[42]

Η Cynthia, το έργο μας Moon Camp, αποτελείται από μια σεληνιακή βάση που θα φιλοξενεί πέντε αστροναύτες. Ο οικισμός θα βρίσκεται στην περιοχή ενός σωλήνα λάβας, στο νότιο πόλο της Σελήνης. Σχεδιάσαμε μια κατασκήνωση που έχει δύο κύρια μέρη: ένα μέσα στο σωλήνα λάβας, όπου θα ζουν οι άνθρωποι, και ένα άλλο στην επιφάνεια της Σελήνης, κοντά στο σωλήνα λάβας, ο οποίος έχει εξαγωνικό σχήμα. Συνδεδεμένα σε κάθε πλευρά του εξαγώνου, υπάρχουν πέντε ημισφαίρια που χρησιμεύουν ως θερμοκήπια, εργαστήρια και είσοδος. Τα δύο μέρη του οικισμού συνδέονται μέσω ενός ανελκυστήρα από τον σωλήνα λάβας στην επιφάνεια και μέσω ενός διαδρόμου από τον ανελκυστήρα στο εξάγωνο. Εκτός από το κύριο κτίριο, σκεφτήκαμε να κατασκευάσουμε ένα γκαράζ για τα ρόβερ και άλλα οχήματα και έναν τοίχο από ηλιακούς συλλέκτες.

Σκοπεύουμε να χτίσουμε τη Σεληνιακή Κατασκήνωση σε ένα σωλήνα λάβας κοντά στον κρατήρα Σάκλετον, ο οποίος οδηγεί στο Νότιο Πόλο της Σελήνης. Επιλέξαμε αυτή τη θέση επειδή είναι γνωστό ότι φωτίζεται μόνιμα από τον Ήλιο. Κατά συνέπεια, μπορούμε να αξιοποιούμε συνεχώς την ηλιακή ενέργεια. Επιπλέον, οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν από το Lunar Prospector της NASA δείχνουν υψηλές ποσότητες υδρογόνου στο εσωτερικό του κρατήρα Shackleton, γεγονός που υποδηλώνει την πιθανή ύπαρξη πάγου. Όπως προαναφέρθηκε, σε έναν μικρότερο σωλήνα λάβας θα κατασκευαστεί ένα τμήμα της σεληνιακής βάσης. Θα ενσωματώνει την κρεβατοκάμαρα, την κουζίνα, το μπάνιο και το γυμναστήριο, καθώς η θερμοκρασία εκεί είναι σταθερή στους 20°C. Επιπλέον, ο σωλήνας λάβας παρέχει μεγάλη προστασία από την κοσμική και ηλιακή ακτινοβολία και από μικρούς μετεωρίτες που προσκρούουν στην επιφάνεια της Σελήνης. Οι αστροναύτες θα έχουν επίσης ευκολότερη πρόσβαση στους υπόγειους πόρους.

Η κατασκευή της Σύνθιας από υλικά που εισάγονται από τη Γη θα ήταν πολύ ακριβή, οπότε πρέπει να χρησιμοποιήσουμε σεληνιακούς πόρους. Ένα ρομπότ παρόμοιο με το RASSOR της NASA θα συλλέξει το σεληνιακό έδαφος και ένα άλλο ρομπότ θα συνδυάσει τον λαμβανόμενο ρεγκόλιθο με πλαστικά από τα απορρίμματα των αστροναυτών για να σχηματίσει ένα πολυμερές σύνθετο σκυρόδεμα. Στη συνέχεια, ένας τρισδιάστατος εκτυπωτής θα κάνει την υπόλοιπη δουλειά, η οποία συνίσταται στη δημιουργία τοίχων, επίπλων και εργαλείων από αυτό το μείγμα, ενώ θα λειτουργεί εντελώς αυτόματα. Οι εξωτερικοί τοίχοι πρέπει να έχουν πάχος έξι μέτρων για να παρέχουν προστασία από την ακτινοβολία, ενώ τα εσωτερικά στρώματα των τοίχων του Moon Camp θα μοιάζουν με το εσωτερικό μιας διαστημικής στολής. Αυτά τα στρώματα θα κατασκευάζονται επίσης εξ ολοκλήρου από ρομπότ. Κατά συνέπεια, οι αστροναύτες είναι ασφαλείς και εμείς εξοικονομούμε μεγάλα χρηματικά ποσά.

Το νερό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της ζωής στη Σελήνη. Επειδή η μεταφορά του από τη Γη είναι πολύ ακριβή, πρέπει να το αντλήσουμε από το σεληνιακό ρεγκόλιθο. Η εξόρυξη του θα γίνει στον κρατήρα Σάκλετον που βρίσκεται κοντά στον σεληνιακό Νότιο Πόλο. Στη συνέχεια, το χώμα που θα συγκεντρωθεί, το οποίο περιέχει έως και 20% παγωμένο νερό σύμφωνα με τα στοιχεία που επέστρεψε το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA, θα θερμανθεί και θα καθαριστεί εξασφαλίζοντας την καθημερινή ανάγκη σε νερό για πέντε αστροναύτες. Ένας αστροναύτης μπορεί να καταναλώνει έως και 4,5 λίτρα νερού την ημέρα.

Η τροφή που χρειάζονται οι αστροναύτες μας πρέπει να παρέχει περίπου 3000 θερμίδες την ημέρα, ασβέστιο και βιταμίνη D, οι οποίες είναι απαραίτητες για την πρόληψη της υποβάθμισης των οστών. Στα πρώτα στάδια, θα καταναλώνουν συσκευασμένα τρόφιμα που αποστέλλονται από τη Γη και σταδιακά θα αντικαταστήσουν τα γεύματά τους με τρόφιμα που καλλιεργούνται στις γεωργικές μονάδες, οι οποίες χρησιμοποιούν υδροπονικό σύστημα. Αυτό περιλαμβάνει την υδρονέφωση ενός πλούσιου σε θρεπτικά συστατικά διαλύματος και νερού σε έναν μικρό θάλαμο υπό πίεση που περιέχει τις ρίζες του φυτού. Θα είμαστε σε θέση να καλλιεργούμε σόγια, γλυκοπατάτες, κρεμμύδια, κινόα και μαρούλι.

Ο ερευνητικός σταθμός μας στη Σελήνη θα τροφοδοτείται από ηλιακούς συλλέκτες που θα τοποθετηθούν στα χείλη του κρατήρα Σάκλετον, λόγω του σχεδόν συνεχούς ηλιακού φωτός που δέχεται η περιοχή αυτή. Μέρος της ενέργειας θα αποθηκεύεται σε μια μπαταρία που θα χρησιμοποιείται σε περίπτωση σεληνιακής έκλειψης. Η μεταφορά του φορτίου θα γίνεται μέσω καλωδίων που θα προστατεύονται από υλικά που απορροφούν τους κραδασμούς, όπως Kevlar και Graphene. Στα αρχικά στάδια, ο σταθμός θα λειτουργεί με συστοιχίες μπαταριών που θα φέρονται από τη Γη, οι οποίες θα μετατραπούν σε αποθήκη ενέργειας έκτακτης ανάγκης μόλις κατασκευαστεί το φωτοβολταϊκό σύστημα.

Ένας μέσος άνθρωπος χρειάζεται περίπου 0,84 kg οξυγόνου την ημέρα, οπότε για πέντε άτομα θα πρέπει να παράγουμε περίπου 4,2 kg την ημέρα. Ο κύριος τρόπος με τον οποίο θα παράγουμε οξυγόνο είναι μέσω της καρβοθερμικής αναγωγής του ρεγολίθου, ο οποίος περιέχει άφθονη πηγή οξειδίων όπως το SiO2. Τα μεταλλικά οξείδια του σεληνιακού εδάφους ανάγονται με μεθάνιο και προκύπτουν μονοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο. Στη συνέχεια, το μονοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το υδρογόνο σχηματίζοντας νερό και μεθάνιο, το οποίο θα ανακυκλωθεί στην πρώτη αντίδραση. Στη συνέχεια, το νερό θα ηλεκτρολυθεί για να σχηματιστεί οξυγόνο και υδρογόνο.

[54]

Η απουσία ατμόσφαιρας στη Σελήνη συνεπάγεται επικίνδυνες καταστάσεις για τους αστροναύτες, οπότε ο ρόλος μας είναι να τους προστατεύσουμε. Τα εξωτερικά τοιχώματα πάχους έξι μέτρων από σεληνιακό ρεγκόλιθο και πλαστικά, γεμισμένα μεταξύ των στρωμάτων με νερό (για την προστασία των αστροναυτών από τις ηλιακές εκλάμψεις), είναι αρκετά για να κρατήσουν τους αστροναύτες ασφαλείς από την ισχυρή ακτινοβολία και από αστεροειδείς. Οι ακραίες θερμοκρασίες στη Σελήνη δεν δημιουργούν προβλήματα επειδή το εσωτερικό τμήμα του Cynthia έχει παρόμοιο ρόλο με αυτόν μιας διαστημικής στολής: αποτελείται από στρώματα που επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες, όπως το στρώμα ripstop, τα στρώματα μόνωσης Mylar και το στρώμα της ουροδόχου κύστης, ώστε να διατηρείται σταθερή θερμοκρασία 18-24°C και να παρέχεται αρκετό οξυγόνο.

Η δημιουργία του σεληνιακού μας φυλακίου Moon Camp διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιστημονικής αντίληψης σχετικά με το Σύμπαν με τη βοήθεια των πληροφοριών που συλλέγονται από το πλήρωμα των αστροναυτών. Η αντίληψη μιας ημέρας στη Σελήνη είναι αφηρημένη, αν και το πρόγραμμα ενός αστροναύτη απαιτεί τη διατήρηση του φυσικού κιρκάδιου ρυθμού, λόγω της άμεσης επίδρασης στην ανθρώπινη υγεία. Ως εκ τούτου, το πλήρωμα θα τηρήσει αυστηρά ένα αυστηρό χρονοδιάγραμμα. Το πρόγραμμα προϋποθέτει ξύπνημα στις 6 π.μ. μιας υποθετικής 24ωρης ημέρας. Ο χώρος που έχει σχεδιαστεί για 8 ώρες καθημερινής ανάπαυσης είναι το τμήμα ύπνου, που βρίσκεται στο υπόγειο επίπεδο και αποτελείται από πέντε μικρούς θαλάμους, ο καθένας από τους οποίους ενσωματώνει έναν υπνόσακο. Η διανομή του αέρα πρέπει να ελέγχεται διαρκώς και ο εξαερισμός πρέπει να είναι αποτελεσματικός, ώστε να μειώνεται ο κίνδυνος στέρησης οξυγόνου. Λαμβάνοντας υπόψη τη μικροβαρύτητα του περιβάλλοντος, η πρωινή ρουτίνα και οι δραστηριότητες προσωπικής υγιεινής είναι πιο δύσκολες, καθώς η παροχή νερού είναι περιορισμένη και έχει προτεραιότητα στην κατανάλωση. Και οι πέντε αστροναύτες τρώνε τρία γεύματα καθημερινά, παρέχοντας τις απαραίτητες πρωτεΐνες, λιπίδια, υδατάνθρακες, βιταμίνες και μέταλλα, εξασφαλίζοντας μια ισορροπημένη διατροφή, ενώ η μονάδα αποθήκευσης και το θερμοκήπιο αποτελούν θεμελιώδεις δομές στο Επίπεδο Επιφάνειας. Επιπλέον, το πλήρωμα πρέπει να εκτελεί καθημερινά καθήκοντα, κυρίως καθήκοντα συντήρησης που εξασφαλίζουν την ασφάλεια και τη βιωσιμότητα ή τη διαχείριση και την επίβλεψη πειραμάτων στα δύο εργαστήρια που βρίσκονται στο Επίπεδο Επιφάνειας. Οι καθημερινοί έλεγχοι των συστημάτων υποστήριξης είναι ζωτικής σημασίας, επειδή ο σχεδιασμός του μειώνει τις απαιτήσεις εφοδιασμού, ανακυκλώνοντας το μεγαλύτερο μέρος των αποβλήτων. Προκειμένου να μειωθεί το στρες και να διατηρηθεί η μυϊκή μάζα και ο τόνος της, τα μέλη του πληρώματος περνούν περίπου δυόμισι ώρες στο χώρο γυμναστικής κάνοντας εξάσκηση με τα μηχανήματα γυμναστικής, καθώς η μικροβαρύτητα ευνοεί την απώλεια δύναμης των μυών. Στο τέλος της ημέρας, όταν όλες οι εργασίες έχουν ολοκληρωθεί, οι αστροναύτες μπορούν να περάσουν τα βράδια τους όπως επιθυμούν, κάνοντας ένα διάλειμμα από το πολυάσχολο πρόγραμμά τους.