Jsme astronomický klub střední školy Lafayette v Clermont-Ferrand. Letos se s naším učitelem přírodních věd účastníme experimentu s kapkou v souvislosti s misí Alfa, kterou uskutečnil francouzský astronaut ESA Thomas Pesquet. Všichni se ve školním vzdělávacím programu orientujeme na leteckou a kosmickou techniku nebo na astrofyzikální výzkum. Proto jsme s velkou motivací řekli našemu učiteli ano, abychom se této soutěže zúčastnili. Ještě než vám začneme vyprávět o našem řešení této soutěže, představíme vám pracovní techniku, kterou jsme v průběhu celého projektu používali. Naše pracovní technika spočívá v sestavení seznamu problémů, s nimiž jsme se setkali nebo u nichž je vysoká pravděpodobnost, že se s nimi setkáme: jakmile je tento seznam problémů hotov, rozdělíme tyto "velké" problémy na spoustu "menších", které konkrétněji odpovídají na naše potřeby. Je skutečně jednodušší řešit několik malých problémů nezávisle na sobě, aby nám umožnily čelit obecnému omezení, než je řešit přímo. Jakmile se celý náš tým shodl na technice, kterou použijeme, začali jsme vytvářet funkční specifikaci, která nám umožní být efektivnější a produktivnější, až přejdeme k části 3D modelování. Náš model představuje pohled na základnu během první mise, takže je zde pouze základní modul.

Naše základna potřebuje ke svému fungování vodu, takže se musí bezpodmínečně nacházet v blízkosti vody: na Měsíci ji najdeme ve formě ledu, hlavně na pólech Měsíce, takže naše základna bude umístěna na jednom ze dvou pólů Měsíce.

Náš tábor na Měsíci nám umožňuje chránit astronauty před mnoha nebezpečími, která je na tomto nehostinném povrchu obklopují. Víme totiž, že na Měsíci není atmosféra, a tudíž ani možnost dýchání. Proto bude naše lunární základna vodotěsná a přetlaková v podmínkách podobných těm na Zemi nebo na ISS. Abychom tuto těsnost zajistili, použijeme na každém spoji těsnění. Z webových stránek NASA a ESA jsme se dozvěděli, že měsíční regolit je ostrý a dráždivý, proto jsme pro ochranu astronautů zajistili na povrchu Měsíce hangár, který zajistí, že se v základně nebude nacházet regolit. Pokud by se tak náhodou stalo, náš filtr by přesto zajistil bezpečnost astronautů. Abychom naše astronauty ochránili před nebezpečnou radiací, rozhodli jsme se, jak jsme vysvětlili v části 2.2, naši základnu pohřbít.

Voda bude důležitým zdrojem pro naši lunární základnu, bude se totiž používat k hydrataci posádky, k pěstování plodin a především k výrobě kyslíku pro základnu pomocí systému elektrolýzy vody, který bude také vyrábět vodík, jenž může být použit jako palivo pro start zásobovacích raket.
Může být získán přímo z Měsíce využitím přítomného ledu nebo přivezen přímo ze Země, zejména v prvních dnech. Kromě toho je na základně přítomen systém recyklace vody, aby se spotřebovalo méně vody.

Základna musí zajistit jídlo pro posádku, ale na Měsíci není žádný skutečný zdroj potravin, takže jídlo bude muset být přivezeno ze Země pomocí zásobovací rakety. Díky modularitě základny však lze bez problémů přidat například skleníkový modul nebo chovný modul pro chov kuřat, což sníží počet zásobovacích raket a zároveň zlepší kvalitu života posádky, je přece mnohem příjemnější jíst ráno čerstvá vejce než konzervu.

Základnu je také třeba napájet, takže použijeme solární panely, které jsou mnohem účinnější než na Zemi, protože Měsíc nemá atmosféru. Tyto solární panely budou samozřejmě muset být doplněny akumulátory, které budou uchovávat energii během noci, ale cyklus den-noc na Měsíci trvá 30 pozemských dní, takže budeme potřebovat více akumulátorů.
Bohužel, aby měla základna přístup k vodě, musí být umístěna směrem k pólům, kde je nejméně slunečního světla, a proto bylo rozhodnuto přidat použití jaderných baterií, aby se tato ztráta kompenzovala.

Na Měsíci je problém, že na něm nenajdeme žádný vzduch. Kosmonaut potřebuje vzduch, takže nemáme žádnou možnost dovážet ze Země spoustu kyslíku a azotových nádrží, abychom zajistili dýchání lidí. Navíc, pokud můžeme využít kyslík, který je v měsíční půdě, můžeme nahradit nádrže s kyslíkem dalšími nádržemi s azotem, takže můžeme efektivně využít prostor pozemské rakety, protože měsíční půda je z velké části tvořena kyslíkem (více než 40%). Pokud se nám podaří vyvinout technologii pro odběr kyslíku se zemí, můžeme tuto technologii využít pro odběr kyslíku v CO2, který je naším výdechovým plynem. Můžeme použít elektrolýzu s vodou a brát její kyslík, takže můžeme být s tímto plynem zcela nezávislí a raketu si vyhradit pro jiné potřebné produkty, jako je voda nebo potraviny.

Hlavním cílem našeho tábora na Měsíci bude provést výzkum o schopnosti lidí přežít v jiném prostředí (jiná gravitace, žádný vzduch atd.). Experiment bude trvat mnoho let, a pokud se osvědčí, můžeme jasně říci, že můžeme žít na Měsíci. Pokud však výsledky nebudou závěrečné, vezmeme si své věci zpět a bezpečně se vrátíme na Zemi. Dalším krokem po naší malé základně na Měsíci je založit na této družici kolonizaci a začít vytvářet novou civilizaci, takže její hlavní účel bude turistický.

Řízení dne během dlouhodobé mise je nezbytné, aby se členové týmu na stanici nepřetěžovali. Z tohoto důvodu budou na Zemi navrženy týdenní rozvrhy, které budou distribuovány každé pondělí na začátku týdne. Týden bude sestaven na základě 5 pracovních dnů (pondělí až pátek) a 2 dnů odpočinku (sobota a neděle), přičemž pracovní doba bude odpovídat UTC. Každý den bude také dobře připraven a organizován. Začíná se v 7 hodin ráno, kdy budou muset být poslední vzhůru. Astronauti budou mít čas do 8:30, aby se připravili a nasnídali. V 8:30 se všichni členové shromáždí v zasedací místnosti a tam velitel předá každému členovi rozkazy mise na daný den, které mu předá Země, a provede všeobecnou instruktáž. Od 9 hodin se každý astronaut bude věnovat tomu, co mu Země zadala. Mezi 11. a 14. hodinou mají astronauti povinnost udělat si hodinovou přestávku. Pracovní den končí v 17:30 hodin 30minutovým hlášením o průběhu dne v zasedací místnosti. Poté si astronauti mohou dělat, co chtějí, až do 23:00 hodin. Ve 23:00 přechází základna do nočního režimu a astronauti by měli být co nejvíce ve svých pokojích. Toto plánování dne může být změněno, pokud se vyskytnou nějaké konkrétní akce (EVA, narozeniny, úleva, ...).