La misión principal de nuestro proyecto Moon Camp es crear un entorno autosostenible en la Luna que sea capaz de actuar tanto como centro de investigación, como lugar de lanzamiento intermedio para otras misiones extraterrestres. Nuestro proyecto consta de etapas. En la primera etapa, nos centraremos en crear un pequeño entorno para que los astronautas puedan sobrevivir y construir los sistemas necesarios con equipos controlados a distancia. Se colocarán reactores nucleares en el interior del cráter cercano y se instalará un rover con impresora 3D para poder construir. Se alcanzarán los requisitos mínimos, como la producción de oxígeno/agua/alimentos/energía y un lugar de residencia para los astronautas que lleguen. Se añadirá/construirá el núcleo principal más grande, un sistema de soporte vital y un lugar para vivir, junto con materiales adicionales como un tanque de nitrógeno para la llegada de los astronautas. A continuación, se iniciará la segunda etapa. Esta etapa se centrará en la construcción de los demás componentes importantes necesarios para el funcionamiento del campamento. Dado que en la Primera Etapa ya se ha organizado un entorno, los primeros astronautas serán llevados para controlar la instalación de los dormitorios, la botánica y la zootecnia. Se pondrán en marcha los primeros pequeños experimentos y proyectos. El siguiente paso será la Tercera Etapa, que se centrará principalmente en la ampliación y el refuerzo de la base. Por ejemplo, se añadirán otros componentes y se traerán vehículos de transporte, se reforzará el techo del centro principal con titanio extraído y se construirá una plataforma de lanzamiento.

Queremos construir nuestra base en la región ecuatorial, entre los lugares de aterrizaje del Apolo 14 y el Apolo 12 (lat:-1,92, lon:-23,4). Nuestra decisión obedece a varias razones. En primer lugar, la abundancia de elementos Ti, H3, H y Fe ayudaría a construir estructuras y a gestionar los recursos. En segundo lugar, la radiación solar y los índices de terremotos lunares son menores, por lo que la vida útil de la base sería mayor. Tercero, el transporte entre la Tierra, la Luna y más allá sería mucho más rápido y fácil en comparación con los polos porque la atracción gravitatoria sería menor. En cuarto lugar, dado que las mediciones sísmicas en esas regiones se realizaron previamente de forma exhaustiva gracias a las misiones Apolo 12 y 14, la estructura se asentaría sobre una base sólida. Por último, nos dimos cuenta de que la psicología a veces se pasa por alto en los proyectos técnicos. Hacer la base en la región ecuatorial contribuiría a la moral de los astronautas con su impresionante vista de la Tierra.

Nuestro diseño se basará en una estructura hexagonal que parece una forma de panal. Algunas de las razones por las que elegimos disponer nuestros módulos en forma hexagonal es que en una retícula hexagonal cada línea es lo más corta posible si se quiere llenar una gran superficie con el menor número de hexágonos u otras formas geométricas, y la forma hexagonal es una de las estructuras más fuertes de la naturaleza. Esa es una de las razones por las que las abejas utilizan hexágonos en su colmena. El diseño hexagonal también es beneficioso por sus oportunidades únicas de organización, 6 esquinas diferentes y equidistantes del centro para los módulos. La capacidad de expansión de este diseño es otra ventaja. Así, a medida que la colonia crece, será posible una expansión simétrica y ordenada. Nuestros módulos, de forma óptima, son muy parecidos a los Iglús. Los módulos Iglú tienen una forma circular que crea una jaula de Faraday. De este modo, ofrece la ventaja de apantallar los circuitos eléctricos. Además, cada módulo iglú contendrá pequeños agujeros hexagonales en el techo que recogerán los fotones y utilizarán la luz solar para la iluminación de la colonia en los días soleados. El escudo de vidrio de forma cóncava impedirá que los rayos gamma y X entren en el interior y recogerá las ondas de 450-760 Nm en el centro. Si echamos un vistazo a las capas de la pared que separa el campamento del espacio, la colocación de las capas es del orden de: barrera de rozamiento interna, vejigas redundantes, capa de contención de kevlar y la cáscara externa que está hecha de regolito impreso en 3D.

Un peligro externo puede ser el choque de asteroides/meteoros. Para estar preparados para ellos, debemos saber desde dónde van a impactar. En una investigación, que hemos realizado, relativa a las dimensiones de 28 cráteres cerca de nuestra ubicación base (https://docs.google.com/spreadsheets/d/1X8LtUiE-8PiYrjb2in_Q5fpt0OCZN_zeHwBFdxhZddI/edit?usp=sharing) vimos que la diferencia de pendiente de los lados de los cráteres es realmente pequeña en la región ecuatorial. Por lo tanto, los vértices de las cúpulas tienen que ser los más fuertes, y hacerlos de regolito recogido combinado con una estructura ósea de pájaro impresa en 3D, sería ventajoso. Otra amenaza sería el polvo lunar. Para superar esta amenaza contaremos con un sistema de lavado para limpiar los trajes y el equipo de polvo, y un sistema de salida perfectamente preventivo. Por último, para protegernos de la radiación utilizaremos plomo en la cubierta exterior que está previsto construir en la tercera etapa.

Nuestro campamento lunar utilizará el regolito como fuente de hidrógeno para producir agua. Recogeremos regolito que contenga entre 50 y 75 ppm de hidrógeno. El regolito se calentará hasta que se produzca la desgasificación. Después, el hidrógeno cosechado del regolito se utilizará mediante su combustión con oxígeno, lo que también alimenta nuestro sistema de compostaje en la nave que recicla los residuos biológicos creados por la base. Este método, por supuesto, tiene sus inconvenientes, y el principal es la ineficacia de la metodología. Para compensarlo, utilizamos un sistema de recuperación de agua bastante similar al de la ISS. Este sistema nos permite recuperar una cantidad bastante grande de agua, entre el 70 y el 85 por ciento, del agua utilizada para el soporte vital de la tripulación.

Fijamos una suma diaria de calorías de 2700 kcal para los astronautas. 500 de ellas provendrán de 3 huevos, 1000 kcal de la patata y 1200 kcal del brócoli. El brócoli también satisfará las necesidades de vitaminas y ácido fólico. Los astronautas instalarán un sistema hidropónico para cultivar la vegetación. En cuanto a la cría, los astronautas satisfarán sus necesidades de proteínas y grasas con carnes de cerdo y pollo y huevos. En primer lugar, podrán traer un conjunto de estos animales de forma normal, pero después de la segunda etapa, los animales se traerán como embriones. Serán cultivados en vientres artificiales, en incubadoras que se encuentran en laboratorios, para luego ser transportados al módulo de cría para un crecimiento más natural. De este modo, se reducirán los costes de transporte y se contribuirá a la ciencia. En caso de emergencia, se almacenarán además alimentos enlatados y agua adicional.

Se utilizará un reactor de fisión nuclear para alimentar la base. El reactor utilizará uranio altamente enriquecido como combustible y como refrigerante se utilizarán tubos de calor llenos de sodio líquido (capaz de fluir libremente entre 400 y 700 °C). El calor transportado por los tubos de calor se transferirá a los convertidores Stirling situados por encima del núcleo. Por encima de los motores Stirling se encuentra el radiador de agua de titanio. Este extremo proporciona el frío necesario para el funcionamiento de los motores Stirling. Los motores Stirling son generadores eléctricos lineales que producen electricidad. Un reactor de 10kwe, al principio, se desplegará para alimentar los rovers no tripulados, los drones y demás, más tarde para alimentar otros módulos habitados por una tripulación de 3 personas 30-40kwe es el objetivo. Teniendo en cuenta el volumen y el peso de un reactor, probablemente se necesitarán múltiples entregas para satisfacer las necesidades de la base.

El aire está compuesto por 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno. En primer lugar es necesario traer el nitrógeno de la Tierra, pero si nuestra investigación sobre la composición del nitrógeno da resultado se pueden considerar otras vías. Utilizaremos el ECLSS de la ISS para electrolizar el agua y convertirla en hidrógeno y oxígeno, y utilizaremos el dióxido de carbono y el hidrógeno para producir metano. El sistema se situará en el centro del centro y será una de nuestras fuentes de oxígeno. El metano obtenido del sistema se almacenará como combustible para cohetes en el área de nuestra zona de lanzamiento de cohetes. También tenemos previsto contar con fuentes orgánicas de oxígeno, como botánicos y algas, es decir, espirulina. Los botánicos y las algas se situarán directamente en el centro de nuestro centro principal para una distribución equitativa. Utilizaremos luces rojas como fuente de luz en nuestro centro principal, lo que aumentará la producción de oxígeno de las algas.

El objetivo principal será principalmente científico. Con la construcción de esta base, pretendemos crear una instalación de lanzamiento de cohetes y establecer un hábitat sostenible e independiente del mundo. Debido al bajo campo gravitatorio de la Luna, los cohetes lanzados desde la Luna a otros planetas utilizarían mucho menos combustible. Esto reduciría el coste de la exploración espacial y, en consecuencia, haría avanzar la ciencia. En etapas posteriores, incluso se podría construir una instalación de construcción de cohetes en la Luna. Otro objetivo sería explorar más los recursos de la Luna. Durante nuestra investigación, vimos que faltaba información sobre el nitrógeno en la Luna. Si se obtuviera más información sobre elementos como el nitrógeno, se reduciría la dependencia del campamento con respecto a la Tierra. El helio-3 es otro elemento sobre el que está previsto investigar. Este elemento es abundante en la Luna, pero muy raro en la Tierra, y podría utilizarse como combustible en las centrales de fusión nuclear.

En el campamento se utilizará la hora CEST y todos los turnos estarán alineados con la configuración de las 24 horas. Habrá muchos relojes atómicos alrededor de las instalaciones que muestren la hora y los astronautas tendrán también relojes para mantener la hora. En nuestra colonia, hay una distribución sistemática de tareas para cada persona. Los requisitos de experiencia cruciales son el ingeniero de alimentos, el ingeniero agrícola, el ingeniero de minas, el ingeniero mecánico, el astrobiólogo, etc. La rutina matutina de nuestros astronautas será específica para sus tareas/funciones y el resto de sus deberes se realizarán conjuntamente.

Ahora vamos a describir el día de un ingeniero de alimentos (FE). En primer lugar, el FE desayunará. A continuación, el primer compartimento que visitará FE será el de cría. FE comprobará las constantes vitales de los animales y rellenará el formulario para que lo comprueben los biólogos en la Tierra. Después, los animales serán alimentados. A continuación, FE comprobará el desarrollo del embrión extrayendo una muestra de sangre de un pollo y un cerdo cada uno. Una vez que FE haya terminado de registrar los datos, volverá a comprobar las constantes vitales aéreas y luego se marchará, y se asegurará de que la puerta esté bien sellada.

El resto del día de la FE será igual para todos. A mediodía, el grupo almuerza. Después del almuerzo, el grupo se reúne una vez más para discutir las rutinas diarias para ayudarles a socializar. Después, los astronautas tienen dos horas de tiempo libre. Sin salir del campamento, pueden jugar a videojuegos/juegos de mesa, ponerse en contacto con sus familias y amigos, escuchar música, ver películas y absorber la hermosa vista de la Tierra. Cuando terminen sus descansos, la temperatura exterior habrá descendido a un nivel soportable. Por la tarde, el equipo trabajará en colaboración para construir nuevos compartimentos. A continuación, cenarán. Cuando termina el turno, vuelven a la cámara de salida para limpiar el polvo. Se quitan los trajes y vuelven a la habitación para cambiarse de ropa (equipada con un ordenador portátil que se utiliza para comprobar las condiciones de salud de los astronautas, es decir, la presión arterial, la tensión y la tasa de ácido láctico). A continuación, los astronautas regresan a los compartimentos de los que son responsables y realizan sus comprobaciones nocturnas. FE comprobará las constantes vitales del aire, los embriones y los animales. Los demás astronautas también harán sus partes.

Una vez realizadas todas las inspecciones, algunos astronautas volverán al dormitorio, mientras que otros se quedarán en el turno de noche, en caso de emergencia. Algunos de ellos actuarán como centinelas durante la noche para tomar el control y vigilar el conjunto de los sistemas durante la noche. Esto será un ciclo entre los astronautas y cambiará cada noche.