diseñar nuestra propia base lunar. La realización exigió tres meses de duro y fructífero trabajo. Queríamos que nuestro proyecto fuera lo más preciso posible y potencialmente útil para la agencia espacial, por eso aprovechamos la ayuda de expertos: nuestro mentor, astrofísico de la Academia de Ciencias de Polonia, y su colega especializado en la construcción de túneles. Decidimos construir un complejo de dos niveles en el borde del cráter Shackleton, cerca del polo sur lunar. Nuestro proyecto se caracteriza por el minimalismo y la utilidad, pero al mismo tiempo da importancia a la comodidad de los astronautas, tanto física como mental. En otras partes de este informe nos gustaría aclarar muchas cuestiones y demostrar nuestras elecciones.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Teniendo en cuenta muchos factores, el cráter Shackleton se convirtió en nuestra elección de ubicación. Decidimos construir un complejo de dos niveles en la ladera exterior del borde del cráter. Nuestra decisión está plenamente justificada y presenta varias ventajas. En primer lugar, el borde del cráter Shackleton está casi continuamente iluminado por el sol, lo que es propicio para el desarrollo de centrales fotovoltaicas, que serían una gran fuente de energía. Además, la temperatura en los picos es suave, en comparación con otros lugares de la Luna. En segundo lugar, está situado en el polo sur de la Luna, que es probable que tenga lodos de agua lunar. También se sospecha que el propio cráter contiene restos de agua en el fondo. Esto facilitaría considerablemente la obtención de este compuesto tan necesario. En tercer lugar, debido a la construcción subterránea y al recubrimiento del suelo lunar, la base estaría menos expuesta a amenazas, como los meteoritos o la radiación espacial.

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

Vamos a construir el túnel en el borde utilizando el nuevo método austriaco. Es muy eficaz, sin consumir demasiados materiales ni tiempo. Otra ventaja es aprovechar al máximo la fuerza geológica disponible en las rocas circundantes y estabilizar el túnel. Las etapas de construcción implican la colocación de explosivos en ranuras preparadas a tal efecto, la voladura de la roca, la retirada de los escombros y el refuerzo del túnel. Es fundamental proteger el equipo del polvo lunar que saldrá volando al volar las rocas. Además, utilizaremos el regolito lunar en la impresión 3D. Así podremos fabricar los elementos necesarios de la base en la Luna. La energía de los paneles solares sería una fuente de energía adecuada para este trabajo. La parte final del trabajo se fija en plantar todas las instalaciones y equipos cruciales en la base de dos pisos. Podríamos utilizar cáscaras de cohetes como base estructural dentro del túnel.

Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

El agua se extraería del fondo del cráter, utilizando dos robots especializados de la NASA, los RASSOR. Estas excavadoras RC, controladas por astronautas, recogerían el regolito que contiene cristales de agua. A continuación, se transportaría a la base y se sometería a un tratamiento térmico descrito en el proyecto RESOLVE de la NASA. Posteriormente, una parte del agua se mineralizaría para su consumo. A continuación, se recogería en recipientes herméticos y oscuros, a una temperatura de 2°C-12°C para evitar su deterioro. Este proceso, considerando la máxima eficiencia de conversión y la concentración de agua de 3% en el regolito, sería capaz de cubrir la demanda humana mensual en unas 7,65 horas durante 15 días.

Nuestro proyecto incluye la construcción de un invernadero lunar, con el objetivo de desarrollar la autosuficiencia. Según el proyecto del equipo de investigadores de la Universidad de Arizona dirigido por el prof. Giacomelli generaría 50% de las calorías para toda la tripulación. La idea es cultivar plantas en una habitación separada por una pantalla de plástico. El sistema contiene lámparas de vapor de sodio y sobres para contener las semillas, omitiendo por completo el uso de tierra para cultivar las plantas. El resto de la comida necesaria se proporcionaría con carne cultivada in vitro, en nuestro laboratorio. Esto permitiría a los astronautas tener una dieta equilibrada en la Luna.

Para suministrar energía en la base utilizaremos una granja solar en el borde del cráter y el regolito. Al procesar el regolito, podemos almacenar la energía térmica en él, que luego será entregada con una pérdida mínima por una tubería calentada con un fluido conductor a un motor Stirling. Este sistema y los paneles fotovoltaicos podrán producir los 122kW de energía necesarios cada día.

Para proporcionar aire utilizaremos la metalisis. Consiste en añadir cloruro de calcio (CaCl2) al regolito, calentarlo a 950°C y aplicar electricidad. Así obtendremos aleaciones metálicas y oxígeno. Para la purificación del oxígeno utilizaremos filtros, que tendremos que transportar desde la Tierra. Con cuatro toneladas de roca lunar podemos producir 1,4 toneladas de oxígeno. Los investigadores calculan que cuatro reactores podrían generar una tonelada de oxígeno al año, lo que nos da unos 83 kilogramos de oxígeno claro al mes. Una unidad RASSOR deberá funcionar durante 3 horas más al mes.

¿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.

Las condiciones ambientales en el lugar que hemos elegido son bastante buenas en comparación con otras partes de la Luna, pero siguen siendo muy poco propicias para el ser humano. Los principales problemas son: la baja temperatura, la radiación espacial y la posibilidad de ser alcanzado por un meteorito. La mayor parte de nuestra base está escondida en la ladera exterior del cráter, cubierta por una gruesa capa de regolito lunar. Este proporciona un buen escudo contra los meteoritos y la radiación. También es, gracias a la resistencia de la roca lunar a la conducción térmica, un gran aislante térmico. El segmento de la base situado fuera de la pendiente tiene una protección igualmente buena: paredes de aluminio, acero y MLI.

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

Los seres humanos han sido condicionados por millones de años de evolución a un ciclo diario de 24 horas. En la base de la Luna la situación es muy diferente. El Sol está siempre arriba, por lo que los astronautas tienen que adaptarse a esas condiciones y elaborar un plan que incluya tiempo para dormir, investigar, entrenar y algunas comidas. Cada mañana, la tripulación se despierta tras ocho horas de sueño con una alarma. Posteriormente, se duchan en el baño. A continuación, los astronautas se visten y se reúnen en el comedor para desayunar. Consiste en comida servida en bolsas de plástico, verduras y bebidas que se consumen cuidadosamente con una pajita. A continuación, exactamente una hora y media después de la llamada de la mañana, los astronautas se disponen a realizar las tareas asignadas del día. Cada astronauta tiene su propio trabajo, como hacer observaciones de los objetos en el cielo, llevar a cabo experimentos para averiguar cómo funciona el cuerpo humano en el otro planeta, extraer materias primas como el regolito lunar con agua congelada. También es un buen momento para realizar investigaciones para comprender la geología del lecho lunar. Hay salas especiales dedicadas a esas actividades. A continuación hay una hora destinada a comer y a relajarse. Otra rutina diaria en el ejercicio: dos horas diarias de ejercicio ayudan a mantener cierto tono en los músculos. Los astronautas también deben prever tiempo para los trabajos que no se pueden proyectar, como la reparación de aparatos averiados y la conservación de los equipos utilizados fuera de la base. La comunicación en caso de emergencia dentro de la estación será muy funcional gracias al sistema especial de altavoces desplegados alrededor de la base. Su principal cometido es reproducir los sonidos naturales que podemos escuchar en la Tierra. Gracias a ello, los astronautas podrán mantener su salud mental. También se creará un servidor especial. Éste dará a los habitantes de la base la posibilidad de conectarse con la Tierra mediante la comunicación por satélite y de participar en charlas o conferencias. Los astronautas suelen tener dos horas al día para entregar un informe a los dirigentes en la Tierra, contactar con sus familiares o participar en una charla mediante ese sistema. Cuando el día está a punto de terminar, es decir, una docena de horas después de despertarse, la tripulación toma su última cena. Antes de volver a la cama los astronautas tienen una hora de tiempo libre. Pueden enviar algunos correos electrónicos y mensajes a sus familias, ver algunas películas o simplemente pasar tiempo juntos jugando.



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