Kuu on aina elämän alusta lähtien kiehtonut ihmisiä. Olipa kyse sitten siitä, että ihmiset ovat käyttäneet Kuun naapuria kalenterina taivaalla tai piirtäneet sitä kankaalle, Kuu on aina kiinnostanut heitä. Vuonna 1969, kun Neil Armstrong otti ihmiskunnan puolesta "jättiläisloikan", hän antoi meidän unelmoida siitä, että Kuu olisi kotimme.

Kun ymmärryksemme satelliitista on kasvanut, sen kolonisointiin liittyviä haasteita on tullut yhä enemmän. Äärimmäisen vihamielisestä ympäristöstä huolimatta visioimme kuun etelänavalle sijoittuvan kestävän kuutukikohdan tutkimus- ja tutkimustoimintaa varten. Se koostuisi tutkimusyksiköstä, lähetyskeskuksesta, palvelinhuoneesta (tietojen tallentamiseen, arvokkaiden tietojen säilyttämiseen ja tietoliikennereitin varmistamiseen Maahan), neljästä makuusalista, yhdestä ruokailuyksiköstä, kuntosalista ja rentoutumiskeskuksesta, ja se majoittaisi 24 ihmistä, jotka olisivat riippuvaisia kahdesta happifarmista ja kierrätysvedestä.

Valitsimme Kuun etelänavan tukikohtamme sijainniksi sen monien resurssien vuoksi. Siellä on jäätä, joka voidaan sulattaa, jotta saadaan mahdollisesti juomakelpoista vettä. Tältä alueelta saamme metalleja, kuten alumiinia, kalsiumia ja magnesiumia, jotka ovat käyttökelpoisia kokeissa ja jopa tukikohdan rakentamisessa, ja siellä tiedetään olevan myös happea ja vetyä. Kuun etelänavalla on vuoria ja altaita, jotka eivät ole Maahan päin, ja se olisi ihanteellinen paikka vastaanottaa tähtitieteellisiä radiosignaaleja maanpäällisestä radioobservatoriosta.

Kuun etelänavalla on alue, jonka kraatterien reunat altistuvat lähes jatkuvalle auringonvalolle, mutta kraatterien sisäpuoli on pysyvästi auringonvalon varjossa. Jotkin alueet ovat valaistuja noin 200 päivän ajan, mikä auttaa meitä tuottamaan energiaa.

Ensinnäkin voidaksemme rakentaa kuutukikohdan meidän on kuljetettava modulaarisia rakenteita Orionin MPCV-aluksilla (osittain uudelleenkäytettävien kapselien luokka). Sen jälkeen jokainen moduuli sidottaisiin yhteen yhdeksi kiinteäksi rakennukseksi. Sen keskellä on keskus, johon jokainen moduuli on yhteydessä käytävän kautta. Lähes jokainen yksikkö on suorakulmainen, lukuun ottamatta kahta: keskusta (joka on kahdeksankulmainen) ja laboratorio (joka on kolmion muotoinen). Käyttämistämme materiaaleista alumiinilla on ratkaiseva merkitys, koska se ei ole niin tiivis ja sitä on helppo kuljettaa. Alumiini on pääaineemme lattiassa, katossa ja seinissä (noin 20-30 cm leveät, ilman Whipplen suojia, jotka on tehty Kevlarista ja Nextelistä). Suojien käytön jälkeen seinän leveys kasvaa noin 40 cm:iin. Jokaisen seinän sisällä on erityisiä sähköpiirejä ja vesikiertojärjestelmiä, joita käytetään koko tukikohdassa. Hätätilanteessa kukin moduuli varustetaan ohjaussarjoilla, jotka auttavat tarvittaessa lähtemään nopeasti. Ruokakasvattamot sijaitsevat tukikohdan lähellä, mutta kuljetusta varten tuomme mukanamme Whipple-kilvillä varustetun kulkuneuvon, mutta myös kevyemmän kulkuneuvon.

Koska Kuu on hyvin vihamielinen ympäristö, jossa on säteilyaaltoja ja lentäviä roskia, meidän on pidettävä mielessä, että ihmisten turvallisuuden säilyttämisen pitäisi olla ensisijainen tavoite.

Kun on kyse tukikohdan puolustamisesta ulkoiselta törmäykseltä odottamattomien roskien kanssa, suojaus on elintärkeä osa asukkaidemme turvallisuuden takaamisessa. Siksi olemme valinneet Whipple-kilvet ja täytetyt Whipple-kilvet keinoiksemme pitää kaikki turvassa ja varmistaa hyvä työympäristö.

Koska säteilyllä on todistetusti tuhoisa vaikutus kehoon, meidän on keksittävä keino suojella tukikohdan asukkaita, ja siksi täytetyt Whipple-kilvet ovat erittäin käteviä, sillä niiden sisällä oleva kevlar tarjoaa tällaista suojaa. Meidän on myös pidettävä ihmiset turvassa myös ulkona, joten lisäämällä polyeteeniä heidän avaruuspukuihinsa voimme vähentää heidän altistumisensa haitallisia vaikutuksia.

Ottaen huomioon, että emme voi luottaa siihen, että Kuusta saadaan loputtomasti vettä, suunnittelimme järjestelmän, joka kierrättää jatkuvasti ruumiinnesteistä suodatettua vettä ja muuta vettä tukikohdan ympärillä. Vaikka emme kuitenkaan menetä vettä tässä järjestelmässä (tai jos menetämme, niin niin vähän, että se on merkityksetöntä), 24 ihmiselle jää silti noin 13,68 litran vaje. Tämän vastapainoksi käytämme Maasta tuotua 50 litran vesisäiliötä, joka on enemmän kuin riittävä.

Koska useimmat lihapohjaiset ruokavaliot osoittautuvat hyvin tehottomiksi energiankulutuksen kannalta, siirrymme kasvipohjaisiin ruokavalioihin. Viimeaikaisten läpimurtojen ansiosta tämä voidaan saavuttaa hyvin helposti. Siksi olemme suunnitelleet 130 pienviljelyyksikköä (tämä tuottaa riittävästi satoa, jotta hätätapauksissa tai jos jotkut yksiköt tuhoutuvat), joissa voidaan kasvattaa sekä vaakasuorassa (kuten esimerkiksi perunat) että pystysuorassa (kuten tomaatit) kasvavia kasveja. Niissä on teräs- ja luodinkestävä lasirakenne, jotta ne olisivat etulyöntiasemassa vihamielisessä kuun ympäristössä.

Viimeiseen kohtaan liittyen 130 pienviljelyksessä on tarkoitus käyttää perovskiittiaurinkopaneeleita (koska ne ovat erittäin lupaavia ja joustavia) kattiloita varten. Tämä tarkoittaa 2252,25 neliömetriä aurinkopaneeleita (koska kussakin yksikössä on 17,325 neliömetriä), jotka yhdessä erittäin suotuisten olosuhteiden (lähes jatkuva auringonpaiste) kanssa riittävät koko tukikohdan ja sen kaikkien muiden laajennusten sähkönsyöttöön: tuotto on 12805,45 kWh päivässä. Tämä vastaa 533,56 kWh:ta henkilöä kohden (toisin kuin Yhdysvalloissa vuonna 2019 kulutettu 219 kWh henkilöä kohden).

Asukkaiden tarvitseman hapen saamiseksi aiomme käyttää kahta suurta kasvinviljelyyksikköä, joissa kummassakin on 5 puuta, yksi keskeinen lampi täynnä levää (Wolffia globossa) - joka voidaan tarvittaessa turvallisesti syödä - ja saniaisia, mikä johtaa terveeseen ekosysteemiin. Tämän lisäksi pienistä kasveista peräisin oleva ylimääräinen O2 voidaan kerätä talteen. Molemmissa tapauksissa aiomme käyttää venttiileistä ja putkista koostuvaa järjestelmää paineen säätämiseksi ja kaasun saannin ja poiston valvomiseksi.

Asukkaiden tarvitseman hapen saamiseksi aiomme käyttää kahta suurta kasvinviljelyyksikköä, joissa kummassakin on 5 puuta, yksi keskeinen lampi täynnä levää (Wolffia globossa) - joka voidaan tarvittaessa turvallisesti syödä - ja saniaisia, mikä johtaa terveeseen ekosysteemiin. Tämän lisäksi pienistä kasveista peräisin oleva ylimääräinen O2 voidaan kerätä talteen. Molemmissa tapauksissa aiomme käyttää venttiileistä ja putkista koostuvaa järjestelmää paineen säätämiseksi ja kaasun saannin ja poiston valvomiseksi.

Käsite "päivä" Kuussa on hieman abstrakti, sillä aurinko pysyy taivaalla noin 29,5 maapallon päivää. Etelänavalla sijaitsevan Kuun tukikohdan asukkaan päivä kuluu lähes jatkuvasti auringon valossa, ja pinnan lämpötila on noin -13 °C. Kuussa asuvan ihmisen päivittäinen rutiini jaetaan kolmeen luokkaan:

-vapaa-aika (nukkuminen ja seurustelu muiden asukkaiden kanssa): Vapaa-aika koostuu erilaisista mielen haastavista peleistä, joissa harjoitetaan tiimityöskentelytaitoja, musiikin kuuntelusta, elokuvien katselusta ja kirjojen lukemisesta, jotka edistävät astronauttien mielenterveyttä.

-liikunta ja syöminen: Jos he eivät harrasta liikuntaa, heidän luunsa ja lihaksensa heikkenevät, sillä Kuun painovoiman kiihtyvyys on 1,62 m/s2 eli noin kuusi kertaa pienempi kuin Maassa. Astronautit voivat harjoitella tekemällä erityisharjoituksia, joissa käytetään elastisia köysiä harjoittelun tehokkuuden maksimoimiseksi. He elävät kasvipohjaisella ruokavaliolla, jonka tuottavat kasvinviljelyyksiköt.

-kunkin henkilökohtaisen velvollisuuden täyttäminen. Kolmas luokka riippuu kunkin jäsenen ammatista. Jotkut saattavat tehdä kokeita Kuun pinnalla käyttämällä Rovereita ja pukuja, kun taas toiset voivat auttaa ruoan viljelyssä tai tukikohdan ylläpitämisessä toimintakuntoisessa tilassa. Koska kuutukikohtaa kehitetään jatkuvasti, osa miehistöstä suorittaa säännöllisiä tehtäviä tilojen laajentamiseksi. Miehistö työskentelee vuoroissa varmistaakseen, että tukikohtaa valvotaan jatkuvasti ja että kaikki kriittiset järjestelmät, kuten elintoiminnot, toimivat tarkoitetulla tavalla. Tukikohdassa on kolme 8 tunnin vuoroa, jotka jaetaan tukikohdan jäsenten kesken. Jokaiselle astronautille on varattu yksi päivä viikossa, mutta sitä hallinnoidaan siten, että milloin tahansa on vähintään kolme henkilöä, jotka voivat valvoa tukikohtaa ja tarkistaa järjestelmät. Kaikki tehtävät järjestetään ja niistä keskustellaan yleiskokouksissa työvuorojen välillä.

Avain hyvin koordinoidun miehistön ylläpitämiseen on viettää aikaa kommunikoimalla keskenään ja jakamalla ajatuksiaan kokemuksistaan. Vapaa-ajan aktiviteeteilla on tärkeä rooli astronauttien mielenterveyden parantamisessa, sillä ne korvaavat asioita, joita he kaipaavat elämästään Maassa.