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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 : Moon Shot

UTC Portsmouth  Portsmouth    Royaume-Uni 17, 16

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

La construction de notre base lunaire prendra quelques années et fournira un hébergement temporaire aux astronautes. L'objectif principal de la base est de tester les effets de l'environnement d'une base souterraine sur les astronautes, tant sur le plan physique que mental. Les expériences menées seront similaires à celles de l'ISS et l'équipage sera renouvelé régulièrement. Le nombre maximum de personnes devrait être de 8, mais il peut être réduit à 2 et la base devrait toujours fonctionner. Comme indiqué précédemment, la base sera partiellement souterraine pour assurer la protection contre les radiations et la température. La base est construite comme une structure verticale en forme de silo qui serait descendue dans un trou creusé avant sa construction. La raison pour laquelle l'installation prendra un certain nombre d'années est le processus de forage et d'alésage nécessaire pour préparer la base. Au fur et à mesure que le trou est creusé, des pièces individuelles de la base sont livrées et verrouillées en place sur la machine de forage. Ce processus est répété sept fois au total, ce qui laisse huit éléments ancrés dans le sol. Il s'agira d'un entrepôt de nourriture au fond, puis d'un dortoir pour les astronautes, suivi d'une salle de médecine, d'une salle de culture, de réservoirs de communication, d'énergie et de stockage d'eau, et enfin d'un sas et d'une sortie de la base. 

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

La base sera située autour du pôle sud de la lune, peut-être autour du cratère de Shackleton. Cela s'explique par la possibilité d'un endroit où la lumière est presque constante, comme l'a analysé Ben Bussey et comme l'a rapporté le groupe de travail international sur l'exploration lunaire (International Lunar Exploration Working Group International Conference on Exploration and Utilisation of the Moon) à Sorrento, en Italie, en 2006. Cela permettrait de fournir une énergie solaire quasi constante pendant la majeure partie de l'année et de laisser les autres parties de la base en sommeil, à l'instar des bases arctiques. Cet emplacement permettrait également d'explorer des zones d'obscurité constante susceptibles de contenir de l'eau, qui pourrait être utilisée dans le cadre d'extensions ultérieures, le cas échéant.

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

La base utilisera des habitats métalliques préfabriqués dont les compartiments sont étanches à l'air. Cela permettra à chaque compartiment d'être envoyé dans sa propre mission au fur et à mesure de la construction de la base. La construction se fera au fur et à mesure que la machine de forage creusera lentement sous terre. La saleté environnante devrait assurer une bonne protection contre les radiations de fond et le fait que le stockage de l'eau soit situé au sommet de la base fournira également une protection supplémentaire, le sas étant la seule partie de la base sans protection indirecte contre les radiations. La forme cylindrique facilitera la construction de la base car elle pourra correspondre à la taille du trou. En outre La forme cylindrique de la base lui confère une plus grande intégrité structurelle lorsqu'elle résiste à la pression du sol. À l'intérieur, il n'y aura pas de grande différence pour réduire la complexité, mais tous les murs seront isolés pour éviter que les températures extérieures de la lune ne provoquent des fluctuations dans la base lunaire. 

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

La base lunaire devra se protéger contre trois éléments principaux : les radiations, l'atmosphère et les températures. Pour se protéger des radiations, on utilisera des bâtiments souterrains. Cependant, une isolation en plomb sera toujours en place pour garantir la protection des astronautes. Les astronautes subiront des analyses sanguines régulières et, en raison du ravitaillement et de la courte durée des missions (environ 6 mois), similaires à celles de l'ISS, les astronautes devraient être traités rapidement. La protection suivante est celle contre l'atmosphère, qui peut être assurée par l'utilisation de pièces à fermeture hermétique et l'ajout de joints pour garantir l'étanchéité totale de l'intérieur de l'habitacle. L'utilisation de systèmes de survie permet ensuite de surveiller étroitement l'atmosphère à l'intérieur de la base. Il ne reste plus que le danger de la température comme seul obstacle. L'utilisation d'une isolation épaisse et de pompes à chaleur régulant la température pourrait apporter une stabilité supplémentaire à l'environnement.

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

L'eau sera fournie par une fusée tous les deux mois ou environ 56 jours et sera pompée dans le réservoir d'eau à partir de la charge utile. Ce réservoir contiendra 224 litres par personne, soit une capacité maximale de 2000 litres, ce qui permettra une utilisation maximale prévue de 1792 litres et laissera suffisamment d'eau pour d'autres utilisations telles que l'établissement d'un système d'aquaponie. De plus, la base étant située près de Shackelton, il est possible de trouver de l'eau gelée dans les parties sombres de la lune. Cela permettra d'étendre la base pour fournir une source lunaire d'eau, mais des tests supplémentaires seront nécessaires et, pour commencer, un approvisionnement à partir de la Terre serait bénéfique pour s'assurer que la base fonctionnera avant de mettre en place les systèmes les plus complexes. L'eau sera également recyclée pour s'assurer que seule la quantité d'eau nécessaire est utilisée.

La nourriture sera fournie sous forme de rations séchées et d'aliments de type MRE (repas prêts à être consommés). En effet, ce type de nourriture ne nécessite pas d'eau supplémentaire et peut être conservé pendant de longues périodes. D'après le poids et les dimensions des MRE militaires, 1 344 repas seront nécessaires pendant les deux mois qui séparent les ravitaillements. Le poids net sera d'environ 1 000 kg. Cela signifie que la nourriture et l'eau peuvent être envoyées dans la même fusée de ravitaillement. L'utilisation de rations devrait permettre de fournir toutes les calories et tous les nutriments nécessaires. La base comprendra également une salle de culture pour tester la façon dont les plantes poussent dans l'espace et pourraient éventuellement être utilisées pour fournir de la nourriture fraîche aux astronautes. Les aliments cultivés seront placés dans des lits de culture avec des lampes de culture et de l'eau de réserve utilisée pour arroser les plantes. La nourriture cultivée sera à nouveau utilisée pour tester la façon dont la nourriture peut être cultivée à l'étranger.

L'énergie sera fournie par des panneaux solaires et, en raison de l'emplacement de la base, il est probable qu'il y aura du soleil presque en permanence, de sorte qu'il suffira de disposer d'une batterie suffisante pour assurer le maintien en vie en cas de défaillance. Des informations supplémentaires seraient nécessaires pour sélectionner le meilleur emplacement pour les panneaux solaires. D'autres calculs plus précis devraient être effectués pour la consommation d'énergie de la base, mais l'ISS, qui est la source d'inspiration de la base, consomme environ 80KW et peut tirer jusqu'à 95KW.

La majorité de l'air sera composée d'azote et le reste d'oxygène. L'air aura un mélange prévu de 80% d'azote et 20% d'oxygène, mais il y aura une quantité notable de dioxyde de carbone produit par les gens. Cela signifie que la filtration sera utilisée pour éliminer le carbone de l'air et ajouter de l'oxygène au fur et à mesure des besoins. Le mélange d'air devra être mis en place avant l'arrivée des astronautes, puis une réserve de 448 kg d'oxygène sera fournie chaque mois. Cela correspondra à la consommation moyenne de 1 kg par jour et par personne indiquée par la NASA. S'il est stocké à une température de 50 degrés, il n'occupera que 7 m3 dans la zone de stockage.

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

L'objectif de la base lunaire est de tester le concept d'une base lunaire souterraine. Les tests médicaux et la courte durée de séjour sur place ont pour but de fournir le plus de données possible et d'obtenir des informations précises. Les astronautes devront passer des tests médicaux tous les jours, puis traiter les résultats afin de fournir des informations précises sur la personne au jour le jour. D'autres procédés tels que l'aquaponie et les lits de culture, voire l'extraction d'eau, pourraient être utilisés et testés dans cet environnement et produire des résultats réels sans risque de défaillance spontanée de l'un de ces systèmes entraînant l'effondrement de la base.

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

La journée moyenne durera 16 heures et consistera en une activité principale : effectuer des tests médicaux, s'occuper des cultures, faire fonctionner des équipements de communication ou effectuer des travaux d'entretien général. Deux membres d'équipage seront affectés à chaque tâche, ce qui signifie que les équipes peuvent être réparties de manière à ce qu'il y ait toujours au moins une personne en service. Les deux astronautes chargés des tests médicaux effectueront des tests sur chacun des autres astronautes au cours de la journée afin de déterminer la masse musculaire, le rythme cardiaque, les niveaux d'oxygène, la pression artérielle et les analyses de sang. Ces données seront ensuite collectées et transmises au centre de communication pour être communiquées au centre de contrôle de la mission. Les membres de l'équipage qui travaillent avec les cultures devront s'assurer que tous les environnements de culture sont corrects, s'occuper de l'équipement et de la plomberie et surveiller la croissance de toutes les plantes avec toutes les informations pertinentes soumises au centre de communication pour être renvoyées au contrôle de la mission. Les opérateurs de communication seront chargés de transmettre les informations de la base au centre de contrôle de la mission et de s'assurer que toutes les communications sont fonctionnelles. Enfin, l'équipe de maintenance générale sera chargée d'entretenir l'équipement à bord et de contrôler l'utilisation de la nourriture, de l'eau, de l'énergie et de l'air.



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