Team: DreamCamper

Catégorie : 1ère place - État non membre de l'ESA 1ère place - État non membre de l'ESA Suzhou, Jiangsu - Chine  École primaire expérimentale SIP No.2

Description du projet

2.1.a. Vous êtes sur le point de vous poser sur la Lune. Vous devez prendre certaines décisions concernant l'emplacement de votre colonie. Où placeriez-vous votre abri sur la surface de la Lune ?
Près des pôles lunaires

2.1.b. Expliquez votre choix à la question 2.1.
À une distance d'environ 550 kilomètres du pôle nord de la Lune, il y a des puits de lumière de tubes de lave. Nous décidons de camper dans l'un des tubes de lave. Tout d'abord, le tube de lave est recouvert d'une coquille lunaire très épaisse, qui constitue une protection naturelle contre les impacts et les radiations cosmiques. Elle peut donc protéger notre personnel. Deuxièmement, la structure spéciale du tube de lave permet une fluctuation de température relativement faible. Par conséquent, les conditions de température à l'intérieur sont plus contrôlables que celles de la surface, ce qui signifie qu'il est plus approprié d'établir une base lunaire dans le tube de lave. En outre, selon une étude récente menée par l'Université de Purdue, le tube de lave d'un diamètre de 1 km ou plus est très stable et peut être utilisé comme base permanente pour les humains. Par conséquent, compte tenu de la taille, de la forme, des conditions d'éclairage et des conditions géologiques de la base intégrée, les grottes de lave situées à plusieurs mètres sous les collines de Malius devraient être le meilleur endroit pour la base.

2.2.a. Où construiriez-vous l'abri : en surface ou sous terre ?
Sous terre

2.2.b. Expliquez votre choix à la question 2.2.
Tout d'abord, il y a beaucoup de poussières sur la surface lunaire, qui peuvent avoir des effets néfastes sur le corps humain et les équipements. De plus, il n'y a pas d'atmosphère ni de champ géomagnétique sur la surface lunaire, ce qui entraîne une grande fluctuation de la température et aucune protection contre les rayons cosmiques. Deuxièmement, la surface du tube de lave est recouverte d'une coquille lunaire très épaisse, qui constitue un bouclier naturel contre les radiations et les impacts. Et la structure spéciale du tube de lave permet une fluctuation de température relativement faible. Ainsi, le personnel peut bénéficier d'une meilleure protection et la conception des quartiers d'habitation peut également être simplifiée. Enfin, la roche de la grotte contient des sédiments d'eau glacée, qui pourront être utilisés à l'avenir pour la production d'eau domestique et de carburant. L'extraction d'eau sur la lune permettra également d'économiser le poids et l'espace du vaisseau spatial.

3.1. Quelle sera la taille de votre camp lunaire ?
Nous avons choisi le tube de lave naturel comme base, car il y a beaucoup d'espace et nous pourrons progressivement agrandir notre base à l'avenir. Le camp actuel se compose principalement de quatre bâtiments approximativement cylindriques d'un diamètre d'environ dix mètres et d'une hauteur de trois mètres chacun. Les bâtiments sont reliés par un passage scellé d'une largeur de 2 mètres et d'une hauteur de 2,5 mètres. L'espace total du camp est d'environ 3 126 mètres cubes.

3.2.a. Combien de personnes votre camp lunaire pourra-t-il accueillir ?
3 - 4 astronautes

3.2.b. Expliquez votre choix à la question 3.2.
Il y a quatre cabanes principales dans notre camp, qui sont utilisées pour la recherche sur les plantes, la production d'énergie, la recherche et la vie. Chaque astronaute est responsable d'une des études, donc du point de vue de la recherche et de la vie, 3 à 4 astronautes sont nécessaires. En même temps, d'un point de vue psychologique, les astronautes vivent dans l'espace, sans la compagnie de leur famille et de leurs amis, sans lieu de divertissement et de décompression. Et ils sont tenus de prendre leur travail et leur vie au sérieux. S'il n'y a qu'une seule personne, elle peut se sentir seule facilement et avoir tendance à être unilatérale et subjective lorsqu'elle prend des décisions. En revanche, s'il y a deux personnes, elles peuvent discuter et prendre des décisions ensemble, leurs émotions positives et négatives s'influenceront mutuellement. Tout malentendu entre elles peut conduire la recherche dans une impasse. Par conséquent, 3 à 4 astronautes sont plus raisonnables, bien que cela puisse coûter plus cher.

3.3.a. Quelles ressources locales de Moon utiliseriez-vous ?
-Glace d'eau
-Régolithe (sol lunaire)
-Lumière du soleil
-Autres

3.3.b. Expliquez votre choix à la question 3.3.
Nous avons choisi quatre ressources locales : la glace, le régolithe, la lumière du soleil et la roche. Nous pouvons extraire l'oxygène du sol lunaire, dont la teneur en oxygène peut atteindre 40%, pour l'utiliser comme propulseur de fusée. Et l'eau peut être synthétisée pour l'usage humain. Le sol lunaire a une teneur en silicium de 20% et peut être utilisé dans les cellules solaires. Le sol lunaire contient également de l'hélium 3, un combustible nucléaire rare sur terre. S'il est pleinement exploité, il peut répondre aux besoins énergétiques de centaines d'années dans le monde. Bien sûr, il peut également répondre à l'approvisionnement en carburant de la base lunaire. Le verre naturel lunaire peut être transformé en un matériau composite structurel à haute résistance après traitement physique. L'eau est la source de la vie humaine. Nous avons donc décidé d'utiliser directement l'eau sur la Lune pour réduire l'occupation inutile du précieux espace du vaisseau d'approvisionnement. Pendant le processus d'exploitation minière, nous avons également mis à profit les roches lunaires. Car en analysant la composition de la pierre de lune, nous pouvons connaître l'histoire de l'évolution du système solaire et de la Terre. En outre, les pierres de lune contiennent également des molécules d'eau. Il n'y a pas d'atmosphère à la surface de la lune. Le rayonnement solaire peut atteindre directement la surface. L'énergie annuelle du rayonnement solaire sur la lune est d'environ 12 trillions de kilowatts. Nous pouvons utiliser pleinement l'énergie solaire pour construire une centrale solaire et transmettre la chaleur générée par la lumière du soleil à la zone d'habitation, qui peut être utilisée pour chauffer les aliments.

3.4. Expliquez comment vous comptez construire votre projet sur la Lune. Vous devez inclure des informations sur les matériaux et les techniques de construction que vous prévoyez d'utiliser. Soulignez les caractéristiques uniques de votre projet.
La construction du compartiment d'habitation dans le tube de lave peut nous protéger efficacement du danger des radiations cosmiques. Le basalte lunaire est transformé en béton afin de fabriquer le toit et les murs du bâtiment. Au cas où le tube de lave s'effondrerait, nous avons l'intention d'extraire l'aluminium et le fer du minerai lunaire, et de les transformer en cadres de soutien de forme annulaire, cylindrique, etc. Ainsi, la base sera plus solide. Le matériau aérogel est utilisé à l'intérieur de la couche de béton, qui est durable et peut résister à des températures allant jusqu'à 1400 degrés Celsius. Il peut être utilisé comme matériau d'isolation thermique pour les camps et comme matériau de base pour les combinaisons spatiales. La structure gonflable faite d'aérogels fait de l'ensemble du camp un espace confiné, garantissant que l'air ne s'échappe pas. Nous transporterons les aérogels depuis la terre, car ils sont légers et n'ajouteront pas de pression supplémentaire à la charge du vaisseau spatial. Le verre naturel lunaire sera également utilisé pour construire notre camp. Après un traitement physique, il peut être transformé en matériaux composites structurels très résistants. Afin de garantir de bonnes conditions de vie et de travail aux astronautes, dans les premiers jours de l'atterrissage, les éléments essentiels et les cabines de couchage nécessaires aux astronautes sont préfabriqués depuis la Terre. Après l'arrivée sur la Lune, les matériaux seront transportés à l'intérieur de la grotte de lave. Toutes les autres structures de bâtiment et installations internes sont réalisées par impression 3D, et le matériau de base est le sol lunaire. En outre, la couche extérieure du camp est recouverte de capteurs de température à semi-conducteurs, qui transforment la différence de température en électricité. Cela compense le problème de l'impossibilité d'utiliser l'énergie solaire la nuit. Notre camp est bien organisé, divisé en zone de vie, zone de plantation, zone de recherche scientifique et zone d'exploitation énergétique. Chaque compartiment est relié par un canal. Les quatre parties forment ensemble un cercle. Au centre du cercle se trouve la zone de recherche scientifique (y compris la zone d'évasion) et nous pouvons atteindre n'importe quelle zone par les passages.

3.5. Décrivez et expliquez la conception de l'entrée de votre camp lunaire.
Nous avons conçu la structure de l'entrée du camp lunaire en forme de dôme afin d'améliorer la résistance aux chocs extérieurs.l'entrée du camp est conçue avec trois cabines. La première cabine est la plus proche de l'extérieur, elle est utilisée pour stocker le rover lunaire et les outils de détection communs. La deuxième cabine est un compartiment tampon qui empêche l'air de s'échapper. L'électricité statique élimine la poussière des astronautes et empêche la poussière nocive de pénétrer dans la zone de vie. Le troisième est le vestiaire, où les astronautes peuvent changer leur combinaison spatiale et leurs vêtements de travail pour entrer dans le camp. Toutes les portes des trois compartiments sont en verre naturel lunaire, très résistant et bien étanche.

3.6. Expliquez comment le camp lunaire assure la protection des astronautes.
Lorsque nous avons construit les camps lunaires, nous avons utilisé de l'aérogel comme couche isolante pour maintenir la température intérieure. En outre, notre camp est construit dans une grotte, ce qui nous offre une protection. Dans chaque zone, nous avons installé un "lit protecteur" qui a une forte force d'impact et une protection contre les radiations. Nous avons toujours placé à l'intérieur les éléments nécessaires au maintien de la vie. En cas d'urgence, les membres du personnel peuvent entrer et sortir le plus rapidement possible. Nous avons également conçu une zone d'évacuation spéciale, située au-dessus de la zone de recherche scientifique, et d'autres zones peuvent également accéder directement à la zone d'évacuation.

3.7. Décrivez l'emplacement et la disposition des zones de repos et de travail.
Nous avons divisé nos zones de sommeil et de travail en deux zones différentes. La zone de sommeil est située dans la cabine d'habitation, la partie la plus intérieure et la plus profonde du camp (le sol couvre plus de deux mètres), afin que les astronautes puissent dormir en toute sécurité, loin des radiations cosmiques.La cabine d'habitation est divisée en deux étages souterrains, et les astronautes peuvent monter et descendre les escaliers.L'étage supérieur est équipé d'une salle de sport, et l'étage inférieur est une salle de séjour. La cabine de couchage est équipée d'un système d'IA, qui a une fonction d'évacuation d'urgence. Cela permet de protéger temporairement la sécurité personnelle des astronautes par des mesures fermées en cas d'urgence. La zone de travail est située au centre du camp. C'est une structure avec un étage en surface et deux étages souterrains. Le premier étage souterrain est le centre de recherche scientifique qui se trouve à environ un mètre du sol. Toutes les informations recueillies par les capteurs externes seront rassemblées ici pour une analyse intelligente. Grâce au système de détection des signaux d'eau, le bras robotique a reçu l'ordre de creuser dans le sol de manière planifiée, d'exploiter la source d'eau solide de la lune, et de traiter et purifier l'usine de glace d'eau.

4.1. Décrivez quelle sera la source d'énergie de l'abri.
Trois méthodes de production d'énergie permettront de garantir l'approvisionnement en électricité à tout moment. La température moyenne de la surface de la lune pendant le jour diffère de celle de la nuit de 300 degrés Celsius. Selon la théorie de l'effet Seebeck, les générateurs thermoélectriques sont coûteux à fabriquer, nous les utilisons donc uniquement pour l'alunissage initial. Comme la lune n'a pas d'atmosphère, la lumière du soleil qui frappe la surface lunaire génère beaucoup de chaleur. Les panneaux solaires mesurent et ajustent automatiquement la chaleur selon un angle perpendiculaire aux rayons du soleil. Et il peut produire de la vapeur à haute pression grâce à l'énergie thermique.Lorsque l'eau souterraine est exploitée, l'énergie solaire est utilisée à la place de l'énergie thermique. Le sol lunaire contient de l'hélium 3. La construction et l'utilisation de réacteurs thermonucléaires à l'hélium 3 sont exempts de rayonnement neutronique et ne présentent aucun danger pour l'environnement. Après la construction du camp, l'énergie solaire sera progressivement convertie en énergie nucléaire.

4.2. Décrivez d'où viendra l'eau.
Notre approvisionnement initial sera l'eau de la terre. Après le campement, nous exploiterons directement l'eau de la lune. Toute l'eau à la surface de la lune est sous forme de glace d'eau, et nous allons creuser dans la partie inférieure du camp pour obtenir de l'eau. Cela prendra beaucoup de temps mais une fois l'exploitation réussie, nous aurons une source d'eau stable. En attendant, nous devrons extraire les molécules d'eau liquide du sol et des roches lunaires.

4.3. Décrivez ce qui sera la source de nourriture.
Notre camp est équipé d'une cabine de plantation séparée située dans le demi sous-sol. Elle est bénéfique pour recueillir la lumière du soleil. Selon l'expérience de la station spatiale internationale (iss), nous sélectionnons de nombreuses cultures riches en nutriments variés, comme les pommes de terre, le Liban, le blé, l'avoine, le blé, le maïs, le soja, les tomates, le navet, le chou, la betterave à sucre, etc. Nous essayons d'élever des animaux, de transporter des œufs fertilisés depuis la Terre, de faire éclore des poulets sur la Lune, d'installer des élevages de poulets et d'améliorer la base agricole lunaire. Avant cela, bien sûr, nous devrons apporter une certaine quantité de nourriture de la Terre pour offrir un environnement agréable aux astronautes.

5.1. Qu'aimeriez-vous étudier sur la Lune ?
Il n'y a pas de barrière atmosphérique sur la lune, les conditions d'observation astronomique y sont donc excellentes. Nous avons mis en place un observatoire dans le centre de recherche et espérons comprendre l'univers inconnu grâce à la recherche astronomique. Dans le même temps, grâce à la surveillance en temps réel, nous protégeons la Terre des catastrophes dues aux météorites. Le sol et les roches de la lune sont riches en éléments rarement vus sur terre. En même temps, la surface de la lune a subi des radiations cosmiques pendant longtemps. Nous espérons étudier la géologie de la lune et trouver des ressources bénéfiques pour les êtres humains. En outre, l'âge de la lune est similaire à celui de la terre. Nous espérons en savoir plus sur l'origine et l'évolution du système solaire en analysant la composition de la lune. Vivre et se développer sur la lune peut également nous aider à mieux comprendre les sciences de la vie, comme les humains, les animaux et les plantes.

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