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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: CAMS Nova

Academia de Matemáticas y Ciencias de California  Carson    Estados Unidos 17 a 18 años Tercer puesto - Estados no miembros de la ASE

Visor externo para el proyecto 3D

Descripción del proyecto

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Describa su proyecto de Campamento de la Luna.

Nuestro proyecto Moon camp se compone de 8 estructuras principales, cada una de las cuales cumple una función vital. El objetivo de nuestro invernadero es proporcionar alimento a los astronautas. Los astronautas investigan y trabajan en proyectos en nuestro laboratorio, que también contiene cajas de gusanos de la harina. Tenemos 5 módulos habitables conectados a una zona común. Se pueden construir más módulos habitables utilizando nuestra impresora 3D y el regolito de nuestra Planta de Procesamiento de Regolito. El Centro de Sistemas de Filtración de Aire distribuye y regula el flujo de aire a los edificios. Otro edificio que tenemos es la Planta de Purificación y Extracción de Agua que proporciona agua a partir de microondas de hielo lunar. Nuestro campamento lunar también cuenta con una Estación de Gravedad Artificial Centrípeta que los astronautas pueden visitar regularmente para ejercitarse en la gravedad terrestre. La principal fuente de energía del campamento lunar proviene del Campo de Paneles Solares que proporcionaría energía de 75-99% del día.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

Elegimos construir nuestra base lunar en los Polos Lunares porque tiene el entorno más sostenible para los astronautas. Las temperaturas en los polos lunares son considerablemente menos duras que en el resto de la Luna. Los polos están iluminados por la luz solar entre el 86 y el 89 por ciento del tiempo y, debido a la luz solar casi constante, las temperaturas fluctúan menos drásticamente. Esto facilita la regulación de las condiciones de vida a la temperatura óptima para los astronautas. En los polos lunares también se encuentran muchos recursos, como el hielo lunar, que es una posible fuente de agua. Se encuentran en las sombras lunares permanentes de la Luna que sólo se han encontrado en los polos. Además, hay muchos cráteres y cuevas en el lugar elegido. En estas zonas se pueden construir edificios subterráneos que aumenten la protección contra la presión atmosférica, los impactos de asteroides y los cambios de temperatura.

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

Las estructuras de nuestro campamento lunar se construirán parcialmente en la Tierra, pero no se montarán. Muchas de nuestras estructuras, incluidas las cúpulas geodésicas que conforman nuestra zona de estar y el laboratorio, están diseñadas para ser plegadas/desmontadas en subpartes para facilitar el transporte y la conservación del espacio. Antes de las estructuras y de los astronautas, llegarán máquinas de construcción industrial adaptadas para trabajar eficazmente en la superficie de la Luna, con el fin de despejar el terreno lunar. Los robots blandos programados ayudarán en la construcción del campamento lunar. Dado que los robots blandos están hechos de materiales conformes, son flexibles, pueden realizar una mayor variedad de tareas y son más seguros para que los humanos trabajen a su alrededor. Estos robots seguirán ayudando a reparar las estructuras una vez construido el campamento lunar. Los nuevos edificios se construirán rápidamente utilizando la fabricación aditiva, ya que llevaremos una gigantesca impresora industrial 3D para construir estructuras utilizando el abundante regolito disponible.

Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Dado que el agua es un recurso vital necesario para la supervivencia humana, elegimos establecer el campamento en los Polos Lunares, que contienen fuentes de agua. El hielo lunar se fundirá mediante módulos de microondas para proporcionar agua a nuestro sistema hidrológico, que se utilizará para la agricultura, la hidratación, la higiene, la energía y la investigación. Las células de combustible de hidrógeno, que ayudan a los generadores a producir electricidad, hacen que el agua sufra una fotólisis, creando moléculas de oxígeno e iones de hidrógeno para el combustible de los cohetes. El exceso de agua, que se produce como producto de desecho, se recoge y se combina con el agua procedente de la percolación de los invernaderos y las aguas residuales humanas aceptables para ser recicladas.

Nuestro campamento mantendrá un plan de comidas equilibrado que incorpora múltiples fuentes de alimentos. Las plantas altamente nutritivas que se cultivan en los invernaderos, que utilizan agua y tierra reciclada, proporcionarán carbohidratos.El invernadero está reforzado por estructuras metálicas embolsadas que protegen contra la colisión de meteoritos a la vez que permiten la entrada de luz, y es adaptable para la acuaponía en caso de que la tierra escasee. Para garantizar que los astronautas reciban todos los nutrientes que necesitan, el laboratorio fabrica suplementos vitamínicos y grasas. Además de los cultivos de invernadero, una granja de gusanos de la harina proporciona a los astronautas las proteínas que tanto necesitan, ya que los gusanos de la harina se reproducen rápidamente y son muy nutritivos.

El campamento aprovecha la energía solar en los polos lunares, que tienen una irradiación solar superior a 1367,6 W/m^2, utilizando un campo de paneles solares que se mueve para orientarse hacia el sol. Parte de la electricidad se almacena en baterías para utilizarla durante los eclipses lunares. La electricidad también se produce mediante generadores electromecánicos, que son alimentados perpetuamente por la Estación Espacial de Fuerza Centrípeta. La Estación gira constantemente y proporciona energía mecánica a la vez que crea gravedad artificial. El giro de la Estación es extremadamente eficaz; la fuerza necesaria para empezar a girar a las revoluciones correctas para simular la gravedad es menor debido a la reducida gravedad de la Luna.

Es crucial proporcionar una atmósfera óptima para las condiciones de vida humana. El oxígeno será suministrado por múltiples fuentes en el campamento, incluyendo la fotosíntesis de las plantas en los invernaderos. Además, los generadores de oxígeno utilizarán dióxido de carbono y agua para producir más oxígeno. El Centro de Sistemas de Filtración de Aire distribuye y regula el flujo de aire constante dentro de los diferentes edificios y mantiene los porcentajes correctos de nitrógeno, oxígeno y argón, entre otros, lo que evita la asfixia por el dióxido de carbono. El Centro de Sistemas de Filtración de Aire también alberga tanques de algas, que proporcionan nutrientes para el consumo y ayudan a la producción de oxígeno.

¿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 Luna tiene un clima duro de calor y frío extremos. Para proteger a los astronautas de las condiciones lunares, nuestras instalaciones tienen la temperatura controlada. Los bajos niveles de gravedad hacen que los astronautas experimenten una pérdida ósea y muscular. Nuestro campamento lunar cuenta con una sala de gravedad artificial con equipos de ejercicio que los astronautas pueden utilizar para evitar daños graves en sus sistemas muscular y óseo. Los edificios del campamento espacial tienen formas esféricas, construidas para resistir los impactos de micrometeoritos. Se utilizan estructuras como la cúpula geodésica para que los módulos sean seguros y duraderos. Vivir en la Luna te expone a una radiación constante. Los astronautas que vivan en nuestra estación espacial estarán protegidos por un generador de campo electromagnético que bloquea la radiación. La zona habitable, los tanques de almacenamiento, el centro de filtración de aire, el módulo de extracción de agua por microondas y las células de combustible de hidrógeno se encuentran en un túnel subterráneo, lo que protege aún más a los astronautas de la radiación, el clima y los meteoritos.

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

La jornada de un astronauta en el Campamento Lunar comienza a las 6 de la mañana y termina alrededor de las 9 de la noche. Su horario se inspira en las rutinas de los astronautas que viven en la Estación Espacial Internacional. Los residentes de nuestro campamento lunar tienen tres comidas al día y deben hacer dos horas de ejercicio en la Estación Espacial de Gravedad Artificial Centrípeta. Vivir en un entorno de baja gravedad daña la masa ósea y muscular, con un deterioro de 1-2% de la masa ósea en sólo un mes. Hacer ejercicio en condiciones de gravedad terrestre evita el debilitamiento a largo plazo de los cuerpos de los astronautas. Durante el día, los miembros de la tripulación trabajan según su especialidad y los investigadores supervisan sus proyectos y analizan sus datos. Los investigadores que obtuvieron la aprobación de sus proyectos para llevarlos a cabo en el campamento dedican su tiempo a recopilar datos sobre nutrición, su salud, el sistema solar, el hielo lunar, las propiedades del suelo lunar, etc. Los miembros de la tripulación realizan expediciones para explorar y cartografiar la superficie lunar, así como para probar nuevas superficies y túneles en cuanto a seguridad para ayudar a decidir en qué dirección se expandirá el campamento. El mantenimiento y la construcción son llevados a cabo por trabajadores humanos junto a los robots blandos, que son mucho más seguros para trabajar cerca de ellos debido a que están hechos de materiales conformes y llenos de aire en lugar de metal duro como la mayoría de los robots. De vuelta al laboratorio, los astronautas trabajan en proyectos como la investigación de los depósitos de vapor en el suelo lunar. Un ejemplo de proyecto de investigación en nuestro campamento es una investigación sobre la composición química del regolito, que recientemente se ha descubierto que contiene granos minerales de tamaño micrométrico que están rodeados de finos bordes amorfos, lo que sugiere que ha estado expuesto al viento solar. En la actualidad existe la idea errónea de que los bordes amorfos son el resultado de los daños causados por la radiación; sin embargo, la microscopía electrónica demuestra que los bordes amorfos están formados por material depositado por el vapor de los impactos de micrometeoritos en la Luna, y se recogerán más datos para apoyar estas nuevas observaciones. Además de alojar equipos y suministros para realizar investigaciones, el laboratorio alberga cajas de gusanos de la harina que proporcionan una buena fuente de nutrientes y proteínas. Los habitantes del campamento lunar pueden utilizar el telescopio construido en el laboratorio y ver otras partes del sistema solar.



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