El proyecto que hemos diseñado para el Moon Camp Challenge es un módulo base lunar, de forma cilíndrica y con un diámetro exterior de 5,2 m, que está diseñado para encajar en el lanzador de nueva generación Ariane 6 construido por Arianespace por encargo de la ESA. El módulo tiene una superficie habitable utilizable de 34 m^2, que cuenta con un diseño interior cómodo y en su mayor parte de madera, e incluye todos los sistemas de soporte vital necesarios: generación y almacenamiento de energía mediante paneles solares y baterías, respectivamente, almacenamiento de O2 y depuración de CO2, almacenamiento y reciclaje de agua, almacenamiento de alimentos y sistemas de calefacción/refrigeración alimentados por electricidad. Otro módulo separado del principal puede utilizarse para cultivar plantas: el módulo de acuaponía. Se utiliza para cultivar peces y plantas de forma sostenible. La base también incorpora un sistema de comunicaciones de dos modos: un enlace de microondas de 2,2 GHz de bajo ancho de banda utilizado para telemetría, voz y comunicaciones de emergencia, y un enlace óptico vía satélite para aplicaciones de gran ancho de banda (streaming de vídeo) que puede alcanzar una velocidad de bajada de 600 Mbit/s.

Queremos construir el campamento lunar en una zona llana, donde el terreno carezca de cráteres y otras pequeñas deformaciones, pero donde haya una cueva natural en relativa proximidad, en la cara cercana de la Luna. Construir en un terreno llano es más fácil y ofrece espacio para futuras ampliaciones. En la cueva natural se colocará un módulo de emergencia que servirá de refugio en caso de meteoritos. Se eligió la cara cercana de la Luna porque está iluminada por el Sol y porque está orientada hacia la Tierra. La luz solar es utilizada por los paneles fotovoltaicos para generar energía, y las actividades de los astronautas se ven favorecidas por la presencia de luz. El hecho de que la base esté orientada hacia la Tierra también beneficia a las comunicaciones, ya que las antenas se dirigen directamente hacia el planeta (o hacia un satélite en el caso del enlace óptico).

Planeamos construir nuestro campamento lunar utilizando módulos preconstruidos transportados desde la Tierra mediante cohetes Ariane 64. La masa máxima de un módulo será de 8,6t, la carga útil máxima del A64 hasta la órbita de transferencia lunar (LTO). Junto al módulo principal, se podrán añadir otros múltiples módulos para formar el campamento lunar. Los paneles solares, las antenas y otros dispositivos externos se montarán en la superficie lunar, junto a la base. El material principal es la aleación de aluminio 6061 con algunas piezas de ABS y fibra de carbono, junto con otros materiales en pequeñas cantidades, como pernos de acero, juntas de goma, etc. Los módulos se colocarán dentro de una excavación de 1,2 m de profundidad en la superficie lunar, con el fin de evitar movimientos o rotaciones no deseados. Se manipularán y colocarán mediante grúas y también podrán desplazarse rodando en su lugar. Las grúas y demás maquinaria necesaria para la manipulación pueden llevarse en una misión anterior separada o con un cohete secundario en la misma misión. También se necesita una llave de impacto para conectar dos módulos entre sí y los extremos de los mismos. Los módulos se presurizarán tras su finalización y se despresurizarán antes de cualquier modificación. El panel de la ventana se transportará sin montar en un contenedor seguro para no dañarlo durante el montaje y el envío.

El sistema de calefacción/refrigeración de los módulos de la Base Lunar proporcionará una buena temperatura para vivir. El sistema de almacenamiento de O2 y el depurador de CO2 mantendrán el flujo de oxígeno a través de los módulos y recogerán el exceso de CO2. Las paredes de los módulos protegerán a los astronautas hasta cierto punto de la radiación cósmica, lo que puede mejorarse añadiendo tierra en la parte superior de las paredes de los módulos, y la aleación de aluminio de grado de aviación 6061 puede proteger la base de pequeños impactos. El cuerpo de los módulos puede soportar 3 atm de presión, según una simulación. La base también está equipada con un sistema de acuaponía que puede mantener el suministro de alimentos, incluso si las misiones de reabastecimiento se ven gravemente afectadas. La ventana principal es un cristal/plástico que protege a la tripulación de la posible rotura del cristal.

La base proporcionará agua a la tripulación mediante el sistema de recirculación de agua (un sistema similar al utilizado en la ISS) filtrando el agua usada mediante un surtido especial de filtros, lo que la hará autosuficiente. También puede transformar la orina en agua potable. El sistema de agua consta de un tanque principal bajo el baño del módulo y de un suministro de agua de emergencia, que consiste en la pecera del módulo de acuaponía. También se puede extraer agua en forma de condensación del sistema de aire acondicionado, con los colectores incluidos del mismo.

Los alimentos se almacenarán principalmente cerca de los tanques de oxígeno bajo el suelo de cualquier módulo. La comida consistirá principalmente en productos secos que pueden rehidratarse con agua. La principal forma de fabricar alimentos consistirá en el sistema de acuaponía que cultivará peces, mariscos y algas junto a otras verduras y hierbas de forma simbiótica. Los residuos de la pecera se utilizarán como abono natural para el cultivo de las verduras; los nutrientes y el oxígeno que aporten las plantas se utilizarán para el acuario.

El sistema de alimentación consta de paneles fotovoltaicos, baterías recargables y la electrónica correspondiente. El sistema utiliza 22 paneles de 455 vatios que pueden generar hasta 10 kWp de potencia total, y 16 células LiFePO4 de litio, que se depositan en un contenedor seguro. Se eligió esta tecnología de baterías porque es muy segura en comparación con otras químicas, a costa de un mayor peso. Las celdas tienen un voltaje nominal de 3,2 V, y juntas tienen una energía de 48 kWh. Además, el sistema cuenta con diferentes sistemas electrónicos de conversión y gestión, como el inversor y el BMS, que se utilizan para convertir la CC en CA y para proteger las baterías, respectivamente.

La base cuenta con un sistema de aire acondicionado de accionamiento eléctrico que también depura el aire de CO2. Todos los filtros son reemplazables y fáciles de quitar, con un diseño sin herramientas. Bajo el suelo de cada módulo, hay seis tanques de oxígeno que son controlados por la Unidad de Control Electrónico (ECU) principal del módulo, detectando los niveles de oxígeno y compensando cuando es necesario. Además, la unidad de control verifica la presión interna del módulo. El sistema se encarga de mantener el nivel óptimo de O2 en la base, protegiendo la salud de los astronautas.

Nuestro Moon Camp puede servir para los tres propósitos: comercial, científico y turístico, porque es modular y se puede aprovisionar según las necesidades. En su configuración por defecto, el Moon Camp se aprovisionará inicialmente para fines científicos.

Utilizando un rover lunar, una herramienta científica y de construcción multifuncional, podemos transportar y manipular materiales para seguir ampliando la base lunar para todos los fines necesarios.

Los astronautas se despiertan en sus literas de madera y realizan sus rutinas matutinas, que incluyen la alimentación, la higiene y el control de la salud; el interior de madera de la base les da una sensación de comodidad y de hogar. A continuación, comprueban el estado de los sistemas básicos necesarios para el funcionamiento del campamento lunar, como el sistema de energía, el sistema de aire, el sistema de agua y el sistema de acuaponía. Estas comprobaciones incluyen la limpieza de los paneles solares (parte del sistema de energía), el control de los niveles de oxígeno, los niveles de CO2 y la presión en la base, la comprobación del PH del agua y los niveles de oxígeno del sistema de acuaponía, así como el contenido de nutrientes en el suelo.

Cada miembro de la tripulación debe hacer al menos 30 minutos de ejercicio en el interior, o dar un paseo del mismo periodo fuera de la base, para evitar la atrofia muscular.

          Tras los controles iniciales, el equipo de la base lunar se pondrá en contacto con el centro de mando en la Tierra para informar de la situación a bordo y solicitar información sobre las misiones de investigación que deben realizar.

Al menos 2 miembros de la tripulación permanecerán en todo momento a bordo, supervisando el funcionamiento de los sistemas críticos y manteniendo la seguridad de la base. El resto de los astronautas podrán realizar diversas tareas como explorar el suelo lunar, crear nuevas bases con la ayuda de la impresión 3D, realizar experimentos de cultivo de plantas y animales en la superficie lunar con la ayuda del sistema de acuaponía, realizar experimentos en el propio suelo lunar, realizar operaciones de minería por motivos industriales o de investigación y, en el futuro, incluso realizar recorridos y actuar como base para futuras misiones más allá del sistema solar.

Al final del día, todo el personal regresará a la base, recogerá las herramientas o instrumentos que haya dejado fuera de la base, comerá y disfrutará de tiempo libre. Podrán hablar con sus familiares o amigos en la Tierra, ver vídeos o medios de comunicación predescargados en el servidor interno, buscar y publicar documentación y muchas otras cosas utilizando el sistema de comunicación de gran ancho de banda.