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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: Mission Eos

Salésiens de Lisbonne - Bureaux de São José  Lisbonne    Portugal 18, 17   6 / 2


Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

La base "Hermès", du nom du dieu grec ancien des messagers et de l'astronomie, représente notre souhait de diffuser au reste de l'Humanité toutes les connaissances acquises grâce à elle, relatives à l'Univers.

La base lunaire sera essentiellement divisée en deux éléments : l'un situé à l'intérieur de la montagne Malapert et l'autre à l'extérieur.

Tout d'abord, à l'intérieur de la montagne, vous trouverez les chambres des astronautes, les salles de bain, un gymnase, une salle commune, une cafétéria et une salle de communication. C'est également ici que l'on trouvera les compartiments de stockage et de filtration de l'eau. En outre, il y aura également un accès à une salle de stockage, pour la nourriture et d'autres matériaux, qui peut être utilisé comme un bunker, en cas de tempêtes solaires.

En bordure de l'intérieur de la montagne, vous pourrez trouver des centres de recherche et d'observation, ainsi que des salles de conversion et de stockage de l'électricité. À l'entrée de la base, entre ces deux endroits, il y aura un petit compartiment conçu pour la filtration des combinaisons des astronautes à leur arrivée, afin d'empêcher toute poussière lunaire de pénétrer dans l'air de la base.

Ensuite, à l'extérieur, il y aura plusieurs serres et un point d'atterrissage et/ou de décollage. Au sommet de la montagne, on trouve des panneaux solaires qui alimenteront la base en électricité.

2.1 Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

La base sera construite sur le pôle sud de la Lune, plus précisément dans la région du mont Malapert. Cette région est idéale car elle est exposée à la lumière du soleil 90% de l'année, et n'est donc pas aussi sensible à une grande variation de température journalière que d'autres régions de la Lune, où elle peut varier, en un temps très court, entre 100ºC et -150ºC. Un autre avantage de cette situation est qu'elle permet une utilisation rentable des panneaux solaires.

En outre, cette montagne est située à proximité de cratères comme celui de Shackleton, qui sont en permanence à l'ombre et abondent en ressources naturelles essentielles pouvant garantir l'autosuffisance de la base, comme la glace et les minéraux. Elle offre également un point d'atterrissage et une zone de communication stratégiques, puisque Malapert est visible depuis la Lune et Shackleton.

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

En raison du prix et de la distance à parcourir, une mission humaine initiale serait déconseillée. Nous avons donc choisi de confier les premiers pas à des robots résistants, contrôlables à distance depuis la Terre, qui construiraient la structure de base qui accueillera plus tard les expéditions humaines. Cette structure serait faite d'aluminium, un matériau léger et résistant, et recouverte (si besoin est) de 80 cm de régolithe, de manière à protéger la base des radiations.

Dans la première étape de la construction, il y aurait un robot, capable de creuser et de construire une imprimante 3D pour créer des matériaux adéquats sur la Lune, de l'eau, et des microalgues, afin de commencer à fertiliser le sol lunaire, et des panneaux solaires. Tous les processus de construction seront contrôlés à distance par des humains et réalisés par des robots..

La deuxième phase consisterait en une expédition humaine, qui emporterait également des matériaux pour la construction de serres (structure, lumières LED, etc...), de l'eau, des graines, des engrais, et un système de filtration de l'eau, pour purifier la glace extraite du sol lunaire. A la fin de ce processus, la base sera devenue autosuffisante.

La troisième phase serait consacrée à la résolution d'éventuels détails techniques relatifs à la fonctionnalité de la base et à la construction d'un observatoire qui fournira aux astronautes des données scientifiquement pertinentes.

La quatrième et dernière phase est l'ouverture de la structure à l'économie mondiale, c'est-à-dire que l'intervention de fonds privés sera autorisée, ce qui sera crucial pour le développement d'une cité lunaire.

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

En ce qui concerne la partie de la base située à l'intérieur de la montagne, la protection contre les radiations et l'impact des météorites est déjà garantie, ainsi que les variations extrêmes de température, puisque, à l'intérieur, elles sont relativement stables (varient entre -50ºC et -20ºC). 

De plus, comme il est nécessaire de garantir une protection contre la poussière lunaire, hautement préjudiciable au bien-être de l'homme, il y aura une chambre d'entrée où la poussière sera séparée des combinaisons des astronautes, à l'aide de procédés électromagnétiques, ainsi qu'un système de ventilation le long de la base, qui filtrera ces particules de l'air.

2.4 Expliquez comment votre camp lunaire fournira aux astronautes :

Eau
Alimentation
Puissance
Air

Dans un premier temps, l'eau devra être envoyée à la base dans des sacs, par le biais de navettes spatiales et de véhicules de ravitaillement, comme ceux utilisés par la Station spatiale internationale (ISS). Étant donné qu'à l'avenir, la base aurait une vocation commerciale, elle pourrait être approvisionnée par des vaisseaux de passage, si nécessaire.
En outre, un système de filtration de l'eau, similaire à celui de l'ISS, qui permettrait de recycler jusqu'à 93% de l'eau utilisée dans la base, y compris les excréments des astronautes, serait utilisé dans la base. Ce système est composé de filtres, de purificateurs, et d'un distillateur en forme de tonneau rotatif, de manière à créer plus de gravité, permettant une meilleure séparation entre l'eau et les résidus.
Une autre option consiste à extraire de l'eau (glace) du sol lunaire, qui est abondant au pôle Sud, en utilisant plusieurs types de technologies.

Comme pour l'eau, dans une phase initiale, la nourriture serait principalement acquise par des missions de réapprovisionnement, qui transporteraient des repas déshydratés.
Cependant, la nourriture serait aussi, progressivement, obtenue principalement grâce aux légumes plantés dans les serres hydroponiques, puisque le sol lunaire est infertile. Dans ces serres, il y aurait différents types de laitues et de choux, comme c'est le cas dans l'ISS, mais avec l'ajout de pommes de terre, de pois et même de soja, en raison des valeurs nutritives de ces légumes. Une plantation de pastèques ou de concombres serait également une bonne option car ils sont très riches en eau (qui pourrait être réutilisée) et en sucres. Les plantes seraient exposées aux radiations émises par les lampes LED (notamment la lumière rouge).

L'énergie serait principalement obtenue grâce à des panneaux solaires situés près de la base puisque la zone où elle se trouve est exposée en permanence au rayonnement solaire.
Elle serait simultanément obtenue par des microalgues, qui serviraient ensuite à créer des biocarburants, transformés à partir des lipides extraits des algues. Ces carburants pourraient être utilisés dans des générateurs qui leur sont spécifiquement destinés.
Une partie de l'énergie produite à la fois par les panneaux solaires et les générateurs serait stockée dans des batteries et conservée comme réserve en cas d'urgence, par exemple en cas de défaillance du système des panneaux solaires.
En outre, l'électrolyse de l'eau, qui serait principalement utilisée pour la production d'oxygène, a également de l'hydrogène comme sous-produit. Cet hydrogène réagirait, dans une procédure chimique "inverse", avec l'oxygène, puisque cette réaction génère de l'électricité.

Dans une première phase, avant que la base ne devienne complètement autonome, l'oxygène serait comprimé et amené sur la Lune depuis la Terre.
L'un des principaux procédés permettant d'obtenir de l'oxygène serait l'électrolyse de l'eau, comme mentionné précédemment. Dans toute la base, il y aurait des systèmes de ventilation et de filtration de l'air, qui capteraient le dioxyde de carbone et d'autres gaz préjudiciables, produits en plus petites quantités.
Le jardin des plantes, tout comme les microalgues, serait une source fiable d'oxygène, grâce à la photosynthèse de ces organismes, capturant le carbone et libérant le gaz désiré.
En outre, le sol lunaire est riche en oxygène, puisque chaque mètre cube de régolithe en contient environ 630 kg, ce qui fait de son extraction du sol une option réalisable.
L'oxygène produit serait stocké dans des réservoirs pressurisés, conçus de manière à minimiser toute fuite de gaz et à contrôler toutes les différences de pression.

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

L'objectif principal de la mission est de créer une base autosuffisante qui permettra l'établissement de la vie humaine sur la Lune.

Par conséquent, les études et les recherches sur la Lune et ses caractéristiques sont essentielles au développement d'installations conçues pour l'habitation spatiale. En termes d'études et de percées scientifiques, la base fonctionnerait simultanément comme un observatoire spatial et pourrait, à l'avenir, servir de lieu dédié à l'étude des météorites, amenées de leur orbite au sol lunaire.

Dans une phase beaucoup plus tardive de la mission, la base pourrait servir de station d'approvisionnement, en utilisant une station d'amarrage orbitale, servant d'ouverture à l'exploration spatiale.

En outre, afin d'obtenir un soutien financier, le développement du tourisme spatial et la promotion de la privatisation et de la commercialisation de certains composants de la base lunaire seraient recherchés.

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

(Nous avons décidé de nous concentrer sur la routine quotidienne du capitaine car la sienne serait la plus complète).

À 6 h 45, les astronautes se réveillent et disposent de 15 minutes de temps libre pour se préparer pour la journée. Ensuite, ils pratiquent leur routine quotidienne d'exercices physiques à la salle de sport jusqu'à 8 heures, ce qui leur laisse une heure et demie pour s'occuper de leur hygiène, se détendre et prendre leur petit-déjeuner. Pendant cette période, le capitaine discute et organise les tâches de chacun pour la journée. À partir de là, la routine de chacun diffère, en fonction de ce qui a été convenu entre les membres de l'équipage.

Cependant, le commandant réservera toujours sa matinée pour des tâches très spécifiques, qui assureront le bien-être et le fonctionnement des astronautes et de la base, respectivement. Par conséquent, ils évalueront les performances des systèmes de ventilation et de filtration, en cherchant à analyser la composition gazeuse du camp et à vérifier qu'elle est au bon niveau. Ils devront également vérifier l'état des cultures, du compost organique, de l'irrigation, de la température et de l'humidité des maisons des plantes. Ensuite, ils devront inspecter les systèmes dédiés au traitement et au recyclage de l'eau.

Pendant le temps restant avant le déjeuner, ils superviseront les autres tâches en cours, en aidant les astronautes, si nécessaire. À une heure et demie, l'équipe prendra le déjeuner, préparé par les personnes sélectionnées le matin, et se détendra.

Une heure plus tard, les tâches, où le capitaine interviendra désormais directement, reprennent. Ainsi, ils occuperont leur journée avec des missions telles que la recherche scientifique, la collecte de données et l'exploration de la surface.

Entre 17h30 et 18h, après la fin de leurs tâches, tous les membres de l'équipage discuteront entre eux des performances de chacun et des éventuelles difficultés et obstacles rencontrés au cours de la journée. Le commandant donnera de brèves instructions pour le reste de l'après-midi et le jour suivant.

Jusqu'à l'heure du dîner, le capitaine enregistre les événements de la journée et d'autres informations plus spécifiques relatives aux mécanismes de la base. Il pourra également les rapporter à la Terre si les conditions de communication sont adéquates.

Après le dîner, qui aura lieu à 20 heures, chacun aura le temps de se détendre, tandis que le commandant effectuera une dernière vérification des systèmes d'eau, d'air et de nourriture. Enfin, ils auront également le temps de se reposer, de s'occuper de leur hygiène personnelle et de se préparer à se coucher à 21h30.

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