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.
INS VILADECAVALLS Terrassa-BARCELONE Espagne 17 3 / 0 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
https://sites.google.com/iesviladecavalls.cat/tellus-mooncamp-challenge-2223/
Le camp commence par une entrée initiale qui mène à un couloir où vous pouvez vous désintoxiquer des particules nocives présentes sur la lune. Vient ensuite la salle des combinaisons, suivie d'un autre couloir qui mène à la salle principale. Le module de la salle principale a des portes hermétiques pour la sécurité et est hexagonal à l'extérieur, mais légèrement circulaire à l'intérieur pour améliorer la concentration et la pression de l'oxygène. Nous avons choisi la forme hexagonale pour maximiser l'utilisation de l'espace.
Chaque côté de l'hexagone mène à une pièce différente avec des portes supplémentaires pour la sécurité de l'oxygène : le module laboratoire, le module serre, le module communication, le module habitation (qui comprend les modules chambre, salle de bain, salle à manger et cuisine), et le module atelier de construction qui comprend une zone de décontamination des véhicules.
À l'extérieur, nous avons construit une antenne pour les communications et installé des panneaux solaires. Vous trouverez également les véhicules lunaires et le vaisseau spatial que nous avons utilisé pour voyager de la Terre à la Lune.
Notre mission vise à établir une base précurseur pouvant accueillir jusqu'à huit personnes en vue de futures missions lunaires. Parallèlement, la base facilitera les recherches sur la composition du sol lunaire, notamment sur la présence potentielle d'eau et de minéraux gelés, et permettra de réaliser diverses expériences scientifiques dans l'environnement unique de faible gravité de la Lune (dont la gravité en surface est de 1,62 m/s², contre 9,81 m/s² pour la Terre). Ces recherches permettront d'approfondir notre compréhension des matériaux, des technologies et des systèmes biologiques dans l'environnement lunaire, afin d'éclairer les futurs efforts d'exploration et de colonisation. Les objectifs scientifiques s'alignent sur les objectifs plus larges de l'exploration lunaire, notamment l'amélioration de notre compréhension des origines de la lune, de sa géologie et de son potentiel pour l'exploration et l'installation de l'homme.
Le site que nous proposons pour le camp lunaire est le suivant la mer de la Tranquillité en raison de son vaste terrain plat, qui offre une zone propice à l'atterrissage des engins spatiaux et à la construction d'une base. Nous avons déterminé que ce site offre la meilleure combinaison d'accessibilité, de potentiel scientifique et de sécurité opérationnelle.
L'un des principaux facteurs pris en compte était le niveau de radiation, qui peut varier considérablement en fonction de l'endroit : le niveau de radiation dans la mer de la Tranquillité est considéré comme relativement faible par rapport à d'autres zones de la Lune, ce qui en fait un endroit sûr pour notre mission.
Cependant, le choix de l'emplacement idéal dépend également des objectifs de la mission. Par exemple, s'il s'agit de rechercher de l'eau gelée sur la Lune, le cratère Nobile ou Clavius, situé dans les régions polaires méridionales, pourrait être plus approprié.
La base lunaire est composée de cinq modules : un module d'habitation où les astronautes peuvent se reposer pendant leur temps libre, une salle de scaphandres et plusieurs tubes qui relient les différents modules. Les modules seront construits sur Terre et transportés sur la Lune à l'aide du vaisseau spatial Starship de SpaceX. Une fois sur la surface, un rover transportera les modules jusqu'à l'emplacement désigné pour la base. Une fois construits, les modules seront recouverts d'un matériau lunaire pour les protéger des débris spatiaux et des températures froides.
Il est important de noter que l'environnement lunaire est très différent de celui de la Terre, avec des températures rigoureuses pouvant aller de -173°C (-280°F) à 127°C (261°F), selon l'endroit. De plus, la lune n'a pas d'atmosphère pour se protéger des radiations, ce qui représente un risque pour les astronautes. Par conséquent, les matériaux utilisés pour construire la base lunaire doivent être choisis avec soin pour s'assurer qu'ils peuvent résister aux conditions extrêmes de la lune et protéger les astronautes.
Pour que la base soit adaptée à l'environnement lunaire hostile, elle sera construite à partir de matériaux légers tels que l'aluminium pour les murs, avec une isolation thermique placée entre les murs pour éviter les pertes de chaleur. La porte du module de serre et certaines portes seront fabriquées en méthacrylate, un matériau léger et suffisamment durable pour résister à l'environnement lunaire hostile.
Notre base lunaire est conçue pour offrir une protection complète aux astronautes qui l'occupent dans un environnement extrêmement hostile. Sur la Lune, il n'y a pas d'atmosphère ni de protection contre les rayonnements cosmiques et solaires, et la base devra donc assurer une protection contre ces menaces. Pour cela, la majeure partie de la structure de la base est construite avec des matériaux lunaires, ce qui la rend plus résistante et moins coûteuse à construire. En outre, la base est dotée d'un système avancé de portes hermétiques qui se ferment automatiquement en cas de fuite d'air ou en cas d'urgence.
Pour protéger les astronautes des basses températures qui règnent sur la Lune, la base sera équipée d'une série de matériaux d'isolation thermique dans les murs et dans le revêtement extérieur. Ces matériaux permettront de maintenir la chaleur à l'intérieur de la base et d'empêcher le froid lunaire d'y pénétrer. La base sera également équipée de systèmes de chauffage et de refroidissement perfectionnés afin de maintenir une température confortable pour les astronautes.
De plus, la base sera conçue pour maximiser l'utilisation de l'énergie solaire, qui est une source d'énergie abondante et gratuite sur la Lune. Des panneaux solaires seront installés à l'extérieur de la base et fourniront l'énergie nécessaire au fonctionnement de la base et à l'alimentation des équipements des astronautes. La base sera également équipée de systèmes de recyclage de l'eau et de l'air afin d'assurer la durabilité de la vie sur la Lune.
En résumé, notre base lunaire est une structure robuste et résistante, conçue pour offrir une protection complète aux astronautes qui l'occupent dans un environnement difficile et hostile.
L'eau est l'une des choses les plus essentielles à la survie, c'est pourquoi l'eau sur la Lune sera rare. Pour obtenir de l'eau, notre base filtrera l'urine produite par les astronautes, et cette eau pourra être utilisée pour la boisson et les cultures. Nous pouvons également obtenir de l'eau à partir de la glace gelée que l'on trouve dans certains cratères de la lune. Cependant, avant de déterminer si l'eau peut être consommée sans danger, quelques expériences seront menées pour s'assurer que la consommation est possible après la filtration.
Pour survivre, les astronautes ont besoin de nourriture, qui sera fournie par l'ESA pendant quelques mois, mais après cela, les astronautes devront se procurer de la nourriture d'une autre manière. Pour ce faire, notre base lunaire disposera d'une zone de culture (module de serre), où seront cultivés divers légumes et fruits tels que des pommes de terre, des carottes, des tomates et du maïs.
L'air est sans aucun doute la ressource la plus importante. C'est pourquoi notre base, en plus de pouvoir filtrer l'eau, sera capable de filtrer le CO2 produit par les astronautes et de le convertir en O2 grâce aux microalgues, qui peuvent en même temps générer une petite quantité d'oxygène.
Pour produire de l'énergie et faire fonctionner tous les appareils électroniques de la base, nous utiliserons l'énergie solaire pour produire de l'électricité grâce à des panneaux solaires situés autour de la base. Cette énergie sera stockée dans des batteries en cas de défaillance de certains panneaux solaires ou pendant les nuits prolongées.
Notre camp lunaire recycle tout ce qui est produit par les astronautes afin de minimiser l'impact environnemental sur la Lune et d'assurer la durabilité de la vie dans la base.
Les déchets plastiques seront utilisés pour fabriquer du filament pour l'impression 3D et pour fabriquer des outils et des pièces de rechange sur la base.
Les résidus de nourriture et de déchets seront utilisés pour fabriquer du compost, qui servira à faire pousser des plantes. Cela permet de réduire la nécessité d'envoyer de grandes quantités de nourriture et de produits agricoles depuis la Terre.
L'urine produite par les astronautes sera filtrée, transformée en eau potable et stockée dans des réservoirs pour la consommation personnelle et la culture. En outre, les déchets liquides sont également traités pour obtenir de l'eau propre et sûre.
Outre ces systèmes, la base lunaire dispose également d'une installation de traitement et de stockage des déchets dangereux, tels que les batteries usagées et autres matériaux toxiques.
Alors que nous préparons notre prochaine mission dans le camp lunaire, l'un des plus grands défis que nous aurons à relever sera de maintenir la communication avec la Terre et les autres bases lunaires en raison de la grande distance qui les sépare. Pour relever ce défi, nous avons identifié une solution possible pour maintenir la communication : installer une station de transmission (avec une antenne) dans le camp lunaire pour envoyer et recevoir des signaux radio vers et depuis la Terre et les autres bases lunaires.
Il est important de prendre en compte le délai de communication dû à la grande distance et de planifier en conséquence pour minimiser son impact sur le fonctionnement de la base lunaire. Nous devons également envisager la redondance de nos systèmes de communication afin de garantir une connexion continue et fiable.
Dans notre camp lunaire, la recherche se concentrera sur divers sujets scientifiques, notamment la géologie lunaire, l'environnement à faible gravité, la biologie, la technologie et la robotique. Voici quelques exemples d'expériences que nous pourrions mener :
Géologie lunaire : Nous étudierons les caractéristiques géologiques de la Lune, telles que la structure de son intérieur, la composition de son sol et la présence de minéraux précieux. Nous pourrions également analyser les roches et les sols que nous ramènerons de la Lune afin de mieux comprendre son histoire géologique.
Environnement à faible gravité : Nous étudierons comment l'environnement à faible gravité de la Lune affecte les êtres vivants, y compris les humains. Par exemple, nous pourrions étudier comment la faible gravité affecte les muscles et le système cardiovasculaire.
Biologie : Nous chercherons à savoir s'il y a de la vie sur la Lune ou si les conditions y sont propices à la vie. Nous pourrions également étudier comment les plantes et les animaux s'adaptent à l'environnement lunaire.
Technologie : Nous développerons de nouvelles technologies pour nous aider à vivre et à travailler sur la Lune, telles que des systèmes d'approvisionnement en air et en eau, des systèmes de communication et des véhicules pour explorer la surface lunaire.
Robotique : Nous utiliserons des robots pour effectuer des tâches dangereuses telles que l'exploration des cratères et la collecte d'échantillons. Nous pourrions également utiliser des robots pour mener des expériences dans des zones difficiles d'accès pour les humains.
L'astronomie : Nous observerions le cosmos depuis la Lune, où l'absence d'atmosphère et la faible lumière artificielle permettraient des observations plus précises.
Notre programme d'entraînement des astronautes pour une mission sur la Lune comprendrait les éléments suivants :
Un entraînement physique et psychologique intensif pour s'adapter aux conditions de vie et de travail dans l'espace, y compris la microgravité et l'exposition aux rayonnements cosmiques. Une attention particulière doit être accordée à la santé mentale et à la gestion du stress pendant la mission.
Formation à l'utilisation d'équipements scientifiques et techniques spécifiques, tels que les combinaisons spatiales, les véhicules lunaires et les outils de collecte d'échantillons. Une formation à l'entretien et à la réparation devrait également être incluse, afin de pouvoir résoudre tout problème technique éventuel au cours de la mission.
Formation à la navigation et à la conduite de véhicules lunaires, ainsi qu'à la marche sur la Lune et à la sortie du vaisseau spatial. Une attention particulière doit être accordée aux particularités de la surface lunaire, telles que la présence de cratères et de rochers, et à la manière de manipuler le véhicule dans ces conditions.
Cours de survie dans l'espace pour apprendre à faire face aux situations d'urgence dans l'espace, telles que la perte du vaisseau spatial ou la défaillance d'un équipement critique. La formation aux premiers secours et à la réanimation cardio-pulmonaire devrait également être incluse.
Formation en sciences planétaires et en géologie pour comprendre l'environnement lunaire et planifier la portée scientifique de la mission. Une attention particulière doit être accordée à l'identification et à la collecte d'échantillons de roches et à leur analyse ultérieure en laboratoire.
Des simulations de missions au sol pour s'entraîner aux tâches et procédures qui seront effectuées lors de la mission réelle, notamment la communication avec la station spatiale et le travail d'équipe avec les autres membres de l'équipage.
Formation à la communication et au travail d'équipe pour assurer une communication fluide et une collaboration efficace avec l'équipe de la mission et la station spatiale, ainsi que la coordination des activités entre les différents membres de l'équipage.
Notre mission lunaire nécessitera 4 véhicules : 2 rovers lunaires pour l'étude du sol et la recherche d'eau dans d'autres cratères, et 2 véhicules de transport, l'un pour les personnes et l'autre pour les matériaux. Chaque rover aura une capacité de chargement de 250 kilogrammes et une autonomie de 150 kilomètres sur la lune, avec une vitesse maximale de 18 km/h. Le véhicule de transport de personnes pourra accueillir 4 astronautes, tandis que le véhicule de transport de matériel aura une capacité de chargement de 1,5 tonne et un système de levage pour charger et décharger efficacement le matériel. Tous les véhicules seront transportés sur la Lune à bord de la fusée SpaceX Starship et seront dotés d'une grue rétractable. Chaque véhicule sera équipé de technologies avancées de communication, de navigation et de sécurité pour garantir l'efficacité et la sécurité de la mission. Nous avons spécialement conçu l'un des rovers mentionnés.
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