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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 : CAMS Nova

Académie californienne des mathématiques et des sciences  Carson    États-Unis 17 à 18 ans Troisième place - États non membres de l'ESA

Visionneuse externe pour projet 3d

Description du projet

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Décrivez votre projet de camp lunaire.

Notre projet Moon camp est composé de 8 structures principales qui ont chacune une fonction vitale. Le but de notre serre est de fournir de la nourriture aux astronautes. Les astronautes effectuent des recherches et travaillent sur des projets dans notre laboratoire qui contient également des boîtes à vers de farine. Nous avons 5 modules d'habitation reliés à une zone commune. D'autres modules d'habitation peuvent être construits à l'aide de notre imprimante 3-D et du régolithe de notre usine de traitement du régolithe. Le Centre des systèmes de filtration d'air distribue et régule le flux d'air dans les bâtiments. Un autre bâtiment est l'usine de purification et d'extraction de l'eau, qui fournit de l'eau à partir de la glace lunaire chauffée au micro-ondes. Notre camp lunaire dispose également d'une station de gravité artificielle centripète que les astronautes peuvent visiter régulièrement pour s'exercer à la gravité terrestre. La principale source d'énergie du camp lunaire provient du champ de panneaux solaires qui fournit de l'énergie pendant 75-99% de la journée.

Où voulez-vous construire votre camp lunaire ?

Nous avons choisi de construire notre base lunaire aux pôles lunaires car c'est l'environnement le plus durable pour les astronautes. Les températures aux pôles lunaires sont considérablement moins rigoureuses que dans le reste de la Lune. Les pôles sont éclairés par la lumière du soleil de 86 à 89 % du temps et, en raison de la lumière quasi constante du soleil, les températures fluctuent moins radicalement. Il est donc plus facile de réguler les conditions de vie à la température optimale pour les astronautes. Les pôles lunaires sont également l'emplacement de nombreuses ressources, notamment la glace lunaire, qui est une source d'eau possible. Elles sont situées dans des ombres lunaires permanentes de la lune qui n'ont été trouvées qu'aux pôles. En outre, il y a de nombreux cratères et grottes sur le site que nous avons choisi. Des bâtiments souterrains peuvent être construits dans ces zones, ce qui augmente la protection contre la pression atmosphérique, les impacts d'astéroïdes et les changements de température.

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

Les structures de notre camp lunaire seront partiellement construites sur Terre mais non assemblées. Beaucoup de nos structures, y compris les dômes géodésiques qui constituent notre espace de vie et notre laboratoire, sont conçues pour être pliées/désassemblées en sous-parties pour faciliter le transport et économiser l'espace. Des machines de construction industrielles adaptées pour travailler efficacement à la surface de la lune arriveront avant les structures et les astronautes pour déblayer le terrain lunaire. Des robots souples programmés aideront à la construction du camp lunaire. Comme les robots souples sont constitués de matériaux souples, ils sont flexibles, peuvent accomplir une plus grande variété de tâches et sont plus sûrs pour les humains. Ces robots continueront à aider à la réparation des structures après la construction du camp lunaire. Les nouveaux bâtiments seront construits rapidement en utilisant la fabrication additive, car nous apporterons une imprimante 3D industrielle géante pour construire des structures en utilisant le régolithe disponible en abondance.

Eau
Alimentation
Électricité
Air

L'eau étant une ressource vitale nécessaire à la survie de l'homme, nous avons choisi d'installer le camp aux pôles lunaires, qui contiennent des sources d'eau. La glace lunaire sera fondue à l'aide de modules à micro-ondes afin de fournir de l'eau à notre système hydrologique, qui sera utilisée pour l'agriculture, l'hydratation, l'hygiène, l'énergie et la recherche. Les piles à hydrogène, qui aident les générateurs à produire de l'électricité, font subir à l'eau une photolyse, créant des molécules d'oxygène et des ions d'hydrogène pour le carburant des fusées. L'eau excédentaire, qui est produite en tant que déchet, est collectée et combinée à l'eau provenant de la percolation des serres et aux eaux usées humaines acceptables pour être recyclée.

Notre camp maintiendra un plan de repas équilibré incorporant des sources alimentaires multiples. Les plantes hautement nutritives cultivées dans les serres, qui utilisent de l'eau et de la terre recyclées, fourniront des hydrates de carbone. La serre est renforcée par des structures métalliques à poches qui protègent contre les collisions avec des météorites tout en laissant entrer la lumière, et elle est adaptable pour l'aquaponie au cas où la terre deviendrait rare. Pour s'assurer que les astronautes reçoivent tous les nutriments dont ils ont besoin, le laboratoire fabrique des suppléments vitaminés et des graisses. En plus des cultures en serre, un élevage de vers de farine fournit aux astronautes les protéines dont ils ont besoin, car les vers de farine se reproduisent rapidement et sont très nutritifs.

Le camp exploite l'énergie solaire aux pôles lunaires, dont l'irradiation est supérieure à 1367,6 W/m^2, à l'aide d'un champ de panneaux solaires qui se déplace pour faire face au soleil. Une partie de l'électricité est stockée dans des batteries pour être utilisée pendant les éclipses lunaires. L'électricité est également produite par des générateurs électromécaniques, qui sont alimentés en permanence par la station spatiale à force centripète. La station tourne en permanence et fournit de l'énergie mécanique tout en créant une gravité artificielle. La rotation de la station est extrêmement efficace ; la force nécessaire pour commencer à tourner à la vitesse correcte pour simuler la gravité est réduite en raison de la gravité réduite de la Lune.

Il est crucial de fournir une atmosphère optimale pour les conditions de vie humaine. L'oxygène sera fourni par de multiples sources dans le camp, notamment par la photosynthèse des plantes dans les serres. En outre, des générateurs d'oxygène utiliseront le dioxyde de carbone et l'eau pour produire davantage d'oxygène. Le centre des systèmes de filtration de l'air distribue et régule un flux d'air régulier dans les différents bâtiments et maintient les pourcentages corrects d'azote, d'oxygène, d'argon et autres, ce qui évite la suffocation due au dioxyde de carbone. Le centre des systèmes de filtration de l'air abrite également des réservoirs d'algues, qui fournissent des nutriments pour la consommation et contribuent à la production d'oxygène.

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.

La Lune a un climat rude, fait de chaleur et de froid extrêmes. Pour protéger les astronautes des conditions lunaires, nos installations ont une température contrôlée. En raison de la faible gravité, les astronautes subissent une perte osseuse et musculaire. Notre camp lunaire dispose d'une salle de gravité artificielle avec des équipements d'exercice que les astronautes peuvent utiliser pour éviter de graves dommages à leur système musculaire et squelettique. Les bâtiments du Space Camp sont de forme sphérique, construits pour résister aux impacts de micrométéorites. Des structures comme le dôme géodésique sont utilisées pour que les modules soient sûrs et durables. Vivre sur la Lune vous expose à des radiations constantes. Les astronautes qui vivent dans notre station spatiale seront protégés par un générateur de champ électromagnétique qui bloque les radiations. La zone d'habitation, les réservoirs de stockage, le centre de filtration d'air, le module d'extraction d'eau par micro-ondes et les piles à hydrogène sont situés dans un tunnel souterrain, ce qui protège davantage les astronautes des radiations, du climat et des météorites.

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

La journée d'un astronaute au camp lunaire commence vers 6 heures du matin et se termine vers 21 heures. Leur emploi du temps est calqué sur celui des astronautes qui vivent dans la station spatiale internationale. Les résidents de notre camp lunaire prennent trois repas par jour et doivent faire deux heures d'exercice dans la station spatiale à gravité artificielle centripète. Vivre dans un environnement à faible gravité endommage votre masse osseuse et musculaire, avec 1-2% de votre masse osseuse se détériorant en seulement un mois. En faisant de l'exercice dans des conditions de gravité terrestre, on évite l'affaiblissement à long terme du corps des astronautes. Pendant la journée, les membres de l'équipage travaillent selon leur domaine d'expertise et les chercheurs supervisent leurs projets et analysent leurs données. Les chercheurs dont les projets ont été approuvés pour être menés au camp passent leur temps à recueillir des données sur la nutrition, leur santé, le système solaire, la glace lunaire, les propriétés du sol lunaire, etc. Les membres de l'équipage partent en expédition pour explorer et cartographier la surface lunaire, ainsi que pour tester la sécurité de nouvelles surfaces et de nouveaux tunnels afin de décider de la direction dans laquelle le camp va s'étendre. La maintenance et la construction sont effectuées par des travailleurs humains aux côtés des robots souples, qui sont beaucoup plus sûrs pour travailler à proximité car ils sont constitués de matériaux souples et remplis d'air plutôt que de métal dur comme la plupart des robots. De retour dans le laboratoire, les astronautes travaillent sur des projets tels que la recherche de dépôts de vapeur dans le sol lunaire. Un exemple de projet de recherche sur notre camp est l'étude de la composition chimique du régolithe, dont on a récemment découvert qu'il contenait des grains minéraux de taille micrométrique entourés de fines bordures amorphes, ce qui suggère qu'il a été exposé au vent solaire. Actuellement, on pense à tort que les bords amorphes sont le résultat de dommages causés par les radiations, mais la microscopie électronique montre que les bords amorphes sont constitués de matériaux déposés sous forme de vapeur lors de l'impact de micrométéorites sur la lune. En plus d'abriter des équipements et des fournitures pour la recherche, le laboratoire abrite des boîtes de vers de farine qui constituent une bonne source de nutriments et de protéines. Les habitants du camp lunaire peuvent utiliser le télescope construit dans le laboratoire et observer d'autres parties du système solaire.



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