Die Aufgabe, die uns gestellt wurde, bestand darin, ein Mondlager zu entwerfen. Die Aufgabenstellung war völlig offen und wir durften frei über die Funktion des Camps entscheiden. Mein Team entschied sich für eine dreimonatige Mission, in der vier Astronauten aus den Bereichen Chemie, Technik, Medizin und Botanik untergebracht werden sollten. Das Camp sollte für diese Mission gebaut werden, aber mit der Absicht, es in Zukunft für möglicherweise längere Missionen wieder zu verwenden. Bei der Planung des Lagers haben wir versucht, möglichst realistische Entscheidungen zu treffen, d.h. die Kosten für den Start großer Teile, die Sicherheit der Astronauten, der wissenschaftliche Nutzen und das potenzielle Interesse, das geweckt werden soll, haben die Entscheidungen beeinflusst. Das Camp wird Wohn- und Arbeitsräume für vier Astronauten beherbergen. Ihre Mission wird sowohl Ausflüge außerhalb des Lagers als auch Experimente und dergleichen innerhalb des Lagers umfassen, so dass neben dem Lager selbst mehrere Rover benötigt werden, darunter ein kleiner anhängerähnlicher Rover für den Transport der Ausrüstung und die Manipulation der Module während der Montage, ein Langstreckenrover, der im Notfall als "Rettungsboot" fungieren soll, sowie einige Landschaftsroboter, die vor der Ankunft der Astronauten zur Vorbereitung des Landeplatzes geschickt werden. Wir hatten das Glück, mit Hilfe des Occulus Headsets Quest 2 eine VR-Welt mit der Basis auf https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 erstellen zu können.

Die in Abschnitt 4 gezeigten Pläne für einige der Module stammen von einer älteren Version der Basis, die der endgültigen Version zwar sehr ähnlich ist, aber dennoch leicht abweicht.

Eine äquatornahe Position hätte eine konstante Sichtlinie zur Erde, was ein eindeutiger Vorteil wäre, aber es würde bedeuten, dass die Astronauten den Teil des Himmels hinter dem Mond nicht sehen könnten. Leider schwanken die Oberflächentemperaturen in Äquatornähe drastisch, so dass eine Oberflächenbasis in dieser Position nur schwer zu halten wäre. In der Nähe der Pole ist die Sonneneinstrahlung viel geringer. Es gibt sogar mehrere Orte in der Nähe der Pole, an denen die Sonne buchstäblich nie scheint. Das bedeutet, dass es zwar kalt ist, die Temperaturschwankungen an diesen Orten aber minimal sind. Folglich können die Materialien und die Struktur der Basis für die kalten Temperaturen in der Nähe der Pole optimiert werden. Da die Oberflächentemperaturen viel niedriger sind, kann sich in der Nähe der Pole außerdem Eis bilden. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren haben wir einen Krater in der Nähe des Südpols bei 42°E, 84,25°S ausgewählt.

Bevor das Mondlager auf der Oberfläche errichtet werden kann, muss das Landegebiet vorbereitet werden. Zu diesem Zweck werden unbemannte Rover zum Landeplatz geschickt, die das Gebiet räumen und die Hänge abflachen, damit ein geeigneter Platz für den Bau des Lagers entsteht. Das Hauptcamp besteht aus zehn Modulen und einem zusätzlichen Kommunikationsturm und einem Experimentmodul am Rand des Kraters, das ferngesteuert werden soll. Um das Risiko eines katastrophalen Versagens zu verringern, werden einige der Module auf der Erde gebaut und auf dem Mond einfach durch Andocken an die anderen Module installiert. Der Grund dafür ist, dass es auf der Erde viel einfacher ist, die Zuverlässigkeit der Module zu gewährleisten als auf dem Mond. Die folgenden Module würden auf der Erde hergestellt: die Luftschleuse, das Wohn-, Labor-, Toiletten-, Experiment- und Versorgungsmodul sowie der flexible Korridor zwischen den Drehkreuzen und der Kommunikationsturm (die hydraulisch betätigten Stelzen würden ebenfalls auf der Erde gebaut). Die beiden Drehkreuze würden in kleinere Komponenten zerlegt werden, da sie viel zu groß sind, um in einem Stück gestartet zu werden. Das Hydrokulturmodul würde aus einer Kombination von einfachen Teilen (wie Titanstreifen und HDPE-Ziegeln) und auf der Erde gefertigten Teilen (wie der Andockvorrichtung) bestehen. Alle diese Teile würden mit Materialien und Techniken (abgesehen vom Hydrokulturmodul) gebaut, die für bestehende bewohnbare Module typisch sind.

Wie in Abschnitt 2.1 erwähnt, bietet der gewählte Standort bereits einen erheblichen Schutz. Da das Lager nie direkt von der Sonne angestrahlt wird, ist es sehr gut gegen Sonnenstrahlung abgeschirmt. Die einzigen anderen Strahlungsquellen sind der Kernreaktor, der das Lager betreibt, und die kosmische Strahlung. Der Reaktor ist entsprechend abgeschirmt, und die kosmische Strahlung wird durch eine mindestens 20 cm dicke HDPE-Platte abgehalten, die einen ausreichenden Schutz bietet. Eine weitere Gefahr stellt der Mondstaub dar, der an den Oberflächen haften bleibt und verschiedene Probleme verursachen kann, darunter potenzielle Lungenschäden bei den Astronauten, Beschädigung von Oberflächen aufgrund seiner abrasiven Eigenschaften, Beeinträchtigung der Wirksamkeit empfindlicher Komponenten wie Dichtungen und Schäden an den Raumanzügen. Filter in den Umweltsystemen werden dafür sorgen, dass Staub, der in das Lager eindringt, entfernt wird, und eine sorgfältige Wartung der Raumanzüge und der Ausrüstung nach der Rückkehr zur Basis wird verhindern, dass Staub in die Basis eindringt.

Um das Risiko der Rohstoffgewinnung zu verringern, wird auf der Raumstation Artemis während der routinemäßigen Versorgungsmissionen ein Wasservorrat angelegt. Bei der Landung wird es abtransportiert. Wir können die Vorräte durch die Gewinnung von Wasser aus dem Mundeis ergänzen.

Auch hier gilt: Um das mit der Ressourcengewinnung verbundene Risiko zu verringern, werden wir in der Raumstation Artemis in Vorbereitung auf die Mission einen Vorrat an Nahrungsmitteln anlegen, der durch die hydroponischen Experimente ergänzt wird (obwohl diese Experimente die Besatzung allein nicht ernähren könnten).

Die Energieversorgung erfolgt durch einen kleinen Kernreaktor nach dem Vorbild des eVinci-Reaktors, der von Westinghouse entwickelt wird. Schwungräder werden aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Bedingungen als Hauptenergiespeicher verwendet, obwohl wir aufgrund ihrer bisherigen Verwendung in der Raumfahrt auch Wasserstoffbrennstoffzellen einsetzen werden.

Luft wird ebenfalls in der Raumstation Artemis gelagert, und auch hier können wir den Vorrat ergänzen, indem wir Sauerstoff von der Mondoberfläche durch Reduktion mit Wasserstoff extrahieren, was ungefähr 45% Sauerstoff nach Masse entspricht.

Der Zweck des Camps ist eine Entdeckungsmission. Ziel ist es, Technologien und Techniken zu testen und zu demonstrieren, die in Zukunft für längere Missionen und schließlich für eine langfristige Besiedlung genutzt werden könnten. Denn bei bemannten Raumfahrtmissionen haben wir zwar Menschen für einige Tage auf den Mond geschickt und Astronauten für mehrere Monate auf die ISS geschickt, aber noch nie sind Astronauten für längere Zeit auf der Mondoberfläche geblieben. Bevor wir also ernsthaft über kommerzielle oder touristische Unternehmungen nachdenken können, stellt sich zunächst die Frage, ob wir überhaupt auf dem Mond leben können. Zu den Projekten, die in Angriff genommen werden könnten, gehören der Anbau von Pflanzen (daher der Botaniker), die Erforschung wirksamer Methoden zur Gewinnung von Sauerstoff und anderen Ressourcen aus dem Mondboden und die Herstellung verschiedener Gegenstände mit Hilfe der Werkzeuge im Fertigungsmodul.

Die übergreifende Untersuchung im Mondlager soll klären, ob eine langfristige Besiedlung des Mondes möglich ist. Zu diesem Zweck muss der Tag der Astronauten so "normal" wie möglich sein. Für die meisten von uns beginnt der Tag mit dem Frühstück, gefolgt von der Körperpflege und dem Anziehen. So würden auch die Astronauten ihren Tag beginnen. Es folgt eine kurze Besprechung, in der die für den Tag geplanten Aufgaben und der Verlauf der gestrigen Arbeit besprochen werden. Sobald diese Aktivitäten erledigt sind, teilen sich die Astronauten in zwei "Teams" auf. Team eins hat eine Trainingseinheit in Hub A. Bewegung ist wichtig, um den durch das Leben in einer Umgebung mit geringer Schwerkraft verursachten Muskelschwund zu minimieren und ein starkes Herz-Kreislauf-System zu erhalten. Team zwei kümmert sich derweil um die allgemeine Instandhaltung des Lagers, z. B. Aufräumen, Pflanzenkontrolle usw. Die beiden Teams tauschen dann, wobei Team eins für allgemeine Wartungsarbeiten zuständig ist und Team zwei trainiert. Der Grund für diese Aufteilung ist, dass in Hub A nicht alle vier Astronauten gleichzeitig trainieren können. Die beiden Teams kommen zusammen, um an den für den Tag festgelegten Projekten zu arbeiten. Im Laufe der drei Monate gibt es eine Vielzahl von Aufgaben, z. B. die Vorbereitung auf eine EVA, die Durchführung von Wartungsarbeiten, die Analyse von Proben, die Nutzung der Fertigungsanlagen in Hub B usw. Diese Aufgaben würden vor Beginn der Mission geplant, um die Zeit des Astronauten so effektiv wie möglich zu nutzen, obwohl es während der Mission aus unvorhergesehenen Gründen zu Änderungen kommen kann. Für unseren Beispieltag werden die Astronauten ein Ersatz-Hydraulikventil herstellen, um eine Reservepumpe zu reparieren. Um den Arbeitstag so "normal" wie möglich zu gestalten, würden die Teams etwa zur Mittagszeit eine Mittagspause einlegen. Nach dem Abwasch wenden sich die Astronauten ihrer nächsten Aufgabe zu, die an diesem Tag in der Planung der morgigen EVA zur Entnahme von Bodenproben besteht. Diese Arbeitsphase würde länger dauern als die morgendliche und rechtzeitig zum Abendessen abgeschlossen sein. Danach hätten sie Zeit, sich zu entspannen, bevor sie alles abschließen, letzte Überprüfungen durchführen (vielleicht noch einmal die Pflanzen) und sich ins Bett legen. Die Tageszeit selbst würde mit der GMT synchronisiert werden