Construire un module d'habitation multifonctionnel
Pensez à un module capable d'accueillir deux astronautes dans la station spatiale lunaire Gateway et construisez-le avec du carton et d'autre matériel à votre disposition.
Version textuelle de l'infographie Processus de conception en ingénierie
Processus de conception en ingénierie
- Problème ou défi
- Définis le problème
- Identifie les contraintes et défis de conception possibles
- Remue-méninges pour penser à plusieurs solutions au problème
- Sélectionne la solution la plus prometteuse
- Prototype la solution
- Teste et évalue ton prototype
- Revois ton prototype afin de l'améliorer
- Communique ta solution
Infographie intitulée « Processus de conception en ingénierie
». (Source : Agence spatiale canadienne [ASC].)
Définir
Les astronautes disposeront d'un espace très limité pendant leur séjour dans la station spatiale lunaire Gateway. Les deux astronautes habiteront dans le module HALO (module d'habitation et de logistique). Ils devront réaliser des expériences scientifiques, diriger la station, manger, se reposer, et faire de l'exercice dans un espace qui ne sera pas plus grand qu'un petit autobus scolaire. Pouvez-vous concevoir un module qui comprend six sections essentielles pour les astronautes?
Votre défi consiste à concevoir et à construire un module HALO miniature et multifonctionnel avec six sections essentielles pour les astronautes. Il doit inclure un endroit pour entreposer la nourriture, un poste de commande de la robotique et un laboratoire scientifique. Il vous faudra aussi trouver un endroit à l'extérieur du module HALO pour deux panneaux solaires afin d'alimenter le module HALO en électricité.
Pour en savoir plus sur le rôle du Canada dans le projet de la station lunaire Gateway.
Identifier
Où est-ce que les astronautes vont dormir, manger et travailler quand ils seront à la station spatiale lunaire Gateway? Vous allez créer votre propre module HALO : qu'allez-vous mettre dedans? Faites une liste de vos « besoins
» et de vos « souhaits
» comme si vous étiez un astronaute dans la station spatiale lunaire Gateway pour une mission scientifique. Vous n'aurez pas beaucoup de place pour tout et vous devrez décider ce qui est le plus important pour les astronautes dans leur habitacle. Comment allez-vous décider de ce qui serait le plus important pour le module et les astronautes? N'oubliez pas que vous devez inclure un endroit pour entreposer la nourriture, un poste de commande de la robotique et un laboratoire dans votre module HALO ainsi que deux panneaux solaires à l'extérieur.
Matériel suggéré
- Du carton ou du papier construction.
- Des attaches (élastiques, pince-feuilles, cure-pipes, ficelle, ruban adhésif, colle ou colle maison).
- Des ciseaux ou un couteau utilitaire.
- Pistolet à colle chaude (facultatif).
- Papier quadrillé ou papier ordinaire.
- Ce que tu as sous la main et qui peut être réutilisé comme matériel : p. ex. bouteilles en plastique, boîtes d'œufs, pailles, bâtonnets de bois, petites brindilles, pierres.
- De la peinture de diverses couleurs ou du papier de couleur, des crayons de couleur, des crayons à mine, des marqueurs, du papier d'aluminium ou tout autre matériel pour donner à votre module HALO un aspect génial!
Version textuelle de l'infographie de quelques techniques de découpage et pliage de carton
Quelques techniques de découpage et pliage de carton
- Collerette
- Renfort en L
- Languettes
- Fente + fente
- Fente + languette
- Ficelle
Quelques techniques de découpage et pliage de carton. (Source : ASC.)
Faire un remue-méninges
Quelle est la différence entre la vie sur Terre et la vie dans l'espace? Pensez à votre vie quotidienne. Comment changerait-elle à bord de la station Gateway et du module HALO? Quel sera l'effet de l'absence de gravité dans l'espace sur votre conception? Pourriez-vous utiliser le manque de gravité pour maximiser l'espace dans le module HALO? Quelles sont les limites de la vie dans l'espace? Discutez des réponses à ces questions et proposez quelques solutions.
| Numéro | Besoins | Souhaits |
|---|---|---|
| 1 | - | - |
| 2 | - | - |
| 3 | - | - |
| 4 | - | - |
| 5 | - | - |
| 6 | - | - |
Sélectionner
Comment allez-vous intégrer tous les besoins des astronautes dans votre idée de module? Quels compromis devrez-vous faire? De quoi avez-vous besoin pour vivre et survivre dans l'espace? Qu'est-ce qu'on peut laisser tomber? Vous pouvez ajouter seulement trois sections de votre liste au tableau suivant. Comment allez-vous choisir?
| Numéro | Section | Objectif |
|---|---|---|
| 1 | Lieu d'entreposage de la nourriture | Pour la nourriture dont les astronautes ont besoin pour manger et rester en bonne santé. |
| 2 | Poste de commande de la robotique | Pour manœuvrer le Canadarm3 et d'autres systèmes robotisés. |
| 3 | Laboratoire scientifique | Pour que les astronautes puissent mener des expériences scientifiques. |
| 4 | - | - |
| 5 | - | - |
| 6 | - | - |
Un modèle de la station lunaire Gateway avec son compartiment-couchette. (Source : ASC.)
Exemple de compartiment-couchette dans le module HALO. (Source : ASC.)
Faire un prototype
- Dessinez un croquis de votre version de l'intérieur du module HALO. Pouvez-vous utiliser des flèches sur votre schéma pour aider à indiquer les six sections essentielles? N'oubliez pas de trouver de la place à l'extérieur du module pour les panneaux solaires.
- Rassemblez une variété d'objets recyclables à utiliser comme matériaux de construction. Peut-être pouvez-vous trouver une boîte, du carton ou des bouteilles en plastique transparent dans le bac de recyclage? Jetez un coup d'œil aux conceptions en carton suggérées pour vous aider à donner vie à vos idées et à apprendre comment fabriquer un prototype en carton.
- Quelle sera la forme de votre module HALO? Le vrai module HALO sera un cylindre, autrement dit, comme un tube. Pourquoi certaines formes sont-elles meilleures que d'autres?
- Trouvez des endroits dans votre module HALO pour vos «
besoins
» et vos «souhaits
» et n'oubliez pas d'utiliser votre liste des sections essentielles. - Soyez créatifs et ajoutez des détails à chaque section pour la rendre unique et la faire correspondre au dessin que vous avez fait plus tôt.
- Ajoutez des étiquettes à votre module HALO pour aider à identifier chaque section essentielle.
- Mesurez la longueur, la largeur et la hauteur de votre module HALO en centimètres (cm).
- Longueur (cm) :
- Largeur (cm) :
- Hauteur (cm) :
Tester
Comment pouvez-vous vous assurer qu'il y a de la place pour toutes les sections essentielles? Que pouvez-vous faire pour que deux astronautes puissent se déplacer en toute sécurité dans le module HALO? Que feront les astronautes s'il y a une panne d'électricité ou une urgence médicale?
Revoir
- Examinez attentivement votre prototype pour trouver des moyens d'améliorer sa conception.
- Quels changements faudrait-il apporter pour approvisionner plus de fournitures?
- Comment des modules supplémentaires seront-ils ajoutés au module HALO afin de compléter la station spatiale lunaire Gateway?
Communiquer
- Faites une visite guidée de votre module HALO. Dites ce que serait une journée typique dans la vie des astronautes à bord.
- Quelles sont les sections essentielles de votre module HALO? De quelle section êtes-vous le plus satisfait?
- Si vous deviez fabriquer un nouveau module HALO, que feriez-vous de différent?
- Faites part de votre projet à l'ASC. Demandez à un adulte de partager une photo de votre projet sur les médias sociaux et d'étiqueter l'ASC. On ne sait jamais, un véritable astronaute ou ingénieur pourrait voir votre création!
Approfondir
- Illuminez votre module HALO. Pouvez-vous y ajouter des lumières, comme des DEL (diodes électroluminescentes), avec un circuit électrique simple alimenté avec une pile?
- Renseignez-vous sur les machines simples et ajoutez un peu d'automatisation ou de mouvement à votre construction. Utilisez une imprimante 3D ou des blocs LEGO pour construire votre module HALO.
- Trouvez la surface et le périmètre de votre module HALO ainsi que de chacun de ses compartiments.
- Écrivez un poème, une chanson, une histoire ou une pièce de théâtre ou créez une bande dessinée sur votre vie à bord du module HALO.
- Pouvez-vous créer une vidéo avec écran vert sur une journée à bord du module HALO?
- Concevez votre module HALO à l'aide de Scratch (scratch.mit.edu) et faites une animation d'une journée à bord du module HALO.
- Concevez un modèle 3D de l'extérieur ou de l'intérieur de votre module HALO à l'aide de Tinkercad (tinkercad.com)
- Jouez le rôle d'un astronaute et faites comme si vous viviez dans le module HALO. Vous pouvez aussi imaginer qu'il vous faut sortir dans l'espace, à l'extérieur de la station lunaire Gateway.
Liens avec le programme pédagogique
- Conception
- Mathématiques - Mesures
- Sens des nombres
- Mesures standard (cm)
- Souhaits/besoins
- Diagrammes, croquis et cartographie
- Créativité et innovation, pensée critique et résolution de problèmes, communication, collaboration
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