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Cynthia, notre projet de camp lunaire, consiste en une base lunaire pouvant accueillir cinq astronautes. La colonie sera située à proximité d'un tube de lave, au pôle sud de la Lune. Nous avons conçu un camp composé de deux parties principales : l'une à l'intérieur du tube de lave, où vivront les humains, et l'autre à la surface de la Lune, à proximité du tube de lave, qui a une forme hexagonale. De chaque côté de l'hexagone se trouvent cinq hémisphères qui servent de serres, de laboratoires et d'entrées. Les deux parties de la colonie sont reliées par un ascenseur du tube de lave à la surface et par un couloir de l'ascenseur à l'hexagone. Outre le bâtiment principal, nous avons envisagé de construire un garage pour les rovers et autres véhicules, ainsi qu'un mur de panneaux solaires.

Nous avons l'intention de construire notre camp lunaire dans un tube de lave près du cratère Shackleton qui creuse des tunnels jusqu'au pôle sud de la Lune. Nous avons choisi cet endroit parce qu'il est connu pour être illuminé en permanence par le soleil. Nous pouvons donc exploiter en permanence l'énergie solaire. De plus, les mesures effectuées par le Lunar Prospector de la NASA indiquent de grandes quantités d'hydrogène à l'intérieur du cratère Shackleton, ce qui dénote l'existence possible de glace. Comme indiqué précédemment, une partie de la base lunaire sera construite dans un tube de lave plus petit. Elle comprendra la chambre à coucher, la cuisine, la salle de bain et la salle de sport, car la température y est constante à 20°C. En outre, le tube de lave offre une grande protection contre les rayonnements cosmiques et solaires et contre les petites météorites qui frappent la surface de la Lune. Les astronautes pourront également accéder plus facilement aux ressources du sous-sol.

La construction de Cynthia à partir de matériaux importés de la Terre serait trop coûteuse, c'est pourquoi nous devons utiliser les ressources lunaires. Un robot similaire au RASSOR de la NASA récoltera le sol lunaire et un autre robot combinera le régolithe obtenu avec des plastiques provenant des déchets des astronautes pour former un béton composite polymère. Ensuite, une imprimante 3D fera le reste du travail, qui consiste à créer des murs, des meubles et des outils à partir de ce mélange, tout en travaillant de manière entièrement automatique. Les murs extérieurs doivent avoir une épaisseur de six mètres pour assurer la protection contre les radiations et les couches intérieures des murs du Moon Camp ressembleront à l'intérieur d'une combinaison spatiale. Ces couches seront également entièrement construites par des robots. Par conséquent, les astronautes sont en sécurité et nous économisons d'importantes sommes d'argent.

L'eau est essentielle au maintien de la vie sur la Lune. Son transport depuis la Terre étant trop coûteux, nous devons l'extraire du régolithe lunaire. L'extraction du sol se fera dans le cratère de Shackleton, situé à proximité du pôle Sud lunaire. Ensuite, le sol recueilli, qui contient jusqu'à 20% d'eau glacée selon les données fournies par la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, sera chauffé et purifié afin d'assurer les besoins quotidiens en eau de cinq astronautes. Un astronaute peut consommer jusqu'à 4,5 litres d'eau par jour.

L'alimentation de nos astronautes doit fournir environ 3 000 calories par jour, du calcium et de la vitamine D, qui sont nécessaires pour prévenir la dégradation des os. Dans un premier temps, ils consommeront des aliments emballés envoyés de la Terre et remplaceront progressivement leurs repas par des aliments cultivés dans les modules agricoles, qui utilisent un système hydroponique. Ce système consiste à vaporiser une solution riche en nutriments et de l'eau dans une petite chambre pressurisée contenant les racines de la plante. Nous pourrons cultiver du soja, des patates douces, des oignons, du quinoa et de la laitue.

Notre station de recherche lunaire sera alimentée par des panneaux solaires placés sur les bords du cratère Shackleton, en raison de l'ensoleillement quasi permanent de cette zone. Une partie de l'énergie récoltée sera stockée dans une batterie utilisée en cas d'éclipses lunaires. Le transport de la cargaison se fera par l'intermédiaire de fils protégés par des matériaux absorbant les chocs tels que le Kevlar et le graphène. Dans un premier temps, la station fonctionnera grâce à des batteries amenées de la Terre qui seront transformées en stockage d'énergie de secours une fois que le système photovoltaïque aura été construit.

Une personne moyenne a besoin d'environ 0,84 kg d'oxygène par jour. Pour cinq personnes, nous devrons donc produire environ 4,2 kg par jour. La principale façon de produire de l'oxygène est la réduction carbothermique du régolithe, qui contient une source abondante d'oxydes tels que le SiO2. Les oxydes métalliques du sol lunaire sont réduits avec du méthane, ce qui donne du monoxyde de carbone et de l'hydrogène. Ensuite, le monoxyde de carbone réagit avec l'hydrogène pour former de l'eau et du méthane, qui seront recyclés dans la première réaction. L'eau est ensuite électrolysée pour former de l'oxygène et de l'hydrogène.

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L'absence d'atmosphère sur la Lune implique des situations dangereuses pour les astronautes, c'est donc notre rôle de les protéger. Des parois extérieures de six mètres d'épaisseur, composées de régolithe lunaire et de plastique, remplies d'eau entre les couches (pour protéger les astronautes contre les éruptions solaires), suffisent à protéger les astronautes des rayonnements puissants et des astéroïdes. Les températures extrêmes sur la Lune ne posent pas de problèmes car la partie intérieure de Cynthia joue un rôle similaire à celui d'une combinaison spatiale : elle est composée de couches remplissant différentes fonctions, telles que la couche ripstop, les couches d'isolation en Mylar et la couche de vessie, ce qui permet de maintenir une température constante de 18-24°C et d'apporter suffisamment d'oxygène.

L'établissement de l'avant-poste lunaire de notre camp lunaire joue un rôle essentiel dans le développement des connaissances scientifiques sur l'univers grâce aux informations recueillies par l'équipage de l'astronaute. La perception d'une journée sur la Lune est abstraite, bien que l'emploi du temps d'un astronaute exige le maintien du rythme circadien naturel, en raison de l'effet direct sur la santé humaine. L'équipage devra donc respecter un emploi du temps rigoureux. Le programme prévoit un réveil à 6 heures du matin pour une journée hypothétique de 24 heures. La zone prévue pour 8 heures de repos quotidien est la section sommeil, située au niveau souterrain, composée de cinq petites cabines, chacune équipée d'un sac de couchage. La distribution de l'air doit être contrôlée en permanence et la ventilation doit être performante afin de réduire le risque de privation d'oxygène. Compte tenu de la microgravité de l'environnement, la routine matinale et les activités d'hygiène personnelle sont plus difficiles, car l'approvisionnement en eau est limité et prioritaire pour la consommation. Les cinq astronautes prennent trois repas par jour, qui leur apportent les protéines, les lipides, les glucides, les vitamines et les minéraux essentiels, assurant ainsi une nutrition équilibrée, l'unité de stockage et la serre étant des structures fondamentales au niveau de la surface. En outre, l'équipage doit effectuer des tâches quotidiennes, principalement des tâches de maintenance qui garantissent la sécurité et la durabilité ou l'administration et la supervision d'expériences dans les deux laboratoires situés au niveau de la surface. Les contrôles quotidiens des systèmes de soutien sont essentiels, car leur conception réduit les besoins en approvisionnement et permet de recycler la majorité des déchets. Afin de réduire le stress et de préserver la masse musculaire et son tonus, les membres de l'équipage passent environ deux heures et demie dans la zone de gymnastique à s'entraîner avec les machines d'exercice, car la microgravité favorise la perte de force dans les muscles. En fin de journée, lorsque toutes les tâches sont accomplies, les astronautes peuvent passer leur soirée comme ils le souhaitent, en faisant une pause dans leur emploi du temps chargé.