In Moon Camp Pioneers, each team’s mission is to 3D design a complete Moon Camp using the software of their choice. They also have to explain how they will use local resources, protect astronauts from the dangers of space and describe the living and working facilities in their Moon Camp.
I.E.S. Juan Antonio Pérez Mercader Corrales-Huelva Spain 17, 16 5 / 2 Español
3D design software: Fusion 360
El proyecto consiste en construir una base lunar que tiene como fin la investigación de los orígenes de la Tierra y aprender a sacar provecho de los recursos lunares para futuros proyectos.
La base lunar se conecta con otras similares por satélites que orbitan en el espacio para mantenerse conectados.
Por otra parte, para hacer posible la vida de un astronauta en la luna, debemos tener en cuenta algunos factores tales cómo el entrenamiento en gravedad cero, en simuladores y de comunicación, preparación física, trabajo en equipo y acostumbrarse a trajes espaciales.
En cuanto a vehículos y movilidad lunar, diseñaremos un cohete para acceder a la luna y una vez lleguemos nos moveremos con vehículos especializados (rovers) diseñados para la superficie y características lunares para la investigación, y para regresar a la Tierra diseñaremos
un módulo de ascenso lunar.
La intención de nuestro campamento lunar es la exploración e investigación tanto lunar cómo terrestre. Queremos obtener información acerca de la creación de la Tierra y de factores que han hecho posible nuestra existencia en la misma. Teniendo en cuenta que la luna se originó a partir de la colisión entre un cuerpo desconocido con la Tierra, el análisis e investigación de la luna podría contribuir al conocimiento detallado del origen de nuestro planeta, siendo un descubrimiento de gran importancia.
Asimismo, la exploración de las condiciones de la luna nos permitiría averiguar cómo podríamos aprovechar los recursos lunares de forma óptima, con lo que se obtendrían beneficios económicos.
Las condiciones en la superficie lunar son extremas. La luna tiene aproximadamente 28 días de luz seguidos.
Como la Luna carece de una atmósfera para distribuir el calor, las temperaturas durante el día pueden ser de 130°C y las nocturnas más frías de hasta -247 °C.
La falta de una atmósfera protectora hace que haya poca protección contra la radiación.
La mejor ubicación es en el polo sur de la luna, ya que tiene muchos recursos como agua en forma de hielo, que se podría usar para generar oxígeno, hidrógeno y aprovechar el agua. El mejor lugar en el polo sur sería en las colinas que forman los cráteres ya que prácticamente hay luz permanente que se puede usar para generar energía. El mejor cráter para instalarse sería el Shackleton, ya que tiene casi 320 días seguidos de luz.
El transporte masivo de materiales desde la Tierra hacia la luna no resultaría práctico ni efectivo.
Lo más práctico sería llevar una base hinchable, es decir, llevar un robot que al aterrizar en la luna desprenda nuestra “casa hinchable” y comience a inflarla.
Además podríamos llevar un pequeño robot que funcione como constructor e impresora 3D. Lo que haría este robot sería coger la arena del suelo e ir cubriéndola por finas capas de 5mm y luego echándoles agua salada para consolidarlos e ir creando ladrillos de polvo lunar impresos en 3D hasta cubrir nuestra casa completamente. Estos ladrillos, estarían compuestos por regolito lunar, el nombre que reciben las pequeñas piedras lunares. Se emplearía, además, la tecnología de chorro de aglutinación. Se trata de un método que consiste en mezclar un componente líquido, como agua salada, en este caso con el polvo lunar para así crear una capa lo suficientemente consistente que posteriormente pueda ser moldeada en forma de ladrillos a través de la impresora 3D de nuestro robot.
Así nuestra casa estaría protegida de la radiación, los meteoritos y los grandes cambios de temperatura. Dentro de ella podrían habitar hasta 4 personas.
La cápsula encargada de llenar nuestra base sería nuestra puerta de entrada y salida. También, en la parte superior de nuestra base tendremos unas ventanas para poder dejar entrar la luz y con un sistema de presurización.
Si queremos sobrevivir en la luna más de un día, nuestra base lunar deberá ser capaz de protegernos. La luna no cuenta con una atmósfera como la de la tierra, esto significa que no hay aire ni nada que te proteja del sol o de otros objetos que puedan caer a la luna desde el espacio.
Así que si queremos poder respirar en nuestra “casa lunar”, esta deberá ser hermética y tendrá que estar hecha con materiales que no dejen pasar el aire. No se podrá abrir ninguna ventana y las puertas de entrada y salida también deberán de ser herméticas y con compartimentos estancos.
Nuestro hogar también deberá protegernos del clima lunar. La luna recibe impactos de meteoritos pequeños durante todo el año. Pero la luna es muy grande y la posibilidad de que golpee a tu campamento o a ti mientras estas dando un paseo lunar es muy baja. El verdadero problema serían los meteoritos de gran tamaño que son los que producen cráteres durante todo el año.
Y nuestro último problema, el sol, no solo calienta la superficie hasta 123 grados, sino que además emite radiaciones peligrosas. Lo que necesitamos es un protector solar.
El escudo podría ser de polietileno, que además de ser muy resistente se puede moldear a la forma que queramos y un escudo de unos 20 cm de grosor sería suficiente para protegernos. Otra opción también sería el agua, que aunque no podamos moldearla y comprimirla podríamos construir un escudo mucho más grueso que el de polietileno.
Para la obtención de agua se podría recurrir a la extracción de la misma de los depósitos de hielo que se encuentran en los polos de la superficie lunar. Esto se puede lograr mediante la perforación y la utilización de tecnologías de calefacción para liberar el agua atrapada en el hielo. Otra opción sería la captura de agua procedente de la respiración de los miembros de la tripulación. Al exhalar el aire de la respiración perdemos agua que se incorpora a la humedad ambiental. Ésta humedad de la cabina de la Estación se condensa para reponer las reservas de agua.
Para poder alimentarse en el espacio, es necesario fabricar una sala donde se pueda cultivar diferentes tipos de alimentos. Los alimentos frescos son producidos en el espacio mediante los sistemas de bio-regeneración de alimentos: Se producen en un invernadero donde se recrearían todas las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento de los cultivos.
Como en el espacio no hay aire, los astronautas necesitan una fuente de oxígeno para poder sobrevivir. Una manera de obtener oxígeno es la separación del agua en hidrógeno y oxígeno mediante una reacción química llamada electrólisis. También se pueden usar sistemas de reciclaje de aire transformando el dióxido de carbono exhalado por los astronautas en oxígeno respirable, tal y como ocurre en la fotosíntesis de las plantas.
Para que el campamento pueda tener energía, se necesitaría construir un sistema de placas fotovoltaicas solares que convierten la radiación solar en electricidad.
Los astronautas tienen que deshacerse de los residuos producidos. Los desechos sólidos se recogen en un envase que es parte del componente de higiene de desechos del inodoro de la estación espacial, y esos recipientes se eliminan durante la reentrada destructiva de la nave espacial de carga.
Los recipientes de comida usados se trituran y se guardan en el carguero vacío que en su momento atracó lleno de provisiones. Esos cargueros se lanzan llenos de basura de regreso hacia la Tierra y se desintegran por el rozamiento con la atmósfera.
Nuestro campamento lunar se mantiene comunicado con la tierra y con las otras bases lunares a través de una red de satélites perfectamente orientados de forma perpendicular, constituyendo así una red de comunicación excelente. Estos satélites están conectados a partir de ondas electromagnéticas por lo cual no pueden ser interferidos por objetos que derivan por el espacio. Los satélites funcionan gracias a que son alimentados por unos paneles solares que llevan en la superficie, que les proporciona la energía necesaria a partir de los rayos del sol.
Nuestro viaje a la luna tiene como objetivo la investigación científica. Sobre todo queremos estudiar la luna, su composición y otros factores que nos ayuden a entender nueva información sobre la tierra.
La luna se formó a través de una colisión de un cuerpo sobre la tierra, por lo que conocer la luna nos podría ayudar a conocer el pasado de nuestro planeta.
Lo primero que estudiaremos serán los meteoritos procedentes de la tierra y los cráteres que forman ya que según los científicos estos podrían tener restos de microorganismos.
También se investigará el polvo lunar en suspensión ya que podría contener partículas como nitrógeno y oxígeno.
Otra tarea como investigación que nos planteamos sería la extracción de hielo lunar para convertirlo en combustible a través del oxígeno y nitrógeno. Ese combustible se podría trasladar a la tierra o que sirviera como zona de repostaje en la luna para futuros cohetes. De esta manera estaríamos obteniendo también beneficios económicos.
El sistema utilizaría un motor de cohete de 100 libras bajo una cúpula presurizada para permitir la craterización profunda a más de 2 metros por debajo de la superficie lunar. Durante este proceso, los restos de los múltiples disparos de los cohetes se introducen en la cúpula y se canalizan a través de un sistema al vacío que separa las partículas de hielo del polvo restante y lo transporta a los contenedores de almacenamiento.
El pequeño sistema de baja masa, que incluye el combustible del cohete, el motor, la cúpula plegable y los contenedores de almacenamiento, puede acoplarse a un rover y llevarse hasta la Luna en nuestro cohete. Tras el aterrizaje, el rover de seis u ocho ruedas saldrá del módulo de aterrizaje y se dirigirá a la zona minera.
Después, el dispositivo activaría el motor con disparos de medio segundo, durante los cuales el suelo lunar se elevará en el aire.
Un programa de formación de astronautas debe estar diseñado para asegurarse de que estén bien preparados física y mentalmente para enfrentar los desafíos del espacio y de la Luna. Aquí hay algunas áreas clave que deberían incluirse en un programa de formación para astronautas que se preparan para una misión lunar:
1.Entrenamiento en gravedad cero: La gravedad cero es una experiencia única y puede ser desorientadora para los astronautas. Por lo tanto, se debe incluir un entrenamiento extensivo en ambientes de gravedad cero, para acostumbrar a los astronautas a las sensaciones de flotación y movimiento en el espacio.
2.Entrenamiento en simuladores: Los simuladores de vuelo y los simuladores de la superficie lunar son herramientas valiosas para ayudar a los astronautas a acostumbrarse a los procedimientos de vuelo y de operación del equipo. Los astronautas deben estar capacitados para operar el equipo lunar, como el rover, y ser capaces de realizar maniobras de aterrizaje y despegue en un entorno simulado.
3.Preparación física: Los astronautas necesitan estar en una excelente forma física para afrontar la intensa gravedad de la Luna y para trabajar durante las caminatas espaciales. El programa de formación debe incluir un entrenamiento intenso para mejorar la fuerza, la resistencia y la flexibilidad.
4.Entrenamiento en comunicación: La comunicación es clave en cualquier misión espacial. Los astronautas deben estar capacitados para comunicarse eficazmente con su equipo y con la base de control en la Tierra.
5.Entrenamiento en trabajo en equipo:. El programa de formación debe incluir ejercicios de trabajo en equipo y prácticas para desarrollar habilidades de liderazgo y resolución de conflictos.
6.Entrenamiento en el uso de trajes espaciales: Los astronautas necesitan estar capacitados para usar trajes espaciales y para realizar caminatas espaciales en la superficie lunar.
Para llegar a la Luna, se necesitará un cohete de lanzamiento potente y confiable. Una vez en la órbita lunar, se utilizará un módulo de aterrizaje lunar para descender a la superficie lunar. Este módulo de aterrizaje debe estar equipado con suficiente combustible y suministros para permitir la exploración de la superficie lunar durante varios días.
Una vez en la superficie lunar, los astronautas utilizarán rovers lunares para explorar y recoger muestras de diferentes áreas. Estos rovers deben ser robustos y capaces de operar en terrenos difíciles, así como tener un sistema de soporte vital adecuado para garantizar la seguridad de los astronautas.
Para regresar a la Tierra, se necesitará un módulo de ascenso lunar que pueda separarse del módulo de descenso lunar y volver a la órbita lunar, donde se unirá a la nave espacial de regreso a la Tierra.
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