Félicitations aux gagnants et gagnantes de notre troisième Creuse-méninges spatial!
Cette année, le Creuse-méninges spatial s'est tenu en collaboration avec Environnement et Changement climatique Canada. Il visait à penser à des solutions pour réduire l'empreinte écologique des missions satellitaires. Les élèves devaient voir à ce que les satellites soient conçus, fabriqués et exploités de manière responsable et durable en trouvant des moyens d'écologiser une phase du cycle de vie d'une mission.
Merci à tous les participants et aux nombreux enseignants qui ont aidé à réaliser l'activité. Bravo!
Et toutes nos félicitations à ceux et celles dont la proposition s'est taillé une place dans le haut du classement, en particulier nos gagnants :
- De la 6e année à la 2e secondaire (8e année) : Adhrith de l'école secondaire publique Waverley Drive à Guelph, en Ontario
- De la 3e à la 5e secondaire (9e à 12e année) : Ben A., Noah, Daniel et Ben T. de l'école secondaire Stephen-Lewis à Thornhill, en Ontario
Les trois finalistes de chaque catégorie participeront à une séance de travail virtuelle avec des experts de l'Agence spatiale canadienne. Durant cette séance, ils présenteront leur solution à ces experts et aux autres gagnants, qui pourront leur donner leur avis. Les gagnants se verront offrir une visite virtuelle avec un expert ou un astronaute de l'Agence.
Le défi
En équipe ou seul, les élèves ont réfléchi à divers aspects concernant les satellites : science des matériaux, lancement d'une fusée, récupération des satellites hors service. Ils se sont aussi renseignés sur les satellites, sur leur utilité pour surveiller les changements climatiques, sur leurs avantages pour la vie sur Terre et sur le cycle de vie d'une mission satellitaire. Nous avons été impressionnés par leurs façons originales de gérer les débris spatiaux.
Un comité d'experts de l'Agence a évalué à l'aveugle toutes les propositions selon les quatre critères suivants : communication, innovation, validité et raisonnement critique. Le comité a ensuite établi le classement.
Voici le résumé des finalistes pour chaque catégorie (de la 6e année à la 2e secondaire et de la 3e à la 5e secondaire).
Note : Les dessins sont affichés dans la langue dans laquelle ils ont été fournis.
6e année-2e secondaire
(6e-8e année hors Québec)
Première place : Système international de collecte de débris spatiaux
Adhrith
6e année
École secondaire publique Waverley Drive
Guelph (Ontario)
Texte sur l'image
Storage area = zone de stockage
360° camera = caméra 360°
DSAiP = puce d'IA de séparation des débris
Segregator = séparateur
Docking port = port d'amarrage
Smoke = fumée
Exhaust = tuyau d'échappement
Laser-powered incinerator area = zone d'incinération par lasers
Debris capturing nets = filets pour ramasser les débris
Conveyor systems = convoyeurs
Loaders = chargeurs
Opening hatch for collecting debris = trappe d'ouverture pour collecter les débris
Legs = pattes
Robotic arms = bras robotisés
Debris = débris
AI = IA
Waste = déchets
Reuse = à réutiliser
Adhrith a pour idée de créer un système en orbite terrestre basse qui collecte les débris satellitaires avec deux bras robotisés et deux filets. Les débris sont ensuite passés par la trappe d'ouverture : une caméra à 360° aide à le faire. Les débris collectés se déplacent sur le tapis roulant pour être balayés et triés. La puce d'IA de séparation des débris compare l'image des débris à des références de son entrainement et décide s'ils vont dans la zone de stockage ou dans la zone de déchets. Tous les débris réutilisables se retrouvent dans la zone de stockage et tous les débris inutilisables sont incinérés par des lasers dans la zone des déchets. Chaque année, une navette spatiale peut être amarrée au Système international de collecte de débris spatiaux pour collecter le métal et les débris. Les débris réutilisables peuvent être renvoyés sur Terre pour leur revalorisation dans d'autres produits. Grâce à ce système, on peut utiliser ces métaux pour des produits de tous les jours, comme les téléphones, les voitures, les ordinateurs portatifs.
Deuxième place : Inspirés par le milieu aquatique
6e année
École publique Macville
Bolton (Ontario)
Texte sur l'image
- Launching phase = 1. phase de lancement
Fish scales : heat resistant, very strong and reduces drag = écailles de poisson : résistantes à la chaleur, très robustes et moins de trainée
Reducing drag = pour réduire le frottement
Fish scales : silicone = écailles de poisson en silicone - Decommissioning phase = 2. phase de mise hors service
Fish scales = écailles de poisson
Increasing drag = pour augmenter le frottement
Cette équipe propose de recouvrir d'écailles de poisson en silicone la fusée qu'elle utilisera pour lancer son satellite. Le silicone est résistant à la chaleur et très robuste. En lui donnant la forme d'écailles de poisson, on réduit le frottement de l'air. Lors du lancement de la fusée, les écailles sont orientées vers le bas pour réduire le frottement. Lorsque la fusée redescendra sur Terre, les écailles seront orientées vers le haut pour ralentir la fusée grâce au frottement de l'air.
Troisième place : Project SDS25
6e année
École publique Macville
Bolton (Ontario)
Texte sur l'image
SDS25 – The room = SDS25 – la chambre
Camera built in = caméra intégrée
(Unreadable) = (illisible)
Tracker = localisateur
Claw arm = bras robotisé
Magnets = aimants
(Unreadable) satellite = (illisible) satellite
Interior of the room heater and water = Intérieur de la chambre, chauffage et humidification
- Mycelium slurry sprayer = pulvérisateur de mixture de mycélium
- Aluminum alloy sprayer = pulvérisateur d'alliage d'aluminium
- Air blower = souffleur
Atmosphere = atmosphère
Earth = Terre
Pour réduire l'impact environnemental de la phase de mise hors service, cette équipe propose de solidifier les vieux satellites avec du mycélium recouvert d'aluminium, l'un des métaux les plus écologiques de la planète. Au lieu de se consumer dans l'atmosphère, le satellite recouvert serait repoussé vers la Terre à l'aide d'aimants. Il retomberait en toute sécurité sur la planète pour être recyclé (c'est ce que nous supposons). Cette solution pourrait aussi servir à ramasser les déchets dans l'océan ou à recouvrir des objets spéciaux qui ont besoin d'une solide protection.
3e-5e secondaire
(9e-12e année hors Québec)
Première place : Satellites CUSTODIAN de détection, de nettoyage et de neutralisation de débris spatiaux
Ben A., Noah, Daniel, Ben T.
12e année
École secondaire Stephen-Lewis
Thornhill (Ontario)
Texte sur l'image
Stack of CUSTODIANs = satellites CUSTODIAN empilés
Rocket = fusée
Debris = débris
Whipple shield = bouclier Whipple
Thrusters = propulseurs
Side ~2 m = côté d'environ 2 m
Gel = gel
~1 m = environ 1 m
Front = devant
Ground-based debris tracking = détection de débris depuis le sol
Earth = Terre
La solution consiste à concevoir un satellite mobile qui ramasse les débris spatiaux avec de l'aérogel. Un bouclier Whipple ralentira et décomposera suffisamment les débris pour qu'ils soient absorbés par le gel. Lorsque le moment sera venu de mettre le satellite hors service, il se propulsera vers la Terre et se consumera dans l'atmosphère, avec les débris ramassés. Pour éviter que le satellite contribue à la pollution de l'espace, une fusée réutilisable peut servir à son lancement. On pourrait envisager une idée semblable pour nettoyer les déchets dans les océans en utilisant des drones sous-marins qui transporteraient un gel captant les matériaux dans les profondeurs de la mer, ce qui permettrait de ramasser les microplastiques avant qu'ils entrent dans la chaine alimentaire.
Deuxième place : Station de données nordiques
9e année
Collège mariste de Québec
Québec (Québec)
Texte sur l'image
Réseau géodésique
Station permanente GNSS
-27 °C à 24 °C
Voici la carte des stations du réseau géodésique au Québec. On peut constater qu'elles sont toutes situées au sud de la province, où la température moyenne est de -27 à 24 degrés Celsius, tandis qu'il n'y en a aucune au nord, où la température moyenne est beaucoup plus basse.
L'équipe propose de réinstaller les centres de contrôle des satellites et les systèmes de réception des données satellitaires dans le nord du Canada, comme la station terrestre située à Inuvik, dans les Territoires du Nord-Ouest. Comme la température moyenne est plus basse dans le Nord, les serveurs pourraient être réfrigérés naturellement par l'air ambiant. Des champs de panneaux solaires permettraient l'alimentation en électricité, une solution écoénergétique. Par ailleurs, les membres de l'équipe ont aussi pensé que la chaleur dégagée par les serveurs pourrait servir au chauffage des bâtiments avoisinants. Ils ont fait remarquer, toutefois, qu'il faudrait évaluer les coûts et la quantité de gaz à effet de serre engendrés par ces réinstallations dans le Nord.
Troisième place : Misson : de l'eau comme combustible
9e année
École Champs Vallée School
Beaumont (Alberta)
Texte sur l'image
Fuel in = entrée du combustible
Air in = entrée d'air
Fuel = carburant
Air = air
Exhales fuel out = rejet du combustible
Water out = rejet de l'eau
Anode = anode
Cathode = cathode
Electrolyte = électrolyte
Cette équipe propose d'utiliser une pile à combustible surdimensionnée pour séparer l'hydrogène et l'oxygène à un rythme suffisamment rapide pour fournir régulièrement du combustible qui ne produirait pas de gaz à effet de serre, mais de la vapeur d'eau. Ces moteurs pourraient trouver une application dans de nombreux modes de transport : interplanétaire, train, voiture, bateau.
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