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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 : I.E.S. LOS CASTILLOS

I.E.S. LOS CASTILLOS  ALCORCÓN (MADRID)    Espagne 16, 15

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Notre camp lunaire est une base extensible, conçue pour être agrandie au fur et à mesure que l'équipe augmente ou que les écosystèmes de la serre grandissent. 

L'eau étant la ressource essentielle de notre habitat humain, le camp est installé à côté d'un petit cratère où la glace d'eau existe en raison des zones d'ombre permanentes à l'intérieur. La glace d'eau sera extraite et transformée en liquide à partir de ces zones sombres par un processus de sublimation contrôlé.

L'établissement est divisé en différents modules, chacun ayant son propre objectif, sa propre conception et ses propres matériaux. Ces conceptions sont basées sur trois structures différentes :

Tout d'abord, une structure pliante pour la serre, permettant de modifier mécaniquement ses dimensions pour accueillir des écosystèmes de différentes tailles.

Deuxièmement, des habitats gonflables pour les quartiers d'habitation, l'entrepôt, la salle à manger ou le gymnase, qui peuvent être gonflés sur place afin d'adapter leur volume à l'équipage.

Troisièmement, des structures rigides pour le module d'alimentation, la plate-forme de la navette ou les réservoirs d'oxygène.

Nous considérons la serre comme l'unité centrale, une structure pliante à trois dômes placée au centre, avec trois environnements différents fournissant de l'oxygène et du dioxyde de carbone par la photosynthèse des plantes, de la nourriture par l'aquaponie et une régulation globale de la température. Cette unité centrale relie les autres modules par des passages pliants.

L'énergie est obtenue grâce à des panneaux solaires répartis sur une grande surface du camp, l'espace réservé à cet objectif est assez grand en raison du grand angle d'incidence des rayons du soleil avec la surface, de sorte que les rayons du soleil sont peu énergétiques et qu'un grand nombre de panneaux est nécessaire pour produire une quantité raisonnable d'énergie.

Un module de recyclage permet aux astronautes d'obtenir de l'eau et de l'azote à partir de leur urine et de leurs excréments.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Notre camp lunaire est installé au nord du cratère Ibn Bajja, à environ 200 km du pôle sud, où les températures ne sont pas si extrêmes en raison de l'angle d'incidence plus élevé des rayons du soleil.

La crête d'Ibn Bajja est éclairé de manière quasi permanente, un avantage pour éclairer la base et placer des panneaux solaires pour alimenter les équipements. De la même manière, la glace d'eau se concentre dans les zones d'ombre permanente au fond du cratère.

La taille du cratère, environ 2000 m de profondeur, est suffisante pour extraire la glace d'eau des zones ombragées à l'intérieur, la transformant en eau liquide par sublimation contrôlée à l'aide de pipelines. Après l'extraction, un processus d'électrolyse est réalisé afin d'obtenir de l'oxygène pour la respiration et de l'hydrogène comme carburant pour la navette.

Sur la crête du cratère, à 450 m de hauteur, les communications avec la Terre sont adéquates, aucun satellite supplémentaire n'est nécessaire comme sur la face cachée de la Lune.

 

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

Pour monter le camp, nous envoyons des pièces modulaires à assembler et à gonfler sur place, en construisant les différentes structures.

Nous devons utiliser le moins d'espace possible, afin d'économiser l'énergie nécessaire à la réfrigération des espaces et à l'efficacité de l'action. pressurisation .

Attachés à l'unité centrale par des passages flexibles, il existe des structures rigides telles que le module de combat, le lanceur de navette ou la centrale énergétique. Tous les autres modules comme les quartiers d'habitation, la salle de sport et la salle de communication sont des habitats gonflables.

Ces habitats sont expansés vers l'extérieur, générant juste l'espace nécessaire à l'équipage, accueillant les astronautes et les instruments à l'intérieur. La forme de ces modules, une fois déployés, est cylindrique en raison de la différence de pression entre le vide extérieur et la pression intérieure.

Le matériau de ces structures gonflables est constitué de couches entrelacées de kevlar et de mylar.

La serre est construite avec le système de dôme géodésique expansible de Hoberman, de sorte que la structure s'agrandisse au fur et à mesure que les écosystèmes à l'intérieur grandissent. Cette unité centrale est conçue comme un module à triple dôme appliquant le théorème de la double bulle afin de couvrir le maximum d'espace avec le minimum de matériaux.

Pour recouvrir l'extérieur de l'unité centrale, nous utilisons des panneaux pneumatiques en ETFE (éthylène tétrafluoroéthylène) transparent et rempli d'eau. La gravité sur la Lune est égale à un sixième de la gravité sur Terre, le poids n'est donc pas un problème critique pour la stabilité de la structure.  

Cette unité centrale est protégée par une double couche de graphène, conférant une résistance à la structure. 

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

Les principales menaces seraient les températures extrêmes, les radiations provenant de l'espace et la possibilité d'être frappé par une micrométéorite.

La zone où le camp sera situé ne connaît pas de changements de température drastiques, mais juste au cas où, nous pouvons modifier la température à l'intérieur des habitats pliants en changeant leur volume, la pression à l'intérieur étant constante, et en distribuant l'énergie thermique dans tout le camp.

Pour recouvrir l'extérieur de l'unité centrale, nous utilisons une double couche mince de graphène pour protéger des impacts les panneaux pneumatiques de recouvrement en ETFE (Éthylène tétrafluoroéthylène) rempli d'eau. Cette eau agit en absorbant les radiations cosmiques et la double couche de graphène protège la structure des impacts. Les matériaux utilisés pour les modules gonflables, le kevlar et le mylar, évitent que les radiations n'affectent l'équipage.

Les couches des habitats gonflables sont constituées de matériaux résistants comme le kevlar et le mylar afin que les différents modules gonflables du camp soient protégés des radiations et des micrométéorites.

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

Comme nous l'avons déjà mentionné, nous avons décidé d'obtenir la glace d'eau des fonds à l'intérieur du cratère en utilisant un pipeline effectuant un processus de sublimation contrôlé.
En raison de la pression nulle, l'eau n'existe que sous forme de glace ou de vapeur. La glace d'eau à l'intérieur du cratère a une température d'environ -240 ºC mais lorsque sa température atteint -70 ºC, l'eau se sublime sous forme de vapeur.
Nous lancerons un petit pipeline au fond du cratère, chauffant l'extrême en contact avec la glace avec un petit réchauffeur à l'intérieur du pipeline, augmentant la température locale de la glace jusqu'à -70 ºC, effectuant la sublimation et collectant la vapeur dans le cratère.
Une fois montée, l'eau sera distribuée en fonction de son utilisation, selon qu'elle va à la serre, aux maisons ou à un autre module du camp.
Dans le camp lunaire, l'eau peut également être obtenue à partir du module de recyclage où l'urine et les excréments de l'équipage sont recyclés.

Comme indiqué précédemment, un module de serre sera construit afin de cultiver des aliments pour les habitants de la base. L'idée est de répartir les cultures dans les différentes sections à l'intérieur de la serre, en fonction de l'eau dont elles ont besoin pour leur croissance.
Nous utiliserons une unité d'aquaponie pour cultiver des herbes et des légumes et élever des poissons en utilisant, également, l'horticulture hydroponique.

Comme source d'énergie renouvelable, nous disposerons de la lumière du soleil, que nous obtiendrons grâce aux panneaux solaires que nous placerons près du camp, pour l'alimenter en énergie.
Nous avons des générateurs d'électricité qui utilisent la sublimation de l'eau pour faire tourner une turbine afin de produire de l'électricité, cette énergie est utilisée et stockée dans des batteries.
Pour les périodes où les rayons du soleil n'atteignent pas la surface de la Lune, par exemple lors d'une éclipse solaire sur la Lune, nous utilisons l'énergie accumulée dans des batteries.

Un certain pourcentage de l'eau du camp sera destiné à la centrale énergétique, où elle sera traitée et, grâce à un processus d'électrolyse, transformée pour alimenter le camp en oxygène.
L'air de l'atmosphère terrestre est composé d'environ 75 % d'azote et 20 % d'oxygène.
Les écosystèmes de la serre produiront de l'oxygène et du dioxyde de carbone, l'azote sera obtenu par le recyclage de l'urine et des matières fécales dans le module de recyclage.

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

L'objectif principal de notre projet est de construire un camp lunaire conçu pour être un avant-poste de développement et d'exploration scientifique, où l'équipage pourra explorer et enquêter à partir d'un endroit sûr qui lui fournira tout ce dont il a besoin.

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

L'organisation est fondamentale pour maintenir l'équipage en vie. Les tâches journalières liées au contrôle doivent donc être organisées pour assurer la sécurité. 

Premièrement, il est nécessaire de contrôler la pression à l'intérieur des habitats, s'il y a une perte de pression parce que l'air sort des habitats, les gens peuvent mourir en quelques minutes.

Un autre processus important dont il faut prendre soin est l'électrolyse, car ce processus génère de l'oxygène en complément de celui provenant des plantes de la serre.

En ce qui concerne l'énergie, bien que nous puissions utiliser des batteries pendant une courte période, les panneaux solaires sont importants pour générer de l'énergie afin d'alimenter les équipements et de faire fonctionner les pompes à pression.

L'équipage sera divisé en équipes pour contrôler tous les aspects précédents, il devra y avoir une équipe de nuit pour que quelqu'un soit éveillé au cas où il y aurait une panne ou un problème dans le système et qu'il faille le réparer.

Ensuite, il y aura l'équipe de jour dans laquelle chaque personne aura un travail différent dans différentes sections du camp.

Chaque équipe aura des pauses pour manger et échanger avec les autres habitants du camp dans les salles communes, pour se détendre ou utiliser la salle de sport par exemple, sans oublier leurs heures de sommeil.



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