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.
ÉCOLES VKV KOC Istanbul-Tuzla Turquie 17, 18 6 / 0 Anglais
Logiciel de conception 3D : Blender
https://drive.google.com/file/d/1fa5lUBO_bvtx4PCrQyFW1ks_bzRVyWpX/view?usp=share_link
HELIOS-1 est un projet du Moon Camp qui repose sur l'idée d'une vie et d'un développement durables. Bien que l'objectif principal du projet soit de rechercher et de fournir une nouvelle source d'énergie durable - l'isotope d'hélium 3 -, l'idée d'autosuffisance est le concept principal autour duquel le projet a été construit. HELIOS-1, dont l'équipage est composé de douze astronautes, comprendra deux bases identiques situées dans deux cratères distincts du pôle sud de la Lune, qui seront construites principalement en utilisant les sources présentes sur la Lune elle-même. Avec une dépendance minimale à l'égard des matériaux provenant de la Terre - qu'il s'agisse d'eau, de nourriture, d'air, de matériaux de construction, d'objets, d'énergie ou de toute autre chose - le camp lunaire aura la capacité de travailler pendant de longues périodes afin de garantir la découverte du plein potentiel de l'hélium 3 et de ses propriétés adaptées à son utilisation sur Terre. Les ressources de la Terre sont précieuses, mais limitées. En fin de compte, HELIOS-1 vise à rester dans les mémoires pour sa contribution au domaine de la production d'énergie durable et sûre, en éliminant un obstacle majeur qui obstrue la voie vers une vie durable sur Terre dans un contexte de développement mondial rapide.
En tant qu'isotope de l'hélium qui ne représente que 0,0001% de l'ensemble de la Terre, l'hélium 3 présente un grand potentiel d'utilisation comme source d'énergie par la fusion nucléaire. Cependant, les coûts élevés et le niveau d'avancement technologique requis rendent difficile la recherche et le développement sur les utilisations possibles de l'hélium 3 dans la production d'énergie. L'abondance de cet isotope sur la Lune revêt donc une importance vitale et offre un potentiel de développement futur, en particulier à une époque où l'exploitation des ressources naturelles entrave la croissance durable. Pour ce faire, le sol lunaire sera examiné parallèlement au comportement de l'hélium 3 extrait, et des recherches approfondies seront menées sur d'autres composés afin de déterminer comment il pourrait être utilisé dans les technologies futures. L'objectif principal du camp lunaire "Helios-1" sera cette recherche après l'extraction de l'isotope.
Le camp lunaire HELIOS-1 sera construit en deux endroits différents et sera constitué d'une structure de base identique. Les deux camps seront situés sur le pôle sud de la Lune, ce qui permettra d'assurer la continuité du projet sans les perturbations causées par le manque de lumière solaire, puisque cette dernière sera utilisée comme principale source d'énergie dans la base. L'inclinaison axiale de la Lune étant d'environ 5 degrés, les deux bases différentes seront situées de part et d'autre du pôle sud et seront utilisées de manière interchangeable. En fonction de l'endroit où la lumière solaire durable est reçue, l'une ou l'autre des bases sera utilisée l'une après l'autre. En outre, les deux bases seront situées dans des cratères distincts afin de bénéficier d'une protection supplémentaire contre les éventuelles pluies de météores. En outre, ces cratères ont été spécifiquement choisis en raison de leur richesse en glace d'eau.
Le transfert de l'équipe de recherche aura lieu après la construction des deux bases du camp lunaire. Au cours de ce processus, des fusées seront utilisées pour acheminer les matériaux nécessaires depuis la Terre. Lors de la construction des camps, les principaux éléments des bâtiments et des couloirs seront les blocs de régolithe, composés de poussière lunaire, de sol et de roches de la surface de la Lune. Des imprimantes 3D à grande échelle seront utilisées pour le processus de construction des briques monolithiques. Avant toute recherche, les éventuels défauts de la structure du bâtiment seront traités à l'aide de machines. On a découvert que les blocs de régolithe absorbent la chaleur et produisent de l'électricité, ce qui sera utile comme source d'énergie durable une fois que les structures nécessaires pour faciliter cette utilisation auront été mises en place. Le sol lunaire recouvrira les structures des bâtiments pour éviter les dommages causés par les radiations cosmiques. Les systèmes de récupération de l'eau et le système nécessaire à la fourniture d'air à l'intérieur de la base seront traités après les bâtiments. Les besoins de l'infirmerie, les êtres vivants et les appareils technologiques seront ensuite apportés de la Terre. D'autres systèmes tels que le système aquaponique et les installations d'habitation seront mis en place dans un deuxième temps, suivi de l'installation de l'équipage. Pour les objets simples tels que les chaises et les tables, des meubles gonflables en acier seront apportés de la Terre, car ils occupent moins d'espace lors du transport et sont plus résistants. Ils seront gonflés dans la base ultérieurement.
La base sera construite à l'intérieur d'un cratère, dans lequel elle sera protégée des pluies de météorites. La construction à l'intérieur d'un cratère contribuera à isoler la base lunaire en la protégeant de la menace des micrométéorites et en raison de la température stable de l'environnement souterrain de la Lune. Comme la Lune n'a pratiquement pas d'atmosphère et que sa surface est fréquemment exposée à des niveaux de radiation nocifs, le fait de recouvrir une base lunaire de sol lunaire permet de protéger les astronautes des radiations. Les modules d'habitation peuvent être enterrés dans la surface lunaire ou placés dans des tunnels de lave pour protéger l'équipage. Les astronautes bénéficieront également du sol lunaire à d'autres égards. Les briques fabriquées à partir du régolithe à l'aide d'une imprimante 3D pourraient être utilisées pour construire des structures sur la lune, car elles sont légères et solides. Elles pourraient également être utilisées pour créer des boucliers antiradiations qui protégeraient les astronautes des radiations nocives à la surface de la lune. Les briques pourraient également être utilisées pour créer des habitats qui offriraient un environnement plus stable aux astronautes et à leur équipement. Cela permettrait de garantir la sécurité et le confort des astronautes lorsqu'ils travaillent sur la lune. Un système de pressurisation interne de la cabine, dans lequel de l'oxygène et de l'azote liquides sont placés dans des réservoirs pressurisés et qui s'appuie sur un compresseur d'air, permettra de réguler la pression.
Dans notre base, nous mettons l'accent sur la durabilité, car la Lune est impropre à la survie de l'homme et le coût est trop élevé pour que la base soit totalement dépendante de la Terre. Pour l'air, nous utiliserons principalement l'électrolyse. L'eau se trouve sur la Lune sous forme de glace. Lorsque l'eau sera extraite, elle sera décomposée en hydrogène et en oxygène pour une utilisation appropriée. Les astronautes disposeront ainsi d'une source d'air stable, qui sera renforcée par des tubes d'oxygène de secours en cas d'urgence. L'azote sera extrait du sol lunaire et réapprovisionné régulièrement pour lutter contre les fuites. Le filtrage des carottes de glace lunaire pour en extraire l'eau et son utilisation à l'aide d'un système de récupération de l'eau contribuent également à l'approvisionnement en eau de la base. Cette eau est relativement sûre et totalement durable étant donné son utilisation combinée avec le système d'utilisation de l'eau de l'ISS. Les sources de nourriture suivent le même chemin de durabilité. La principale source de nourriture proviendra d'un système aquaponique. Bien que les espèces nécessaires à l'installation proviennent de la Terre, un système aquaponique peut être utilisé de manière totalement durable s'il est correctement mis en œuvre. Il fournira également aux astronautes un régime alimentaire varié contenant suffisamment de protéines et de vitamines. Pour l'alimentation, des panneaux solaires seront utilisés afin de fournir à la base une source d'énergie durable. Pour les jours où l'utilisation directe des panneaux solaires n'est pas possible, des systèmes de batteries seront utilisés pour continuer à alimenter la base en électricité. Ces batteries seront remplies les jours où la lumière du soleil pourra être transformée en énergie.
Pour une gestion durable des déchets, les différents types de déchets (solides, liquides et gazeux) doivent être traités différemment. Tout d'abord, les déchets personnels des astronautes (produits d'hygiène, emballages alimentaires, déchets humains...) seront collectés et compactés afin de minimiser le volume qu'ils occupent, puis scellés dans des conteneurs stériles afin d'éviter toute contamination. En outre, selon le type de déchets (métal, plastique, etc.), ils peuvent être réutilisés comme matière première pour l'imprimante 3D. Les déchets qui ne peuvent pas être réutilisés et stockés dans des conteneurs peuvent être ramenés sur terre pour être éliminés de manière appropriée ou, si nécessaire, ils peuvent être éjectés en toute sécurité dans l'espace, tout en respectant les protocoles environnementaux. Pour les déchets liquides, un système de recyclage de l'eau peut être utilisé, qui applique la filtration, la distillation et le traitement chimique, pour récupérer l'eau utilisable. Les déchets liquides non renouvelables seront scellés dans des emballages sous vide, comme les déchets solides. Pour les déchets gazeux (principalement le dioxyde de carbone), un minéral semblable à une éponge appelé zéolite (comme dans l'ISS) peut être utilisé pour éviter aux astronautes une exposition mortelle à l'hypercarbone.
Le maintien de la communication avec la Terre et à l'intérieur de la Lune est crucial pour la longévité de HELIOS-1. L'un des principaux moyens de rester en contact avec la Terre est la communication Terre-Lune-Terre (EME). Grâce à la propagation des ondes radio à partir d'un émetteur terrestre, les ondes radio se reflètent sur la surface de la Lune et sont reçues par le récepteur terrestre. C'est pourquoi ce mode de communication est également appelé "rebond lunaire" et facilite la communication entre la Terre et HELIOS-1. Pour la communication entre les bases lunaires, le réseau lunaire 3GPP qualifié pour l'espace dans le cadre du projet LunarNet peut être utilisé. Avec l'aide de ce réseau robuste, une solide infrastructure de communication peut être construite sur la Lune afin que toutes les données puissent être transmises efficacement. Le rebond lunaire sera donc utilisé pour maintenir la communication entre la Terre et la Lune, tandis que le réseau sans fil 3GPP facilitera la communication entre HELIOS-1 et les autres bases lunaires.
Les effets des radiations de l'espace lointain sur les êtres vivants et les matériaux peuvent faire l'objet de recherches, les équipages étant le sujet d'essai idéal. Même si l'équipage est exposé à des quantités limitées de radiations, son séjour à long terme de 180 jours sur la base est suffisant pour observer certains effets sur le corps.En outre, la recherche scientifique sur la biologie et la géologie lunaires joue un rôle essentiel dans l'établissement d'une base de camp lunaire durable et donc réussie. Pour les expériences géologiques, les astronautes peuvent étudier la composition, la structure et l'histoire de la surface et de la subsurface lunaires. Les échantillons obtenus pourraient nous donner une connaissance plus détaillée de l'emplacement d'éventuelles réserves minérales sur la lune ainsi que de la glace lunaire. Cependant, la partie la plus importante de l'expérimentation concernerait les propriétés et l'utilisation de l'hélium 3 dans des domaines tels que l'énergie de fusion et d'autres secteurs. L'hélium 3 étant pratiquement introuvable sur Terre, la facilité d'accès à ce matériau sur la Lune permettrait de disposer des matériaux nécessaires à l'expérimentation de l'hélium 3 pour en révéler tout le potentiel. En outre, les utilisations possibles des minéraux et des composés qui composent le sol lunaire pourraient également faire l'objet de recherches plus approfondies et être pleinement utilisées dans la base elle-même et dans toute autre infrastructure lunaire présente sur la Lune à ce moment-là. Même si nous comprenons assez bien à ce stade la dégradation du corps lorsqu'il est exposé à une faible gravité pendant une longue période, nous pouvons encore obtenir davantage de données sur le sujet grâce à d'autres expériences.
Avant d'être envoyés sur la lune pour la mission HELIOS-1, nos astronautes doivent suivre une série de programmes d'entraînement afin de s'habituer à l'environnement lunaire et spatial. Grâce à ces programmes d'entraînement, chaque astronaute apprendra à survivre dans les conditions extrêmes qui règnent sur la lune et à faire partie de HELIOS-1. Un exemple de programme d'entraînement est le Space Vehicle Mock-up Facility (SVMF), qui est une maquette de la fusée dans laquelle ils voyageront, afin que les astronautes s'habituent à l'environnement du transport entre la Terre et la Lune. Les astronautes doivent également s'entraîner au KC-135, où ils sont en apesanteur, ce qui leur permet d'expérimenter ce que sera leur voyage vers la lune et sur la lune, et d'éviter de tomber malade à cause de l'apesanteur. En outre, pour s'entraîner aux sorties dans l'espace, les astronautes doivent également utiliser le laboratoire de flottabilité neutre. Les astronautes flottent dans d'énormes quantités d'eau (22,7 millions de litres ou 6,2 millions de gallons) dans des répliques de véhicules spatiaux pour s'entraîner à effectuer des opérations dans l'espace. Ces exemples ne sont que techniques et scientifiques, mais être astronaute ne signifie pas seulement avoir de bonnes compétences scientifiques, une personne doit également être entraînée physiquement et mentalement. Les astronautes doivent être suffisamment en forme pour supporter le décollage et l'attraction gravitationnelle afin qu'aucun problème ne survienne au cours de la mission. Les astronautes doivent également être préparés mentalement à être loin et partiellement seuls dans l'espace pendant une longue période. Il est donc recommandé aux candidats astronautes de suivre des cours de relations publiques afin d'améliorer leurs capacités de travail en équipe. Dans l'ensemble, ces programmes aideront les astronautes à se préparer pour la Lune.
Pour HELIOS-1, on utilisera une fusée à plusieurs étages pour le transport entre la Terre et la Lune, un SSTO pour le transport entre les bases lunaires et des véhicules d'exploration spatiale pour le transport sur la surface lunaire. Les fusées à un seul étage jusqu'à l'orbite sont réutilisables et conviennent à HELIOS-1 puisqu'il est nécessaire de changer l'équipage sur la lune tous les 180 jours. Les SEV sont des véhicules pressurisés qui aident les astronautes à explorer plusieurs sites sur la surface lunaire en permettant au véhicule de se déplacer en "crabe", ce qui l'aide à surmonter les terrains difficiles. Le cockpit inclinable qui permet de voir clairement la surface, la cabine fortement blindée qui protège les astronautes des phénomènes solaires, la sortie/entrée rapide des astronautes du véhicule et une station d'amarrage où les astronautes peuvent vivre, font du SEV une option appropriée pour le transport sur la surface lunaire.
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