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Galerie Moon Camp Pioneers 2020-2021

En Moon Camp Pioneers, la mission de chaque équipe est de concevoir en 3D un camp lunaire complet à l'aide de Fusion 360. 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 : Ruche spatiale

Publiczne Liceum Ogólnokształcące Uniwersytetu Łódzkiego im. Sprawiedliwych wśród Narodów Świata  Łódź    Pologne 16, 15

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Notre base est le fondement d'une véritable colonie autonome sur la lune. Lors de sa conception, nous nous sommes concentrés sur la plus grande autosuffisance possible et sur la fonctionnalité de chaque élément, tout en gardant à l'esprit le plus important, à savoir le confort des astronautes qui y séjournent. Des ajouts, tels qu'un cycle jour/nuit contrôlé artificiellement ou la présence de plantes dans les pièces, devraient réduire le stress des astronautes et prendre soin de leur santé mentale. La base est conçue pour un minimum de quatre personnes, mais si le nombre de personnes est plus important, la répartition en modules résidentiels de quatre personnes peut contribuer au développement d'un sentiment de petites communautés, ce qui facilitera le travail et la répartition des tâches. L'emplacement et l'équipement de la base permettent de réaliser de nombreuses expériences et d'étendre efficacement l'espace.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous avons décidé de construire notre base lunaire au pôle sud de la Lune, sur le bord du cratère Shackleton. D'après nos connaissances, ce cratère contient de la glace d'eau et d'autres substances volatiles. La présence potentielle d'eau résoudrait le problème de son acquisition et ne nécessiterait pas son acheminement coûteux depuis la Terre. Le fait de placer notre base sur le bord du cratère simplifierait également considérablement le problème de l'approvisionnement en électricité. Au bord du cratère, l'énergie solaire arrive presque continuellement, et il serait donc possible de convertir pratiquement en permanence l'énergie solaire en énergie électrique à l'aide de panneaux solaires. Cela signifie également qu'il y aura moins de variations de température, ce qui pourrait être dangereux pour les composants sensibles à la dilatation thermique. D'après les cartes topographiques de la région, celle-ci présente une pente d'environ 6-7 degrés, reflétée dans notre modèle.

Comment prévois-tu de construire ton camp lunaire ? Décrivez les techniques et les matériaux que vous utiliserez.

Tout d'abord, un rover de reconnaissance sera déployé. Une fois qu'il aura trouvé un emplacement adéquat, il préparera une zone plane sur laquelle se posera la partie de l'atelier contenant les rovers, les panneaux solaires et les imprimantes 3D. Les rovers seront autonomes, mais le délai de communication Terre-Lune est suffisamment court pour qu'un humain puisse contrôler efficacement un rover en cas de problème. Dans un premier temps, l'atelier servira de base d'opérations. Il sera équipé de batteries et pourra produire des pièces de rechange pour les robots. Nous prévoyons d'imprimer en 3D le toit, les murs et la plupart des meubles de la base en utilisant du béton lunaire, dont le principal composant est le régolithe lunaire, une ressource abondante à la surface de la Lune. La base sera composée de pièces hexagonales afin de maximiser l'efficacité de l'utilisation des matériaux et de faciliter l'expansion. L'intérieur des salles sera recouvert d'une couche de caoutchouc synthétique, ce qui permettra de les remplir d'une atmosphère. La pression de l'air à l'intérieur serait suffisante pour supporter le poids d'un bouclier anti-radiation de régolithe d'environ 4 mètres d'épaisseur. Afin de minimiser la quantité de poussière que les habitants pourraient apporter à l'intérieur de la base, les combinaisons spatiales n'entreraient jamais directement dans la base, permettant à l'équipage d'y pénétrer par des trappes situées à l'arrière. Une fois le processus d'impression terminé, les autres équipements nécessaires pourront être apportés de la Terre avec les astronautes et installés sur la surface lunaire.

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

L'environnement lunaire est très dangereux, c'est pourquoi l'une de nos priorités est d'assurer la sécurité totale des astronautes qui se trouvent sur la base. L'un des principaux dangers qui guettent les hommes sur la Lune est le rayonnement cosmique, qui est jusqu'à 200 fois plus fort que sur Terre. Toutefois, il a été prouvé que les niveaux de radiation sont plus faibles à proximité des grands cratères, de sorte que l'emplacement de notre base dans le cratère Shackleton résoudra en partie ce problème. Une protection supplémentaire sera également assurée par les murs de la base, qui font environ 4 mètres d'épaisseur et sont constitués de sol lunaire. Ces murs offriront également une protection contre les micrométéorites et les températures extrêmement basses que l'on trouve sur la Lune.

Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :
Eau
Alimentation
Électricité
Air

L'ISS dispose d'un réservoir d'eau de 2000 litres pour un équipage de six personnes. Cependant, notre base utilisera également de l'eau pour la culture de plantes, d'animaux et de microbes, ainsi que pour l'électrolyse de l'eau. Pour répondre à cette demande, notre base aura une capacité maximale de stockage d'eau d'environ 30 000 litres, ce qui facilitera également l'expansion future de la base. Les astronautes apporteront un peu d'eau avec eux, mais la plus grande partie de l'eau sera fournie par les rovers à partir des gisements volatils du cratère Shackleton. L'eau expirée sera récupérée par l'unité de traitement de l'air et réintroduite dans la réserve d'eau. L'urine sera filtrée et réintroduite dans les réservoirs. Tous les déchets biologiques seront recyclés pour servir d'engrais pour les plantes et de nourriture pour les animaux ou les microbes, dans la mesure du possible.

La culture hydroponique jouera un rôle clé dans l'approvisionnement en nourriture de la station. Les jardins hydroponiques utiliseront des diodes électroluminescentes (DEL) avec des longueurs d'onde lumineuses sélectionnées (c'est-à-dire principalement le rouge) pour minimiser le gaspillage d'énergie. Chaque personne se rendant sur la Lune aura un régime alimentaire individuel prédéterminé qui couvrira ses besoins caloriques totaux, ainsi que les macro et micro-éléments. En fonction de ces données, il sera possible de planifier à l'avance les proportions des plantes cultivées. En outre, nous prévoyons d'acquérir des protéines sous la forme de ce que l'on appelle la "viande cultivée". Cette technologie étant de plus en plus avancée, nous souhaitons l'utiliser dans notre base. Dans un premier temps, le stock de cellules souches serait apporté de la Terre, mais au fil du temps, lorsque l'élevage des animaux de la base sera maîtrisé, les cellules seront prélevées directement sur eux. En offrant aux astronautes l'accès à des repas sains, aussi proches que possible de ceux consommés sur Terre, nous prendrons soin de leur santé physique et mentale.

Comme notre base est située sur la partie du bord de Shackleton qui est un "pic de lumière éternelle", elle recevra un rayonnement solaire quasi-continu. Elle pourra donc fonctionner la plupart du temps uniquement grâce à l'énergie solaire. Cependant, le stockage de l'énergie est crucial pour les opérations à forte consommation telles que l'électrolyse de l'eau ou le raffinage des métaux in situ, et il y a encore des nuits qui peuvent durer jusqu'à sept jours terrestres. Pour résoudre ces problèmes, la base disposera d'un certain nombre de solutions de stockage d'énergie. Dans un premier temps, elle utilisera des batteries lithium-ion légères et des panneaux solaires expédiés de la Terre, puis des panneaux solaires et des batteries à métal liquide construits sur place. Si la construction de batteries s'avère impossible, la base pourrait être équipée de grands volants d'inertie fabriqués à partir de régolithe compressé et suspendus à l'aide d'un maglev stabilisé en rotation (l'absence d'atmosphère et la faible gravité rendent leur fonctionnement beaucoup plus facile que sur Terre).

L'oxygène proviendra d'un certain nombre de processus. Il s'agira d'un produit de la photosynthèse dans les jardins hydroponiques et d'un produit secondaire du raffinage des oxydes métalliques par électrolyse. Il pourrait également provenir de l'électrolyse de l'eau, mais sans oxydant, l'hydrogène produit ne servirait pas de carburant. Le carbone étant une ressource limitée sur la Lune, nous essaierons de recycler autant de CO2 que possible grâce à la photosynthèse. Les gaz inertes, tels que l'azote et l'argon, ne subissent aucune réaction et peuvent donc être utilisés indéfiniment, à condition qu'il n'y ait pas de fuites. La vapeur d'eau produite par la respiration sera captée et réintroduite dans l'approvisionnement en eau.
En cas d'urgence, les bougies à oxygène peuvent être utilisées pour fournir une source rapide et fiable d'air respirable.

Expliquez quel serait l'objectif principal de votre camp lunaire (par exemple : objectifs commerciaux, scientifiques et/ou touristiques).

Les premiers groupes d'astronautes envoyés sur notre base tenteront de se familiariser avec l'environnement lunaire et de mener les expériences scientifiques les plus nécessaires. L'étude de la réaction des hommes et des animaux à un séjour de longue durée sur la lune jouera un rôle majeur dans la recherche, de même que l'amélioration de la technologie agricole, des télécommunications et de la production d'énergie, qui pourra être utilisée ultérieurement sur Terre. La base servira également, si tout va bien, de plaque tournante interplanétaire, capable d'approvisionner en nourriture et en carburant les vaisseaux qui s'aventurent vers Mars. À l'avenir, elle pourrait être une source de matériaux moins coûteux pour la construction de grandes installations spatiales et de vaisseaux, en raison de la faible gravité. La flexibilité de notre base permet également de l'étendre et de s'écarter de ses objectifs initiaux, en se concentrant sur des opportunités commerciales, le tourisme ou le développement d'une grande colonie.

Décrivez une journée sur la Lune pour votre équipe d'astronautes du Moon Camp.

Lors de la conception de notre base spatiale, nous avons constaté que le système de travail le plus efficace serait de personnaliser l'emploi du temps quotidien de chaque astronaute. Cela facilitera l'exécution de tâches spécialisées et permettra à au moins deux personnes de rester éveillées, même dans le cas d'un équipage réduit. Les plans pour chaque jour seront initialement envoyés depuis le centre de contrôle sur Terre, et au fur et à mesure que la base se développera, chaque membre de l'équipage sera chargé de les établir pour le reste du groupe.

Au début de la journée, après s'être préparés au travail, les astronautes vont consulter les dernières informations sur l'écran, qui les informe en même temps de leurs tâches actuelles, en fonction de leur spécialité. Certains auront pour tâche de mener des recherches, des expériences et de travailler en laboratoire, d'autres s'occuperont des soins aux animaux et de la culture des plantes, tandis que d'autres encore contrôleront le travail des modules de la base, répareront les dégâts actuels et maintiendront l'état technique des rovers.

Après avoir passé en revue leur emploi du temps, les astronautes se rendront dans la salle commune pour prendre un repas personnalisé - comme tous les autres repas, le petit-déjeuner.

Les astronautes s'attaquent ensuite aux tâches qui leur sont assignées. Après avoir accompli leurs premières tâches, les astronautes se rendent dans une salle de sport reliée à la salle médicale, où on leur présente leur plan d'entraînement personnel pour la journée en cours. Après leur séance d'entraînement, les astronautes se rendent à nouveau dans la salle commune pour leur deuxième repas. Il sera très important de planifier la journée de manière à ce que les heures de repas des astronautes se chevauchent le plus possible. Bien sûr, certains prendront le déjeuner et d'autres le dîner, mais l'objectif est d'assurer un contact humain et de créer un sentiment de communauté parmi les astronautes.

Après le déjeuner, si la situation le permet, les astronautes ont du temps libre. Ils peuvent se divertir avec des jeux vidéo, la réalité virtuelle, des livres ou de la musique. Ils peuvent également appeler leur famille ou passer du temps avec d'autres astronautes ou des animaux. Ils retournent ensuite à leurs tâches pour un certain temps jusqu'au soir. À la fin de la journée, ils vont dîner et rejoignent leur chambre. Voilà à quoi ressemble une journée moyenne et tranquille sur notre base lunaire.



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