Bonne nuit, module HALO!
Cette activité vous encourage à concevoir une chambre à coucher ultramoderne dans le module HALO (module d'habitation et de logistique) pour les astronautes.
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
La station spatiale lunaire Gateway sera en orbite autour de la Lune et servira de tremplin pour les futures explorations lunaires. Contrairement à la Station spatiale internationale dont la taille équivaut à peu près à cinq patinoires de hockey, la station spatiale lunaire Gateway sera beaucoup plus petite, soit environ la taille de deux petits autobus scolaires. Les astronautes disposeront d'un espace limité lorsqu'ils seront stationnés sur le HALO. Ils devront y réaliser des expériences, mener des activités de robotique, manger, se reposer et faire de l'exercice, et ce, dans un espace qui ne sera pas plus grand qu'un petit autobus scolaire. L'habitacle doit être conçu en gardant à l'esprit l'efficacité et la fluidité. Des composants modulaires et multifonctionnels sont essentiels pour maintenir un faible encombrement dans l'habitacle.
Votre défi est de concevoir un compartiment-couchette multifonctionnel dans le module HALO.
Pour en savoir plus sur le rôle du Canada dans le projet de la station spatiale lunaire Gateway.
Matériel suggéré
- Papier, papier quadrillé ou papier isométrique pour dessiner votre projet.
- Règle ou ruban à mesurer.
- Carton, bois ou plastique.
- Des attaches (élastiques, pince-feuilles, cure-pipes, ficelle, ruban adhésif, colle).
- Pistolet à colle chaude (facultatif).
- Toute matière recyclable que vous avez sous la main (p. ex. boîtes d'œufs, pailles, bâtonnets de bois, brochettes, tissu, branches, brindilles, pierres).
- Peinture de diverses couleurs, papier de couleur, papier d'aluminium ou tout autre matériel disponible pour les décorations.
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.)
Identifier
Contraintes – Comment les astronautes dorment-ils dans un environnement de microgravité? Où vont-ils pour prendre une pause? À quelles autres fins votre petit compartiment peut-il servir? Pouvez-vous intégrer une machine simple dans votre prototype ici sur Terre pour simuler un comportement attendu dans l'espace et en microgravité?
| Numéro | Élément/objet dans le compartiment |
Fonction 1 | Fonction 2 | Fonction 3 | Fonction 4 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | - | - | - | - | - |
| 2 | - | - | - | - | - |
| 3 | - | - | - | - | - |
| 4 | - | - | - | - | - |
| 5 | - | - | - | - | - |
| 6 | - | - | - | - | - |
| 7 | - | - | - | - | - |
| 8 | - | - | - | - | - |
Faire un remue-méninges
- Quelle est la différence entre la vie sur Terre et la vie dans l'espace? Compte tenu de la ou des fonctions du compartiment que vous avez choisi de concevoir, quels éléments devez-vous y ajouter? N'oubliez pas de tenir compte du fait que les astronautes doivent maintenir un équilibre entre vie professionnelle et vie privée, alors essayez de penser à des éléments qui serviront à plusieurs fins.
- Quels sont les limitations et les défis que vous devrez surmonter? Vu qu'il n'y a pas beaucoup de place, comment pouvez-vous optimiser la zone dont vous disposez pour offrir un compartiment multifonctionnel? Comment l'absence de gravité dans l'espace aura-t-elle un effet sur votre conception?
- Comment le fait d'être dans l'espace affecte-t-il les habitudes de sommeil?
Sélectionner
- Quelle est votre solution la plus prometteuse qui vous permettra d'intégrer tous ces éléments essentiels dans votre plan?
- Dessinez votre idée principale sur papier ordinaire ou isométrique. Incluez une vue de dessus et une vue de face de votre compartiment avec ses différents éléments à leurs emplacements spécifiques. Aurez-vous accès aux matériaux pour construire votre prototype ou devrez-vous surmonter ces contraintes matérielles?
Exemple d'une conception dessinée sur papier isométrique et d'un modèle d'un compartiment-couchette pour le module HALO. (Source : ASC.)
Faire un prototype
- Rassemblez une variété d'objets recyclables comme matériaux de construction.
- Dessinez votre conception sous différents angles sur du papier ordinaire ou isométrique et indiquez les principaux éléments.
- Montrez votre conception à d'autres personnes pour avoir leur avis sur votre concept et vos idées.
- Intégrez tous les commentaires qui, selon vous, peuvent aider à améliorer votre conception.
- Construisez un modèle de votre conception.
- Ajoutez des étiquettes pour identifier les différents éléments de votre compartiment-couchette.
Tester
Comment le compartiment que vous avez conçu et ses éléments s'intégreront-ils dans le module HALO? Comment votre conception favorise-t-elle un bon équilibre entre vie professionnelle et vie privée de l'astronaute? Comment votre compartiment s'harmonise-t-il avec les autres compartiments créés? Qu'est-ce qui manque? Qu'est-ce qui a été reproduit? Quelles machines simples avez-vous pu incorporer? Serait-il plus rentable de fabriquer votre conception sur Terre ou dans l'espace? Pourquoi?
Revoir
Comment pourriez-vous ajouter une autre fonction pour réduire encore l'espace utilisé dans la station spatiale lunaire Gateway? Comment pouvez-vous vous assurer que vos éléments multifonctionnels peuvent être transportés pour une utilisation dans d'autres compartiments? Quelles sont certaines des limites lorsqu'on essaie de combiner des ensembles de fonctions? Si vous deviez revoir votre conception, quels changements feriez-vous?
Communiquer
Créez une vidéo où vous expliquerez le fonctionnement de ces éléments multifonctionnels à bord de la station Gateway. Partagez votre projet dans les médias sociaux et étiqueter l'ASC. On ne sait jamais, un véritable astronaute ou ingénieur pourrait voir votre création! Montrez votre vidéo à vos amis et à votre famille et demandez leur avis.
Approfondir
- Pouvez-vous trouver des informations sur ce que les astronautes feront dans le module HALO?
- Pouvez-vous faire des recherches sur votre compartiment ou ses éléments et mieux comprendre leur utilité?
- Améliorez la conception en y incorporant votre microcontrôleur préféré (p. ex. micro:bit, CPX, Arduino ou Raspberry Pi) pour ajouter des lumières, du son, des capteurs ou des moteurs à votre compartiment ou ses éléments.
- Illuminez votre module HALO en ajoutant des DEL (diodes électroluminescentes), avec un circuit électrique simple alimenté avec une pile.
- Pouvez-vous créer une vidéo avec écran vert pour présenter votre projet?
- Concevez et/ou imprimez en 3D des pièces à l'aide de votre logiciel de CAO pour votre compartiment ou ses éléments.
- Pouvez-vous créer une expérience interactive avec votre compartiment ou ses éléments avec Scratch, Unity ou Unreal Engine?
Compétences et liens avec le programme pédagogique
- Mesure :
- Sens des nombres
- Mesures standards (cm et mm)
- Ratios et proportions
- Aire et volume
- Croquis, étiquetage
- Créativité, pensée critique et résolution de problèmes, communication et collaboration
- Raisonnement technique, processus de conception technique
Poursuivez l'exploration
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