Το έργο μας Moon Camp εστιάζει επιστημονικά στην αξιοποίηση των πόρων της Σελήνης για τη διατήρηση της ανθρώπινης παρουσίας, παράλληλα με τη διεξαγωγή δύο κύριων πειραμάτων: 1.) ανάπτυξη φυτών σε περιβάλλον χαμηλών g και 2.) διερεύνηση των μηχανικών ιδιοτήτων του σεληνιακού ρεγκόλιθου. Η βάση μας έχει τη δυνατότητα περαιτέρω ανάπτυξης για τη στέγαση βιώσιμων οικιστικών και τουριστικών εγκαταστάσεων. 

Η κατασκευή της βάσης μας επιτυγχάνεται μέσω ISRU, χρησιμοποιώντας σεληνιακό ρεγκόλιθο για τη θωράκιση των αστροναυτών από την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, καθώς και για την παροχή δομικής ενίσχυσης. Ο σχεδιασμός της βάσης παράγεται μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης, η οποία πραγματοποιείται από ένα μικρό στόλο ρομπότ πριν από την άφιξη των ανθρώπων. Η ISRU χρησιμοποιείται επειδή είναι οικονομικά αποδοτικότερη από τη μεταφορά υλικών από τη Γη στη Σελήνη. Αυτό μπορεί στη συνέχεια να χρησιμεύσει ως πύλη για περαιτέρω εξερεύνηση της Σελήνης. Η σεληνιακή μας κατασκήνωση αποτελείται από δύο τμήματα, εκ των οποίων το ένα είναι ένας σταθμός σε επίπεδο επιφάνειας που στεγάζει τη μονάδα ελέγχου (CM), τη μονάδα αποθήκευσης οχημάτων (VSM) και τις μονάδες κατοίκησης (HM). Το δεύτερο τμήμα, που βρίσκεται 15 μέτρα κάτω από το έδαφος, είναι το μέρος όπου αποθηκεύονται οι RTGs μας, για εφεδρική ενέργεια κατά τις περιόδους σκοταδιού στο σεληνιακό κύκλο, καθώς και πρόσθετες προμήθειες τροφίμων και ένα από τα πειράματά μας.

Η αποστολή μας αποτελείται από κύκλους, με κάθε νέο κύκλο να φέρνει τέσσερα επιπλέον μέλη του πληρώματος στη βάση. Για το πείραμα 1, ο ρεγόλιθος μεταφέρεται στις μονάδες επεξεργασίας σεληνιακού ρεγόλιθου (LRPU), όπου αναλύεται η καταλληλότητά του ως πηγή καυσίμου, οξυγόνου, νερού, ηλεκτρικής αγωγιμότητας και θρεπτικών συστατικών για την ανάπτυξη φυτών. Στη συνέχεια, ο πάγος του νερού διασπάται σε οξυγόνο και υδρογόνο με απόβλητα το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα. Για το πείραμα 2, θέλουμε να διερευνήσουμε τις επιδράσεις της χαμηλής βαρύτητας και της συγκέντρωσης οξυγόνου στην ανάπτυξη των φυτών- αυτή η έρευνα θα έχει οφέλη για τις μελλοντικές μακροπρόθεσμες αποστολές στη Σελήνη και τον Άρη, όπου οι αστροναύτες θα πρέπει να παράγουν αυτάρκη τροφή. 

Αποφασίσαμε να τοποθετήσουμε τη βάση της σεληνιακής μας κατασκήνωσης στις παρυφές του κρατήρα Peary κοντά στο σεληνιακό Βόρειο Πόλο. Λόγω της μικρής αξονικής κλίσης της Σελήνης, η θέση αυτή μπορεί να δέχεται ηλιακό φως για σχεδόν μια ολόκληρη σεληνιακή ημέρα, καθιστώντας την ιδανική για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας. Επιπλέον, η διακύμανση της θερμοκρασίας κοντά στο χείλος είναι μικρότερη και μειώνει το κόστος για την κατασκευή της βάσης μας. Σε αντίθεση με τα χείλη, τα βάθη του κρατήρα έχουν χαμηλές θερμοκρασίες και μικρή έκθεση στο ηλιακό φως, ωστόσο περιέχουν τεράστιες ποσότητες υδάτινου πάγου που μπορούν να λιώσουν για νερό προς πόση ή να ηλεκτρολυθούν για υδρογόνο και οξυγόνο. Και τα δύο στοιχεία είναι χρήσιμα ως προωθητικό για τους πυραύλους μας, ενώ το οξυγόνο ειδικότερα είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ανθρώπινης ζωής και των δραστηριοτήτων στη σεληνιακή βάση. Η εγγύτητα αυτών των πόρων συμβάλλει στη μείωση του κόστους μεταφοράς τους και επιτρέπει μεγαλύτερο χρόνο για τη διεξαγωγή ερευνών.

Η κατασκευή της βάσης μας θα γίνει σε δύο στάδια. Το πρώτο στάδιο θα είναι η εκσκαφή των θεμελίων για τις υπόγειες μονάδες μας (UGM), η οποία θα πραγματοποιηθεί με τη χρήση μιας διαδικασίας τρισδιάστατης εκτύπωσης και εκσκαφής υπό την καθοδήγηση ενός μικρού στόλου αυτόνομων ρομπότ. Αυτές οι ενότητες στεγάζουν τα εφεδρικά μας RTG και τους χώρους άσκησης- τα RTG θα παρέχουν αρχική ισχύ για να διευκολύνουν την περαιτέρω κατασκευή των ενοτήτων κατοίκησης (HM). Αυτό θα συμβάλει στην ελαχιστοποίηση των διαταραχών της αποστολής, καθώς οι αστροναύτες θα μπορούν να μετακινηθούν απευθείας από την τροχιακή μονάδα επικοινωνίας (OCM) στην (HM). Ωστόσο, ενώ η κατασκευή της συνολικής δομής ολοκληρώνεται, οι αστροναύτες θα φτάσουν στη βάση για να ολοκληρώσουν την κατασκευή της. Η εγκατάσταση υπηρεσιών επικοινωνίας με τη Γη, μαζί με συσκευές για επιστημονικά πειράματα, θα αποτελέσει προτεραιότητα για τους αστροναύτες. Οι πόροι θα μεταφέρονται με πυραύλους και ένα σύστημα αναμετάδοσης πριν και κατά τη διάρκεια της περιόδου κατασκευής. Μετά την εξόρυξη του ηλίου 3 και των σπάνιων μετάλλων, η σεληνιακή βάση μπορεί να δημιουργήσει ένα εμπορικό δίκτυο για την παραγωγή εισοδήματος, καθιστώντας τη βάση οικονομικά ανεξάρτητη. Θα προσπαθήσουμε να δώσουμε προτεραιότητα στη χρήση τοπικών υλικών που έχουν τις κατάλληλες ιδιότητες για τη μείωση του κόστους. Για παράδειγμα, τα θεμέλια των βάσεων μπορούν να κατασκευαστούν από σεληνιακό ρεγκόλιθο. Αναμειγνύοντάς το με νερό, αυτό το θειούχο σκυρόδεμα έχει μεγαλύτερη αντοχή σε εφελκυσμό και μέτρο ελαστικότητας Young από το τσιμεντένιο σκυρόδεμα, καθιστώντας τη βάση μας ακόμη πιο ανθεκτική. Επιπλέον, η διάταξη της βάσης μας είναι συμπαγής, θυσιάζοντας την αισθητική υπέρ της λειτουργικότητας, γεγονός που αντικατοπτρίζεται στην επιλογή μας για ένα σχήμα θόλου που προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή, ταχύτητα κατασκευής και αρχιτεκτονική αποτελεσματικότητα.

Η κατασκήνωση στη Σελήνη θα κατασκευαστεί κυρίως με σκυρόδεμα από σεληνιακό ρεγκόλιθο, με συγκεκριμένα εξαρτήματα (π.χ. πόρτες έκρηξης ή φρεάτια ανελκυστήρων) από αλουμίνιο. Το αλουμίνιο είναι ένα εξαιρετικό υλικό για κατασκευές λόγω του υψηλού συντελεστή ελαστικότητας Young και της αντοχής του σε θλίψη, καθώς και λόγω του χαμηλού βάρους του. Το μεγαλύτερο μέρος της βάσης μας κατασκευάζεται από σεληνιακό αλουμίνιο, καθώς είναι εξαιρετικά ευέλικτο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς τομείς του έργου για να βοηθήσει στην προστασία των αστροναυτών μας:

1.) Επίστρωση για την προστασία του στρατοπέδου από την ηλιακή ακτινοβολία

2.) προστασία από πρόσκρουση μετεωριτών

3.) δομική ενίσχυση της βάσης (με τη χρήση μεθόδου τρισδιάστατης εκτύπωσης AI που κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το Space Factory μέσω της χρηματοδότησης της NASA)

 Επιπλέον, ο ευαίσθητος εξοπλισμός, όπως οι μετρητές καρδιακών παλμών και τα RTG, βρίσκονται στο UGM για να αποφευχθούν οι βλαβερές συνέπειες οποιασδήποτε ακτινοβολίας σε ευαίσθητο εξοπλισμό, όπως οι μετρητές καρδιακών παλμών και τα RTG. Για να ελαχιστοποιηθούν περαιτέρω οι κίνδυνοι για την υγεία των αστροναυτών μας, τοπικά μαγνητικά πεδία (LMF) που παράγονται μέσω τορών θα περιβάλλουν τη βάση. Η ροή του υπερηχητικού πλάσματος στον τόρο θα δημιουργήσει μαγνητικά πηνία που θα δημιουργήσουν μια μαγνητική φυσαλίδα γύρω από τους HM και CM, εκτρέποντας δυνητικά επικίνδυνα ιονισμένα σωματίδια. 

Το νερό είναι ένας θεμελιώδης πόρος τόσο για την επιβίωση των αστροναυτών μας όσο και για την έρευνα σχετικά με την εξαγωγή οξυγόνου και υδρογόνου για καύσιμα μέσω ηλεκτρόλυσης. Καθώς η βάση μας θα χρησιμεύσει ως εφαλτήριο για περαιτέρω αποστολές στον Άρη, σύμφωνα με τους μακροπρόθεσμους στόχους της NASA και της ESA, η απόκτηση και παραγωγή νερού με αντίστροφη ηλεκτρόλυση θα είναι υψίστης σημασίας για τη βιώσιμη πλανητική εξερεύνηση. Περιοχές (όπως η θέση της βάσης μας) με αφθονία πάγου στο σεληνιακό ρεγκόλιθο ή στην επιφάνεια είναι ιδανικές για την εξόρυξη νερού. Ο πάγος μπορεί να λιώσει και να επεξεργαστεί για να γίνει πόσιμος. Θα υπάρχει επίσης ένα σύστημα ανακύκλωσης ενσωματωμένο στη βάση, ώστε η υποστήριξη της ζωής στη βάση να είναι όσο το δυνατόν πιο κλειστός κύκλος, επιτρέποντας τη μειωμένη σπατάλη ζωτικού νερού και οξυγόνου. Το νερό παίζει επίσης βασικό ρόλο στη διατήρηση της φυτικής ζωής στο θερμοκήπιό μας που λειτουργεί ως πηγή τροφής για τους αστροναύτες και ως δραστηριότητα εμπλουτισμού για τη βελτίωση της ψυχικής υγείας.

Αρχικά, αυτό πρέπει να εξάγεται από τη Γη κατά τη διάρκεια των περιόδων κατασκευής. Θα υπάρξουν περαιτέρω αποστολές για τη μεταφορά τροφίμων από τη Γη στο φεγγάρι. Όλα τα τρόφιμα θα αποθηκεύονται στην UGM και θα μπορούν να παραδίδονται στην HM και την CM χρησιμοποιώντας τον ανελκυστήρα μας. Σύμφωνα με έναν από τους στόχους της αποστολής μας να δημιουργήσουμε μια αυτάρκη βάση στο φεγγάρι, τα τρόφιμα θα καλλιεργούνται τελικά στο φεγγάρι στο θερμοκήπιό μας για να αυξηθεί η ανεξαρτησία της σεληνιακής βάσης και να μειωθεί το υψηλό κόστος των μεταφορών σε μεγάλες αποστάσεις. Η ποικιλία των τροφίμων που θα μπορούν να απολαμβάνουν οι αστροναύτες θα κυμαίνεται από σαλάτες μέχρι πιάτα με κρέας και ψάρι, με την πλειονότητα των ευπαθών προϊόντων να είναι προσυσκευασμένα για να παρατείνεται η διάρκεια ζωής τους. θα έχει επίσης ενδιαφέρον η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά, τα φρούτα και τα λαχανικά αναπτύσσονται σε ένα περιβάλλον χαμηλών g.

Αυτό θα προέλθει από διάφορες πηγές. Ένα σημαντικό ποσοστό της ενέργειας θα προέρχεται από τον ήλιο με τη χρήση μονοκρυσταλλικών ηλιακών συλλεκτών, καθώς οι τοποθεσίες του ηλιακού πάρκου θα έχουν σχεδόν συνεχή ηλιακή ακτινοβολία. Οι θερμιονικοί σφόνδυλοι θα χρησιμεύσουν συμπληρωματικά εκμεταλλευόμενοι τη μεταβολή της θερμοκρασίας στη Σελήνη. Επιπλέον, υπάρχουν δυνατότητες κάλυψης με πιεζοηλεκτρικά υλικά των υποδομών της σεληνιακής βάσης, καθώς και του οδοστρώματος που θα πατάει τακτικά το LR, για τη μετατροπή της μηχανικής καταπόνησης από τη δύναμη πρόσκρουσης με τα σωματίδια σε ηλεκτρικό ρεύμα, ενώ παράλληλα θα χρησιμεύει ως ένα επιπλέον στρώμα προστασίας. Τα RTG παρέχουν εφεδρική ισχύ σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ή κατά τη διάρκεια της αιχμής της ζήτησης. Οι εκτιμήσεις για τις τυπικές απαιτήσεις ενέργειας κυμαίνονται από 100kwh έως 10MWh ανάλογα με το μακροπρόθεσμο μέγεθος και τις απαιτήσεις της βάσης, οπότε η ύπαρξη μιας όσο το δυνατόν πιο ποικίλης πηγής ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για τη διαρκή παρουσία στο φεγγάρι.

Αρχικά, το οξυγόνο θα μεταφερθεί από τη Γη στη Σελήνη μέσω οχημάτων μεταφοράς που θα συνδεθούν με το OCM, και στη συνέχεια η σεληνιακή μας προσεδάφιση θα το παρέχει στη βάση. Ο πάγος από τη σεληνιακή επιφάνεια μπορεί να λιώσει και να ηλεκτρολυθεί για την παραγωγή οξυγόνου, συμπληρώνοντας αυτή την εξωτερική παροχή. Θα διερευνήσουμε επίσης τις δυνατότητες χρήσης κυανοβακτηρίων που καλλιεργούνται στο θερμοκήπιο, μαζί με συνθετικά μικρόβια που βασίζονται σε πρόσφατες έρευνες, για φωτοσύνθεση, ανακυκλώνοντας έτσι το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται από την αερόβια αναπνοή των αστροναυτών και παράγοντας περισσότερο οξυγόνο. Για να το ενισχύσουμε ακόμη περισσότερο, εξετάζουμε τη χρήση μιας αναβαθμισμένης έκδοσης του MOXIE της NASA που μπορεί να παράγει αναπνεύσιμο αέρα από την ηλεκτρόλυση του διοξειδίου του άνθρακα. Τυχόν πλεονάζων αέρας θα αποθηκεύεται για EVAs ή έκτακτες ανάγκες. Οι δύο προαναφερθείσες τεχνικές με τη χρήση μικροβίων και του MOXIE (σε αναβαθμισμένη μορφή) θα επιτρέψουν τελικά τη δημιουργία μιας βάσης που δεν θα εξαρτάται από τον ανεφοδιασμό με οξυγόνο από τη Γη. Για τον περιορισμό της απώλειας αέρα στο περιβάλλον, οι αεροστεγείς θύρες έκρηξης από αλουμίνιο εμφανίζονται στις HM και CM.

Ο γενικός σκοπός της σεληνιακής κατασκήνωσης είναι να δημιουργηθεί μια κατοικήσιμη περιοχή για τους αστροναύτες, ώστε να διεξάγουν επιστημονικές έρευνες, συμπεριλαμβανομένων των επιπτώσεων της σεληνιακής βαρύτητας και των συνθηκών στην ανθρώπινη ανατομία, καθώς και των υλικών ιδιοτήτων του σεληνιακού ρεγκόλιθου, ιδίως ως δομικού υλικού και πιθανού αγωγού του ηλεκτρισμού. Αυτή η περιοχή μπορεί στη συνέχεια να εξελιχθεί σε μια μεγαλύτερη κατοικημένη περιοχή για τις μελλοντικές γενιές και ενδεχομένως να προσφέρει οικονομικά οφέλη από τους τουρίστες από τη Γη που θα μπορούν να επισκέπτονται τη σεληνιακή βάση. Επιπλέον, οραματιζόμαστε τη βάση μας ως εφαλτήριο για μελλοντικές αποστολές στον Άρη και πέραν αυτού, εκμεταλλευόμενοι το χαμηλότερο κόστος εκτόξευσης από τη Σελήνη, σε συνδυασμό με μικρότερο μέσο χρόνο ταξιδιού και μεγαλύτερη ευελιξία στα παράθυρα εκτόξευσης. Συνοπτικά, η βάση μας θα:

1. Διεξαγωγή πειραμάτων που βελτιώνουν την κατανόηση των επιπτώσεων των χαμηλών g στην ανθρώπινη ανατομία και των υλικών ιδιοτήτων του σεληνιακού ρεγολίθου.
2. Να είναι αυτάρκεις, για να υποστηρίξουν την αυξανόμενη επέκταση της ανθρώπινης παρουσίας σε άλλους κόσμους.
3. Γεφύρωση του χάσματος μεταξύ των σημερινών ρομποτικών αποστολών στον Άρη και της ενδεχόμενης ανθρώπινης παρουσίας στην επιφάνεια του Άρη. 

Οι αστροναύτες θα ξυπνήσουν στις 6 το πρωί και θα εκτελέσουν τα συνήθη καθήκοντά τους. Το πρωινό, μαζί με τα υπόλοιπα γεύματά τους, θα παρέχεται χρησιμοποιώντας τρόφιμα που καλλιεργούνται στη βάση καθώς και προμήθειες που μεταφέρονται από τη Γη. Το πρωί, η ομάδα των τεσσάρων αστροναυτών μας θα χωριστεί σε δύο ομάδες και θα κάνει πειράματα. Η ομάδα 1 θα φέρει πίσω σεληνιακό ρεγκόλιθο από EVA και θα διεξάγει πειράματα για να ελέγξει τις ιδιότητές τους, όπως την αντοχή τους σε εφελκυσμό και κατά πόσο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προστασία από την ακτινοβολία ή για την αγωγή του ηλεκτρισμού. Η ομάδα 2 θα εργαστεί στο θερμοκήπιο για να επιβλέψει την καλλιέργεια συνθετικών και τεχνητών μικροβίων και την ανάπτυξη φυτών. Αυτό θα περιλαμβάνει τη διερεύνηση σχετικά με τις προμήθειες βρώσιμων τροφίμων, τις βέλτιστες συνθήκες για την ανάπτυξη καλλιεργειών και φυτών και τη χρήση σεληνιακών υλικών για να βοηθήσουν σε κάτι τέτοιο. Οι δύο ομάδες θα κάνουν τα πειράματα εκ περιτροπής, καθώς αυτό θα επιτρέψει σε όλες τους να κατανοήσουν σε βάθος τη λειτουργία ολόκληρης της βάσης. Τα αποτελέσματα θα καταγραφούν για τις συνεδρίες ανάλυσης το απόγευμα.

Και οι δύο ομάδες θα επιστρέψουν στη βάση για γεύμα. Κατά τη διάρκεια του γεύματος, θα έχουν μια βιντεοκλήση με τον επίγειο έλεγχο της Γης. Σε αυτή τη συγκεκριμένη βιντεοκλήση, θα αναβάλουν τον ανεφοδιασμό σε οξυγόνο και τρόφιμα, καθώς η βάση έχει τελικά καταφέρει να παράγει αυτάρκως τρόφιμα μέσω του θερμοκηπίου. Μετά το μεσημεριανό γεύμα, οι αστροναύτες θα διατηρήσουν τη φυσική τους κατάσταση μέσω προπόνησης με αντιστάσεις και τρεξίματος σε διάδρομο. Θα γίνουν μετρήσεις της κατάστασης της υγείας τους, όπως ο καρδιακός ρυθμός, η χωρητικότητα των πνευμόνων και η αρτηριακή πίεση, στο πλαίσιο του δεύτερου πειράματός τους για την αξιολόγηση των μακροχρόνιων επιπτώσεων του περιβάλλοντος χαμηλών g στην ανθρώπινη ανατομία. Αναμένουν ότι τα αποτελέσματα θα δείξουν επιδείνωση της σύστασης των οστών με την πάροδο του χρόνου, μαζί με μυϊκή ατροφία- τα δεδομένα αυτά μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν στο σχεδιασμό αποστολών για περαιτέρω σεληνιακές αποστολές που ελαχιστοποιούν τέτοιες αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία, όπως η τεχνητά προκαλούμενη βαρύτητα μέσω ενδιαιτημάτων φυγοκέντρησης. Μετά το γεύμα, οι αστροναύτες αναλύουν τα αποτελέσματα από το πείραμα του σεληνιακού ρεγολίθου, σημειώνοντας την ηλεκτρική αγωγιμότητα και τη θερμική θερμική διαστολή- τα δεδομένα αυτά διαβιβάζονται στη συνέχεια στον επίγειο έλεγχο της Γης για περαιτέρω ανάλυση. Μετά από αυτό, οι αστροναύτες συμμετέχουν σε δραστηριότητες δημιουργίας ομάδας στην ΚΜ για να διατηρήσουν καλές δεξιότητες επικοινωνίας και συνεργασίας;Είναι σημαντικό να διατηρούνται καλές σχέσεις εντός του πληρώματος κατά τη διάρκεια παρατεταμένων περιόδων αποστολής όπως αυτή. Μετά το δείπνο, συνομιλούν με τα αγαπημένα τους πρόσωπα στη Γη. Για να διατηρήσουν καλή ψυχική υγεία, είναι ζωτικής σημασίας να είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν τη νοσταλγία για το σπίτι, ενώ βρίσκονται σε αποστολή μακράς διάρκειας.