Vores base Cartier I forsøger at præsentere en nøjagtig model for en realistisk månebosættelse. Det første skridt i vores tilgang til denne udfordring var at opstille en liste over alle de problemer, der skulle løses. Vi fandt frem til følgende: konstruktion, beliggenhed, vitale behov (mad, vand, luft), energi, sikkerhed (stråling, varme, sundhedsmangler) og forsyning. Det, der gør vores løsning særlig, er den store udvidelsesmulighed, den lette installation og den autonomi, som Cartier I ville have.

Den første ekspedition ville blive ledet af fire astronauter, som ville medbringe alle byggematerialer.

• I bosætningsfasen (2-4 uger for hovedstrukturer, 6-8 uger for fødevareselvstændighed) vil astronauterne bygge basen (forklares nærmere nedenfor) og etablere de vigtigste infrastrukturer som f.eks. vandudvinding og energiproduktion.
• Når først pionererne har bosat sig, og basen er autonom, kan der foretages flere operationer for at udvide basen yderligere, som kan blive en storskala bosættelse beboet af et dusin astronauter ad gangen, da modulerne er specielt designet til at lette udvidelsen.

Vi har skabt en CAD-model, der skematiserer de grundlæggende konturer af vores månelejr; den består af de fire beboelige moduler og de fleste eksterne infrastrukturer (vandudvinding/opbevaring og energiproduktion), som Cartier I ville have haft under den første ekspedition. Nedenstående skemaer forklarer i detaljer konfigurationen af basen og alle de enkelte moduler samt vand- og elproduktionssystemerne.

Vi har besluttet at placere bosættelsen direkte i bunden af et krater, hvis vægge vil fungere som et effektivt solafskærmningssystem (dette eliminerer også udfordringen med at transportere is). Hvad angår valget af krateret, skal mange kriterier opfyldes: evig skygge på bunden, stærk og hyppig belysning på kanten og gode koncentrationer af vandis. Andre fordele kunne være kraterets størrelse (som påvirker rejsetiden), dets nærhed til andre interessante steder og dets orientering mod potentielt uudforskede områder i rummet.

Ifølge data fra Chandrayaan-1-ekspeditionen er der mest vand omkring månens poler, og det er derfor der, hvor vores base sandsynligvis vil være. Manglen på præcise data for specifikke kratere forhindrer os i at give et endeligt svar, men potentielle kandidater omfatter Shackleton-krateret (med toppe, der er oplyst i ~94% af året), Whipple-krateret (med et tykt islag forudsagt) eller Peary-krateret (som er ret lavvandet).

Vi planlægger at bruge raketskroget som hovedskelet til basen. Når raketten når månens kredsløb, vil den blive skilt ad i fire sektioner, der lander uafhængigt af hinanden. Disse fire cylindriske sektioner vil udgøre de fire levende moduler, som astronauterne skal bruge på denne første ekspedition: et boligmodul, et fællesmodul (og sportsmodul), et drivhusmodul og et forskningsmodul (se skemaer nedenfor).

Da der kan ses bort fra varmetilførsel fra stråling, er der kun behov for varmeisolering for varmetab som følge af stråling (fra soklen - mod ydersiden) og ledning gennem jorden. Dette kan gøres ved at anvende flerlagsisolering - med Kapton eller Mylar - for at få stråling tilbage og ved at gøre den del af skroget, der er i kontakt med jorden, tykkere. Man kan også forestille sig oppustelige moduler, forudsat at deres bund i kontakt med jorden også er fremstillet af et tykt isolerende materiale.

Ved at bruge raketrammen vil byggetiden blive reduceret drastisk, da det kun er nødvendigt at konstruere forbindelserne mellem modulerne, den ydre infrastruktur og det indre inventar. Infrastrukturerne vil blive samlet af små eller mellemstore dele, der er konstrueret på Jorden; den lave tyngdekraft vil gøre det lettere at transportere de større dele.

Kort efter ankomsten vil holdet rejse ud på ydersiden af krateret for at installere solafvisere og kommunikationsantennen. Dette vil være en af de eneste gange, hvor de skal rejse over store afstande (bortset fra lejlighedsvis vedligeholdelse), da lejren ellers er kompakt.

De farer, som astronauterne kan blive udsat for, kan inddeles i tre kategorier.

For det første miljøspørgsmål: Som forklaret tidligere vil den normalt skadelige stråling fra rummet aldrig nå astronauterne på bunden af krateret, så dette problem kan elimineres. Meteoritter kan derimod potentielt nå lejren; hurtige beregninger (sammenlignet med den mængde, der når jordens atmosfære) viser dog, at sandsynligheden for, at en meteorit kan beskadige et modul eller en astronaut, er ubetydelig.

For det andet sundhedsmæssige mangler: astronauterne vil kun opleve en sjettedel af Jordens tyngdekraft, hvilket vil resultere i muskeltab. For at modvirke dette vil astronauterne gennemgå en daglig træningsrutine med maskiner, der er tilpasset til at arbejde under lav tyngdekraft (elastikker, der trækker personen nedad, magnetisk modstand osv.).

For det tredje, tekniske problemer eller ulykker. Alle moduler er lukket inde med lufttætte døre og vil ikke blive påvirket, hvis et modul går i stykker; parametre som temperatur eller luftsammensætning overvåges konstant for at forhindre ulykker.

I bosætningsfasen vil astronauterne være afhængige af en lille vandforsyning, der kommer fra Jorden. Når de har installeret de vigtigste infrastrukturer, vil vandet blive udvundet fra regolit i en proces i tre trin.
Det første skridt er udgravningen: En rover udgraver stykker af regolit og bringer dem til et varmekammer.
Det andet trin er ekstraktion: Ved hjælp af solenergi opvarmes kammeret til ca. 600 K, hvilket tvinger vandet til at sublimere og opbygge trykket i tanken.
Det tredje og sidste trin er transporten: Efter at have passeret en turbine (se afsnittet om elektricitet) kondenseres vanddampen i et rørsystem, der fører til vandcisternen. En regulator overvåger vandets renhed for at sikre, at det er drikkeligt; om nødvendigt kan det renses yderligere.
For at undgå spild vil vandet blive genbrugt på samme måde som på ISS: fra astronauters/planters transpiration, urin, brusebad og vaskeafløb.

Fødevarer vil blive produceret i drivhusmodulet (se skemaer nedenfor).
Grøntsager vil blive produceret i aeroponiske og hydroponiske systemer, der anvender næringsberiget vand (næringsstoffer kan syntetiseres fra ekstraheret KREEP eller koncentrerede forsyninger fra jorden). I det aeroponiske system bliver planternes rødder sprøjtet med en tåge, der indeholder alle de næringsstoffer, de har brug for; i hydroponikken bader røddernes spidser i opløsningen (Rockwool eller perlite kan anvendes som vækstmedium). Planterne vælges ud fra udbytte, væksttid og næringsværdi (hurtigtvoksende planter er f.eks. grønkål, bønner, salat, tomater, bær osv.) De skal vokse i et kontrolleret miljø, hvor de får den ideelle lysintensitet/bølgelængde og temperatur.
Kunstigt kød vil blive "dyrket" ved at bade stamceller i et næringsmedium for at skabe proteiner.
Andre ikke-forgængelige kosttilskud vil blive hentet fra jorden i tilstrækkelige mængder.

I indfasningsfasen vil basen blive drevet af en radioisotopisk termoelektrisk generator, som vil blive bortskaffet i sikker afstand fra basen, når den ikke længere er nødvendig.
Sammen med vandet vil der derefter blive produceret elektricitet i et CSP-system (concentrated solar power):
Der vil blive anbragt to-aksede sporingsreflektorer på toppe uden for krateret, som vil reflektere sollyset mod det samme punkt nær lejren. Det varmekammer, der er placeret der, vil producere højtryksdamp, som vil gå gennem en turbine og dreje dens blade; denne drejende bevægelse vil blive omdannet til elektricitet af en generator (forklaret i en skematisk oversigt nedenfor).
Solpaneler kunne også anvendes som et alternativ for at reducere systemets kompleksitet, men det ville mindske udbyttet (kun ~20% effektivitet mod ~50% effektivitet for turbiner) og kræve et større areal.

Når det drejer sig om vejrtrækning, er der to vigtige processer, der skal udføres: dannelse af O2 og udrensning af CO2. Det kvælstof (80% luft), der er nødvendigt, kan hentes fra Jorden og forbruges ikke, da det er en inaktiv gas.
Ilten fremstilles ved elektrolyse af vand. Ved at lægge en spændingsforskel til to elektroder kan vi dele H20-molekylerne og skabe brint og ilt (der skal tilsættes en elektrolyt for at øge vandets ledningsevne). Brinten kan lagres og senere bruges som raketbrændstof.
Kuldioxidvaskning kan ske ved hjælp af lithiumhydroxid (LiOH), som reagerer med CO2 og producerer vand, eller ved hjælp af mager amin (MEA), som absorberer CO2 og bliver til rig MEA (kan derefter koges for at slippe af med CO2, hvilket gør den mager igen).
I afviklingsfasen og hvis der opstår problemer med elektrolyseprocessen, anvendes iltlys for at holde O2-niveauet på et stabilt 20%-niveau.

Først og fremmest, Cartier I's formål vil være videnskabeligt. Lejren vil give astronauterne mulighed for at udføre eksperimenter og forskning, som ikke kan udføres på Jorden, f.eks. hvordan forskellige genstande opfører sig i lav tyngdekraft eller i tomrummet. Det vil også være en gylden mulighed for at analysere sammensætningen af regolit i månekratere i dybden. Lejren vil også få betydning inden for astrofysik: dens udsigtspunkt vil give astronauterne mulighed for at observere stjerner, som ikke kan ses fra jorden.

Vores månelejr vil også tjene som et vejpunkt for kolonisering af rummet. Rumskibe vil nemlig kunne tanke op med den brintgas, der skabes ved elektrolyse, hvilket f.eks. kunne lette en rejse til Mars.

I en eventuel fremtid kunne basen også have et mere lukrativt mål, f.eks. at sælge sjældne jordarter, som let kan findes på månen, eller at udvikle rumturisme.

Astronauterne vågner kl. 7.00 og har en halv time til at bruge på hygiejne og personlige interesser.

Kl. 7.30 spiser besætningen morgenmad i Living Module, hvor de spiser både produkter, der er produceret på månen, og produkter, der er bragt fra jorden, for at holde en afbalanceret kost. En gruppe på to astronauter overvåger derefter roveren, mens den udvinder regolit (for senere at udvinde dens vand), mens de resterende to astronauter tager sig af haven, der er installeret i drivhusmodulet, og overvåger væksten af det kunstige kød.

Kl. 9:00 forlader to af astronauterne basen for at vedligeholde roverne og infrastrukturen. Dette kan bestå af flere forskellige opgaver som f.eks. rengøring af nogle af instrumenterne, kontrol af generatorernes produktivitet eller kontrol af rørsystemets integritet. De to andre astronauter bliver på basen for at udføre nogle opgaver for at sikre besætningens velbefindende.

Kl. 10.30 samles alle astronauterne i fællesmodulet for at lave nogle øvelser, da den lave tyngdekraft på månens overflade kan svække deres muskler. Efter en times træning og tredive minutters hvile spiser de frokost og kan nyde den mad, de har produceret på basen.

Kl. 13.00 går besætningen uden for lejren for at observere stjernerne, som er klart synlige takket være fraværet af lysforurening. Observationerne vil derefter blive sendt til Jorden, hvor forskerne kan analysere dem nærmere. I resten af "eftermiddagen" indsamler astronauterne prøver af regolit og analyserer deres sammensætning i forskningsmodulet for at verificere parametre som vandkoncentrationen og udføre forskellige andre eksperimenter. Disse resultater sendes også til Jorden omkring kl. 18.30, hvorefter astronauterne får lidt fritid til at hvile sig.

Kl. 19.00 samles besætningen i opholdsmodulet og forbereder den næste dags program. Derefter spiser de aftensmad kl. 20.00 og har en time til fritid, hvor de normalt spiller kort, hører god musik eller læser bøger. Denne fritid er vigtig for at sikre deres mentale velbefindende og mindske den stress, der ophobes, når man bor i rummet.

Resten af aftenen er så dedikeret til hygiejne og udveksling med jorden. Astronauterne går i seng omkring kl. 22.30 for at få en hel nats søvn og drømme om rummets uendelighed og de muligheder, som morgendagen byder på.