V rámci mise Conatur Lunar, naše základna Sanctuarium chce být inovativním výzkumným zařízením, které se bude snažit dále odhalit a pochopit geologickou historii měsíčního povrchu. 

• Primární fáze bude zaměřena na dosažení soběstačnosti: důraz bude kladen na výstavbu a shromažďování potřebných zdrojů.
• Poté se sekundární činnost našeho projektu přesune k výzkumu a experimentům.

Výzkum v naší laboratoři, zahrnující hloubkovou analýzu vzniku a složení měsíčního prachu, bude využit při vytváření přesnějších záznamů o minulosti Měsíce i naší planety. Nakonec budou nashromážděné údaje využity k informování o současném pokroku v oblasti kolonizace a průzkumu Měsíce.

Sanctuarium3D model ilustruje záměr našeho návrhu poskytnout ochranu a zároveň umožnit plnění úkolů. Podzemní plán se skládá z obytných, technických, zemědělských a skladovacích prostor, které naší čtyřčlenné posádce poskytují nástroje potřebné k pohodlnému životu a práci během mise. 

Zatímco Conatur Lunar'předběžné cíle jsou založeny na zkoumání - získané výsledky by nám nakonec mohly umožnit přejít ke komplexnější třetí fázi.

• Úspěch naší základny v počáteční fázi a přímé zkušenosti astronautů umožňují pokročit směrem ke kolonizaci Měsíce. Doufáme, že díky možnosti rozšíření a průlomovým objevům, jako je například výroba paliva, se aplikace našich projektů mohou v budoucnu posunout od jednoúčelových k víceúčelovým.

Základnu plánujeme umístit na okraji kráteru De Gerlache. Nachází se podél jižního okraje Měsíce (s měsíčními souřadnicemi 88,5° j. š., 87,1° z. d.) a je orientován směrem k Zemi, což je ideální pro minimalizaci cestovních vzdáleností a komunikačních kanálů.

Důkazy podložené 24 000 širokoúhlými a 31 500 úzkoúhlými snímky z kamer ukazují, že se naše lokalita nachází v blízkosti bodu věčného osvětlení. S denními minimálními a maximálními hodnotami 64% a 98% lze De Gerlache dále považovat za příznivou lokalitu díky její schopnosti umožnit sběr sluneční energie. 

Samotný okraj kráteru je ideálním terénem pro umístění přistávacích plošin, solárních panelů a výzkumného vybavení. Kromě toho přítomnost měsíčních ložisek ledu umožní samostatnou těžbu vody.

Nejranější fáze výstavby naší základny má být bezobslužná. K vrtání do boku kráteru necháme využít robotiku a tunelovací stroj o průměru 17,6 m. Vytyčením souřadnic přistání v blízkosti známé lávové roury umožníme další budoucí rozšíření, pokud to bude potřeba. Podzemní stanoviště ilustruje přirozenou obranu proti radiaci a nárazům trosek, navíc s využitím přírodního prostředí (tj. snížení pracnosti přizpůsobením přirozeného prostoru dutiny).

Po vstupu do kráteru bude vrták použit k prodloužení dostupného prostoru a roboti budou následovat a uvolňovat nafukovací zařízení, aby zabránili propadnutí konstrukce. Atmosférické podmínky budou zhotoveny transportem plynů, jako jsou H₂, N₂ a O₂, zatímco robotika bude sklízet měsíční půdu jako 3D tisknutelný materiál pro stavbu základů a vnějších stěn. Budou také montovat vnější přistávací podložky nezbytné pro umožnění další fáze přechodu.

V další fázi bude vyslána naše posádka spolu se specifickým vybavením a materiálem, který je třeba nainstalovat - to bude zahrnovat montáž specializovaného vybavení, jako jsou rekultivátory O₂, montáž našich roverů a zpevnění všech konstrukcí náchylných k poškození při přepravě. Po zásahu člověka by měla být základna plně funkční a posádka se na ní usadí, přičemž robotika nyní bude sloužit jako zařízení pro pomoc a opravy.

Různá nebezpečí představují vysoké riziko a každé z nich je třeba řešit individuálně, aby byl zachován život:

Radiace dosahuje 60 mikrosievertů (přibližně 200násobek pozemské úrovně).Posádka bude mít na sobě dozimetry, které budou monitorovat míru jejího ozáření. Prostory, které jsou intenzivně obývány, tj. spací a obytné prostory, budou obsahovat zvýšené stínění jako další opatření ke zmírnění dopadu.

Předpokládaný teplotní gradient naší základny lze ohřívat tak, aby splňoval požadavky na lidské obydlí, a to pomocí solární energie a výměnných systémů. Jako záložní systém budou použity radioizotopové termoelektrické generátory (RTG).

Zavedení detektorů netěsnosti hermetických uzávěrů a modifikace technologií, jako je MFS-TOPS-42, upozorní posádku a umožní jí opustit základnu přechodovou komorou, pokud dojde k chybám v udržení atmosférických podmínek.

Lehké fyzické bariéry, např. plněné Whippleovy štíty, posílí povrchové struktury považované za zranitelné tím, že zvýší jejich ochranu proti nárazům s vysokou rychlostí. 

Konstrukce základny zajišťuje další přirozenou obranu využitím prostoru kráterů v podzemí.

Většinu vody bude astronaut získávat z měsíčních ložisek ledu. Základna bude využívat palivový článek raketoplánu (SFC), systém generátoru kyslíku (OGS), sestavu pro odstraňování oxidu uhličitého a Sabatierovu reakci (SR) za účelem doplňování a recyklace stálých zásob vody:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + elektřina
OGS: 2H₂O + elektřina →2H₂ + O₂
SR: 4H₂ + CO₂ → 2H₂O + CH₄

Filtrování odpadních vod, jako je moč a voda ze sprchy, spolu s řízeným odstraňováním vlhkosti ze vzduchu v kabině zajistí, že žádný možný výstup nepřijde nazmar. Sekundární zdroje získané z měsíční půdy jsou použitelné, ale nejsou ideální, protože poskytují relativně nízkou výtěžnost.

Vzhledem k tomu, že se používá v širokém spektru aplikací, tj. od elektrolýzy po hygienu, musíme poskytnout podporu po selhání systému. V případě nadbytečnosti jsou na naší základně instalovány nouzové nádrže s H2O, které lze používat po dobu, než bude problém odstraněn (viz vzduch).

Při snaze o dlouhověkost bude příkladem pěstování čerstvých produktů, protože je pravděpodobnější, že si udržíme tělesnou potřebu vitamínů a minerálů po delší dobu, na rozdíl od užívání multivitamínů.

Nízká koncentrace dusíku v měsíční půdě (5 ppm) znamená, že nejprve dopravíme určité množství ze Země spolu se semeny a hnojivy. Organický odpad bude tedy recyklován.

Podzemní akvaponická farma zajistí výnosy pro kontinuitu mise. S tím je však spojena vysoká energetická náročnost, protože intenzita světla je úměrná růstu rostlin.

V sekundární fázi výroby se budeme snažit vyvinout pokročilá rostlinná stanoviště. Využijeme řadu LED diod, hliněný substrát, který kontroluje uvolňování hnojiva, vody a minerálů, a senzory pro sledování růstu rostlin. Snížení potřeby každodenní fyzické interakce s rostlinami a vyšší energetická náročnost vedou k lepší vhodnosti pro dlouhodobější osídlení.

Hlavním zdrojem elektřiny pro naši posádku budou solární panely s vysokou koncentrací fotovoltaických článků na cm². V kombinaci s denní intenzitou světla v dané lokalitě budeme maximalizovat účinnost absorpce slunečního záření, které bude následně využito při výrobě elektrické energie.

Kromě toho budou vodíkové palivové články sloužit k ukládání přebytečné energie nad potřebu stanice, což znamená, že v době slabého osvětlení je spotřeba stále flexibilní. Tam, kde to bude možné, bude odklon napájení z laboratoře zaměřen také na systémy Life.

Jak je uvedeno v našich návrzích v oblasti řízení rizik, posádka bude mít v případě potřeby přístup k RTG, ale vzhledem k rizikům spojeným s radioaktivní kontaminací se to považuje spíše za nouzový výstup. Proto jej zavedeme jako vnější zdroj umístěný na okraji kráteru ve vyztuženém kontejneru v podzemí.

Plyny přivezené s robotickou technikou zajistí, aby bylo pro přílet astronauta zpočátku připraveno atmosférické prostředí. Sabatierova metoda nejenže vyrábí vodu, ale při následné elektrolýze bude naší hlavní metodou získávání kyslíku. Může také docházet k extrakci z regolitu, která bude využívána ve spojení s případy, které budou těžit z produktů ze slitin kovů vznikajících na anodách.

Je sice pravda, že růstem rostlin na základně dochází k příjmu kyslíku a vylučování oxidu uhličitého, ale podmínky budou monitorovány a kontrolovány do té míry, že vliv na základnu bude považován za zanedbatelný.

Po dobu trvání mise budou monitorovány baroskopické podmínky včetně složení plynu, tlaku a vlhkosti a jako záložní zdroj musí být použity vzduchové nádrže pro případ, že by systémy pro doplňování vzduchu selhaly.

Conatur Lunar's účelem lze rozdělit na krátkodobá (ST), střednědobá (MT) a dlouhodobá (LT) schémata:

VYŠETŘOVACÍ ZAMĚŘENÍ:

→ spojit obory STEM členů posádky a současné znalosti s experimentálními důkazy na místě, aby bylo možné lépe nahlédnout do geologické historie Měsíce a tím i Země. (ST)

→ využít osobní zkušenost a samotnou misi ke zlepšení techniky, řešení problémů s vyhlídkou na cesty do vesmíru. (MT)

ORIENTACE NA POSTUP:

→ usilovat o možnost kolonizace Měsíce a prosazovat stávající úspěšné technologie tak, aby byly použitelné pro větší počet a demografické skupiny obyvatel. (LT)Pokud Sanctuarium se osvědčí při vytváření špičkového pracovního prostředí schopného udržet lidský život, bude naším celkovým cílem poučit se a posunout se od našeho průkopnického výzkumu k lepší životaschopnosti a v ideálním případě přispět k vytvoření komerčního a domácího života na Měsíci.

Po celou dobu obývání Sanctuarium, bude každodenní rutina sestávat z údržby a výzkumu, které budou vyváženy stejně důležitým volným časem, aby byla zachována zdravá rovnováha mezi pracovním a soukromým životem. Zatímco noční směny nebudou rozděleny do několika etap, bude pro každou noc určen astronaut "na zavolání" pro případ nouze. 

Astronauti začínali své směny hygienickými úkoly. Používání bezoplachového šamponu by výrazně snížilo spotřebu vody a zmírnilo námahu v mikrogravitaci. 

Snídaně v první hodině směny se skládá z položek bohatých na živiny, jako jsou míchaná vejce, aby se zvýšil jejich denní příjem kalorií na přibližně 2 800 kalorií. Navrhujeme, aby se tyto potraviny dovážely v biologicky rozložitelných obalech, a zvýšila se tak udržitelnost na palubě. Poté by následovaly biomedicínské monitorovací testy, které by zkontrolovaly, jak se jejich organismus přizpůsobuje prostředí pro budoucí expedice. 

Denní pracovní úkoly zařízení by zahrnovaly podávání zpráv o údajích z výzkumu. Kromě této klíčové výzkumné funkce by posádka musela provádět také základní úkoly údržby. Po kontrole, zda obdrželi komunikaci z řídicího střediska na Zemi, by byly delegovány konkrétní výzkumné úkoly. 

K obědu by se konzumovalo jídlo bohaté na bílkoviny, přičemž by se jídla pro zlepšení kvality života měnila. Testování nových způsobů pěstování rostlin pomocí technologie LED by umožnilo pěstovat různé čerstvé potraviny jako doplněk k večeři a také rozvíjet další perspektivy udržení života ve vesmíru. 

Fyzická aktivita na lunární základně by byla klíčovým aspektem jejich životního stylu, včetně cvičení 1 hodinu denně, aby se zmírnilo zhoršování stavu svalů. 

Večerní komunikace s rodinou a přáteli umožní spojení se Zemí. Společenský čas bude pro astronauty velkým přínosem kteří budou každý den s několika stejnými lidmi. Může také probíhat adaptivní výzkum, vedený každodenními aktualizacemi z jiných laboratoří na Zemi. 

Aby astronauti zůstali zdraví, po dokončení posledních údržbových prací na základně se odeberou do své ložnice, kde budou 8 hodin spát. Speciálně navržené palandy umožňují připevnění spacích pytlů, které bojují s problémem snížené gravitace, aby umožnily klidný spánek a omlazení na další náročný den. Věříme, že komunita podobně smýšlejících lidí bude na základně úspěšně žít společně, protože bude mít možnost trávit čas prací na tom, co je baví, individuálně i společnou prací.