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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: Star Explorers

lycée COSTEBELLE  Hyères    France 15, 16   2 /


Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

Notre Moon camp nommée Base Armstrong a pour objectif d'être une base presque autosuffisante à tous les égards, pouvant accueillir jusqu'à 6 astronautes. Elle est conçue pour être mise en œuvre dans les 15 prochaines années et pour être autosuffisante dans les 20 prochaines années. Notre projet est basé sur un grand nombre d'informations vérifiées, mais le manque d'informations sur le tunnel de lave peut poser problème.

Dans un premier temps, la base sera approvisionnée en nourriture et en eau depuis la Terre car les installations que nous avons prévues pour une base à moyen terme ne peuvent pas avoir des performances optimales dès leur mise en service. Les astronautes effectueront donc une rotation tous les 6 mois pendant une durée d'environ 5 ans.

Dans un deuxième temps, la base sera autosuffisante en nourriture, en eau et les infrastructures seront pleinement fonctionnelles. Dès lors, les recherches pourront être pleinement efficaces au sein de la base de données. Les astronautes ne resteront plus 6 mois mais un an, voire plus si possible.

Notre modèle 3D contient : une représentation de l'emplacement de notre camp lunaire ; des modules habitables ; l'atterrisseur lunaire qui sert d'ascenseur entre l'orbite, la surface et le tube de lave ; la serre agricole, le rover Pegasus, les panneaux solaires.

2.1 Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Notre projet de base lunaire sera construit à l'intérieur d'un tube de lave auquel nous accéderons par le trou Mare Ingenii situé vers le pôle sud lunaire (160,0° E, 35,6° S). Cet emplacement nous permet une exposition permanente au Soleil, réduisant ainsi les variations extrêmes de température et permettant un ensoleillement optimal pour les panneaux solaires qui fournissent l'énergie électrique.

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

Notre camp lunaire se compose de 5 modules appelés Shelter. Ils sont fabriqués à partir d'un alliage solide d'aluminium et de titane léger. Chaque module est équipé d'un moteur qui lui permet d'atterrir avec précision dans le tube de lave. Un Shelter se compose de 3 étages habitables ; l'étage central sert de point de jonction entre les modules. Le Shelter central dispose de 4 passerelles dépliables qui sont étroitement attachées aux autres modules. Toutes les fenêtres de notre projet qui sont en contact avec le vide sont en polyéthylène compressé et ont une épaisseur de plusieurs centimètres. Les cloisons et le mobilier qui resteront immobiles (établi, douche, four, etc.) sont fixés sur Terre. Le reste des composants (imprimante 3D, lit médicalisé, etc.) sera apporté en pièces détachées lors des premières missions habitées et sera assemblé sur place. Les Shelters seront adaptés aux futurs lanceurs de l'ESA tels qu'Ariane 6 et décolleront un par un de Kourou en Guyane française. Un deuxième étage réallumable propulsera la charge utile vers la Lune avant de libérer le module au moment optimal. Les panneaux solaires sont pliables et ne prennent pas beaucoup de place dans un carénage au décollage ; ils seront amenés sur la Lune en même temps que le rover Pegasus. Enfin, la serre agricole sera apportée lors d'une mission spécifique. Elle est conçue sur Terre comme une pièce de rechange symétrique qui peut être assemblée facilement. Quant aux fenêtres, la partie transparente est en polyéthylène.

 

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

Notre base est située dans un ancien tunnel de lave qui a été creusé à plusieurs dizaines de mètres sous la surface. L'épaisse couche de sol lunaire protège les astronautes des principaux dangers présents sur la Lune, tels que les radiations émises par le Soleil et les fréquentes pluies de météorites, petites ou grandes. Outre la proximité du pôle Sud qui rend les températures plus agréables (entre -50 °C et 0 °C), cette localisation souterraine réduit encore l'impact de la température sur les astronautes (environ -20 °C dans le tube de lave). Les matériaux utilisés dans la fabrication de notre Moon Camp sont choisis pour améliorer cette protection naturelle.

2.4 Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :

Eau
Alimentation
Puissance
Air

Les astronautes emportent de l'eau au décollage. Chaque abri utilise le même système de récupération d'eau que l'ISS : le Water Recovering System (WRS). Il recueille l'eau provenant de l'ensemble de la base : toilettes, douches, toutes les eaux usées ainsi que l'humidité de l'air, la condensation et la transpiration. Cette eau est ensuite filtrée et purifiée. Cela permet d'avoir un circuit presque fermé au sein de notre Moon Camp : en effet, le système ne récupère pas toute l'eau utilisée, c'est pourquoi des cargos viendront régulièrement approvisionner la base.

A terme, on peut imaginer que les astronautes extrairont de l'eau glacée des pôles pour être plus autonomes.

Lors des premières missions habitées, les astronautes emporteront avec eux un stock d'aliments tels que ceux utilisés aujourd'hui sur l'ISS : aliments lyophilisés, séchés, stabilisés à la chaleur ou irradiés. Des cargos approvisionneront ponctuellement ce stock. A moyen et long terme, les astronautes pourront créer un potager et récolter les aliments produits à l'intérieur de la serre agricole. L'un des shelters contient plusieurs casiers dans lesquels les astronautes pourront cultiver de la spiruline, une algue aux nombreuses propriétés nutritionnelles et médicales qui produit de l'oxygène par photosynthèse. Cette réaction complexe est optimisée lorsque les algues sont éclairées par une lumière bleue. C'est pourquoi des néons bleus ont été installés dans chaque casier.

L'électricité sera produite par des panneaux solaires qui sont automatiquement orientés pour capter le maximum de rayons émis par le soleil. Cette énergie sera stockée dans des batteries rechargeables. Les astronautes, lorsqu'ils font du sport, produisent non seulement de l'eau avec leur transpiration, mais aussi de l'électricité à partir du mouvement mécanique produit sur les machines de musculation ou le vélo. En plus de ces sources d'énergie, chaque module contient plusieurs piles à combustible alcalines qui produisent de l'électricité (10 à 100 kW) et de la chaleur à partir de dihydrogène et de dioxygène.

La production d'eau et d'air sont liées : le WRS, qui recycle l'eau de la base, en fournit une partie à l'Oxygen Generation System (OGS). Par électrolyse, ce système produit du dihydrogène et du dioxygène gazeux. Une sous-partie de ce système combine le dihydrogène avec le dioxyde de carbone expiré par les astronautes pour créer de la chaleur et du méthane, qui est utilisé comme carburant par le moteur du module de descente. La production d'oxygène est également assurée grâce à la photosynthèse de spiruline dans l'un des Shelters. La surface disponible dans le Shelter pour la culture de ces algues est d'environ 27m2/personne. En cas d'urgence, si aucune de ces sources d'air n'est disponible, notre Moon Camp dispose du système Vika anciennement utilisé dans la station MIR : il consiste à enflammer du chlorate de sodium en poudre avec du fer en poudre, une réaction chimique permet ainsi de produire du chlorure de sodium et de l'oxygène gazeux.

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

Notre camp lunaire accueillera essentiellement des missions scientifiques. Son objectif principal est de tester et de découvrir de nouvelles technologies ainsi que de former des astronautes dans le but d'envoyer un jour le premier homme sur Mars. Il s'agira aussi, bien sûr, d'en apprendre plus sur la Lune et donc sur la Terre et le système solaire. L'absence d'atmosphère et de pollution lumineuse nous offrira de nouvelles perspectives pour la recherche astronomique et l'étude de l'espace lointain. Enfin, dans le futur, elle pourra servir de base avancée pour les voyages interplanétaires.

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

Au réveil, les astronautes se rendent dans la salle commune pour prendre leur petit-déjeuner et discuter avec les autres astronautes. Après le briefing de la journée, chaque astronaute commence son programme défini en coordination avec les équipes de l'agence spatiale sur Terre. Les tâches peuvent être de quatre types : La santé : Les astronautes doivent subir des tests médicaux pour leur bien-être ou pour être transférés en laboratoire afin d'étudier les effets d'un long séjour sur la Lune. Ils doivent également faire au moins 2h30 de sport par jour afin de garder une bonne forme physique car les muscles et les os se détériorent lorsque la gravité est nulle ou faible. -La maintenance : les astronautes doivent entretenir les différentes parties du Moon Camp en effectuant des opérations de maintenance à l'intérieur ou à l'extérieur. Ils peuvent utiliser l'imprimante 3D de l'atelier pour fabriquer des pièces cassées. Ils doivent également s'occuper de la culture de différentes plantes dans la serre agricole, ainsi que de la spiruline. -La recherche : L'une des plus grandes parties de l'emploi du temps d'un astronaute est consacrée à la recherche. Elle correspond à l'étude de la Lune, de ses composants, mais aussi de ses propriétés et de ses effets sur le corps et les êtres vivants. -Sortie extravéhiculaire : C'est le type de tâche que préfèrent les astronautes. En combinaison, ils étudient le tube de lave, vont à la surface pour prélever des échantillons, récupèrent les batteries électriques... La journée est rythmée comme sur Terre grâce aux repas qui suivent les fuseaux horaires UTC. Le soir, les astronautes débriefent la journée dans la salle commune sur les différentes nouvelles informations trouvées au cours de la journée. Puis ils communiquent le tout aux équipes sur Terre. Enfin, après le repas du soir, les astronautes disposent d'un temps libre qu'ils peuvent consacrer à des activités personnelles avant d'aller se coucher.

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