Station 1 : Katharina et les processus membranaires
L'un des systèmes de filtration d'eau de la station est endommagé, mettant en danger les ressources vitales.
Expérience : Illustrer comment une membrane filtre certaines molécules et en laisse passer d’autres. Construire une barrière avec des morceaux de sucre compactés et verser de l’eau colorée dessus. Observer si l’eau passe, et comment le sucre se dissout lentement. Ajouter des grains de poivre et voir s’ils passent à travers. Montrer le travail de Katharina, poster et vidéo si possible.
Énigme : Une membrane doit filtrer des particules de diamètre 5 nm. Trois options de membrane sont disponibles :
- A : pores de 10 nm
- B : pores de 2 nm
- C : pores de 5 nm Quelle membrane choisir pour garantir une filtration efficace sans bloquer le passage de l'eau ?
Station 2 : Anna et la turbulence
Les instruments de mesure de la station captent des anomalies électromagnétiques en raison de perturbations dans la magnétosphère de Jupiter et du plasma du tokamak de la station.
Expérience : Explication des "zonal flows", ces structures auto-organisées dans un plasma qui influencent le confinement et la stabilité, “predator-prey”. Visualisation de la turbulence dans un pot en verre. Présentation des différentes méthodes de mesure de la turbulence : sondes de Langmuir, caméras rapides, et réflectométrie.
Énigme : Les zonal flows sont des courants organisés qui agissent comme des prédateurs en capturant la turbulence dans un tokamak. Quelle est l’une des principales façons dont les zonal flows réduisent la turbulence ?
- A. Ils dissipent directement l'énergie de la turbulence en la convertissant en chaleur.
- B. Ils modifient le champ magnétique, empêchant la turbulence de se développer.
- C. Ils réorganisent la turbulence en créant des structures de grande échelle qui la stabilisent.
Station 3 : Ivan, Matéo et Yakumo et les simulations du plasma
Le réacteur à fusion, principale source d'énergie de la station, est instable.
Expérience : Explication des principes de confinement magnétique et observation d’images de décharges plasma dans un tokamak.
Énigme : Dans un tokamak, un bon confinement magnétique garde le plasma stable pendant 3 secondes. Un superordinateur peut simuler 1 milliseconde du plasma en 1 heure, en utilisant un seul processeur. Pour accélérer le calcul, on utilise 1500 processeurs en parallèle, et une mise à jour du code améliore encore la vitesse d’un facteur 1,5.
Station 4 : Michel et le service informatique
Le système informatique de la station est surchargé et doit être optimisé pour traiter les données en temps réel.
Expérience : Découverte de l’équipement informatique et des techniques d’optimisation des données stockées.
Énigme : Un programme de la station tourne au ralenti. Quelle solution est la plus efficace pour améliorer ses performances ?
- A : Ajouter de la mémoire vive (RAM)
- B : Augmenter la puissance de calcul des processeurs
- C : Nettoyer les fichiers inutiles du système
Fin de la mission : Une fois toutes les stations visitées, les points accumulés déterminent si la Station M2P2 a été sauvée. Si les lycéens ont réussi à résoudre toutes les énigmes et participé activement aux expériences, la station est pleinement fonctionnelle et peut continuer sa mission d’exploration scientifiques.
