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.
Liceul Teoretic "Emil Racovita" Baia Mare Baia Mare-Maramureş Roumanie 16, 17 3 / Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
Il y a une cinquantaine d'années, l'humanité a franchi un grand pas dans son évolution avec l'atterrissage réussi du vaisseau spatial Apollo 11 sur la surface de la Lune. Ce jour-là, le 20 juillet 1969, l'astronaute américain Neil Armstrong a posé le pied sur la surface lunaire et a prononcé les célèbres mots "Un petit pas pour un homme, un pas de géant pour l'humanité". Aujourd'hui, nous répétons l'histoire, mais au lieu d'une simple expédition, nous allons créer une base d'opérations totalement durable. Cette colonie marquera le début d'une nouvelle ère, l'ère interplanétaire.
La lune deviendra le terrain de jeu de l'humanité où nous pourrons innover, créer et nous adapter. Avec cette colonie, nous jetterons les bases des voyages interplanétaires tout en découvrant de nouvelles technologies qui nous aideront sur terre. Extraction efficace des minerais, cultures biotechnologiques, énergies renouvelables plus efficaces. Ce n'est que le début de ce qui nous attend. Notre base accueillera 4 pionniers de différentes professions et possèdera des installations de pointe, notamment un système aquaponique à haut rendement, des équipements d'entraînement et de formation avancés, une cuisine compacte mais entièrement équipée et des dortoirs peu encombrants. Un nouvel équipage sera amené tous les 5 ans, ainsi que des pièces de rechange et des marchandises de pointe qui ne pourront pas être fabriquées efficacement sur place.
La base lunaire sera située à 30 km du cratère Shoemaker, près d'une chaîne de montagnes. Nous avons choisi cet emplacement pour plusieurs raisons :
Intérêt géologique : La zone proche du cratère Shoemaker est géologiquement intéressante et permet d'étudier en détail la surface et la géologie lunaires. La chaîne de montagnes proche du site de la base offre un large éventail de caractéristiques géologiques à explorer, notamment des cratères d'impact, des caractéristiques volcaniques et des roches anciennes, tout en offrant une protection contre les météores.
Communication et navigation : L'emplacement près du cratère Shoemaker offre une bonne ligne de visée vers la Terre, ce qui facilite la communication avec le centre de contrôle de la mission sur Terre et la réception des signaux de navigation.
Disponibilité des ressources : Comme nous l'avons déjà mentionné, la proximité du cratère Shoemaker permet d'accéder à des gisements d'eau stockés dans les profondeurs du cratère. En plus de l'eau, la zone peut également contenir d'autres ressources importantes telles que l'hélium 3, qui pourrait être utilisé comme combustible pour les réacteurs à fusion.
Au cours des trois phases de construction, nous utiliserons des pièces et des murs compacts et préfabriqués apportés de la Terre par des navettes à usage unique. Les pièces et les installations seront assemblées, connectées et soudées pour garantir leur bon fonctionnement. L'enveloppe extérieure de la base sera faite de béton armé revêtu d'un alliage de titane et de plomb, tandis que les murs intérieurs seront faits de plaques d'aluminium. La base sera équipée de systèmes de ventilation de pointe, d'installations de purification de l'eau et de traitement des eaux usées, ainsi que de systèmes de survie.
Une fois la base achevée, nous commencerons à raffiner les ressources locales. Nous extrairons les gisements d'eau naturelle du cratère Shoemaker et les transformerons en oxygène par électrolyse, avant de les acheminer par un pipeline qui transportera les gaz du cratère Shoemaker jusqu'à la base. L'eau bientôt utilisable sera transportée depuis les gisements voisins par des rovers non habités, puis purifiée à l'aide de méthodes de distillation avancées. En outre, nous extrairons le régolithe de la surface de la lune et le transformerons en matériaux utilisables, tels que des métaux et des gaz. Cela nous aidera à construire les composants et les pièces simples nécessaires au lieu de dépendre uniquement des expéditions terrestres. Les données de recherche et les nouvelles technologies seront échangées contre des composants complexes, des biens divers et des métaux rares qui ne peuvent être traités et construits sur place.
Les pionniers à l'intérieur de la colonie seront protégés des risques naturels tels que les radiations solaires, les frappes de météorites et les dangereuses poussières lunaires grâce aux épais murs extérieurs en béton revêtus d'un alliage de titane et de plomb, à l'emplacement stratégique près de la chaîne de montagnes et aux répulsifs électroniques spéciaux qui empêcheront la poussière de pénétrer. En outre, la base sera équipée de systèmes de survie avancés, d'un complexe de ventilation, de générateurs d'électricité et d'oxygène de secours, d'installations de traitement des eaux usées, de thermorégulateurs, ainsi que de diverses installations récréatives qui assureront le bien-être et la santé mentale de l'équipage. L'intérieur de la base sera pressurisé pour créer un environnement avec des gaz et une pression similaires à ceux de la Terre.
L'air : Comme indiqué précédemment, au cours de la première phase de construction de la base, connue sous le nom d'Opération Oxygène, de grands extracteurs automatisés extrairont de l'eau gelée des gisements bruts du cratère Shoemaker, et des rovers la transporteront vers des raffineurs spéciaux où elle sera purifiée et transformée en oxygène à l'aide de l'électrolyse. Cette procédure permettra de convertir 2 litres d'eau en 1 litre d'oxygène. Notre équipage de 4 personnes consommera environ 8000 litres d'oxygène par jour. L'oxygène sera transporté jusqu'à la base par un pipeline en alliage de titane Ti-6Al-4V, équipé de pompes solaires qui maintiendront un flux constant d'O2. L'aquarium recevra l'eau oxygénée des plantes du système aquaponique.
L'eau : Pour l'eau, nous prévoyons de construire une machine qui utilisera des techniques de filtration membranaire et de distillation pour purifier l'eau extraite des gisements avoisinants par les rovers. Pendant l'opération "Life support", cette eau servira à remplir l'aquarium et à démarrer le circuit d'aquaponie. Après l'opération New Earth, nous n'aurons besoin d'eau que pour nos astronautes (environ 8 litres par jour pour 4 personnes), les lavabos (7 litres par minute) et les douches (50 litres par utilisation). Une fois que nous aurons rempli la réserve d'eau interne (environ 2000 litres), nous recyclerons l'eau usagée en utilisant les méthodes mentionnées ci-dessus. Cependant, comme aucun système de recyclage de l'eau n'est totalement efficace, nous aurons toujours besoin de nouvelles livraisons d'eau de temps en temps.
L'électricité : En ce qui concerne l'électricité, nous utiliserons des panneaux solaires et des batteries à haute densité. Les panneaux solaires utiliseront la technologie pérovskite pour leur efficacité 30% et leur facilité de fabrication. Au total, nous aurons besoin d'environ 65 panneaux solaires mesurant approximativement 1,6 mètre carré chacun pour produire 50 kWh. Pour que les panneaux solaires restent propres en permanence, nous utiliserons des champs magnétiques qui repousseront la poussière lunaire et d'autres impuretés. Chaque panneau solaire produira environ 762 Wh par jour, et l'excédent sera stocké dans des batteries robustes.
Nous l'avons calculée à l'aide de la formule suivante : Énergie/jour = surface du panneau solaire x rayonnement solaire x efficacité de conversion. Pendant les périodes où il n'y a pas de lumière solaire, nous utiliserons l'énergie stockée dans les batteries.
Alimentation : Pour notre approvisionnement en nourriture, nous utiliserons un système innovant appelé aquaponie qui crée un environnement autonome à l'aide d'un aquarium, d'un système hydroponique et d'une série de tuyaux et de filtres.
Le vivier aura une capacité de 2000 litres et produira environ 70 kg de poissons comestibles par an. Pour maximiser l'efficacité, nous avons choisi l'espèce truite car c'est l'un des poissons de taille moyenne les plus efficaces pour la culture.
Le système hydroponique consistera en plusieurs bassins de culture de tomates et de laitues d'une superficie totale de 80 mètres carrés, ce qui permettra d'obtenir un total de 1 000 kg de produits frais par an. Nos pionniers bénéficieront ainsi d'un régime alimentaire nutritif et équilibré.
Pour déterminer la quantité appropriée d'engrais pour nos cultures, nous avons utilisé la formule suivante : Volume d'eau = biomasse totale des poissons / densité de peuplement
En ce qui concerne l'élimination des déchets, la biomasse excrétée par les pionniers sera transformée en engrais pour le système aquaponique, tandis que les déchets plus liquides seront filtrés et réintroduits dans le réseau d'eau. Le purificateur d'eau répondra à tous ces besoins et transformera efficacement les déchets en matériaux utilisables.
Notre base communique avec la station terrestre et les autres colonies lunaires par le biais de signaux radio ultralégers et de communications par satellite. Le système de communication par satellite utilise des technologies de pointe et d'énormes quantités d'énergie solaire pour envoyer et recevoir des signaux vidéo et audio. L'antenne de radiocommunication de 32 m² située sur le toit de la base est capable de transmettre des données à une vitesse allant jusqu'à 201,998 km/s, ce qui garantit la meilleure vitesse de transmission des données.
L'objectif de notre base est de développer et de tester de nouvelles technologies qui non seulement nous seront utiles sur Terre, mais nous permettront également de réaliser des voyages interplanétaires. Nous nous concentrerons sur le développement de cultures issues de la bio-ingénierie, d'extracteurs automatisés, de centrales électriques efficaces, de sources d'énergie renouvelables fiables, de véhicules ultralégers, de fusées réutilisables capables de régénérer automatiquement le carburant, et de parties humaines bioniques ultralégères dotées de systèmes de guérison par gaz en treillis. Cette base servira de terrain d'essai pour les nouvelles technologies et remplira une fonction plus importante que celle d'une colonie ordinaire. Elle ouvrira la voie à notre avenir.
La formation que suivront nos chanceux pionniers sera similaire à celle des astronautes de l'ISS, mais avec quelques compétences et professions supplémentaires nécessaires à la survie sur la Lune. Ils recevront une formation complète dans des domaines tels que la géologie, la construction de base et avancée, la botanique, l'astronomie, la cuisine, la nutrition, etc.
Deux des colons seront des ouvriers qualifiés du bâtiment, chargés de construire et d'entretenir l'infrastructure de la base. L'un des colons sera un électricien, responsable des systèmes d'alimentation électrique de la base, tandis que l'autre sera un scientifique, chargé de mener des expériences et de superviser les recherches sur la lune.
Outre ces rôles spécialisés, tous les membres de l'équipe devront posséder un large éventail de compétences et de connaissances pour garantir le succès de la mission. Il s'agira notamment de compétences telles que la formation médicale, la résolution de problèmes et l'adaptabilité, ainsi que la compréhension des différents systèmes et technologies qui seront utilisés sur la lune.
Le programme d'entraînement sera rigoureux et intense, conçu pour préparer les pionniers à tous les défis qu'ils pourraient rencontrer au cours de leur séjour sur la lune. Lorsqu'ils partiront pour leur mission, ils seront entièrement équipés des compétences et des connaissances nécessaires pour non seulement survivre, mais aussi s'épanouir sur la surface lunaire.
Pour transiter entre la Lune et la Terre et échanger divers biens, nous utiliserons des navettes bon marché et de grande capacité à usage unique. Cette approche permettra de minimiser les déplacements tout en maintenant les coûts à un niveau bas.
Pour l'exploration, l'extraction et le transport, nous utiliserons une combinaison de rovers habités, comme le buggy, et de rovers non habités, télécommandés et automatisés. L'un de ces rovers sera chargé du travail à l'extérieur, tandis que les deux autres seront responsables du transport des ressources à l'intérieur. Cette approche nous permettra de collecter et de transporter les ressources plus efficacement, tout en réduisant les risques pour nos pionniers.
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