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.
Gymnázium Evolution Sázavská Praha 2-Hlavní město Praha République tchèque 16, 17 3 / 0 Anglais
Logiciel de conception 3D : Fusion 360
https://drive.google.com/drive/folders/1vUiwM3kJ7bW8kuaKoh46p9cqz31TO9o0?usp=share_link
Notre mission s'appelle Planetary Habitat and Astro-Scientific Exploration (habitat planétaire et exploration astro-scientifique). C'est le prochain P.H.A.S.E dans l'exploration lunaire.
L'objectif de cette mission est d'assurer une présence humaine continue sur la lune et de servir de point d'appui pour les futures missions lunaires. Notre base utilise les merveilles de l'ingénierie moderne avec un objectif de sécurité à l'esprit. Elle est conçue pour répondre à tous les besoins vitaux de nos astronautes et pour assurer leur confort pendant leur séjour. Cette station s'appuie sur d'autres infrastructures lunaires telles que la Gateway de l'ESA. Cette mission interviendra plus tard dans le calendrier d'expansion de la lune, afin de garantir une sécurité maximale et un déroulement harmonieux de l'ensemble du processus.
PHASE hébergera 3 astronautes. Elle sera située au pôle sud de la lune. Cet emplacement a été spécifiquement choisi pour ses propriétés uniques. La station se compose de 5 pièces : Le laboratoire, la chambre à coucher, la salle sociale, la serre et la chambre à pression. Les pièces sont reliées par des couloirs qui abritent des espaces de stockage supplémentaires et des systèmes importants tels que le système de survie MELiSSA. Voici la vue de haut en bas ci-dessous :
La mission PHASE comprend également un rover, deux robots autonomes, une antenne et au total vingt panneaux solaires souterrains pour fournir de l'énergie.
L'objectif principal de cette station est la recherche scientifique. Les recherches porteront sur la production et la culture de plantes sur la lune et sur l'étude de leur viabilité sous la gravité de 1/6e de la lune. Une autre partie peut-être plus importante de la recherche inclurait la récolte et la transformation de l'eau de la lune en forme potable. D'autres recherches incluraient une étude plus approfondie des roches lunaires et leur utilisation dans la construction sur la lune.
Comme nous l'avons écrit précédemment, la base serait située sur le pôle sud de la lune en raison de la stabilité de la lumière du soleil et de l'accès à l'eau gelée / souterraine. Plus précisément, la base serait située à l'extérieur du cratère Shackleton. Le cratère lui-même a été recouvert d'obscurité depuis la formation de la lune et il servira de réservoir d'eau gelée.
La construction de la base sera divisée en deux phases. La première sera non habitée et la seconde habitée. Les astronautes arriveront dans la seconde et disposeront de toutes les ressources nécessaires. Les ressources à bord de la première phase comprendront des matériaux pour l'unité centrale de la station. La station sera gonflable et fabriquée en kevlar renforcé de fibres de carbone et de titane. Pour construire les fondations de la base, nous utiliserons l'impression 3D afin de poser une base précise. Nous pourrions en partie imprimer en utilisant des matériaux locaux tels qu'une pierre lunaire afin de minimiser les matériaux nécessaires. L'intérieur des murs sera rempli d'un mélange d'oxygène et d'azote qui servira de réserve d'oxygène d'urgence.
Une partie de cette première phase sera constituée par les deux robots autonomes, qui mettront en commun tout ce qu'ils peuvent. La station sera souterraine afin d'éviter les radiations et autres risques. Les robots prépareront le sol pour la station et le recouvriront ensuite de matériaux de creusement. La première phase consistera également à mettre en place l'énergie et la communication par le biais d'antennes et de panneaux solaires. L'élément le plus important qui devra être mis en place au cours de la première phase est le système d'alimentation en eau. Nous décrirons leur fonctionnement plus loin. Une fois l'électrolyse mise en place dans la première phase, nous pouvons utiliser les gaz produits pour remplir les murs.
La base protège ses habitants en étant recouverte d'un matériau de roche lunaire imprimé en 3D. Ce matériau présente de nombreux avantages. Elle protège des radiations et des pluies de météorites. Elle supprime le besoin de structures complexes et lourdes, ce qui nous permet d'utiliser des structures gonflables renforcées, d'économiser du poids sur les navires et de transporter davantage de charge utile supplémentaire.
Nous avons également des panneaux solaires souterrains rétractables qui peuvent se cacher en cas de danger posé par les pluies de météorites. De plus, le stockage souterrain nettoie automatiquement la poussière de lune sur les panneaux. L'antenne est également rétractable pour éviter tout dommage.
L'un des principaux problèmes de l'environnement lunaire est la poussière. La base doit compter sur des équipements externes et des sorties extravéhiculaires. Pour résoudre ce problème, tout ce qui se trouve à l'extérieur ou qui est en contact avec la poussière sera recouvert d'une couche spéciale utilisant la charge électrique de la poussière. Le système aura une couche électrique qui repoussera activement la poussière au lieu de l'attirer. Les corps fixes rigides utiliseront une couche de métal et les corps flexibles tels que les combinaisons spatiales utiliseront des nanotubes de carbone comme conducteur.
Notre base intégrera des systèmes de recyclage des eaux noires et grises, qui les nettoieront et les recycleront. Le résultat sera de l'eau blanche potable qui pourra être utilisée ailleurs. Les restes de ce processus seront utilisés comme engrais dans la serre.
La principale source d'eau, outre le recyclage, sera l'exploitation minière et le nettoyage de l'eau de la lune pour la rendre potable. Pour ce faire, un rover chargé d'un RTG exploitera la glace des cratères. Grâce au RTG, le rover n'aura pas besoin d'être rechargé ni d'être exposé à la lumière du soleil, ce qui lui permettra de travailler dans les zones sombres du cratère.
Les plantes de la serre constituent la principale source de nourriture. Les étagères de la serre sont multifonctionnelles et peuvent accueillir différents types de plantes. Les principales plantes cultivées sont : Les pommes de terre pour les glucides et les vitamines A et C, les tomates pour les vitamines A, C, K, le potassium et les fibres. La dernière plante est le haricot pour le zinc, le cuivre, le manganèse, le sélénium et les vitamines B1, B6 et E. Nous inclurons également des aliments livrés par la Terre aux astronautes. La serre a des cycles de jour et de nuit qui sont créés en changeant l'intensité et la luminosité des lumières à haute efficacité. Comme nous l'avons mentionné, les plantes sont fertilisées et arrosées par le module d'engrais et d'arrosage automatique (AFSM) qui sera alimenté par le module de recyclage.
L'oxygène destiné aux astronautes sera produit en partie par les plantes, sous-produit de la serre, et en partie par électrolyse à partir de l'eau de la lune. Nous pouvons également utiliser l'intérieur des murs comme réserve d'oxygène d'urgence en cas de défaillance des systèmes. L'intérieur de la base peut se remplir de dioxyde de carbone en échange d'oxygène.
Nous produisons plus de 75 kW d'électricité grâce à l'énergie solaire. Un seul panneau a une surface de 12m2, nous en aurons vingt. En faisant quelques calculs, en utilisant des panneaux à haut rendement de 25% et en utilisant la constante solaire, nous obtenons : 240×1300:4 = 78000W de puissance. Les RTG seront utilisés en cas d'urgence.
Nous disposerons d'une boucle MELiSSA fermée et entièrement intégrée dans notre base, capable de traiter et de réutiliser pratiquement tous les déchets que la base pourrait générer. MELiSSA est un système de survie basé sur un écosystème artificiel et initié par l'ESA. La boucle MELiSSA contient 4 compartiments :
Liquéfaction - point de collecte
Photohétérotrophe - Élimination des sous-produits de la liquéfaction
Nitrification - Transformation du NH4+ en nitrates
Photoautotrophe - compartiment de la plante permettant la régénération de l'oxygène
Ce qui précède a été fortement simplifié pour les besoins du présent document. Notre objectif est de ne produire aucun déchet et de réutiliser tout ce que nous apportons jusqu'à la lune.
La base elle-même sera équipée d'une antenne à courte et longue portée pour la communication. L'objectif principal est d'utiliser la mission Gateway de l'ESA sur l'orbite de la lune comme station de relais vers la terre. Cette liaison permet de communiquer même si la Terre n'est pas en ligne de mire directe avec la base lunaire. De plus, Gateway sert parfaitement de relais orbital pour d'autres activités lunaires avec la base, même sur de plus longues distances. L'antenne sur le toit sert de réserve et doit être utilisée principalement pour les communications de la passerelle. La plus grande antenne au sol est une antenne primaire à part entière.
L'objectif principal de cette base est la recherche de colonies sur différentes planètes (lunes) et de réponses humaines qui pourront être utilisées lors de futures missions. Il s'agit également d'approfondir l'exploration et la compréhension de la géologie de la lune. La base explorera l'exploitation minière et l'utilisation de la roche lunaire et d'autres ressources en tant que matériau digne d'être utilisé pour l'expansion future sur la lune.
L'un des problèmes auxquels sont confrontés les astronautes est l'absence de gravité terrestre. Cela signifie que les muscles et les os s'atrophient. Pour éviter cela, la station est équipée d'appareils d'exercice spéciaux qui fonctionnent en apesanteur. Les astronautes devront avoir une connaissance complète du fonctionnement de ces machines et de tous les risques qu'ils encourent. Cela vaut pour l'ensemble de la mission, et pas seulement pour les séances d'entraînement.
La formation des astronautes comprendra une version 1:1 de la station sur terre afin de se familiariser avec ses caractéristiques. Elle comprendra également une connaissance complète de l'équipement que les astronautes utiliseront. L'entraînement des astronautes pour la base lunaire devrait être similaire à l'entraînement pour l'ISS.
La formation supplémentaire par rapport à l'ISS devrait inclure
Gestion des poussières lunaires
Cette mission comprendra des mesures actives et passives de lutte contre la poussière. Malgré cela, les astronautes devront savoir comment prévenir et traiter l'accumulation de poussière et comment la nettoyer.
Radioprotection
Le champ électromagnétique terrestre n'atteint pas la Lune et, contrairement à l'ISS, les astronautes effectuant des sorties extravéhiculaires seront exposés à de grandes quantités de radiations. Ils doivent être formés à la manière de minimiser les risques pour la santé et à ce qu'il convient de faire si, par exemple, l'exposition est trop élevée.
Entretien de la combinaison EVA
Les combinaisons spatiales utilisées lors de cette mission devront résister à un nombre d'heures d'EVA exponentiellement supérieur à celui des missions lunaires précédentes, telles que le programme Apollo. C'est pourquoi les combinaisons spatiales devront être entretenues et vérifiées régulièrement et les astronautes devront avoir les connaissances nécessaires pour le faire.
Pour les déplacements sur la lune, nous utiliserons un rover pour atteindre de plus grandes distances. Le rover est équipé d'un RTG (générateur thermoélectrique à radioisotope) et d'une énergie solaire pour alimenter les batteries embarquées, ce qui lui confère en théorie une autonomie illimitée. Le rover possède une antenne qui peut être utilisée en collaboration avec la passerelle pour communiquer avec la base n'importe où sur la lune.
Nous disposons d'un robot autonome à impression 3D et d'une pelleteuse qui feront partie de la première phase de cette mission et seront utilisés respectivement pour poser les fondations, récolter la glace et extraire le sol lunaire.
La base disposera d'une plate-forme d'atterrissage à proximité, qui sera utilisée par des véhicules propulsés par fusée, tels que l'atterrisseur Artemis ou le vaisseau spatial. Les déplacements vers et depuis la base se feront par fusée, car l'humanité ne dispose pas actuellement d'un meilleur moyen de transport extraterrestre.
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