Tehtävässä Conatur Lunar, tukikohtamme Sanctuarium on tarkoitus olla innovatiivinen tutkimuslaitos, joka pyrkii paljastamaan ja ymmärtämään Kuun pinnan geologista historiaa. 

• Ensivaiheessa keskitytään omavaraisuuteen: pääpaino on rakentamisessa ja tarvittavien resurssien keräämisessä.
• Tämän jälkeen hankkeemme toissijaiset toiminnot siirtyvät tutkimukseen ja kokeiluihin.

Laboratoriossamme tehtäviä tutkimuksia, joihin sisältyy kuupölyn muodostumisen ja koostumuksen perusteellinen analysointi, hyödynnetään tarkempien tietojen keräämisessä sekä kuun että oman planeettamme menneisyydestä. Lopulta keräämiämme tietoja käytetään nykypäivän edistysaskeleisiin kuun kolonisaatio- ja tutkimusmatkailuteknologiassa.

Sanctuarium3D-malli havainnollistaa, että suunnittelumme tarkoituksena on tarjota suojaa ja samalla mahdollistaa tehtävien suorittaminen. Maanalainen suunnitelma koostuu asumis-, teknisistä, maatalous- ja varastointialueista, jotka tarjoavat nelihenkiselle miehistölle tarvittavat välineet asua ja työskennellä mukavasti tehtävänsä aikana. 

Vaikka Conatur Lunar'Alustavat tavoitteet perustuvat tutkimukseen - saatujen tulosten perusteella voidaan lopulta siirtyä kohti monimutkaisempaa kolmatta vaihetta.

• Tietojen salliessa tukikohtamme onnistuminen sen alkuvaiheessa ja astronauttien omakohtainen kokemus tarjoavat mahdollisuuden edetä kohti kuun asuttamista. On toivottavaa, että laajentumiskapasiteetin ja läpimurtojen, kuten polttoaineen tuotannon, ansiosta hankkeemme sovellukset voivat tulevaisuudessa kehittyä yksittäisistä sovelluksista monikäyttöisiksi.

Aiomme sijoittaa tukikohtamme De Gerlachen kraatterin reunalle. Se sijaitsee Kuun eteläisellä reunalla (kuun koordinaatit 88,5°S, 87,1°W), ja sen suunta on Maahan päin, mikä on ihanteellinen matkustusetäisyyksien ja viestintäkanavien minimoimiseksi.

24 000 laajan alueen ja 31 500 kapean alueen kamerakuvan perusteella voidaan todeta, että alueemme sijaitsee lähellä ikuisen valaistuksen pistettä. Päivittäiset minimi- ja maksimiarvot ovat 64% ja 98%, joten De Gerlachea voidaan pitää suotuisana myös sen vuoksi, että se mahdollistaa aurinkoenergian hyödyntämisen. 

Kraatterin reunalla on ihanteellinen maasto, sillä se on tasainen maa-alue, jolle voidaan sijoittaa laskeutumisalustoja, aurinkopaneeleita ja tutkimuslaitteita. Kuun jääesiintymät mahdollistavat myös veden itsenäisen keräämisen.

Tukikohtamme rakentamisen varhaisimmassa vaiheessa on tarkoitus olla miehittämätön. Aiomme sallia robotiikan ja halkaisijaltaan 17,6 metrin tunneliporakoneen käytön kraatterin kylkeen poraamisessa. Asettamalla laskeutumiskoordinaatit lähelle tunnettua laavaputkea mahdollistamme laajentamisen tulevaisuudessa, jos sitä tarvitaan. Maanalainen sijoituspaikka havainnollistaa luonnollista suojautumista säteilyä ja roskien aiheuttamia törmäyksiä vastaan, minkä lisäksi se hyödyntää luonnonympäristöä (esim. työn vähentäminen mukauttamalla luonnollista ontelotilaa).

Kun kraatteriin päästään, poraa käytetään käytettävissä olevan tilan pidentämiseen, ja robotiikka seuraa perässä vapauttamalla puhallettavat materiaalit estämään rakennetta sortumasta. Ilmakehäolosuhteet luodaan kuljettamalla kaasuja, kuten H₂:ta, N₂:ta ja O₂:ta, ja robotiikka kerää kuun maaperää 3D-tulostettavaksi materiaaliksi perustusten ja ulkoseinien rakentamiseen. Ne kokoavat myös ulkoiset laskeutumistyynyt, joita tarvitaan seuraavan siirtymävaiheen mahdollistamiseksi.

Seuraavassa vaiheessa lähetämme miehitetyn miehistömme paikalle erityisten laitteiden ja asennusta vaativien materiaalien kanssa - tähän sisältyy erikoislaitteiden, kuten O₂-reklaimereiden, asentaminen, Roveriemme kokoaminen ja kuljetuksen aikana vaurioitumiselle alttiiden rakenteiden vahvistaminen. Ihmistoiminnan jälkeen tukikohdan pitäisi olla täysin toimintakykyinen, ja miehistö asettuu sinne, ja robotiikka toimii nyt apu- ja korjauslaitteina.

Erilaiset vaaratekijät aiheuttavat suuren riskin, ja jokainen niistä on torjuttava erikseen ihmishenkien säilyttämiseksi:

Säteily on 60 mikrosievertiä (noin 200 kertaa Maan tasoa). Miehistö käyttää dosimetrejä, joilla seurataan heidän altistumistaan. Alueilla, joilla oleskellaan paljon, eli makuu- ja asuintiloissa, on lisäsuojaus, joka lieventää säteilyä entisestään.

Tukikohdan suunniteltu lämpötilagradientti voidaan lämmittää niin, että se täyttää ihmisten asumisen vaatimukset aurinkoenergian ja lämmönvaihtojärjestelmien avulla. Radioisotooppilämpögeneraattoreita (RTG) käytetään varajärjestelmänä.

Hermeettisen tiivisteen vuotojen ilmaisimien käyttöönotto ja MFS-TOPS-42:n kaltaisten tekniikoiden muuttaminen varoittaa miehistöä ja antaa sille mahdollisuuden poistua tukikohdasta ilmalukon kautta, jos ilmakehäolosuhteiden ylläpitämisessä ilmenee virheitä.

Kevyet fyysiset esteet, kuten täytetyt Whipple-kilvet, vahvistavat haavoittuviksi katsottuja pintarakenteita lisäämällä niiden suojaa hypernopeusiskuja vastaan. 

Tukikohdan suunnittelu tarjoaa lisää luonnollista puolustusta hyödyntämällä maan alla sijaitsevaa kraatteritilaa.

Suurin osa astronautin veden korvaavasta vedestä saadaan Kuun jääesiintymistä. Tukikohdassa hyödynnetään Shuttle Fuel Cell (SFC) -polttokennoa, happigeneraattorijärjestelmää (OGS), hiilidioksidin poistokokoonpanoa ja Sabatierin reaktiota (SR) jatkuvan vesivaraston täydentämiseksi ja kierrättämiseksi:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + sähköä
OGS: 2H₂O + sähkö →2H₂ + O₂.
SR: 4H₂ + CO₂ → 2H₂O + CH₄.

Jätevesien, kuten virtsan ja suihkuveden, suodattaminen sekä hallittu kosteuden poisto matkustamon ilmasta varmistavat, ettei mikään mahdollinen poistovesi mene hukkaan. Kuun maaperästä saatavat toissijaiset lähteet ovat käyttökelpoisia, mutta eivät ihanteellisia, koska niiden tuotto on suhteellisen pieni.

Koska sitä käytetään monenlaisissa sovelluksissa, esimerkiksi elektrolyysistä hygieniaan, meidän on annettava tukea järjestelmän vikaantumisen jälkeen. Tukikohtaamme on asennettu varasäiliöt H2O:ta varten, joita voidaan käyttää ongelman korjaamisen ajan (ks. ilma).

Pitkän iän tavoittelussa tuoreiden tuotteiden viljely on esimerkillistä, koska on todennäköisempää, että voimme ylläpitää kehon vitamiini- ja kivennäisainevaatimuksia pitkiä aikoja, toisin kuin monivitamiinien ottaminen.

Kuun maaperän alhaiset typpipitoisuudet (5 ppm) tarkoittavat sitä, että lähetämme Maasta ensin tietyn määrän typpeä siementen ja lannoitteiden mukana. Orgaaniset jätteet kierrätetään siis.

Aluksi maanalainen vesiviljelyfarmi varmistaa, että saanto riittää tehtävän jatkuvuuteen. Siihen liittyy kuitenkin suuri energiantarve, koska valon voimakkuus on verrannollinen kasvien kasvuun.

Pyrimme kehittämään Advanced Plant Habitats -kasviympäristöjä tuotannon toissijaisessa vaiheessa. Niissä käytetään erilaisia LED-valoja sekä savialustaa, joka ohjaa lannoitteiden, veden ja mineraalien vapautumista, ja antureita kasvien kasvun seuraamiseksi. Päivittäisen fyysisen vuorovaikutuksen tarpeen väheneminen kasvien kanssa ja korkeampi energiaintensiteetti parantavat soveltuvuutta pidempiaikaiseen asuttamiseen.

Miehistömme pääasiallinen sähkönlähde on aurinkopaneelit, joissa on suuri määrä aurinkokennoja neliösenttimetriä kohti. Yhdessä paikan päivittäisen valoisuuden kanssa maksimoimme auringon säteilyn absorption tehokkuuden, jota käytetään sähköntuotannossa.

Lisäksi vetypolttokennoja käytetään varastoimaan aseman kysynnän ylittävää ylijäämäenergiaa, joten vähäisen valaistuksen aikana kulutus on edelleen notkeaa. Mahdollisuuksien mukaan laboratorion sähkönsyöttöä suunnataan myös elämänjärjestelmiin.

Kuten riskinhallintaa koskevissa ehdotuksissamme mainittiin, miehistöllä on tarvittaessa mahdollisuus käyttää RTG:tä, mutta radioaktiiviseen saastumiseen liittyvien riskien vuoksi tätä pidetään pikemminkin hätätilanteessa käytettävänä. Siksi se toteutetaan ulkopuolisena lähteenä, joka sijaitsee kraatterin reunalla maan alla olevassa vahvistetussa säiliössä.

Robotiikan mukana tuodut kaasut varmistavat, että astronautin saapumista varten luodaan aluksi ilmakehän mukainen ympäristö. Sabatierin menetelmällä ei tuoteta ainoastaan vettä, vaan kun sitä seuraa elektrolyysi, se on päämenetelmämme hapen saamiseksi. Myös regoliitista voidaan ottaa happea, ja sitä hyödynnetään yhdessä sellaisten tapausten kanssa, joissa hyödynnetään anodeissa muodostuvia metalliseostuotteita.

Vaikka on totta, että kasvien kasvaminen tukikohdassa aiheuttaa hapen saantia ja hiilidioksidin poistumista, olosuhteita seurataan ja valvotaan siinä määrin, että vaikutuksia tukikohtaan pidetään vähäisinä.

Baroskooppisia olosuhteita, kuten kaasun koostumusta, painetta ja kosteustasoa, seurataan koko operaation ajan, ja ilmasäiliöitä on käytettävä varajärjestelmänä siltä varalta, että ilmantäydennysjärjestelmät eivät toimi.

Conatur Lunar's-tarkoitus voidaan luokitella lyhyen aikavälin (ST), keskipitkän aikavälin (MT) ja pitkän aikavälin (LT) kaavioihin:

TUTKIVA SUUNTAUTUMINEN:

→ yhdistetään miehistön jäsenten tieteelliset ja tieteelliset tieteenalat ja nykyinen tietämys paikan päällä tehtyihin kokeellisiin tutkimuksiin, jotta saadaan parempi käsitys sekä Kuun että sitä kautta Maan geologisesta historiasta. (ST)

→ käyttää henkilökohtaisia kokemuksia ja itse tehtävää tekniikoiden parantamiseen, ongelmien ratkaisemiseen avaruusmatkailua ajatellen. (MT)

ETENEMISSUUNTAUTUNEISUUS:

→ pyrkiä kohti kuun asuttamisen mahdollisuutta ja edistää nykyisten menestyksekkäiden teknologioiden soveltamista suurempiin ihmismääriin ja väestöryhmiin. (LT)Jos Sanctuarium on osoittautunut tehokkaaksi korkean teknologian työympäristön luomisessa, joka kykenee ylläpitämään ihmiselämää, yleisenä tavoitteenamme on oppia ja siirtyä uraauurtavasta tutkimuksestamme kohti parempaa elinkelpoisuutta ja ihanteellisessa skenaariossa edistää kaupallisen ja kotimaisen elämän luomista Kuuhun.

Kautta aikojen asuvat Sanctuarium, päivittäinen rutiini koostuu huolto- ja tutkimustyöstä, joka on tasapainossa yhtä tärkeän vapaa-ajan kanssa, jotta työ- ja yksityiselämä pysyisivät tasapainossa. Vaikka yövuoroja ei porrasteta, vuorolistan mukaan määriteltäisiin joka yö päivystävä astronautti hätätilanteita varten. 

Astronautit aloittavat vuoronsa hygieniatehtävillä. Huuhtelemattoman shampoon käyttö vähentäisi valtavasti vedenkulutusta ja helpottaisi painovoiman aiheuttamaa vaivaa. 

Vuoron ensimmäisen tunnin aamiainen koostuisi ravinnerikkaista tuotteista, kuten munakokkelista, jotta päivittäinen kalorimäärä nousisi noin 2 800 kaloriin. Ehdotamme, että ateriat otettaisiin mukaan biohajoavissa pakkauksissa, mikä lisäisi kestävyyttä aluksella. Tämän jälkeen tehtäisiin biolääketieteellisiä seurantatestejä, joilla tarkistettaisiin, miten heidän kehonsa sopeutuu ympäristöön tulevia tutkimusmatkoja varten. 

Laitoksen päivittäisiin työtehtäviin kuuluisi tutkimustietojen raportointi. Tämän keskeisen tutkimustehtävän lisäksi miehistön olisi suoritettava myös välttämättömiä huoltotehtäviä. Tarkistettuaan, ovatko he saaneet viestin Maassa sijaitsevasta valvontakeskuksesta, heille annettaisiin erityisiä tutkimustehtäviä. 

Lounaaksi nautittaisiin proteiinipitoinen ateria, ja aterioita vaihdeltaisiin elämänlaadun parantamiseksi. Uusien tapojen testaaminen kasvien kasvattamiseksi LED-teknologian avulla mahdollistaisi erilaisten tuoreiden elintarvikkeiden kasvattamisen päivällisen täydentämiseksi ja avaruudessa elävän elämän ylläpitämisen uusien näkymien kehittämiseksi. 

Kuutukikohdassa fyysinen aktiivisuus olisi keskeinen osa heidän elintapojaan, mukaan lukien osallistuminen liikuntaan 1 tunti päivässä lihasten rappeutumisen lieventämiseksi. 

Yhteydenpito iltaisin perheen ja ystävien kanssa mahdollistaa yhteyden Maahan. Sosiaalinen aika hyödyttää astronautteja suuresti. joka on joka päivä samojen ihmisten kanssa. Myös sopeutuvaa tutkimusta voidaan tehdä, ja sitä voidaan ohjata päivittäisillä päivityksillä Maan muista laboratorioista. 

Jotta astronautit pysyisivät terveinä, he vetäytyvät tukikohdan viimeisten huoltotöiden jälkeen makuuhuoneeseensa nukkumaan 8 tuntia. Erityisesti suunnitellut kerrossängyt mahdollistavat makuupussien kiinnittämisen painovoiman vähenemisen torjumiseksi, jotta he voivat nukkua levollisen unen ja virkistäytyä seuraavaa kiireistä päivää varten. Uskomme, että samanhenkisten ihmisten yhteisö elää tukikohdassa menestyksekkäästi yhdessä, kun heillä on mahdollisuus viettää aikaa työskennellessään sen parissa, mistä he nauttivat sekä yksilöllisesti että yhteistyössä.