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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 : Le côté obscur du fromage

UTC Portsmouth  Portsmouth    Royaume-Uni 16

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Notre mission de base lunaire sera divisée en 4 étapes initiales :

Au cours de la phase 0, une petite équipe sera envoyée pour installer une imprimante 3D automatisée à frittage laser avant de rentrer chez elle, pour produire les briques nécessaires à la construction de la base et, dans le cadre d'une mission distincte, pour installer le petit réacteur nucléaire avec quelques spécialistes.

L'étape 1 comprendra 2 fusées, l'une envoyant des ressources de construction (cadres, tentes et sas) et l'autre amenant l'équipage initial - en utilisant les cadres facilement constructibles et les briques imprimées (produites en continu entre les missions), ils pourront construire les 3 dômes centraux initiaux. 

L'étape 2 comprendra plus de matériaux de construction pour produire 3 dômes extérieurs plus grands afin d'étendre la base, ainsi que des ressources pour soutenir l'équipage et pour la recherche - plus de personnes viendront dans la 3ème et dernière fusée de l'étape 2 pour compléter l'équipage complet. 

Au cours de l'étape 3, un équipage de relève sera envoyé pour remplacer l'équipage initial de l'étape 1, ainsi que tout équipement ou matériel demandé par l'équipage. Cette charge utile servira de réponse à tout problème ou nécessité uniquement identifiable par l'équipage, afin de garantir que tout problème imprévu ait sa place dans le plan de résolution. 

Toutes les charges utiles seront livrées par des fusées Arian 5, car elles ont une capacité idéale et la fonctionnalité de double charge utile lorsque des équipements sont envoyés aux côtés des membres de l'équipage.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Notre base lunaire sera située près de Stöfler, qui est un cratère dans les hautes terres du Sud. Le côté sud est ensoleillé la plupart du temps, ce qui nous fournit de l'énergie grâce aux panneaux solaires ainsi que de la lumière pour effectuer des tâches tout au long de la journée. Les cratères étant dans l'obscurité constante, on a accès à la glace lunaire, qui est une ressource importante, surtout dans les dernières étapes du fonctionnement de la base (pour fabriquer du carburant pour fusée). Comme le but ultime de notre base est de devenir une base de lancement de fusées, le fait d'être sur le côté sud permet aux fusées d'effectuer une manœuvre de fronde autour de la terre lorsqu'elles partent pour leur voyage dans le système solaire. Cela donnera au vaisseau une grande augmentation de vitesse sans utiliser beaucoup de carburant, rendant les lancements encore plus efficaces.

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

Notre camp lunaire sera modulaire afin que de nouvelles structures puissent être facilement ajoutées au fur et à mesure de l'expansion de la base. Chaque structure sera composée de 3 couches (voir notre modèle avec l'analyse des sections) et de sas pour les sorties et les entrées. La couche intérieure sera en polyester recouvert de PVC (inspiré des tentes d'alpinisme et des serres hermétiques) car elle peut être facilement fixée à la couche 2 et est complètement hermétique - elle peut donc être pressurisée et devenir un espace de vie pour l'équipage. La deuxième couche sera une armature métallique de triangles formant un dôme, car les arcs sont la forme la plus solide et les triangles sont robustes et faciles à construire. L'armature métallique peut être construite à la main à partir de poteaux en aluminium de 50 mm de diamètre par des membres d'équipage en combinaison spatiale. La troisième et dernière couche sera un dôme en pierre constitué de briques fabriquées avec du sol lunaire ; elles seront faciles à assembler avec des formes imbriquées et se soutiendront elles-mêmes à l'extérieur du cadre métallique - elles seront fabriquées par des robots d'impression SLS Regolith automatisés et programmés pour les produire lorsqu'ils seront laissés sur la lune après l'étape 0 afin que les briques soient prêtes pour l'étape 1. Après les 4 étapes initiales, il y aura 6 dômes de 6m de diamètre et 3 de 12m de diamètre. Les 6 petits seront pour : Une cuisine, un contrôle de l'énergie et de l'oxygène, des quartiers d'habitation, un gymnase, un centre de communication et une infirmerie. Les 3 plus grands seront divisés en deux par le polymère (donc étanche à l'air), la moitié de chacun étant destinée aux algues et à l'hydroponie et les 3 autres moitiés étant un atelier, un laboratoire et une zone de stockage.

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

La priorité numéro 1 concernant la conception de la base lunaire est la sécurité de l'équipage. Les structures de la base sont constituées de dômes, qui sont naturellement les plus solides pour assurer la longévité et protéger les membres de l'équipage des pluies d'astéroïdes ou des débris spatiaux. Le matériau de la tente intérieure est un polyester solide et enduit pour éviter les déchirures et les fuites. Les niveaux de rayonnement à la surface de la lune sont environ 200 fois supérieurs à ceux de la Terre en raison de l'absence d'atmosphère qui bloque le rayonnement cosmique. C'est pourquoi la couche de maçonnerie extérieure du dôme est aussi épaisse que possible (500 mm), car elle absorbe la plupart des rayonnements et tout rayonnement supplémentaire est arrêté par la tente (qui est réfléchissante). Enfin, il y a l'absence absolue de défaillances ponctuelles - tous les dômes ont des voies d'accès multiples, de l'énergie solaire avec une sauvegarde nucléaire, un système de production d'oxygène et des algues - aucune défaillance ponctuelle ne pourrait briser le système.

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

La majorité de l'eau proviendra du système de récupération d'eau (WRS), qui collecte l'eau ambiante (condensation et humidité) ainsi que l'urine. L'eau est également créée dans un système Sabatier, qui combine l'hydrogène produit par l'OGS (voir 2.4 D) avec le dioxyde de carbone pour produire de l'eau (chaleur et méthane). Cette eau peut maintenant être utilisée pour un certain nombre d'usages. La chaleur peut être utilisée pour chauffer la base et le méthane stocké pour être utilisé comme carburant. L'autre eau pour les bassins d'algues, une réserve d'eau fraîche à mélanger au système et utilisée plus tard dans la production d'hydrogène et d'oxygène pour le carburant des fusées, proviendra des dépôts de glace sur la lune.

Au cours des premières étapes de la mission, les astronautes vivront de rations envoyées avec eux depuis la Terre. Ces provisions seront réapprovisionnées grâce aux autres atterrissages nécessaires à la mission. Au cours de la première étape, l'un des trois "Agro-dômes" sera créé sur la Lune. Ils abritent des baies hydroponiques (entre autres) dans lesquelles la nourriture nécessaire pour alimenter la base lunaire peut être cultivée. Les étapes suivantes apporteront l'infrastructure nécessaire pour les deux autres baies. Cependant, un approvisionnement régulier en rations provenant de la Terre sera toujours assuré, à la fois comme sécurité et pour compléter les minéraux et le sel des astronautes. L'hydroponie permet aux astronautes et aux équipes au sol de contrôler presque entièrement la croissance des cultures, en synchronisant les récoltes et en fournissant les nutriments nécessaires à une croissance fructueuse. Les plantes cultivées seront génétiquement modifiées pour pousser plus vite et plus gros que les plantes naturelles, ce qui maximisera la production alimentaire.

La plupart des opérations spatiales sont alimentées par des panneaux solaires, ils sont excellents. Ils sont également plus efficaces dans l'espace que sur terre car il n'y a pas d'atmosphère pour réduire l'intensité de la lumière. Une fois achevée, notre base lunaire utilisera trois réseaux de panneaux solaires aux côtés d'un petit réacteur nucléaire, un réacteur à neutrons rapides (FNR), utilisant un liquide de refroidissement Na-K-C. Son fonctionnement fiable (dans l'espace) élimine le risque de SCRAM (ou de fusion). Il fournit une autre couche de protection contre la perte d'énergie en cas de panne, en plus des trois panneaux solaires séparés. En plus de répondre à la demande d'énergie de base. Il sera installé dans un cratère voisin qui servira de bouclier en cas d'accident, mais qui maintiendra également le réacteur à l'ombre, facilitant ainsi son refroidissement. D'ici à ce que le réacteur FNR doive être remplacé, les technologies émergentes, telles que l'hybride nucléaire-batterie-réacteur, pourraient être encore plus efficaces.

La majorité de l'air est recyclée, grâce à un système de génération d'oxygène (OGS). Ce système utilise l'électrolyse pour séparer l'eau en oxygène et en hydrogène. L'hydrogène produit est utilisé dans le WRS (voir 2.4 A). C'est le système utilisé sur l'ISS et il est utilisé dans les sous-marins depuis plus de 50 ans. Il est donc éprouvé, testé et tous ses défauts majeurs, qui n'apparaissent qu'en pratique, ont été aplanis. Les systèmes ne peuvent jamais être parfaits et il y a forcément des pertes d'air. L'ISS y remédie en recevant des livraisons d'oxygène de la Terre. L'ISS y remédie en recevant de l'oxygène de la Terre. Cependant, nous reconstituerons l'oxygène à l'aide de réservoirs d'algues dans la base. Ces deux systèmes fonctionneront ensemble pour fournir un approvisionnement suffisant en air respirable à l'équipage. Si une brèche se produit dans la base, les zones de fuite peuvent être isolées car toutes les portes sont étanches.

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

Le but de notre mission est d'établir une base autonome sur la lune, condition préalable à la création d'une station de ravitaillement pour les voyages spatiaux. À l'avenir, nous chercherons à nous rendre de plus en plus loin dans notre galaxie pour rechercher, explorer et éventuellement habiter de nouveaux corps célestes dans l'univers. Lors des voyages spatiaux (par exemple les lancements lunaires et martiens), la majorité du carburant est utilisée pour s'échapper de l'atmosphère terrestre, ce qui réduit considérablement la portée du vaisseau spatial. Notre base sera utilisée pour s'arrêter et faire le plein après avoir échappé à l'atmosphère terrestre, avant de redécoller et de se rendre là où le vaisseau se rend. C'est pourquoi la conception de notre base est hautement modulaire, de sorte qu'elle peut être étendue à un port plus grand avec des installations de ravitaillement après la mission initiale de 4 étapes.

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

Notre objectif est de faire en sorte qu'une journée sur la lune pour notre équipage reflète étroitement une journée de travail sur Terre afin d'aider l'équipage à s'adapter plus facilement et plus rapidement à ce nouvel environnement et de réduire le sentiment d'anomalie par rapport à leur vie terrestre. Les journées commenceront par des exercices dans la salle de sport - qui contiendra un tapis roulant avec un harnais élastique pour simuler une gravité plus forte - suivis d'un petit-déjeuner afin de faire le plein d'énergie pour la journée. Ensuite, l'équipage se réunira pour un briefing matinal du commandant ainsi que pour toute notification de l'équipage ou du contrôle de mission. Ensuite, chaque membre de l'équipage se voit confier une ou plusieurs tâches matinales qui dépendent de son rôle individuel. Lors de la première étape de la mission, il y aura 4 membres d'équipage : Un commandant qui se spécialise également en botanique, un médecin et 2 ingénieurs - des exemples de tâches pourraient être la mise en place de nouvelles structures pour les étapes suivantes, la maintenance de la base ou de l'équipement ou la surveillance de l'hydroponie (dans les étapes ultérieures). Au cours de la deuxième étape, l'équipage sera complété par un autre botaniste (plus spécialisé) (car le rôle de leader du commandant est sa principale priorité), un chercheur et un autre ingénieur, car la construction et l'entretien de l'équipement sont essentiels à la mission. Après les tâches du matin, il y aura une période de déjeuner et un peu de temps libre en fonction du nombre et de l'urgence des tâches de la journée. Puis viendront les tâches de l'après-midi qui (comme le matin) dépendront des rôles individuels des membres de l'équipage. Les tâches de recherche seront importantes car notre base devra effectuer des tests approfondis pour remplir son rôle de préalable à l'arrêt d'un vaisseau spatial, mais aussi les groupes du monde entier intéressés par la recherche lunaire, comme les universités, pourraient soumettre des demandes de tests et d'échantillons, de la même manière que l'ISS soutient la recherche mondiale et fournit une source secondaire de financement pour le projet de base lunaire. Nous avons l'intention que la journée reste cohérente, mais nous sommes catégoriques sur le fait que les décisions relatives à l'emploi du temps doivent être prises au cas par cas, car il est essentiel de répondre à des développements nouveaux et imprévus pour prospérer en dehors de la planète. Une fois les tâches de la journée terminées, les membres de l'équipage dîneront et auront du temps libre pour se détendre et s'amuser avant de dormir.



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