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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: Aquasis

Lycée de Mathématiques "Dr Petar Beron  Varna    Bulgarie 18   2 / 1


Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

L'eau est essentielle à la vie, et c'est la seule chose qui rend notre planète si unique. Toute la fonctionnalité du corps de chaque espèce vivante réside dans l'eau. En d'autres termes, elle est vitale pour le développement des colonies spatiales. Dans cette optique, la première étape de la conquête de la Lune consiste à apprendre à utiliser correctement son gisement d'eau.

Aquasis sera à la fois un centre de recherche pour l'exploration de la glace d'eau dans les pôles lunaires et, d'une certaine manière, une centrale électrique pour les fusées qui utiliseront la Lune comme point de départ pour l'exploration de l'espace lointain.

2.1 Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous prévoyons de construire notre base lunaire sur le pôle sud de la Lune. Le pôle Sud semble être l'endroit qui pourrait nous offrir les meilleures conditions de vie. Il a été récemment confirmé qu'il existe potentiellement une grande quantité de glace d'eau et que sa concentration la plus élevée se trouve au centre des cratères du pôle Sud. Outre l'utilisation de ce dépôt de glace pour fournir de l'eau potable aux astronautes, nous l'utiliserions pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène afin de créer une atmosphère respirable. Nous pourrions également l'utiliser pour faire pousser des plantes, produire du carburant pour fusées et comme bouclier contre les radiations spatiales. En ce qui concerne l'approvisionnement en énergie, même si le pôle Sud est, pour l'essentiel, recouvert d'ombre, certaines zones, comme les bords des cratères, sont exposées à la lumière du soleil en permanence pendant de longues périodes.

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

Ce n'est un secret pour personne que le transport de matériaux vers l'espace ou, dans notre cas, vers la Lune, est une expérience relativement coûteuse et difficile. Compte tenu du coût actuel des vols spatiaux, il serait préférable de ne pas trop dépendre des ressources de la Terre. La première chose qui nous vient à l'esprit lorsque nous discutons des différentes options est l'impression 3D à partir du sol lunaire. En dehors de cela, il y a beaucoup de métaux et de grands dépôts d'éléments de l'arrière-terre dont nous pourrions tirer parti sur la Lune. Le sol lunaire, également appelé régolithe, par exemple, serait un excellent matériau de construction. En le combinant avec des polymères, nous pourrons créer la matière première nécessaire à l'impression 3D. Le régolithe n'est pas aussi riche en matières organiques que le sol de la Terre, et nous ne l'utiliserions pas pour faire pousser des plantes. Cependant, son avantage le plus significatif en termes d'application à la construction est qu'il pourrait nous fournir une protection contre les radiations et les températures extrêmes. De plus, la NASA et l'ESA étant également impliquées dans la recherche sur les propriétés du sol lunaire, nous disposons déjà d'un terrain sur lequel nous pouvons nous appuyer, et donc d'une base solide pour la poursuite des recherches. D'autres matériaux locaux prometteurs sont, avec une grande certitude, le verre lunaire et certains des métaux que nous pouvons extraire directement de la Lune, comme l'aluminium, le fer, le silicium pour la production de panneaux solaires, etc.

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

Pour les zones exposées aux rayonnements spatiaux, nous utiliserons une partie de l'eau que nous récoltons pour le blindage. Les deux éléments qui font de l'eau une source efficace de protection contre les rayonnements sont sa densité et son faible coût. Nous l'utilisons déjà pour la protection contre les radiations dans les centrales nucléaires, qui sont similaires aux radiations cosmiques, nous avons donc une certaine expérience dans ce domaine. Les murs de la colonie seront remplis d'eau. À l'intérieur de la couche d'eau seront placés des capteurs qui vérifieront les niveaux de radiation et nous fourniront des informations sur l'efficacité du bouclier. Cependant, pour des raisons de sécurité, la principale zone d'habitation sera construite sous terre, là où les radiations ont peu d'accès.

2.4 Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :

Eau
Alimentation
Puissance
Air

L'eau sera extraite de la glace cachée dans la zone du pôle Sud à l'aide de machines autonomes et transportée vers le site principal d'exploitation par un tramway aérien depuis les parties centrales du cratère, inhospitalières, sombres et froides, où les particules d'eau s'accumulent sous forme de glace en raison des températures constamment extrêmement basses, jusqu'au bord éclairé par le soleil presque toute l'année, où se trouve notre base principale. Selon l'usage que nous ferons de l'eau, un certain processus de traitement sera nécessaire. Dans le cas de l'obtention d'eau potable, la glace devra être fondue, puis l'eau que nous obtiendrons sera filtrée, purifiée et minéralisée. L'eau que nous extrayons sera également utilisée pour l'aéroponie, le blindage et la production de carburant pour fusée en la divisant en hydrogène et en oxygène grâce à l'énergie solaire.

La nourriture à base de plantes sera produite dans notre module aéroponique. En outre, nous fabriquerons d'autres produits comme la viande, par exemple, en laboratoire, afin d'obtenir un régime équilibré, ce qui est crucial pour le bien-être des astronautes. La viande dite de culture est cultivée par des cellules animales dans un laboratoire. La culture se fait à l'intérieur d'un bioréacteur, qui simule l'environnement du corps de l'animal. Lorsque les cellules atteignent la densité attendue, elles sont séparées du bouillon dans lequel elles se trouvaient. Il n'y a pratiquement pas d'animaux impliqués puisque leur participation se limite à l'extraction des tissus par biopsie, ce qui sera très certainement fait sur Terre.

Notre principale source d'électricité sera les panneaux solaires, car l'endroit que nous avons choisi est suffisamment exposé au soleil pour alimenter la base. Le problème que nous rencontrons en travaillant avec des panneaux solaires est que leur efficacité est plutôt faible. Il est estimé à un peu plus de 20%. Ce défi pourrait être surmonté en utilisant des fibres de nanotubes de carbone qui ont la capacité d'absorber la chaleur résiduelle à large bande et de la convertir en électricité. Cette méthode nous permettrait de quadrupler l'efficacité des panneaux solaires, pour atteindre plus de 80%. L'énergie solaire que nous produisons sera également utilisée pour créer du carburant hydrogène en séparant l'oxygène et l'hydrogène de la molécule d'eau.

Au tout début, nous allons apporter de l'azote et de l'oxygène de la Terre pour produire de l'air sur la base. Dès que nous commencerons à extraire de l'eau en profondeur de la surface des cratères lunaires, deux autres options s'offriront à nous. Nous pourrons soit extraire l'oxygène de l'eau et le mélanger à l'azote que nous importons de la Terre, soit utiliser de l'héliox. L'héliox est un gaz respirable composé d'hélium et d'oxygène, dont la densité est inférieure à celle de l'air lui-même. Il est utilisé en médecine car il diminue la résistance des voies respiratoires et est couramment employé par les plongeurs qui nagent dans les profondeurs ici sur Terre. Nous serions en mesure de produire entièrement sur la base en utilisant les ressources locales en obtenant l'oxygène dont nous avons besoin à partir de l'eau et en extrayant l'hélium de la Lune.

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

On estime que les pôles lunaires contiennent plus de 600 milliards de kilogrammes de glace d'eau. L'eau est nécessaire pour les futures colonies humaines, il est donc tout à fait logique que nous nous concentrions sur l'exploration du gisement de glace lunaire. L'eau serait potentiellement l'étape clé de la conquête de la Lune en raison de ses nombreuses applications. Notre objectif est de créer une base autosuffisante qui ne dépendra pas de l'approvisionnement depuis la Terre. Avant de commercialiser la Lune en créant des entreprises et en développant une industrie, nous devrons observer et étudier l'environnement local, l'eau étant la première priorité. L'eau est un trésor que nous considérons comme acquis, mais elle est tellement essentielle à la vie que nous pourrions la définir comme notre ressource la plus précieuse.

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

La première chose que feront nos astronautes le matin sera de satisfaire leurs besoins en matière d'hygiène, comme prendre une douche, se brosser les dents, etc. et, d'une manière générale, de se préparer pour la journée. Avant le petit-déjeuner, ils passeront une demi-heure environ à faire de l'exercice dans la salle de sport du module de vie. Le sport est vital pour une bonne santé, surtout quand on vit et travaille dans les conditions d'un environnement si différent de celui de la Terre. Après l'entraînement, ils iront prendre leur petit-déjeuner, discuteront de leurs tâches individuelles pour la journée et auront une petite discussion matinale pour les réveiller. Après cela, ils se répartiront en groupes et se mettront au travail. Ces groupes seront constitués comme suit : les travailleurs du module aéroponique qui s'occupent des plantes et examinent le processus de croissance ; les personnes qui s'occupent de la logistique, de l'organisation des entrepôts ; les scientifiques du laboratoire qui s'occupent du traitement de l'eau et de l'entretien des bioréacteurs ; ceux qui participent à l'extraction de la glace d'eau des cratères en vérifiant et en maintenant l'état des robots d'extraction et des systèmes de transport. Chaque astronaute devra également vérifier les systèmes de soutien, surveiller les équipements techniques et répondre aux appels du centre de contrôle terrestre. Tout au long du processus de travail, chaque membre de l'équipage aura la possibilité de se reposer lorsqu'il trouvera la charge de travail trop intense, chacun définira son propre horaire, et lorsqu'il aura terminé ses tâches, la journée de travail prendra fin. À l'heure du dîner, ils se réuniront à nouveau autour de la table pour partager un moment en compagnie les uns des autres. Avant d'aller se coucher, les astronautes auront quelques heures à eux pour choisir entre une visite à la salle de sport, des activités dans le centre de divertissement et la communication avec leur famille, leurs proches et leurs amis sur Terre par le biais d'e-mails, d'appels et de chats vidéo.

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