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Galerie Moon Camp Pioneers 2019-2020

En Moon Camp Pioneers, la mission de chaque équipe est de concevoir en 3D un camp lunaire complet à l'aide de Fusion 360. 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.

L'équipe : Boscosmos

Publiczne Salezjańskie Liceum Ogólnokształcące  Cracovie    Pologne 17 à 18 ans Conception hautement recommandée - États membres de l'ESA et Canada

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

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Décrivez votre projet de camp lunaire.

Notre projet est né de la coopération entre cinq amis imaginatifs et énergiques : Magdalena, Szymon, Jakub, Albert et Krzysztof. Nous nous intéressons à l'astronomie depuis des lustres et nous avons donc été purement et simplement ravis de l'opportunité de concevoir notre propre base lunaire. La réalisation a demandé trois mois de travail à la fois dur et fructueux. Nous voulions que notre projet soit aussi précis que possible et potentiellement utile pour l'agence spatiale, c'est pourquoi nous avons profité de l'aide d'experts - notre mentor, astrophysicien de l'Académie polonaise des sciences et son collègue spécialisé dans la construction de tunnels. Nous avons décidé de construire un complexe à deux niveaux sur le bord du cratère Shackleton, près du pôle sud lunaire. Notre projet se caractérise par le minimalisme et l'utilité, mais il accorde également une grande importance au confort des astronautes, tant physique que mental. Dans les prochaines parties de ce rapport, nous souhaitons clarifier de nombreuses questions et démontrer nos choix.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Après avoir pris en compte de nombreux facteurs, le cratère Shackleton est devenu notre choix d'emplacement. Nous avons décidé de construire un complexe à deux niveaux sur la pente extérieure du bord du cratère. Notre décision est pleinement justifiée et présente de nombreux avantages. Tout d'abord, le bord du cratère Shackleton est presque continuellement ensoleillé, ce qui est propice au développement de centrales photovoltaïques, qui seraient une grande source d'énergie. De plus, la température sur les sommets est douce, comparée à d'autres endroits sur la lune. Deuxièmement, le cratère est situé sur le pôle sud de la Lune, ce qui est susceptible de contenir des filons d'eau lunaire. Le cratère lui-même est également soupçonné de contenir des traces d'eau au fond. Cela faciliterait considérablement l'approvisionnement de ce composé hautement nécessaire. Troisièmement, en raison de la construction souterraine et du recouvrement du sol lunaire, la base serait moins exposée aux menaces, comme les météores ou les radiations spatiales.

Comment prévois-tu de construire ton camp lunaire ? Décrivez les techniques et les matériaux que vous utiliserez.

Nous allons construire le tunnel dans la jante en utilisant la nouvelle méthode autrichienne. Elle est très efficace, sans consommer trop de matériaux et de temps. Un autre avantage est d'utiliser au maximum la force géologique disponible dans les roches environnantes et de stabiliser le tunnel. Les étapes de la construction consistent à placer des explosifs dans des fentes judicieusement préparées, à faire sauter la roche, à enlever les débris et à renforcer le tunnel. Il est essentiel de protéger l'équipement de la poussière lunaire qui s'envole lors du dynamitage des roches. En outre, nous utiliserons le régolithe lunaire pour l'impression 3D. Nous pourrons ainsi fabriquer les éléments nécessaires à la base sur la Lune. L'énergie des panneaux solaires serait une source d'énergie adéquate pour ce travail. La dernière partie du travail consiste à planter toutes les installations et les équipements essentiels dans la base à deux étages. Nous pourrions utiliser des obus de fusée comme fondation structurelle à l'intérieur du tunnel.

Eau
Alimentation
Électricité
Air

L'eau serait extraite du fond du cratère à l'aide de deux robots spécialisés de la NASA, les RASSOR. Ces excavateurs RC, contrôlés par des astronautes, collecteraient le régolithe contenant des cristaux d'eau. Ils seront ensuite transportés vers la base et soumis au traitement thermique décrit dans le projet RESOLVE de la NASA. Par la suite, une partie de l'eau serait minéralisée pour être consommée. Ensuite, elle serait collectée dans des récipients hermétiques et sombres, à une température de 2°C-12°C pour éviter toute détérioration. Ce processus, compte tenu d'une efficacité de conversion maximale et d'une concentration d'eau de 3% dans le régolithe, permettrait de couvrir la demande humaine mensuelle en environ 7,65 heures pendant 15 jours.

Notre projet comprend la construction d'une serre lunaire, visant à développer l'autosuffisance. Selon le projet de l'équipe de recherche de l'université d'Arizona dirigée par le prof. Giacomelli, elle générerait 50% des calories pour l'ensemble de l'équipage. L'idée est de faire pousser des plantes dans une pièce séparée par un écran en plastique. Le système contient des lampes à vapeur de sodium et des enveloppes pour contenir les graines, ce qui évite complètement l'utilisation de terre pour faire pousser les plantes. Le reste de la nourriture nécessaire serait fourni par de la viande cultivée in vitro, dans notre laboratoire. Cela permettrait aux astronautes d'avoir une alimentation équilibrée sur la Lune.

Pour fournir de l'énergie à la base, nous utiliserons une ferme solaire sur le bord du cratère et du régolithe. En traitant le régolithe, nous pouvons y stocker l'énergie thermique, qui sera ensuite acheminée avec une perte minimale par un tuyau chauffé avec un fluide conducteur vers un moteur Stirling. Ce système et les panneaux photovoltaïques pourront produire chaque jour les 122 kW d'énergie nécessaires.

Pour fournir de l'air, nous utiliserons la métallurgie. Elle consiste à ajouter du chlorure de calcium (CaCl2) au régolithe, à le chauffer à 950°C et à appliquer de l'électricité. Nous obtiendrons alors des alliages de métaux et de l'oxygène. Pour purifier l'oxygène, nous utiliserons des filtres, que nous devrons transporter depuis la Terre. En utilisant quatre tonnes de roche lunaire, nous pourrons produire 1,4 tonne d'oxygène. Les chercheurs ont calculé que quatre réacteurs pourraient produire une tonne d'oxygène par an, ce qui nous donne environ 83 kilogrammes d'oxygène pur par mois. Une unité RASSOR devra fonctionner pendant 3 heures supplémentaires par mois.

Comment comptes-tu construire ton camp lunaire ? Quels matériaux utiliserez-vous ?

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L'environnement sur la Lune est très dangereux pour les astronautes. Expliquez comment votre camp lunaire les protégera.

Les conditions environnementales à l'endroit que nous avons choisi sont assez bonnes par rapport à d'autres parties de la Lune, mais restent très dangereuses pour les humains. Les principaux problèmes sont : la basse température, les radiations spatiales et la possibilité d'être frappé par une météorite. La majeure partie de notre base est cachée dans la pente extérieure du cratère, recouverte d'une épaisse couche de régolithe lunaire. Elle constitue un bon bouclier contre les météorites et les radiations. C'est aussi, grâce à la résistance de la roche lunaire à la conduction thermique, un excellent isolant thermique. Le segment de la base situé à l'extérieur de la pente bénéficie d'une protection tout aussi bonne : des parois en aluminium, en acier et en MLI.

Décrivez une journée sur la Lune pour votre équipe d'astronautes du Moon Camp.

Les êtres humains ont été conditionnés par des millions d'années d'évolution à un cycle quotidien de 24 heures. Dans la base sur la Lune, la situation est tout à fait différente. Le soleil est toujours levé, les astronautes doivent donc s'adapter à ces conditions et établir un plan qui prévoit des périodes de sommeil, de recherche, d'entraînement et des repas. Chaque matin, l'équipage est réveillé par une alarme après huit heures de sommeil. Ensuite, ils prennent une douche dans la salle de bain. Puis les astronautes s'habillent et se retrouvent dans la salle à manger pour prendre un petit-déjeuner. Il se compose de nourriture servie dans des sacs en plastique, de légumes et de boissons soigneusement consommées avec une paille. Ensuite, une heure et demie exactement après l'appel du matin, les astronautes s'installent pour accomplir les tâches qui leur sont assignées pour la journée. Chaque astronaute a son propre travail à faire, comme observer les objets dans le ciel, mener des expériences pour découvrir comment le corps humain fonctionne sur l'autre planète, extraire des matières premières comme le régolithe lunaire avec de l'eau gelée. C'est aussi le moment de faire des recherches pour comprendre la géologie du substratum rocheux de la Lune. Des salles sont spécialement dédiées à ces activités. Ensuite, il y a une heure destinée au déjeuner et à la détente. Une autre routine quotidienne consiste à faire de l'exercice : deux heures d'exercice par jour permettent de garder du tonus dans les muscles. Les astronautes doivent également prévoir du temps pour les travaux qui ne peuvent être projetés, comme la réparation des appareils en panne et la préservation des équipements utilisés à l'extérieur de la base. La communication en cas d'urgence à l'intérieur de la station sera très fonctionnelle grâce au système spécial de haut-parleurs déployé autour de la base. Leur principale mission est de reproduire les sons naturels que nous pouvons entendre sur la Terre. Grâce à cela, les astronautes pourront conserver leur santé mentale. Un serveur spécial sera également créé. Il donnera aux habitants de la base la possibilité de se connecter à la Terre par communication satellite et de participer à des cours ou des conférences. Les astronautes disposent généralement de deux heures par jour pour transmettre des rapports aux dirigeants sur Terre, contacter leurs proches ou participer à une conférence en utilisant ce système. Lorsque la journée est sur le point de se terminer, soit une douzaine d'heures après le réveil, l'équipage prend son dernier repas. Avant de se recoucher, les astronautes disposent d'une heure de temps libre. Ils peuvent envoyer des courriels et des messages à leur famille, regarder des films ou simplement passer du temps ensemble en jouant à des jeux.



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