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Galerie Moon Camp Pioneers 2021-2022

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.

Team: Harmonia

École nationale supérieure d'informatique " Tudor Vianu ".  Bucarest    Roumanie 16, 17   4 / 3


Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Le camp lunaire Harmonia est un lieu de recherche et de découvertes inédites. La valeur fondamentale de la base est d'accueillir les humains aussi bien que possible, tout en offrant un espace de concentration, harmonieusement adapté à tout domaine de recherche qui pourrait être utile.

La conception asymétrique du camp lunaire lui confère un aspect unique, tous les couloirs partant du centre de commandement, qui est placé, comme son nom l'indique, au centre du bâtiment. Harmonia offre des installations allant des nécessités les plus courantes (telles que des salles de bains, des douches et une cuisine) à des zones créées pour des recherches spécifiques et des méthodes de durabilité.

La base contient deux espaces de stockage des rovers, qui sont reliés à un laboratoire scientifique, utilisé pour la plupart des recherches menées par les scientifiques. Les autres études scientifiques en cours sont liées à la durabilité et se concentrent principalement sur la ferme sélène. Composée d'un dôme central et de deux tores environnants, la ferme d'Harmonia combine la culture "traditionnelle" et la culture hydroponique. Il en résulte des récoltes variées, contribuant massivement à la durabilité de la base.

Une autre zone importante est le dôme médical, où les signes vitaux des membres de l'équipage sont contrôlés et enregistrés quotidiennement. C'est également là qu'ils font de l'exercice tout aussi fréquemment. Dans ce domaine, la base est dotée de tous les objets médicaux nécessaires, ainsi que d'un mobilier adapté.

L'espace de vie est conçu de manière simple et efficace, avec des chambres à coucher de petit calibre, mais offrant de nombreux espaces de rangement.

Enfin, les couloirs sont lumineux et de longueur modérée, ce qui permet d'équilibrer la base.

2.1 Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous allons installer notre camp dans le cratère Clavius, situé dans les hautes terres du sud de la Lune. Nous avons choisi cet endroit en raison des ressources qu'il nous fournira : la lumière du soleil et l'eau. Les recherches ont montré qu'il n'y a pas de zones ombragées en permanence dans le cratère, et que seuls les sites situés sur le côté extérieur des pentes sud et ouest sont moins éclairés pendant le jour lunaire. Pour cette raison, nous prévoyons d'établir notre base dans sa région nord. Pendant que la lune complète une orbite complète, nos panneaux solaires convertiront les deux semaines de lumière solaire en électricité qui alimentera notre base et assurera sa fonctionnalité pendant une plus longue période. De plus, nous utiliserons la glace présente dans le sol du cratère afin d'obtenir de l'eau liquide, maximisant ainsi les quantités stockées dans le camp.

2.2 Comment prévois-tu de construire ton camp lunaire ? Décrivez les techniques, les matériaux et vos choix de conception.

La phase de construction sera divisée en trois étapes. Tout d'abord, nous enverrons des robots pour commencer à creuser pour les tuyaux et aussi pour fabriquer une rampe de lancement définitive pour les fusées en utilisant uniquement de la poussière lunaire pour créer du béton à l'aide de l'impression 3D. La deuxième phase consistera à envoyer des fusées depuis la Terre avec des parties de la base déjà fabriquées, après quoi les robots les connecteront et les mettront en place. Ces pièces seront fabriquées dans des matériaux capables de protéger les astronautes, mais aussi légers, ce qui permettra de réduire les coûts. La base sera faite de titane, un métal capable de repousser la plupart des dangers et de résister à une pression de 63 000 psi. De même, dans la composition des murs sera utilisé, comme additif, de l'aluminium, qui est un métal léger qui aide à arrêter les radiations, déjà utilisé paradisiaquement sur l'ISS et dans l'espace. Les fenêtres de la base seront fabriquées en verre trempé. Enfin, les conduites, qui sont souterraines, seront composées de deux couches, pour une plus grande protection. Entre les deux, il y aura un espace pour que les robots puissent entrer et les réparer.

Dans la phase finale, les humains arriveront avec les objets non essentiels à la constitution, comme des meubles. Il sera conçu pour être le plus efficace possible, pour ne pas couvrir trop d'espace, mais aussi pour ne pas rendre la vie des astronautes difficile.

2.3 L'environnement sur la Lune est très dangereux pour les astronautes. Expliquez comment votre camp lunaire les protégera. (150 mots maximum)

Tout d'abord, pour la protection des astronautes et de la base elle-même, elle est construite avec des murs de 0,8 mètre d'épaisseur, assurant à la fois une protection physique et thermique. L'espace entre les couches des murs (qui est utilisé pour les tuyaux et les câbles électriques) peut servir d'isolation thermique supplémentaire.

Pour protéger le camp lunaire des débris spatiaux, la solution la plus efficace consiste à utiliser des pare-chocs Whipple. Ceux-ci peuvent être montés à l'extérieur des zones les plus importantes du bâtiment, ou des espaces susceptibles de contenir des substances dangereuses (explosives). Une autre mesure de protection mécanique consiste à utiliser des boucliers monolithiques, qui sont plus petits et peuvent être utilisés pour les autres espaces de la base.

Un autre problème serait celui des radiations spatiales, qui peut être résolu en utilisant du polyéthylène pour l'isolation des murs du camp lunaire. En raison de sa forte teneur en hydrogène, il est très efficace pour absorber et disperser les radiations.

2.4 Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :

Eau
Alimentation
Puissance
Air

Au début, les astronautes apporteront la quantité d'eau nécessaire pour assurer le fonctionnement de la base lunaire pendant deux semaines. Pendant cette période, la base passera par un processus entièrement automatisé d'approvisionnement en eau par le biais de réactions chimiques. L'eau résultante, ainsi que celle obtenue à partir des particules de glace trouvées dans le cratère, sera transmise par des tuyaux et stockée dans les 14 conteneurs prévus dans notre modèle, d'une capacité de 60 m`3 par module. La distribution de l'eau sera efficace grâce aux canalisations qui relient les conteneurs à la ferme, au centre médical et à la cuisine.

Le régime alimentaire des astronautes sera basé sur les légumes et les fruits. Mais, avant de pouvoir les produire dans la base, ils devront consommer des aliments emballés et en conserve provenant de la Terre. Après deux mois, ils pourront manger des aliments produits dans une serre hydroponique. Les plantes seront polarisées à l'aide de robots, la ferme à hurler étant automatique.
Les aliments qui seront principalement plantés sont : les patates douces et les épinards, pour la grande quantité de vitamine A qu'ils fournissent, les fraises, pour les grandes quantités de sucre et de vitamine C, les concombres et les tomates, pour la quantité d'eau qu'ils contiennent. De même, les protéines seront remplacées par des haricots, qui contiennent un nombre très élevé de calories. Les 2000 calories par jour qu'une personne doit consommer seront fournies par des repas équilibrés, préparés à l'aide de recettes standard.  

L'énergie est un élément clé de la base et pour la produire, nous utiliserons la lumière produite par le Soleil. Comme notre base est positionnée près des pôles, elle aura de la lumière pendant le jour lunaire, qui sera captée et transformée en énergie par des panneaux solaires. L'énergie, après avoir été captée, sera envoyée au SSU et ensuite, avec une intensité de 150 V au DCSU. De là, le courant peut aller dans les deux sens, vers le MBSU puis vers la base, mais aussi vers le BCDU et de là vers les batteries. Si nécessaire, les batteries permettront d'éclairer et de faire fonctionner la base pendant le cycle de nuit. Elles seront également utiles en cas de dysfonctionnement du panneau solaire, étant stockées en toute sécurité.

Les systèmes de ventilation de la base ont deux composantes : un circuit qui fournit de l'oxygène aux humains et un autre qui extrait le CO2 pour le transporter vers la ferme.
Il y a en permanence un stock minimum de 70,8 kg d'O2 dans des réservoirs, ayant (environ 30.000 Pa) / haute pression afin de réduire le volume. Cette quantité peut soutenir 12 personnes pendant 7 jours.
L'automatisation du processus est possible grâce aux robots et aux canalisations. Il existe deux sources d'oxygène : les réactions chimiques et la serre. 
L'électrolyse de H2O est la dernière étape de la production d'oxygène. Avant cette étape, des réactions chimiques incluant FeO ou FeTiO3 et H₂ sont réalisées pour obtenir de l'eau. Les sous-produits comme le Fe et le TiO3 sont utilisés dans d'autres activités du camp lunaire, tandis que l'oxygène est transporté vers les astronautes.
Dans le processus des photosites est élaboré l'oxygène, qui représente une ressource importante. La serre élimine le CO2.

2.5 Expliquez quel serait l'objectif principal de votre camp lunaire.

Le camp lunaire a un but scientifique, axé sur l'étude de la technologie et de l'astrobotanique, afin d'obtenir plus d'informations pour les missions futures. (La colonisation de la Lune serait impossible si les gens ne simulaient pas des situations).

Les engins et les robots seraient (créés et) testés en conditions réelles avant d'être produits en quantités industrielles. De plus, les construire avec des ressources locales est le premier pas vers la durabilité. Les ingénieurs et les programmeurs travaillent sur de nouveaux modèles, améliorant leur efficacité.

La culture des plantes fait appel à des techniques différentes dans l'espace et sur Terre. Les expériences géologiques donneront des détails sur la composition du sol lunaire et les autres propriétés des roches. Les botanistes étudient l'adaptation des plantes, en essayant de créer l'environnement idéal pour une croissance efficace.

En outre, la base peut accueillir deux astronautes qui ne font pas partie de l'équipe, s'ils ont besoin d'un logement pendant qu'ils travaillent sur d'autres missions ou en cas d'urgence.

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

Tout le monde commence mieux sa journée après un sommeil réparateur, et l'équipe du camp lunaire Harmonia n'est pas différente. Bien qu'il soit compliqué de lire l'heure sur la Lune, les astronautes suivront un horaire de sommeil précis, garantissant les meilleurs taux de productivité.

Après la routine du matin, chaque membre de l'équipage se voit présenter ses tâches respectives de la journée. En fonction de leur rôle, les check-lists des membres de l'équipage varient énormément. Les ingénieurs structurels auront commencé leur travail bien avant l'arrivée de leurs collègues, s'assurant que la base sera efficace et confortable. En outre, ils auront le contrôle des rovers de la base. A leurs côtés, les ingénieurs électriciens créeront un système électrique efficace et maintiendront sa fonctionnalité. En outre, ils surveilleront le centre de commandement (y compris les images de sécurité).

La priorité du chimiste est de superviser l'évolution du projet (notamment en ce qui concerne les ressources obtenues par voie chimique). Il peut également participer à l'analyse des sondes recueillies par les rovers. Parallèlement, le géologue effectuera des recherches et tiendra un registre des sondes du sol, en faisant des rapports sur toute variation qui pourrait apparaître.

Les botanistes sont chargés de suivre la ferme du camp lunaire, de s'occuper des plantes, de les récolter, mais aussi de les analyser périodiquement pour rechercher d'éventuelles adaptations à la vie sélène. Les programmeurs créeront des bases de données pour chaque nécessité de leurs équipiers et de la base elle-même, les complétant perpétuellement avec de nouvelles informations. La principale priorité du médecin est de scanner les signes vitaux de tout le monde à la fin de la journée, ainsi que de diagnostiquer occasionnellement d'éventuels patients et de les traiter.

Enfin, le capitaine est chargé de superviser l'activité de l'équipe et d'évaluer chaque individu. En outre, c'est lui qui distribue les tâches et prend les décisions exécutives.

Les repas sont préparés par deux équipiers désignés chaque jour, et ils sont servis ensemble par toute l'équipe, un moment qui sera également utilisé pour la socialisation.

La durée des séances de travail varie en fonction des événements qui peuvent se produire dans la base, mais le programme de travail moyen ne dépasse pas six heures, de 8 heures du matin à 16 heures. Le reste du temps est consacré aux activités de son choix, séparément ou dans un contexte social, la seule activité obligatoire étant l'exercice physique.

À la fin de la journée, les astronautes s'endorment vers 22 heures, en prévision de la journée suivante.

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