Le défi du Mooncamp
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Pioneers galerie 2021 - Moon Camp Challenge
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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 : Via Appia

Bilíkova 24/Bachova 4/Kiev gymnasium 267  Bratislava    Slovaquie 18, 19, 15 Première place - États non membres de l'ESA Visionneuse externe pour projet 3d
Description du projet

Castrum est conçu pour être l'épine dorsale de la colonisation humaine de la Lune. Ce sera le premier avant-poste qui sera entièrement autonome, sans avoir besoin de livraisons de la Terre. Au début, notre base disposera de deux grands modules polyvalents. Après quelques missions habitées, un autre module polyvalent de taille moyenne sera installé. Au final, notre base disposera d'un module aéroponique, d'un module d'habitation et d'un laboratoire.

Tous les modules, les couloirs (à l'exception des zones équipées de portes anti-explosion) et les parois des sas (à l'exception des ports d'amarrage des rovers et des combinaisons spatiales) sont gonflables et fabriqués en matériaux composites. Les équipements comme les réservoirs de gaz et les Manned Exploration Rovers (MER) sont créés à partir de matériaux solides comme les fibres de carbone ou l'aluminium. En termes de véhicules terrestres, nous avons 2 MER à atmosphère pressurisée, 3 rovers automatiques, 2 "Légionnaires"qui sont utilisés pour les opérations de construction et de creusement et 1 "Centurion"qui seront utilisés pour l'exploration extérieure afin de minimiser les besoins en EVA. Le nombre de rovers peut être augmenté par des missions cargo supplémentaires depuis la Terre. Notre base a 2 configurations : 1. Une base qui est complètement à la surface et 2. Une base qui est moitié sur la surface, moitié dans le cratère traité.

La construction de la base est divisée en 3 phases. Au total, nous aurons besoin de 3 vols non habités avec la fusée Ariane 6 et d'un vol habité avec un vaisseau spatial de l'ESA, de la NASA ou privé. Notre base peut être habitée par 6 astronautes de longue durée ou 12 astronautes de courte durée.

Lien vidéo : https://youtu.be/j-M4NzxQI9Q

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous allons placer notre base près de la région du pôle sud de la Lune. Nous avons choisi cet endroit en raison de la lumière solaire disponible, qui est notre principale source d'énergie (environ 80-90 % par cycle). Dans cette région, nous pouvons trouver de nombreux cratères contenant de la glace. Nous utiliserons la glace pour alimenter notre base en eau. En outre, en raison du paysage, nous serons en mesure de construire un avant-poste supplémentaire près de Castrum.

Pour la première configuration, nos principaux candidats seront les zones qui répondent le mieux à nos besoins. Dans le cas de la deuxième configuration, nous avons trouvé quelques cratères qui sont assez grands pour accueillir nos grands modules (et ainsi raccourcir notre phase de construction et protéger notre base lunaire).

Voici les coordonnées des sites potentiels de construction de notre base : Lat:-89.399 Lon : 173.889, Lat : -89.31 Lon : 93.898, Lat : -89.899 Lon : -38.141, Lat : -89.582 Lon : 70.442.

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

Comme nous l'avons mentionné précédemment, il y aura 3 phases avant que la base ne soit pleinement opérationnelle et il y a 2 configurations différentes de notre base.

  1. "Phase de préparation" : Nous allons atterrir à la surface "Cesar" (Station automatique qui fournira de l'énergie [via RTG] pour les rovers et le contact avec la Terre) avec 3 rovers non habités "Centurion" et "Légionnaires" près d'un site de construction choisi. Les légionnaires seront utilisés pour creuser et imprimer les constructions en utilisant le régolithe de la lune et Centurion procédera à l'exploration des environs. En cas de problème avec les légionnaires ou César, Centurion peut aider ou être utilisé comme source d'énergie de secours et centrale de communication.
  2. "Phase de construction" : Ici, les choses se divisent en deux. Si nous choisissons de construire la base à moitié sous terre, nous utiliserons 2 grands cratères naturels ou artificiels (avec sonde d'impact avant la phase 1). Les légionnaires utiliseront leurs tambours pour aplanir le fond des cratères et creuser des tranchées pour les relier. Si nous choisissons la configuration pleine surface, les légionnaires devront aplanir légèrement le site de construction. Lorsque tout sera terminé, ils commenceront à imprimer des coques de protection pour les modules, les sas et les couloirs.
  3. "Les premiers humains à rester" : Avant de faire atterrir les premiers habitants de notre avant-poste, nous allons faire atterrir 2 missions cargo avec des modules dégonflés, des couloirs et sas, quelques équipements, et l'intérieur intérieur. Ensuite, les astronautes atterriront et gonfleront les modules, connecteront les pièces, prépareront les sas, etc... Ils déconstruiront César sous "Opération Brutus"pour les pièces supplémentaires : réservoirs de gaz, tuyaux, antennes, batteries...
L'environnement sur la Lune est très dangereux pour les astronautes. Expliquez comment votre camp lunaire les protégera.

Plusieurs éléments différents menacent nos astronautes.

  • Pour préserver les astronautes du vide spatial, notre base est entièrement hermétique. Nous avons conçu notre base de sorte que si l'un des modules perd de la pression, les astronautes peuvent toujours quitter la base via un sas.
  • Pour protéger les modules des (micro-)météorites et des radiations, nous imprimerons une couche supérieure de protection dans le régolithe de la lune (qui sera plus solide que le béton grâce à une formule spéciale).
  • Pour protéger les astronautes des rayonnements gamma intenses (qui pourraient pénétrer la couche de protection), nous utilisons la cargaison du deuxième étage pour renforcer la protection du premier étage, où les astronautes travaillent. Les endroits où les astronautes passent la plupart de leur temps, comme la salle d'équipage où ils dorment, seront spécialement protégés par la cargaison la plus dense.
  • Pour garder la base au chaud, nous utiliserons un chauffe-eau électrique (ou, dans le pire des cas, le RTG).
Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :
Eau
Alimentation
Électricité
Air

Au début, les astronautes apporteront de l'eau avec eux. Une fois la base terminée, nous commencerons à extraire de l'eau de l'endroit connu le plus proche (le cratère Shackleton, par exemple).
Toutes les eaux usées seront collectées et nettoyées pour être réutilisées. Nous pouvons également essayer d'obtenir de l'eau à partir du sol de la Lune, mais nous ne recueillerions pas grand-chose avec cette technique. L'eau sera nécessaire pour l'électrolyse, l'aéroponie, l'eau potable et l'hygiène.
Nous stockerons également de l'hydrogène et de l'oxygène à bord et, en cas de pénurie d'eau, nous pourrons les retransformer en eau.

Pour la première période sur la Lune, la nourriture sera apportée depuis la Terre. Pour les missions de longue durée, nous allons utiliser notre module Aéroponique, qui fournira suffisamment de nourriture pour prolonger la durée de la mission.
Lorsque le module aéroponique sera terminé, il fournira suffisamment de nourriture pour prolonger la mission pendant des années. Nous allons y faire pousser différents types de plantes : des herbes, quelques légumes, des plantes à sucre. Pour maximiser la production de nourriture, nous utiliserons des plantes génétiquement modifiées, un mélange spécial d'engrais et une lumière de croissance optimisée 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 pour assurer la photosynthèse.
Les plantes seront la priorité numéro 1 de l'équipe.

Comme nous l'avons déjà mentionné, nous fournirons de l'énergie aux rovers au début avec des RTG, afin de minimiser les risques de perdre l'équipe de construction. Après l'atterrissage des astronautes, la RTG sera enterrée (par sécurité), mais en cas d'urgence, nous pourrons l'extraire et l'utiliser.
Pour maintenir la base alimentée 90 % de la journée, nous placerons des panneaux solaires sur la colline la plus haute et la plus proche. La nuit, nous utiliserons l'énergie accumulée (via l'oxygène et l'hydrogène) dans des piles à combustible. Presque toutes les expériences seront hors ligne pour minimiser la consommation d'énergie et toute l'énergie sera utilisée pour maintenir les plantes et les humains en vie.

Au début, les astronautes emporteront de l'oxygène et de l'azote. Pour les missions de longue durée, l'oxygène sera produit par électrolyse et nous pourrons également en extraire du régolithe lunaire.
Pour que l'environnement à l'intérieur de la base soit sans danger pour les humains, nous aurons un ordinateur qui surveillera les niveaux de CO2, O2, N2, H2O et la pression à l'intérieur des modules, comme ceux de l'ISS.
L'oxygène et l'eau peuvent être produits sur la Lune mais l'azote doit être envoyé de la Terre. Le projet MELISSA sera utilisé pour recycler le CO2 en O2 et minimiser les besoins en eau.

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

Notre base a des objectifs multiples :

  • Commercial : Nous autoriserons les entreprises à faire atterrir leurs sondes en utilisant notre piste d'atterrissage imprimée. Nous ferons également le plein et préparerons des fusées cargo de la Lune vers la Terre lorsque notre base commencera à produire beaucoup d'hydrogène et d'oxygène.
  • Scientifique : Dans notre base, nous avons un laboratoire pour étudier le comportement des plantes, des humains, des animaux, des matériaux, des gaz, etc. à la surface de la Lune. De plus, notre MER nous permettra de voyager autour de la région du pôle sud.
  • Notre base peut également accueillir des touristes supplémentaires à court terme.
  • Infrastructure : Nos légionnaires vont construire des routes autour du cratère Shackleton("Sur la Lune, tous les chemins mènent au cratère Shackleton") pour relier les futures colonies et rendre les déplacements sur la Lune plus sûrs et plus efficaces.
  • L'humanité : Notre base ouvrira la voie à la première colonie sur la Lune et sera la porte d'entrée dans notre système solaire.
Décrivez une journée sur la Lune pour votre équipe d'astronautes du Moon Camp.

La journée des astronautes dans notre base commence dans le compartiment de vie. Ils y trouveront tout ce dont ils ont besoin pour leur routine matinale. Après le petit-déjeuner, les astronautes recevront leur programme de la Terre. Les ingénieurs devront vérifier les systèmes, les botanistes actualiseront l'état de leurs cultures et les scientifiques vérifieront leurs expériences.

Puis les astronautes se préparent pour leur EVA, un groupe d'au moins 2 personnes ira à l'extérieur et collectera de la glace d'eau dans le gisement le plus proche. Après avoir collecté suffisamment d'échantillons, les astronautes empileront la glace dans une boîte chauffée par le soleil où elle fondra entièrement. Ensuite, elle sera transportée dans la base pour être utilisée dans le cadre d'un projet ISRU.(Utilisation des ressources in situ).

Après avoir accompli la mission quotidienne de "glace", certains astronautes retourneront à la base tandis que les autres se promèneront brièvement sur certains sites pour prélever des échantillons en vue d'une analyse ultérieure. En cas de problème avec le matériel extérieur, le MCC depuis la Terre informera les équipes à l'extérieur des mises à jour de la mission et fournira aux astronautes des informations complémentaires et les procédures pour réparer le matériel tombé en panne. L'expédition spécialement programmée, sous la surveillance totale du MCC sur Terre, utiliserait le MER pour un long voyage autour de la région sud de l'Europe. Région du Pôle, collecte intéressante des échantillons et la cartographie de nouveaux sites. Après tout cela, les plans d'EVA pour la journée seront terminés et les astronautes retourneront à la base.

Pour que les astronautes restent en bonne santé dans la gravité de la lune, chacun d'entre eux devra faire des exercices quotidiens dans notre salle de sport pendant environ 3 heures. En étant si loin de la Terre, la végétation et l'odeur de la nature peuvent manquer à l'équipage. C'est pourquoi nous avons créé un endroit pour eux dans le module Aéroponique, où ils peuvent se reposer et s'amuser autour de plantes.

À la fin de la journée, les astronautes passeront un test mental pour répondre aux questions et décrire leurs pensées. Les astronautes disposeront d'un peu de temps libre pour consulter ou répondre aux courriels de leurs amis et familles sur Terre. Ensuite, les astronautes prendront leur dîner. Plus tard, ils prendront un bain et se rendront dans le compartiment habitable pour se reposer pendant environ 8 heures.

Pour conserver un rendement maximal pendant que les panneaux solaires produisent de l'énergie, we programmerait 3 astronautes pour qu'ils restent éveillés pendant que les autres dorment. . En cas d'événements importants, tous les astronautes devront rester éveillés.


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