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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: Project “Aeneas”

École secondaire "P. Kr. Yavorov"  Plovdiv    Bulgarie 15   2 / 0


Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Le projet "Aeneas" utilise la technologie disponible aujourd'hui et ne s'appuie guère sur des concepts ou des améliorations technologiques futurs, à venir. Au cours de la première phase, nous avons conçu une base lunaire modulaire pouvant accueillir deux membres d'équipage. Notre base lunaire est conçue de manière à tenir compte d'une charge utile maximale pendant le transport, le financement et la logistique. La première phase comprendra le module principal qui possède des fonctionnalités de base non autonomes comme le chauffage, les systèmes de survie, l'équipement d'entraînement, le stockage, etc. Par conséquent, au cours des premières années, la base devra compter sur des fournitures emballées. Au fur et à mesure que le projet se développe, d'autres modules pourraient être ajoutés. Par exemple, un module de végétation qui permettra de faire pousser des cultures ou peut-être un module de purification de l'eau qui transformera la glace lunaire en eau potable. L'équipage devra être changé tous les 6 mois en raison des propriétés dégradantes de la microgravité sur le corps humain.

2.1 Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous pensons que le meilleur endroit pour notre base sera un lieu de haute altitude qui reçoit la lumière du soleil la plupart du temps et qui est proche du pôle nord. Un tel site est idéal en raison d'une multitude de facteurs. Tout d'abord, une zone de ce type est connue pour être située à proximité de cratères sombres et ombragés en permanence, qui pourraient potentiellement être utilisés comme source de glace lunaire. De plus, la température dans de telles zones est idéale pour l'habitation humaine. On pense qu'elle est d'environ -500 Celsius et présente peu de fluctuation. L'un de ces endroits, par exemple, pourrait être le plateau quasi-solaire situé près du cratère Whipple. Malgré le fait que le plateau reçoive la lumière du soleil presque 80% du temps, nous devrons toujours faire face aux dangers de la nuit lunaire comme les températures extraordinairement basses et le manque d'énergie solaire.

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

La base d'"Aeneas" sera construite à l'aide de matériaux légers et durables à la fois. Ces matériaux comprennent le titane, l'aluminium, l'acier et leurs alliages respectifs. Un matériau éprouvé pour le cadre interne de notre base, par exemple, est l'alliage d'aluminium 2219-T6, car il est solide, léger et résistant. Comme nous l'avons mentionné précédemment, la base sera modulaire, car chaque composant distinct est construit sur Terre, puis livré sur la lune où les modules sont reliés les uns aux autres par des ports d'amarrage standardisés. Au cas où le module atterrirait à une distance assez importante de la base, chaque module sera équipé de pneus spéciaux, capables de traverser la surface de la lune. Les deux formes principales des modules seront des sphères et des cylindres, en raison de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur. Les modules de type cylindre seront équipés de deux ports standardisés et les modules de type sphère seront équipés de deux à trois ports selon la configuration exacte. Les modules eux-mêmes apporteront une multitude d'améliorations. Avec le temps et l'ajout de modules tels que le module de végétation ou le module de purification de l'eau, la base pourrait devenir plus autosuffisante. Une telle structure rend également possible l'ajout de nombreux modules de recherche qui pourraient avoir différents équipements adaptés à différents besoins. Potentiellement, la base pourrait être étendue avec des modules conçus pour augmenter la capacité de l'équipage ou peut-être traiter le moral de l'équipage.

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

Nos deux principales préoccupations environnementales sont la température et le rayonnement. Comme mentionné précédemment, les nuits seront toujours présentes et nous devrons tenir compte de températures allant jusqu'à - 150°C. 0C ou même - 180 0C. L'isolation sera située entre l'extérieur et l'intérieur et sera constituée de plusieurs couches de différents isolants thermiques, comme la mousse de polyéthylène ou la mousse de polyuréthane. En outre, une fine couche d'aérogel sera située entre l'intérieur et la dernière couche de mousse. Un tel mélange d'isolants protégera les astronautes des basses températures ainsi que des radiations cosmiques. Notre équipe est consciente qu'un tel revêtement d'aérogel pourrait s'avérer assez coûteux. Néanmoins, nous pensons que cela en vaut la peine car une meilleure isolation réduira considérablement la quantité d'électricité utilisée pour le contrôle de la température.

2.4 Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :

Eau
Alimentation
Puissance
Air

Le deuxième module à arriver sera le module de purification de l'eau. Il sera non seulement utilisé comme source d'eau potable mais fournira également des échantillons pour l'analyse chimique. Après analyse, l'eau peut être traitée par électrocoagulation, qui est adaptée aux produits chimiques et aux métaux trouvés dans cette sonde spécifique de glace lunaire. Après ce processus, il s'agira de séparer les matières indésirables de l'eau par filtration. Sur la base de notre connaissance de la glace lunaire et des taux d'efficacité du processus de filtrage, nous pensons qu'il est possible d'utiliser une partie de l'eau pour l'assainissement.

Avec l'arrivée du module de végétation, il sera possible de faire pousser suffisamment de cultures pour subvenir en partie aux besoins de l'équipage. Le développement d'un module adapté aux fruits de mer est possible mais devra être réalisé à un stade ultérieur du projet. S'il est réalisé, non seulement la base sera complètement autonome en termes de nourriture, mais l'expansion de l'équipage sera possible car il ne sera plus nécessaire de livrer des aliments non périssables, ce qui permettra d'optimiser l'espace disponible pour la livraison.

En raison de la nature riche en lumière du site d'atterrissage que nous avons choisi, l'énergie solaire sera la principale source d'énergie et fera partie du lancement initial avec le premier module et les fournitures. Malgré le fait que la zone aura accès à la lumière du soleil presque 80% du temps, nous devons toujours tenir compte des nuits lunaires. En raison de la réduction des heures d'obscurité, il sera suffisant de charger les batteries destinées à alimenter la base en énergie. Cependant, avec l'expansion de la base, il sera nécessaire d'augmenter le nombre de panneaux solaires et de batteries afin de répondre à la demande croissante d'électricité.

Dans les premières étapes, l'oxygène devra être importé de la Terre. Nous sommes passés par de nombreux moyens pour créer de l'air, mais dans la plupart des cas, nous obtenons de l'oxygène pur ou presque pur qui est insuffisant pour la respiration. L'air respirable est principalement constitué de composés qui peuvent être acquis sur la lune. L'oxygène et la vapeur d'eau peuvent être obtenus par électrolyse de la glace lunaire et le dioxyde de carbone peut être obtenu à partir des déchets de nos astronautes. Le plus gros problème pour créer de l'air sur la lune est l'azote, car il s'agit du principal ingrédient de l'air et c'est aussi le plus compliqué à obtenir. Sa concentration dans l'atmosphère lunaire est insuffisante et la seule façon de l'obtenir est de chauffer le régolithe lunaire à des températures extrêmes. Cela séparera l'azote du régolithe et, après avoir mélangé les gaz, nous obtiendrons un composé semblable à l'air, adapté à la respiration.

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

L'objectif principal d'"Aeneas" est de mener des études scientifiques visant à développer une habitation potentielle à long terme sur la lune. Le projet est la première étape vers une colonie lunaire permanente complètement autonome. Une préoccupation majeure de la base sera les effets des espaces clos et de la microgravité sur le corps et l'esprit. L'un des objectifs du projet sera de développer des solutions à ces problèmes afin de permettre une future installation permanente sur la lune. Un objectif secondaire de la base sera de recueillir des données sur la lune et de mener des recherches qui seraient autrement assez compliquées à réaliser, comme la collecte périodique d'échantillons par exemple.

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

Lorsque les volets en aluminium s'ouvrent et que l'éclairage de nuit s'éteint, la pièce est remplie d'une lumière douce et chaude. Une alarme sonne et la température extérieure s'affiche sur un écran situé en face des sacs de couchage des équipages. Tous deux se dirigent vers l'autre côté de la pièce pour prendre leur petit-déjeuner et un sachet de café. Après vingt minutes, ils se rendent dans les modules qui leur ont été attribués pour la journée. Ils franchissent les portes étanches et résistantes de la pièce de forme cubique et effectuent une courte maintenance pour assurer la sécurité du lieu de travail. Tous deux commencent leur journée de travail de 6,5 à 7,5 heures. À l'approche de l'heure du déjeuner, ils se retrouvent dans les quartiers d'habitation du module principal et dégustent un repas composé d'aliments provenant de la Terre et de récoltes locales. Dans la deuxième partie de la journée, il serait préférable qu'au moins l'un d'entre eux change d'activité. Par exemple, si dans la matinée ils ont analysé des échantillons de glace lunaire, alors dans l'après-midi ils pourraient faire du jardinage dans le module de végétation ou peut-être effectuer le contrôle hebdomadaire de maintenance à grande échelle.

À la fin de chaque journée, cependant, les deux se retrouvent à nouveau ensemble pour deux heures d'exercice. C'est essentiel pour une telle exposition prolongée à la microgravité, car l'exercice régulier aidera à ralentir le taux de réduction de la densité osseuse. Il sera également assez fréquent pour l'équipage de sortir, que ce soit pour prélever des échantillons de sol et de glace ou pour l'entretien. À la fin de chaque journée, les astronautes déjeunent et disposent de temps libre en fonction de leur programme de travail du jour.

Les volets en aluminium se ferment pour les 8 prochaines heures et la seule chose qui éclaire la pièce est une faible lumière LED. Rien d'autre que le bourdonnement constant de la ventilation ne peut être entendu alors que les deux membres de l'équipage s'endorment.

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