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.
Deuxième place - États membres de l'ESA
Lycée bartholdi Colmar-Grand Est France 18, 17 6 / 2 Anglais
Logiciel de conception 3D : Blender
Stephen Hawkings a déclaré : "Limiter notre attention aux questions terrestres reviendrait à limiter l'esprit humain".
C'est avec cette citation à l'esprit que nous avons conçu le nouveau foyer de l'humanité, Hestia. Hestia est composée de nombreux modules lunaires à six côtés, qui confèrent le plus d'avantages à toutes les formes imaginables. Chacun d'entre eux est autonome et relié aux autres grâce à des sas qui régulent la pression et empêchent les accidents de se propager. Hestia repose sur la volonté de créer une base optimisée.
Tout d'abord, une zone dédiée à la vie quotidienne des astronautes avec un grand module, appelé "module principal" qui est composé de la cuisine, des combinaisons spatiales et des moyens de communication avec la Terre. Ensuite, une autre zone dédiée au travail, composée de modules de culture, de stockage, de laboratoire.
Le bien-être des astronautes est important, c'est pourquoi nous avons pensé à un module de relaxation avec un plafond en verre, ouvert sur l'espace. Si les astronautes se sentent à l'étroit, ce module lunaire est un moyen de s'apaiser et d'admirer l'immensité de notre monde.
Enfin, à l'extérieur de la base se trouveront de petits bassins réservés à l'électrolyse de l'eau et du régolithe lunaire et à la production d'électricité, grâce à des panneaux solaires.
Hestia est donc une base sécurisée, optimale et agréable.
Notre mission a deux objectifs. Le premier est d'étudier si l'humanité peut vivre, s'adapter et évoluer sur un autre corps céleste que la Terre.
La mission Hécate I sera la mise en place et le démarrage d'Hestia, tandis qu'Hécate II consistera en l'arrivée des astronautes. Ces derniers nous permettront de découvrir et d'explorer la Lune afin de bien connaître ses caractéristiques et de conquérir le satellite de la planète bleue. C'est là que réside notre deuxième objectif.
Ainsi, l'étude de la Lune nous permet de mieux connaître les autres corps célestes et de progresser dans les sciences de l'univers.
De plus, Hestia est le premier pas vers de plus grandes perspectives. En effet, après Hestia, nous pourrons créer d'autres bases à des fins différentes, comme l'assemblage de fusées spatiales qui ne pourraient pas partir de la Terre et les lancer depuis la Lune. Ainsi, notre satellite servira à construire des fusées spatiales qui atteindront des destinations lointaines.
Nous avons choisi de construire notre base sur les crêtes du cratère Shackleton, situé près du pôle sud de la Lune. Cet endroit est parfait pour voir à travers notre projet.
Celle-ci présente des avantages notables comme une faible amplitude thermique et un fort taux d'ensoleillement. Ce dernier confère à la base une production électrique satisfaisante.
De plus, la présence d'eau en grande quantité (sous forme de glace) est parfaite pour assurer les besoins de la base ainsi que pour extraire l'hydrogène, qui est d'une importance vitale pour la production d'inflammables.
Il convient de noter que le cratère de Shackleton est entouré d'un grand nombre de matériaux qui, selon toute probabilité, peuvent être extraits, comme le régolithe.
Enfin, la proximité du cratère avec le pôle Sud - le bassin d'Aitken - offre aux astronautes des moyens de mener des recherches grâce aux caractéristiques hors du commun de ce lieu.
Une première mission, intitulée Hécate I, enverra sur la Lune le matériel nécessaire à la construction de la base. Notre base sera construite, à partir des pièces les plus importantes et sine qua non, grâce à des robots rovers capables de transporter de lourdes charges.
La base sera divisée en plusieurs espaces par des sas et sera organisée en modules lunaires. Ainsi, il est possible d'établir progressivement le module principal ainsi que les parties nécessaires au maintien de la vie à bord. Le reste sera placé plus tard, dans la foulée de l'installation des astronautes lors d'Hécate II.
Nous souhaitions une forme qui permette une bonne organisation de l'espace disponible et qui soit facile à assembler. Nous avons donc choisi l'hexagone, une forme qui répond à toutes les attentes.
De plus, pour réduire le coût et le poids total de nos modules, ceux-ci seront fabriqués en polyester Vectran multicouche très résistant. Une fois que les fusées spatiales auront atterri, il suffira de gonfler les modules avec de l'ozone, qui sera ensuite remplacé par de l'eau provenant des glaciers lunaires. Le plancher des modules sera composé de plaques de titane.
Enfin, la base sera recouverte d'une couche de régolithe extraite du sol lunaire par un robot portable.
La base a été conçue pour protéger les astronautes et les faire évoluer dans des conditions idéales.
L'environnement lunaire est hostile et le polyester multicouche, dont sont faits nos modules, répond à ces contraintes. Il constitue une protection efficace contre les débris spatiaux grâce à sa résistance, cinq fois supérieure à celle de l'acier et dix fois supérieure à celle de l'aluminium.
De plus, grâce aux propriétés gonflables de la base, les couches externe et interne sont séparées par un gaz, l'ozone, qui absorbe une grande partie des rayons UV du soleil. Ensuite, cet espace sera progressivement rempli par de l'eau, qui est un meilleur isolant solaire que l'ozone et qui assure une herméticité satisfaisante.
En outre, une autre protection sera mise en place autour de notre base : le régolithe. Le régolithe agira comme un bouclier qui atténuera les radiations solaires.
Afin de prévenir les infections et l'accumulation de poussière dans la base, des salles de stérilisation seront construites devant chaque entrée et entre les modules utilisés pour la culture. De plus, en cas de fuite ou de dysfonctionnement, tous les modules ne seront pas affectés, car chacun d'entre eux sera indépendant des autres. Le risque de propagation du danger est donc annulé. Chaque module est divisé par une chambre de décompression.
Enfin, les modules où des incidents peuvent se produire, par exemple les laboratoires ou le centre électrique, ont été mis de côté afin que, si quelque chose se produit, cela n'affecte pas le module principal.
L'accès aux ressources pour répondre aux besoins humains est un enjeu majeur pour la réussite d'Hestia.
Dans un premier temps, la nourriture sera apportée de la Terre, et une fois Hécate II installée et opérationnelle, tous les légumes seront cultivés sur place. La base n'aura que des produits faciles à cultiver dans un espace et un temps limités. Nous avons dû réfléchir à la quantité qui peut être produite ainsi qu'aux besoins en eau et en engrais. Certains légumes nécessitent peu ou pas d'eau et d'engrais (pommes de terre, lentilles, betteraves rouges, haricots verts, épinards et fruits rouges). Afin de reproduire les saisons, des lampes UV seront placées sur chaque culture superposée, ce qui permettra d'optimiser l'espace limité de la base lunaire. Probablement, nous avons prévu de faire de la pisciculture. Les astronautes auront accès à l'eau grâce à la glace présente sur le sol lunaire.
Un rover chauffera la glace sale, préalablement forée, à l'aide de panneaux solaires, jusqu'à ce qu'elle fonde. Que l'eau soit utilisée dans les douches, les machines ou produite par la transpiration des astronautes, elle sera recyclée grâce à des filtrations, jusqu'à ce qu'elle redevienne pleinement utilisable. Elle sera stockée dans des modules spécialement conçus à cet effet.
L'air et l'électricité sont tout aussi indispensables au bon déroulement de la mission - et à la survie des astronautes - sur le long terme. L'eau, une fois de plus, est utilisée. En effet, l'électricité, tout comme l'air, sera produite par de petits bassins où se produit l'électrolyse de l'eau et sur lesquels seront disposés des panneaux solaires.
Une autre machine fera circuler de l'électricité et de l'air dans la base. Tandis que l'électricité est stockée dans un module, l'air traverse la base, puis est recyclé pour être réutilisé.
Un autre enjeu important des bons procédés de la mission est de réutiliser au maximum leurs déchets afin d'accorder une plus grande indépendance envers la Planète Bleue. Ainsi, il est nécessaire de recycler l'urine comme les fèces pour assurer la pérennité d'Hestia.
L'urine sera purifiée par filtrage dans le but de la consommer à nouveau. L'eau est vitale pour les astronautes, et plus généralement, une ressource précieuse pour l'être humain. Pouvoir la produire ainsi est un atout majeur.
Quant aux matières fécales, elles serviront d'engrais pour la croissance des plantations à l'intérieur de la base. En effet, les excréments, sous l'égide d'une utilisation raisonnée et ajoutés à d'autres engrais naturels, sont un moyen satisfaisant de produire des quantités d'engrais sur la Lune.
Ces méthodes permettent une véritable autonomie des astronautes.
Au cratère de Shackleton, il est impossible de rester en contact direct avec la Terre, même à l'aide d'antennes paraboliques.
En effet, en raison de la révolution de la Lune autour de la Terre, le cratère Shackleton n'est pas fréquemment visible et reste caché pendant la plupart des périodes. Pour remédier à ce problème, un satellite relais géostationnaire doit être placé à l'endroit où se trouve le cratère Shackleton, orienté à 30° de la Terre par rapport au cratère, qui transmettrait les données de communication d'Hestia aux satellites TDRS (Tracking and Data Relay Satellites). De cette manière, Hestia maintiendra une communication presque continue avec la Terre (quelques interruptions peuvent se produire lorsque la communication passe à un autre satellite TDRS).
Pour les autres bases lunaires situées à moins de 100 km d'Hestia, les talkies-walkies sont utilisables. Et pour les distances supérieures à 100 km, nous pourrons placer des antennes paraboliques dans chaque base et communiquer par l'intermédiaire du système satellitaire.
Les expériences menées au cours de la mission Hecate II comprendront les éléments suivants ;
- Etude du comportement des plantes : comparaison de la vitesse et de la qualité de croissance avec celles mesurées sur Terre, étude de l'influence de la faible gravité sur la germination et le rendement, observation de la croissance dans un substrat composé de sol lunaire : les besoins nutritifs des plantes sont-ils satisfaits ?
- Étude de la composition du sol lunaire : recherche d'éventuels métaux lourds ou minéraux présentant des risques pour la santé des astronautes notamment en cas de consommation de plantes cultivées dans un substrat contenant du sol lunaire.
- Étude de la structure interne de la Lune (nature et densité des matériaux) grâce à la propagation d'ondes sismiques, afin de trouver des ressources exploitables.
- Exploration des environs de la base afin de cartographier les étendues de glace exploitables.
- Étude du comportement des organismes unicellulaires :
¤ Le Physarum polycephalum : comparaison des résultats avec ceux obtenus sur Terre et à bord de l'ISS.
¤ Levure de boulangerie (Saccharomyces cerevisiae) : influence de la faible gravité sur le processus de panification.
- Analyse quotidienne du sommeil de l'équipage : horloge biologique, qualité du sommeil, réaction au changement du cycle jour-nuit.
- Étude de l'effet de la faible gravité sur le fonctionnement du corps humain : activité cérébrale et cardiaque, circulation sanguine, comportement musculaire, capacité respiratoire, digestion, transit intestinal, activité rénale, microbiote.
- Étude du cycle de vie du ver de farine jaune (Tenebrio molitor) : le stade larvaire (ver de farine) est une source de protéines pour les astronautes.
- Projets d'étude permettant aux élèves de la Terre de réaliser des expériences simples afin de comparer leurs résultats à ceux obtenus sur la Lune.
Lors d'une mission sur la Lune, il est vital de pouvoir s'adapter à un nouvel environnement hostile et imprévisible et de savoir réagir correctement à toute situation inattendue. C'est pourquoi un programme d'entraînement long et rigoureux doit être suivi par l'équipage de la mission Hécate. Ce programme se compose de stages de perfectionnement en anglais et en russe, de spéléologie, d'entraînement à la survie et de longues périodes de séjour simulé sur la Lune.
En effet, l'apprentissage de l'anglais et du russe permet à l'équipage de communiquer plus facilement.
Quant aux cours de spéléologie, il semble important de savoir évoluer dans des grottes ou des tunnels, afin de faciliter les explorations souterraines de la Lune, où les astronautes pourront mener à bien leurs recherches.
De plus, il est essentiel pour eux de savoir vivre en autonomie pendant de longues périodes car il est impossible d'aider rapidement les astronautes une fois sur la Lune (située à plus de 380 000 km de la Terre). C'est pourquoi les quatre membres de la mission devront suivre des périodes de vie simulée dans la base, où leur mode de vie lunaire sera reconstruit sur Terre. Ainsi, l'équipage s'habituera aux équipements de sa future base, à sa future combinaison, et apprendra à vivre ensemble pendant de longues périodes.
Ces formations n'auront pas lieu dans l'Utah ou en Israël, comme pour la préparation à la vie sur Mars, mais en Antarctique, où le climat désertique, froid, isolé et rocailleux est similaire à celui de la Lune. En outre, le terrain escarpé, rocailleux et gelé est également un bon moyen de tester les véhicules que les astronautes utiliseront sur la Lune.
Pour envoyer tout le matériel nécessaire à la création de la base sur la Lune et à l'équipage, nous avons prévu d'envoyer deux fusées différentes (Hécate I et II). La première emportera le matériel nécessaire à la construction de la base ainsi que divers rovers et la seconde l'équipage.
A leur arrivée, le strict minimum aura déjà été assemblé par les rovers envoyés par la première fusée. Certains de ces rovers devront recouvrir la base de régolithe, une protection naturelle contre les radiations cosmiques.
D'autres rovers seront utilisés pour récupérer de la glace sur le sol lunaire, qui sera ensuite fondue et transportée jusqu'à la base.
Enfin, deux personnes dans le même rover exploreront la Lune, d'abord pendant quelques heures en raison de la difficulté de conduire sur le sol lunaire.
Ce n'est qu'une fois bien établis que nous pourrons aller plus loin et sur des durées plus longues.
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