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.
III Liceum Ogólnokształcące im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni Gdynia-Pomorskie Pologne 14, 17, 18 5 / 1 Anglais
Logiciel de conception 3D : BlenderKit
Le camp lunaire de la mission d'exploration lunaire (LEM) porte le nom d'un pionnier de la science-fiction en Pologne, Stanisław Lem.
La base sera située au pôle sud de la Lune, sur le bord du cratère Shoemaker, afin d'utiliser les ressources in situ. La base est divisée en modules, comprenant une zone de sommeil et de relaxation, une salle de sport, une cuisine, un centre de contrôle de la mission, une baie médicale et un laboratoire pour la réalisation d'expériences. En outre, un dôme de serre aéroponique, un laboratoire de gravité et un hangar pour les robots Doglike GLIMPSE seront construits au cours des dernières étapes de la mission.
L'objectif de notre mission est la recherche scientifique. Des expériences dans les domaines de la biologie, des sciences planétaires, de la géologie et de la physique seront menées. En outre, nous surveillerons la santé physique et mentale des astronautes en vue de futures explorations spatiales.
Le LEM contribuera de manière significative au développement de l'exploration et de la science lunaires. Grâce à la conception de la base, la mission pourra passer d'une base unique à une colonie lunaire, ce qui pourrait être le point de départ d'une future colonie lunaire.
La vision du LEM Moon Camp est d'expérimenter une exploration lunaire durable et internationale.
L'objectif principal du LEM est scientifique : il s'agit de réaliser des expériences dans les domaines de la biologie, de la physique et de la génétique. En outre, nous testerons l'utilité des ressources in situ, telles que l'eau congelée, qui pourrait être une solution rentable pour une présence plus longue sur la Lune. Notre autre objectif est de transformer, à l'avenir, la base unique en une colonie lunaire.
Notre objectif secondaire est d'ordre éducatif. Les astronautes enregistreront de courtes vidéos montrant leur vie sur la Lune, qui seront ensuite utilisées pour l'éducation à l'espace et pour accroître la popularité sur les médias sociaux (nous ferons même le premier TikTok depuis la Lune !).
Nous avons choisi le bord du cratère Shoemaker (autour de Lat : -88,48°, Lon : 76,20°) comme emplacement.
Toutes les données sont extraites du site web du LROC : https://quickmap.lroc.asu.edu/ [consulté le 18.04.23]
Matériaux
Techniques et choix de design
Sources d'information
100% de la conception du modèle est la nôtre. Certains matériaux proviennent de la base de données gratuite BlenderKit.
Pour les affiches utilisées à l'intérieur de notre base :
Radiation
Une couche de plomb et des boucliers électromagnétiques assureront une protection globale contre les radiations et les interférences électromagnétiques. Les tunnels entre les modules seront recouverts de régolithe pour les protéger. Le dôme, quant à lui, sera fait de verre au plomb, qui offre une bonne protection contre les radiations. En outre, nous contrôlerons en permanence les niveaux de radiation dans la base à l'aide de compteurs Geiger.
Météorites
Les enquêtes générales et les statistiques montrent que les chutes de météorites ne sont pas très fréquentes, et si elles le sont, il s'agit de micrométéorites. La couche de protection contre les radiations devrait fournir une protection de base contre ces chutes. En outre, nous utiliserons des boucliers spéciaux pour une protection avancée contre les micrométéorites.
Dissipation de la chaleur et grande différence de température
Les parois de la base doivent fournir une isolation thermique suffisante pour maintenir une température relativement constante à l'intérieur. Cette isolation peut être assurée en grande partie par une couche de protection contre les radiations, à laquelle s'ajoutent une fine couche d'isolation et une couche de protection contre le transfert de chaleur par radiation (c'est-à-dire par infrarouge). En outre, des panneaux photovoltaïques semi-perméables seront placés dans le verre du dôme pour produire de l'électricité et se protéger des températures élevées pendant la journée lunaire.
Poussière lunaire
Pour se protéger des poussières lunaires, c'est-à-dire des morceaux très fins de silicates et d'autres composés potentiellement nocifs pour l'homme, nous utiliserons un système de filtration de l'air dans les sas. Afin de protéger les panneaux photovoltaïques de ces poussières qui se déposent sur eux, ils pourront changer leur angle d'inclinaison et évacuer ces poussières.
Eau
"Méthode d'extraction de l'eau "Aqua factorem
L'eau est recyclée à l'aide de bioréacteurs à algues et du système MELiSSA, ce qui garantit un système fermé.
Le Rover recherche et cartographie la glace lunaire, les produits chimiques et les roches souterraines qui font obstacle à l'excavation.
Le spectromètre analyse des échantillons de sol prélevés à différentes profondeurs pour déterminer la présence d'eau.
Il fore le sol lunaire et extrait de grandes quantités de régolithe.
Le rover de transport déploie l'excavateur et livre le régolithe
Alimentation
L'IA surveille les données à l'intérieur de la serre aéroponique (température, niveaux de CO2, humidité, longueur d'onde de la lumière et cycles de croissance) et les ajuste afin d'optimiser l'environnement pour la culture de différents légumes.
Ajouter 100 mg d'acide gamma-aminobutyrique (GABA) aux légumes (comme le chou frisé Toscano) pour réduire l'anxiété.
Les algorithmes de la technologie interceptive portable analysent les données (fréquence cardiaque, cycle de sommeil, exercice physique, changement de poids, consommation d'eau) pour calculer des nutriments individuels spécialisés.
Les aliments imprimés en 3D et adaptés aux besoins caloriques et nutritionnels des astronautes facilitent les méthodes de cuisson traditionnelles
Les astronautes préparent, mangent et nettoient les repas ensemble pour renforcer les liens.
Grâce à l'impression 3D, les astronautes peuvent déguster leurs repas culturels/religieux.
Air
L'atmosphère de la base est constamment recirculée et purifiée, éliminant le dioxyde de carbone tout en reconstituant l'oxygène par le bioréacteur susmentionné en circuit fermé.
Pour obtenir de l'oxygène, nous utilisons la technologie solaire concentrée (nous aurons besoin d'un petit réacteur, d'un joint à l'extérieur et d'une lentille de Fresnel) pour faire fondre le régolithe. Des électrodes à l'intérieur du réacteur séparent les métaux de l'oxygène et, en maintenant une faible pression, nous extrayons l'oxygène du système et le stockons dans des réservoirs de gaz sous pression.
Puissance
L'électricité est produite à l'aide de panneaux solaires placés sur le toit et dans le verre du dôme. Cette énergie est stockée dans un système fermé de piles à hydrogène et de batteries afin d'accroître la sécurité et de minimiser les risques de perte d'énergie. Nous avons choisi les piles à combustible parce que leur carburant peut être stocké de manière modulaire dans des réservoirs externes, ce qui constitue une solution légère au problème du stockage de l'énergie.
Déchets humains
L'urine et les matières fécales sont traitées dans une unité de gestion des déchets, similaire au système de recyclage de l'eau de la Station spatiale internationale (ISS), et dans un bioréacteur, afin de produire de l'eau et des déchets solides qui peuvent être stockés ou éliminés en toute sécurité.
Les matières fécales sont transformées en outils en bioplastique grâce à l'impression 3D
Recyclage
Grâce à l'impression 3D, nous réutilisons certains plastiques ou métaux pour créer de nouveaux outils.
Grâce au compostage anaérobie, nous transformons les déchets organiques en un sol fertile qui peut produire de la chaleur et du gaz CH4 et méthane qui peut alimenter nos fusées.
Stockage
Les matériaux radioactifs ou dangereux devront être stockés dans des conteneurs spécialement conçus pour éviter la contamination de l'environnement lunaire.
En outre, un système d'étiquetage permettra de savoir de quoi est fait chaque objet, comment le gérer en tant que déchet ou comment le réutiliser.
Une antenne pour la bande des ondes ultra-courtes avec des caractéristiques de rayonnement omnidirectionnel sera placée sur la base, utilisée pour la communication locale avec les astronautes pendant les opérations à l'extérieur de la base et pour la transmission de données provenant de stations de mesure ou d'autres dispositifs externes. Cette méthode ne sera utilisée qu'à l'intérieur de l'horizon.
Si nous devons communiquer avec une station, un rover ou un capteur situé au-delà de l'horizon, nous utiliserons la méthode Lune-Terre-Lune. Dans ce cas, la Terre peut servir de relais, ce qui permet de couvrir la quasi-totalité de l'hémisphère lunaire.
Le point où se trouve la base permet une communication directe et permanente avec la Terre à l'aide d'antennes micro-ondes directionnelles. Une telle liaison, en raison de la fréquence utilisée, est assez résistante aux interférences et ne nécessite pas de puissance élevée.
L'objectif principal du LEM est la recherche d'expériences biologiques et l'exploration des tubes de lave. Plusieurs expériences sont proposées :
L'impact sur les plantes et les champignons. Les formes de vie aiment s'adapter à de nouvelles conditions, il est donc probable que nous assistions à des mutations. Les spécimens potentiels seraient des champignons radiotrophes tels que Cladosporium sphaerospermum ou Cryptococcus neoformans.
Bio-modification de la survie des plantes et des champignons. Les bio-améliorations pourraient inclure une plus grande production de mélanine et permettraient de tester la supériorité des organismes bio-modifiés et la manière dont ils affectent la comestibilité des plantes.
Essai de stockage d'ADN sur la Lune. Un jour, nous pourrions utiliser la Lune comme arche pour le matériel génétique, car il est préférable de stocker les informations importantes à différents endroits.
Notre base serait déployée à proximité d'une section potentielle de tubes de lave, ce qui ouvrirait la possibilité de les explorer à l'aide de robots GLIMPSE de type chien. Cet équipage robotique enregistrerait les radiations et les températures à l'intérieur, et étudierait les aspects géologiques de ces grottes, tels que la structure et la composition des parois. Les robots rechercheront également des sources d'eau potentielles. La mission sera composée de plusieurs robots effectuant des tâches différentes pour former une unité cohérente.
Ces expériences fournissent des données précieuses pour des missions et des implantations ultérieures, qui ouvriraient une nouvelle branche de l'économie.
En outre, une étude de la propagation des ondes électromagnétiques dans le spectre radioélectrique dans un environnement sans atmosphère sera menée. Cette expérience est basée sur l'étude de la distance que peut parcourir une onde radio dans un environnement où il ne peut y avoir de réflexions et de réfractions de l'onde. En réalisant cette expérience, il est possible de vérifier et de trouver la distance maximale à laquelle une base lunaire peut se trouver d'une autre base ou station de relevé, d'un éventuel relais ou d'un véhicule lunaire pour que des informations puissent être transmises de manière stable entre eux.
Formation à l'environnement
Les astronautes seront isolés et placés dans des environnements polaires extrêmes (par exemple, la toundra gelée du Canada ou l'habitat lunaire dans les Alpes suisses) pendant une longue période afin d'exercer leur comportement en expédition.
Dans la nature, ils se verront confier des tâches spontanées telles que déplacer leur camp, récupérer de la nourriture et des fournitures déposées à des endroits aléatoires et les rapporter au camp.
Dans l'habitat lunaire qui ressemblera à notre Moon Camp, ils effectueront des tâches quotidiennes basées sur les missions passées de l'ESA/NASA, mais ils se verront également confier des tâches spontanées afin de développer leur capacité d'improvisation dans des circonstances difficiles.
Les astronautes participeront aux cours CAVES (Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skill) de l'ESA.
Formation technique
Les astronautes s'entraîneront à marcher sur la Lune, à assembler le Moon Camp, à prélever des échantillons de régolithe et à réaliser des expériences dans une piscine conçue pour simuler les conditions de faible gravité et d'éclairage lunaire. Le sol au fond de la piscine imitera le sol lunaire.
Ils s'entraîneront également en réalité virtuelle pour simuler les opérations robotiques, la manipulation des masses et l'ensemble de la mission, du pré-lancement à l'atterrissage. La réalité virtuelle leur permettra de s'entraîner pendant la quarantaine précédant le lancement.
Géosciences
Les astronautes participeront au cours Pangea afin d'acquérir des connaissances en géosciences de terrain, en sciences planétaires et en astrobiologie, nécessaires pour "identifier et documenter des échantillons scientifiquement pertinents sur le terrain et communiquer avec le contrôle au sol en utilisant un langage efficace et géologiquement correct"
Formation au pilotage
Les astronautes s'entraîneront sur des avions à gravité réduite afin de simuler les conditions de faible gravité qu'ils connaîtront lors de leur vol vers la Lune.
Formation psychologique
Les astronautes participeront à une formation à la pleine conscience pour les aider à faire face à l'isolement et au stress.
L'équipe participera à une thérapie de groupe pour travailler sur la communication, les zones de conflit possibles et la manière de les gérer efficacement.
La base sera transportée en orbite lunaire par une fusée d'au moins 14 mètres de diamètre. Une fois en orbite, chaque atterrisseur descendra sur des sites d'atterrissage désignés. Dans un premier temps, l'équipage parcourra la surface lunaire à l'aide de rovers légers ordinaires, mais lorsque la base aura atteint un niveau plus avancé, les astronautes passeront au rover Desert RATS. Le régolithe pour l'extraction de l'hydrogène, de l'oxygène et des minéraux sera transporté par le rover autonome. En outre, nous utiliserons les robots GLIMPSE susmentionnés associés à des rovers de transport pour l'exploration autonome.
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