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Galerie Moon Camp Explorers 2019-2020

Dans Moon Camp Explorers, la mission de chaque équipe est de concevoir en 3D un camp lunaire complet à l'aide de Tinkercad. Ils doivent également expliquer comment ils utiliseront les ressources locales, protégeront les astronautes des dangers de l'espace et décriront les installations de vie et de travail.

L'équipe : L'équipe Betta

Gytool  Olomouc    République tchèque

Lien externe pour 3d

Description du projet

Notre camp lunaire se compose de 6 pyramides :

1/ la pyramide des cosmonautes - les cosmonautes y dorment, mangent et boivent

2/ le laboratoire conçu pour la réalisation d'expériences scientifiques

3/ la pyramide des services abrite le système de génération d'oxygène C.O.W., les batteries principales, l'alimentation en eau et le recycleur.

4/ le garage pour le stationnement des rovers et des avions spatiaux reliés à la base afin de rendre le système de survie fonctionnel

5/ la serre Les plantes produisent de l'oxygène supplémentaire, ce qui rappelle aux astronautes qu'ils sont chez eux.

6/ la salle de sport abrite l'équipement d'exercice utilisé quotidiennement par les astronautes pour réduire l'impact de la faible gravité lunaire sur leur corps.

La base Lorsqu'elle est pleinement fonctionnelle, elle est équipée de 2 rovers et de 2 avions spatiaux utilisés pour les arrivées et les départs. Elle peut accueillir jusqu'à 6 astronautes. Les avions spatiaux ont également du carburant de réserve à bord pour permettre l'exploration de n'importe quelle zone de la Lune où diverses expériences peuvent être menées.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Près des pôles lunaires

Pourquoi avez-vous choisi cet endroit ?

Notre base est située près du pôle sud, sur le bord d'un cratère, parce qu'elle bénéficie d'un ensoleillement presque constant qui permet d'utiliser efficacement des panneaux solaires rotatifs et qu'il y a des endroits où l'obscurité est permanente (c'est-à-dire le fond des cratères), ce qui est parfait pour les systèmes vulnérables à la surchauffe. Les changements de température minimes réduisent les besoins en énergie pour le chauffage/refroidissement de la base et permettent d'utiliser des matériaux dont le point de fusion est plus bas, comme le lithium. Des sondes, comme la Lunar Reconaissance Orbiter, ont détecté d'importantes quantités de glace qui peuvent être utilisées comme source d'eau et d'oxygène d'urgence (si elles sont électrolysées).

Eau
Alimentation
Électricité
Air

Notre base produit de l'eau à l'aide du système C.O.W. en filtrant le CO2 produit par la respiration et en le transformant en solide. Après séparation, la réaction de Sabatier CO2+4H2→CH4+2H2O se produit. L'hydrogène utilisé comme carburant pour les vols sortants est pompé dans une chambre à 400ºC et à pression élevée pour réagir avec le CO2 et produire du méthane utilisé par les avions spatiaux comme carburant pour les vols terrestres. L'H2O est électrolysé, l'hydrogène produit est pompé dans la chambre pour maintenir la réaction en cours, et l'oxygène est libéré et utilisé pour la respiration. Il y a également un robot qui extrait de la glace pour trouver de l'eau. Un retraiteur d'urine réutilise l'eau déjà produite.

Les légumineuses y sont principalement cultivées car elles contiennent beaucoup de protéines, d'hydrates de carbone et de fibres, c'est-à-dire des éléments essentiels pour le corps humain. Pour maintenir la variété de la nourriture, certains fruits et légumes sont également cultivés. Les cosmonautes mangeront occasionnellement de la viande, du poisson, du chocolat et d'autres friandises apportées de la Terre sous forme déshydratée. La serre est conçue pour assurer la viabilité de la base sans aucun apport de nourriture en provenance de la Terre. Le module d'habitation contient des fournitures d'urgence pour 6 jours, c'est-à-dire des piles, des aliments déshydratés, un petit réservoir d'eau pour fournir de l'eau, et une entrée d'air provenant du système C.O.W..

Notre base dispose de deux sources d'énergie principales : un réseau de 125 mètres carrés de panneaux solaires rotatifs programmés pour suivre le soleil afin de produire un maximum d'énergie, installés sur le bord du cratère près de la base, et 12 générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG), installés dans le cratère dans l'obscurité permanente afin de réduire la surchauffe et d'augmenter la différence de température entre les extrémités chaudes et froides des circuits, et donc de produire plus d'énergie grâce à un effet Seebeck plus important. En cas de défaillance des deux systèmes, les pyramides d'habitation et de service sont toutes deux équipées de batteries qui permettent à la base de continuer à fonctionner avant l'arrivée des secours.

Le C.O.W. produit beaucoup d'oxygène, d'eau, de méthane et d'hydrogène. Il faut beaucoup d'énergie pour maintenir la pression et la température nécessaires à la réaction de Sabatier, pour pomper l'eau, pour faire entrer l'air dans le système, pour le refroidir afin de séparer le dioxyde de carbone et pour renvoyer l'oxygène dans l'air. Lorsque la consommation d'énergie doit être réduite, le C.O.W. peut être éteint, à l'exception de l'entrée d'air et de la sortie d'oxygène. Il fonctionne en mode d'urgence en utilisant des pastilles de superoxyde de potassium :
4KO2+2H2O → 4KOH+3O2
2KOH+CO2 → K2CO3+H2O
4KO2+2CO2 → 2K2CO3+3O2
La consommation d'énergie est ainsi fortement réduite. Le module d'habitation contient des réserves d'oxygène pour 6 jours.

Comment comptes-tu construire ton camp lunaire ? Quels matériaux utiliserez-vous ?

Nous envoyons 2 robots constructeurs, des segments de pyramides en acier et en titane, des RTG, de l'oxygène (pour pressuriser les modules) et des panneaux solaires à la surface par une grue. Le premier robot assemble les pyramides, les panneaux solaires et les RTG, le second creuse des blocs de régolithe qui recouvrent les côtés des pyramides. Le régolithe est fondu pour les protéger des micrométéorites et des radiations. Les équipements internes sont fabriqués à partir d'alliages d'aluminium ou de plastique. Les robots restent à proximité de la base pour une utilisation ultérieure. Les deux premières expéditions, avec 3 cosmonautes chacune, terminent la base et testent les systèmes. Les expéditions suivantes apportent des expériences scientifiques et commencent l'exploration.

 

L'environnement lunaire est très dangereux pour les astronautes. Expliquez comment votre camp lunaire les protégera.

La base les protégera grâce à la couche de régolithe fondue (aujourd'hui froide et solide) qui recouvre les pyramides et qui, associée à la construction en acier, protège de la plupart des radiations et survit aux petits impacts de micrométéorites. Cette couche atténue également les variations de température, ce qui réduit encore les besoins en énergie. Toutes les pyramides disposent d'au moins un sas, ce qui signifie qu'un cosmonaute équipé d'une combinaison EVA peut effectuer une sortie extravéhiculaire ou retourner à la base à partir de n'importe quelle partie de la pyramide. De nombreux sas réduisent le risque de rester bloqué lors d'une EVA (il n'y a pas de module fonctionnel sans sas fonctionnel) et simplifient les opérations avec des objets lourds ou de grande taille.

Décrivez une journée sur la Lune pour l'un de vos astronautes du Moon Camp.

La journée type d'un cosmonaute commence à 7h30. Après avoir terminé les soins d'hygiène matinaux, le petit-déjeuner est préparé à partir des plantes de la serre de la base et, vers 9 heures, la journée de travail commence. Si l'exploration d'une autre partie de la Lune est prévue, les cosmonautes peuvent effectuer une sortie extravéhiculaire, conduire le rover sur le site et y rester toute la journée pour mener les expériences ou, si le site est éloigné de la base, par exemple près de l'équateur lunaire, s'y rendre avec l'une des navettes. Dans ce cas, les cosmonautes reviennent le jour de la Terre suivant. Si aucune exploration n'est prévue, diverses expériences seront menées dans la base ou à proximité, ce qui occupe tout le temps jusqu'à midi. À midi sur Terre, les cosmonautes du module d'habitation peuvent déguster leur déjeuner, préparé à partir de plantes de serre, tout comme le petit-déjeuner, mais à partir d'espèces de plantes différentes pour conserver une certaine variété. L'après-midi est consacré à la réparation des systèmes défectueux et à l'entretien de ceux qui fonctionnent, au nettoyage, à la fois de l'intérieur et lors des sorties extravéhiculaires, et à d'autres expériences une fois l'entretien terminé. En fin d'après-midi, les cosmonautes s'exercent sur l'instrument d'exercice afin de réduire l'impact de la faible gravité lunaire sur leur corps. Vers 20 heures, le dîner est servi, après quoi les cosmonautes ont du temps libre. Ils peuvent utiliser Internet, faire de l'exercice, jouer à des jeux, lire ou faire toute autre chose qui ne présente pas de risque pour eux ou pour la base. Le couvre-feu est fixé à 22 heures.


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