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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: Proyecto Sequana

Cowes Enterprise College  Cowes    Reino Unido 15 a 16 años Primer puesto - 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 campamento lunar está diseñado para ser un primer puesto avanzado en la Luna para la exploración y el desarrollo científico y de infraestructuras, y está diseñado para ser habitable durante todo el ciclo lunar. Utilizando un tubo de lava como protección, la instalación no requerirá grandes cantidades de excavación ni un pesado blindaje contra la radiación procedente de la Tierra. La base está dividida en diferentes secciones, cada una con su propio propósito y equipamiento, como el tratamiento médico o hidropónico, el último de los cuales añadirá nutrientes al agua que va a las bahías hidropónicas, y también utilizará un sistema experimental de acuaponía para ver cómo se desarrollan los peces en la Luna como posible fuente de alimento. La base está diseñada para acceder a recursos locales como el hielo de los cráteres y los metales y otros recursos de la superficie. El proyecto está concebido para servir de base a futuras ampliaciones de la base, lo que permitiría contar con una tripulación más numerosa y más recursos.

¿Dónde quieres construir tu campamento lunar?

La base lunar estará cerca del polo norte. Hemos decidido que es el mejor emplazamiento porque cerca del polo norte lunar hay cráteres, en cuyo fondo hay hielo de agua. El hielo puede extraerse de los cráteres y llevarse a la base. Al estar cerca del polo norte, los vehículos que se desplacen hasta los cráteres no tendrán que recorrer grandes distancias. Extraerá el hielo antes de regresar a la base.
Nuestra base estará probablemente en el cráter Philolaus, ya que se sospecha que allí hay tubos de lava. Más cerca de los polos, el sol permanece en el cielo de forma casi permanente, por lo que se puede utilizar la energía solar todo el tiempo. Queremos hacer nuestra base en un tubo de lava porque protegerá la base de la radiación y los micrometeoritos. Si se descubren tubos de lava más al norte, los utilizaríamos en su lugar.

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

Para construir la base, enviaríamos piezas modulares a través de cohetes de carga útil. Las piezas se utilizarían después para construir diferentes estructuras y vehículos. El suelo de la base se construirá con paneles triangulares de aluminio, con un núcleo hexagonal para mantener la resistencia pero reducir el peso, con el fin de abaratar costes. Las paredes se construirán con postes de aluminio, formando una cúpula, y lona de plástico de tres capas, para poder detectar cualquier fuga con sensores e identificar qué capa o capas se han perforado. Los vehículos se enviarán arriba en piezas fácilmente ensamblables, las piezas deben ser lo suficientemente robustas como para seguir utilizándose sin reparaciones, sin embargo, las reparaciones de los vehículos se guardarán en el cobertizo de la superficie, que se hará con paneles metálicos enviados desde la Tierra. Los tanques y otros equipos externos se enviarán por piezas y se ensamblarán en la Luna.

Agua
Alimentos
Electricidad
Aire

Una vez instalada la base, un cohete tolva volará en una trayectoria suborbital hasta los cráteres identificados con hielo en el fondo, y aterrizará en el cráter. El hielo se extraerá y almacenará en tanques radiales desmontables. Una vez de vuelta en la base, el hielo se descargará en un gran tanque metálico. Durante el día lunar, el tanque se calentará gracias a la energía térmica del sol. A medida que el hielo se derrita, el agua se hundirá hasta el fondo del tanque. El agua fluirá por tuberías enterradas hasta una estación de bombeo para hacerla utilizable en la base.

Los alimentos serán cultivados en naves hidropónicas por botánicos. Los cultivos hidropónicos serán hileras de tuberías con orificios cada 457,2 mm. Los tubos irán sobre raíles para poder desplazarlos y acceder a otras filas. Cultivaremos soja para obtener proteínas, calcio y grasas; boniatos para hidratos de carbono y vitamina A; patos/huevos de pato para obtener proteínas, vitamina B y D; pimientos para las vitaminas C y E, y coles de Bruselas para la vitamina K. Los patos deben tener diversidad genética, por lo que se tomarán óvulos no fecundados. Habrá una cocina para cocinar los alimentos.

La energía solar se utilizará durante el día. Se necesitan paneles para alimentar toda la base y cargar las baterías para la noche. Para que la base tenga energía suficiente durante la noche, hay que utilizar una mezcla de fuentes de energía. Una solución es utilizar pilas de combustible de hidrógeno, electrolizar el agua durante el día para convertirla en H2 y O2, esto se puede quemar para liberar energía. Otra solución es una RTG (Radioisótopo-Térmico-Generación) pero debido a la radiación que produce, esta no es la mejor. Los excrementos humanos podrían digerirse hasta convertirse en metano y quemarse para obtener energía.

La fuente inicial de oxígeno se importará de la Tierra. Se electrolizará el agua para obtener oxígeno. Este proceso también formará hidrógeno gaseoso que podrá reutilizarse en el mismo proceso. Electrolizaremos el agua obtenida al fundir el hielo lunar. Una parte del oxígeno se obtendrá a partir de compuestos presentes en los minerales lunares: óxido de aluminio, óxido de hierro, dióxido de titanio, óxido de sodio, etc. Lo más probable es que el nitrógeno deba importarse de la Tierra.

¿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.

El campamento lunar protegerá de los peligros del espacio al estar construido dentro de un tubo de lava. Así se protegerá de los micrometeoritos, las temperaturas extremas y las radiaciones ionizantes del sol y el espacio profundo. Habrá un ciclo artificial de día y noche, lo que garantizará que las plantas/animales se comporten con normalidad y que los miembros de la tripulación no vean perturbado su sueño. Las paredes contendrán niveles estables de oxígeno y humedad para que todos los organismos tengan un hábitat en el que sobrevivir. Para garantizar que la salud mental de la tripulación no se degrade, se mantendrá el contacto entre amigos y familiares y cada persona podrá llevar un kilo de efectos personales. Las máquinas de ejercicio garantizarán que los músculos y las estructuras óseas de la tripulación no se deterioren debido a la falta de gravedad. Para que la electricidad estática generada por las partículas cargadas no dañe los equipos eléctricos, la base se conectará a tierra en la superficie de la Luna.

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

La tripulación tiene patrones de sueño rotativos, por lo que al menos dos miembros de la tripulación estarán despiertos en caso de emergencia. Cada miembro, cuando se despierte, se aseará y desayunará y, a continuación, comenzará a trabajar en su puesto de trabajo. Cada miembro de la tripulación tendrá múltiples funciones que desempeñar, y habrá dos expertos de un puesto de trabajo en misión que estarán despiertos mientras los demás duermen. La tripulación controlará los sistemas de toda la base para asegurarse de que no se rompe ningún sistema crítico o de otro tipo. Si un componente o sistema se rompe entonces los ingenieros llevarán el sistema o máquina a ingeniería, si está dentro de la base, o al cobertizo donde se almacenará el equipo para requerir los fallos y permitir que los objetos dañados continúen sirviendo a la misión, si los artículos están dañados más allá de la reparación entonces se enviarán reemplazos. La tripulación también transportará los materiales recolectados por los cosechadores hasta la fundición, donde el metalúrgico de la tripulación, que habrá uno, procesará los materiales y los refinará para obtener recursos útiles y oxígeno, ya que la mayoría de los minerales se encuentran en forma de óxido metálico en la Luna. Los botánicos se encargarán de los sistemas hidropónicos y acuapónicos para garantizar que la base disponga de alimentos suficientes; sin embargo, es probable que los alimentos producidos no sean suficientes para ser completamente autosuficientes, por lo que necesitarán suministros de alimentos de la Tierra; no obstante, debido a que los alimentos se cultivan, esto aumentará el tiempo entre las naves de suministro. La tripulación realizará experimentos científicos en su campo para aumentar el conocimiento de la Luna, como su estructura geológica o los efectos de la baja gravedad en los organismos vivos. Esta investigación ayudará a comprender mejor cómo crear una base sostenible en la Luna y los recursos locales que podrían utilizarse para ampliar la base y aumentar su población. La tripulación también podría investigar los pros y los contras de la industria y la extracción de recursos en la Luna para futuras referencias a la hora de construir una gran base o asentamiento lunar. La tripulación también podría, más adelante en el proyecto, construir nuevas instalaciones enviadas desde la Tierra o construidas a partir de recursos y equipos de la Luna. Antes de la noche lunar, la tripulación evaluará los recursos y la energía almacenados en la base. Durante la noche, vigilarán los niveles de hidrógeno y, si es necesario, apagarán algunos sistemas para garantizar que la base mantiene la energía necesaria para los sistemas críticos, como el soporte vital.



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