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Moon Camp Pioneers 2022 - 2023 Galerie de projets

 

Dans Moon Camp Pioneers, chaque équipe a pour mission de concevoir en 3D un camp lunaire complet à l'aide du logiciel de son choix. 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 dans leur camp lunaire.

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郑州轻工业大学附属中学  河南省郑州市-金水区    Chine 17, 18, 19   4 / 1 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360



1.1 - Description du projet

Notre base peut offrir aux astronautes un lieu de vie plus confortable sur la Lune, tout en assurant leur protection, en facilitant l'observation astronomique, la collecte d'échantillons et d'autres activités scientifiques, et en développant l'industrie spatiale ; l'exploitation de diverses ressources minérales sur la Lune peut également servir de première station pour l'exploration humaine de l'espace extra-atmosphérique.

1.2 - Pourquoi voulez-vous construire un Moon Camp ? Expliquez l'objectif principal de votre camp lunaire (par exemple, des objectifs scientifiques, commerciaux et/ou touristiques).

Notre camp lunaire est principalement destiné à la recherche scientifique. Nous prévoyons d'étudier les propriétés physiques et la composition chimique de la lune au pôle sud de la lune, et d'essayer de résoudre certains problèmes importants sur terre en explorant ces environnements extrêmes que l'on ne trouve pas sur terre. Les gisements minéraux et les ressources énergétiques uniques de la lune constituent également des compléments et des réserves importants pour les ressources terrestres. Il convient notamment de mentionner que le sol lunaire contient de l'hélium 3, un nouveau combustible de fusion nucléaire propre, efficace, sûr et bon marché, qui pourra être utilisé pendant longtemps à l'avenir et qui offre de vastes perspectives de développement. En outre, l'étude de la Lune, qui est restée dans son état d'origine, aide à comprendre l'histoire de l'évolution de la Terre ; la surface lunaire est un monde sous vide, il n'y a pas d'atmosphère, et l'établissement d'un observatoire sur la surface lunaire peut considérablement améliorer les capacités d'observation astronomique ; le vide élevé sur la surface lunaire, l'exposition directe au rayonnement solaire et l'absence de champ magnétique dipolaire global constituent un endroit idéal pour les expériences de chimie physique et de sciences de la vie dans l'espace.

2.1 - Où voulez-vous construire votre Moon Camp ? Explique ton choix.

Nous avons l'intention d'établir un camp lunaire au pôle sud de la lune. Il existe une zone d'ombre permanente au pôle sud de la Lune, qui peut contenir d'abondantes réserves d'eau ou de glace d'eau, une ressource essentielle pour la construction de futures stations de recherche lunaires. En particulier, le bassin Pôle Sud-Aitken sur la Lune n'est pas seulement le plus grand et le plus ancien bassin de la Lune. Il renferme des matériaux lunaires profonds qui ne sont pas disponibles dans d'autres régions. L'étude des différentes zones du bassin fera grandement progresser notre compréhension de la structure interne et de l'évolution de la Lune. Les missions lunaires précédentes ont généralement travaillé moins de 14 jours sans interruption, mais au pôle sud de la Lune, la situation est très différente. En raison de la situation géographique unique, le détecteur peut atteindre plus de 90% de la durée d'illumination à travers une petite gamme de mouvements, et l'illumination continue pendant une très longue période fournit des conditions très favorables pour l'exploration scientifique à long terme.

2.2 - Comment prévoyez-vous de construire votre camp lunaire ? Réfléchissez à la manière dont vous pouvez utiliser les ressources naturelles de la Lune et aux matériaux que vous devrez apporter de la Terre. Décrivez les techniques, les matériaux et vos choix de conception.

Le matériau principal de notre camp lunaire est un matériau de protection contre les radiations en fibres métalliques, qui sera lancé et transporté par des véhicules de lancement et qui, après avoir atteint la lune, sera recouvert d'une couche de protection contre les radiations du sol lunaire à la surface de la base. Nous construirons d'abord une base d'essai sur Terre par le biais de simulations et de micro-bases, afin de tester la protection des matériaux du camp contre les radiations et la faisabilité de la construction de la base. Ensuite, les matériaux du camp sont envoyés sur la Lune par des fusées cargo, puis les astronautes et le matériel de vie et de recherche sont envoyés au camp, et les astronautes peuvent construire le camp sous le commandement auxiliaire de professionnels terriens.

2.3 - Comment votre camp lunaire protège-t-il et abrite-t-il vos astronautes contre l'environnement hostile de la Lune ?

  1. Mettre en place un système de diagnostic et de traitement médical intégré espace-terre pour les astronautes. Il s'agit de formuler un spectre de maladies pour les vols à long terme, d'établir un modèle de capacité de diagnostic et de traitement en orbite, et de configurer la surveillance médicale, le diagnostic, l'équipement de traitement et les médicaments. Avant le vol, des examens médicaux d'isolement et de libération sont effectués ; pendant le vol, le mode de surveillance médicale combinant le régulier et le sur demande est adopté, et la technologie d'évaluation et de maintenance de la santé en orbite est établie, et les technologies médicales telles que la combinaison de médicaments et de non-médicaments et la médecine chinoise caractéristique sont appliquées pour assurer la santé des astronautes.
  2. Observer, prévoir et résister à l'impact des étoiles extraterrestres
  3. Un équipement d'évacuation d'urgence personnel parfait. En cas d'urgence, les astronautes peuvent glisser en toute sécurité d'une altitude de 52,2 mètres par le toboggan d'évacuation jusqu'à la salle d'équipement souterraine située sous la tour en l'espace d'une minute, puis courir jusqu'à un bunker de sécurité situé à proximité.

3.1 - Comment votre camp lunaire fournira-t-il aux astronautes un accès durable aux besoins fondamentaux tels que l'eau, la nourriture, l'air et l'électricité ?

La surface de la lune contient des minéraux riches en oxygène et, dans l'ombre de la lune, d'abondantes ressources en eau solide, qui peuvent fournir des ressources suffisantes aux astronautes. La construction de la base lunaire consiste à vivre dans la cabine grâce au système de récupération et au système de purification de l'eau dont elle est équipée pour compléter le cycle de l'eau. Grâce à la technologie de purification de l'eau, la sueur, l'urine et d'autres eaux usées peuvent être filtrées jusqu'à devenir potables. En outre, la plupart des aliments dans la cabine sont obtenus par hydroponie et culture sur substrat. L'apport de divers nutriments favorise la croissance saine des plantes.

Aliments "lyophilisés

"Lyophilisation" signifie lyophilisation sous vide. L'avantage des aliments lyophilisés est qu'ils conservent efficacement leur fraîcheur et leurs nutriments. La technologie de lyophilisation présente les caractéristiques suivantes : haute valeur nutritive, appétence, réhydratation élevée, conservation ultra longue de la fraîcheur et facilité d'utilisation.

Aliments fonctionnels

Il peut compléter pleinement les différents nutriments nécessaires à l'organisme de l'astronaute. Ce type d'aliments contient davantage d'antioxydants naturels, tels que les proanthocyanidines, les acides gras Ω-3, les fibres alimentaires végétales, etc. Les dommages causés par les radiations peuvent être évités ou améliorés.

Le système électrique du camp lunaire est principalement composé d'ailes de cellules solaires et de batteries de stockage d'énergie, qui peuvent convertir l'énergie solaire en électricité. Le système électrique adopte la forme "production d'énergie solaire plus stockage d'énergie", qui est efficace et propre. Le module central est équipé d'un ensemble d'ailes de cellules solaires d'une capacité de production d'énergie de 18 000 watts. La batterie adopte un séparateur en céramique, qui a de bonnes performances pour prévenir les courts-circuits internes ; en même temps, des matériaux ignifuges sont utilisés dans le bloc-batterie pour prévenir la combustion causée par des températures élevées, ce qui est très sûr.

L'oxygène est nécessaire à la survie de l'homme et la base lunaire doit compléter la production et la circulation de l'oxygène sur la lune.

Le régolithe de la lune contient de nombreuses roches et minéraux, la silice, l'alumine, l'oxyde de fer et l'oxyde de magnésium étant les principaux composants des minéraux lunaires. L'électrolyse des minéraux du régolithe lunaire peut produire plus d'oxygène.

3.2 - Comment votre camp lunaire traitera-t-il les déchets produits par les astronautes sur la Lune ?

Les déchets ménagers et les matières fécales seront scellés sous vide, déshydratés et stockés. Lorsque les vaisseaux spatiaux cargo fournissent des matériaux à la station spatiale, ces déchets ménagers sont chargés dans le vaisseau cargo vide, qui se sépare alors de la station spatiale, ralentit et entre dans l'atmosphère, où la chaleur élevée générée par le chauffage de l'air les brûle. Les résidus de fumier solide sont traités biologiquement ou chimiquement pour être utilisés comme engrais ou directement mis en décharge. Prenons l'exemple de l'urine, de la sueur et des autres excréments des astronautes, qui sont en fait des sources d'eau. L'urine à elle seule contient 96% d'eau. Après de multiples couches de purification de ces eaux usées du corps humain, on peut obtenir de l'eau purifiée, et les substances autres que l'eau sont collectées et conditionnées. Quant aux excréments des astronautes, qui sont en fait des restes de nourriture, ils n'ont actuellement aucune valeur de recyclage. Après avoir été collectés, les excréments sont déshydratés et séchés, puis comprimés et emballés dans un sac scellé pour économiser de l'espace de stockage.

3.3 - Comment votre camp lunaire maintiendra-t-il les communications avec la Terre et les autres bases lunaires ?

Pour compléter l'appel espace-sol, la station spatiale, le satellite relais Skylink et la station au sol doivent participer ensemble.

Dans la cabine principale du camp, plus de 10 caméras réseau avec ou sans fil, des casques avec ou sans fil, des téléphones portables, des PADS et des ordinateurs portables peuvent être utilisés comme terminaux réseau. Ces terminaux connectent les images et les données vocales collectées au commutateur Ethernet de la cabine via un réseau Wi-Fi câblé ou sans fil, et les transmettent au sol par la liaison principale via le processeur de communication à grande vitesse. Tout comme au sol, nous devons passer des appels et envoyer des messages texte par l'intermédiaire d'une antenne de téléphone portable, et la plupart des contacts entre la station spatiale et le sol sont assurés par l'antenne relais située sur le module central.

Grâce à une antenne-relais, c'est comme si elle remettait un "téléphone portable" à la station spatiale et qu'elle pouvait entrer en contact avec le sol en temps réel.

En fait, il y a deux ensembles de réseaux dans la cabine, l'un est le réseau de communication et l'autre est le réseau de charge, les deux ensembles de réseaux sont physiquement ensemble et logiquement séparés, et les données sont uniformément collectées vers le terminal de l'antenne relais sur la cabine, transmises au sol par le satellite relais, et peuvent être contactées en temps réel avec d'autres camps.

4.1 - Quel(s) sujet(s) scientifique(s) sera(ont) au centre de la recherche dans votre camp lunaire ? Expliquez les expériences que vous prévoyez de faire sur la Lune (par exemple dans les domaines de la géologie, de l'environnement à faible gravité, de la biologie, de la technologie, de la robotique, de l'astronomie, etc.)

Nous nous concentrerons sur des sujets scientifiques en biologie, géologie et astronomie.

Nous étudions les changements de la condition physique des astronautes dans l'espace et procédons à des ajustements médicaux adaptés aux changements physiques des astronautes. Parallèlement, des recherches seront également menées sur les cellules, la croissance et les changements de lumière sur les plantes et les cellules dans l'espace, ainsi que sur les bienfaits de l'exercice dans une salle de plantation pour les astronautes. Parallèlement, des études et des recherches plus approfondies seront menées sur la géographie du sol lunaire. La surface lunaire est un monde sous vide, il n'y a pas d'atmosphère, et l'établissement d'un observatoire sur la surface lunaire peut considérablement améliorer les capacités d'observation astronomique ; le vide élevé sur la surface lunaire, l'exposition directe au rayonnement solaire et l'absence de champ magnétique dipolaire global constituent un endroit idéal pour les expériences de chimie physique et de sciences de la vie dans l'espace.

5.1 - Qu'incluriez-vous dans votre programme d'entraînement des astronautes pour les préparer à une mission sur la Lune ?

Formation théorique de base. Par exemple, l'atmosphère, l'astronomie, la géophysique, la dynamique de l'espace, les communications, les ordinateurs, etc. Bien sûr, cela inclut également la formation à l'autosauvetage pour les astronautes.
Entraînement physique. Les astronefs et les vaisseaux spatiaux sont des facteurs environnementaux particuliers, et les astronautes doivent s'entraîner pour améliorer leur tolérance. Le contenu de l'entraînement est commun, comme la course de fond, l'escalade et les chaises pivotantes.
Entraînement d'endurance en surpoids. Lorsqu'une fusée décolle, elle subit généralement une forte accélération. La simulation d'un tel entraînement peut permettre à l'astronaute de garder l'esprit clair, afin qu'il puisse s'adapter à la mission et la mener à bien.
Entraînement en apesanteur. Pendant les vols orbitaux, les vaisseaux spatiaux se trouvent souvent dans un environnement de microgravité, dans lequel les astronautes ont souvent des vertiges, ce qui affecte les opérations. Par conséquent, l'essence jaune de l'apesanteur doit être simulée pour permettre aux astronautes d'éliminer la peur de l'apesanteur.
Entraînement à la réaction dans des environnements extrêmes. Dans certains dangers possibles sur la lune à tout moment, même dans des situations très extrêmes, les astronautes doivent rester calmes, analyser rapidement la situation et faire des jugements corrects. Pour cela, il faut aiguiser une volonté tenace et établir des croyances fortes dans la vie de tous les jours.

5.2 - De quels véhicules spatiaux votre future mission lunaire aura-t-elle besoin ? Décrivez les véhicules trouvés dans votre Moon camp et réfléchissez à la manière dont vous voyagerez vers et depuis la Terre, et explorerez de nouvelles destinations à la surface de la Lune.

Le Lunar Orbit Survey Vehicle (véhicule d'étude de l'orbite lunaire) a pour mission principale d'imager et de cartographier la Lune à des fins de recherche scientifique et de préparer l'homme au voyage aller-retour entre la Lune et la Terre. Le robot d'exploration lunaire "Polar Exploration Rover" effectuera des relevés scientifiques des volatiles lunaires au pôle sud de la Lune, et les données générées fourniront des informations pour les futures technologies d'utilisation des ressources lunaires in situ. Sur la surface lunaire, nous ferons la démonstration d'atterrissages précis, nous acquerrons de l'expérience et nous améliorerons continuellement la précision afin de renforcer les capacités d'atterrissage des humains et des robots à l'avenir. Il sera également utilisé pour transporter d'autres cargaisons volumineuses, ce qui contribuera directement aux missions lunaires habitées.

L'atterrisseur et le rover constituent une excellente plateforme pour démontrer les technologies qui permettront d'accroître les capacités des missions lunaires et qui pourront être appliquées aux missions sur Mars au-delà de la Lune. Il s'agit par exemple de systèmes d'exploitation minière robotisés au sol et de réserves d'énergie de nouvelle génération. Des atterrisseurs multiples fourniront une vue d'ensemble de la lune et de ses ressources. Les rovers seront utilisés pour explorer plus largement la surface, en transportant des instruments pour mener des expériences et obtenir des informations détaillées sur la disponibilité et la capacité d'extraction des ressources disponibles, telles que l'oxygène et l'eau.