2.1 - Mihin haluat rakentaa kuutamoleirin? Selitä valintasi.
Marius Hillsin alueella sijaitsevassa kattoikkunassa (58 × 49 m ja 40 m syvä), jonka katon paksuus on 20-25 m, koordinaateissa 14,2° pohjoista leveyttä ja 303,3° itäistä pituutta. Tällainen elinympäristö olisi täysin suojattu säteilyltä, äärimmäisiltä lämpötilavaihteluilta, meteoriittipommitukselta, staattiselta sähköltä ja regoliittipölyltä. Vältettäessä äärimmäisen alhaisia lämpötiloja navoilla säästettäisiin lähes 30% tarvittavasta energiasta. Näin ollen painoa, monimutkaisuutta, erikoisprotokollia ja suojausta voidaan vähentää huomattavasti maanpäällisiin asuinympäristöihin verrattuna, jolloin tieteellisen tehtävän tavoitteet ja kesto laajenevat, miehistön määrä kasvaa (rutiiniolosuhteissa työskentelevä ja psykologisesti parempi miehistö) ja hyötykuorman massaa voidaan laskeutua enemmän tieteellisiä tarkoituksia varten. Päiväntasaajalla on helpoin laskeutumispaikka ja jatkuva yhteys Maahan, vaikka kuun yöt ovatkin haasteellisia tehon kannalta. Läheisen Marian kypsässä maaperässä on runsaasti metalleja. Aristarchuksen tasangolla on merkittäviä vesi- (>500-700 ppm), N-, H- ja C-resursseja pyroklastisina esiintyminä. Tuoreimmat tiedot osoittavat, että törmäyslasihelmiin on varastoitunut runsaasti vettä.
2.2 - Miten aiot rakentaa kuuleirin? Pohtikaa, miten voitte hyödyntää Kuun luonnonvaroja ja mitä materiaaleja teidän pitäisi tuoda Maasta. Kuvaile tekniikoita, materiaaleja ja suunnitteluvalintojasi.
Valmistelujen aikana kuljetetaan maanpäällisiä tarvikkeita, mukaan lukien itsestään käyttöönotettavia suojia, hapen ja veden tuotanto-/kierrätysyksiköitä, kuukauden ruokaa, aurinkopaneeleita ja ladattuja akkuja yöaikaan, ilmalukkomoduuleja, alumiinia, hiilikuituja, kaivostoiminnan nosturi, kaksi robottimönkijää, antenneja, 3D-tulostin, avaruuspukuja, pieniä määriä happea, typpeä ja vetyä.
Tunnelin lattian tasoittamisen jälkeen valittu segmentti suojataan pinnalta sulkemalla kattoikkuna tiiviisti ja sulkemalla sen alapuolinen luumen molemmin puolin ilmatiiviillä seinillä. Katolle avatut ikkunat suojataan alumiini-oksinitridistä valmistetulla läpinäkyvällä keraamisella, joka mahdollistaa luonnollisen valaistuksen yhdessä lamppujen kanssa, jotka säteilevät näkyvää ja infrapuna-, UV-A- ja UV-B-valoa auringonvalon jäljittelemiseksi paremmin. Luodaan paineistettu alue, joka on täytetty hengitettävällä 1 atm:n ilmalla.
Pysyvät asuinalueet rakennetaan regoliittivalujen avulla ja 3D-tulostamalla kuun maaperää käyttäen. Petralonan leiri koostuu keskustornista, jossa on yksi hissi raskaille kuormille ja yksi henkilöhissi, joka alkaa tunnelin lattiasta ja laajenee suojatun kattoikkunan kautta kuun pinnalle kupolirakenteeksi, joka on suojattu säteilyltä 2 metrin paksuisella regoliittikatteella ja jossa on keraamiset ikkunat. Se on pääsisäänkäynti miehistölle ja ajoneuvoille ilmalukkomoduulin kautta. Myös avaruusalukset voivat telakoitua sinne ilmatiiviisti. Pinnalla on myös laukaisualusta, aurinkopaneelit ja suojakuori, jossa on raketti hätäpoistumista varten.
Yksinkertaista ja edullista ortogonaalista rakennetta käyttävät asuintilat valmistetaan kestävistä kevyistä materiaaleista, ja ne liitetään toisiinsa ilmalukkomoduulien avulla siten, että tornin pohja on samansuuntainen maanpinnan kanssa. Niihin kuuluu yhteinen vapaa-ajanvietto- ja aktiviteettitila, yksityishuoneita jokaiselle henkilölle (koska henkilökohtaisen tilan tarve on ensiarvoisen tärkeää), valvonta- ja viestintäkeskus, laboratorioita, lääkintätiloja, kasvihuone, rakennuksia kierrätysjärjestelmiä, regoliitin käsittelyä, elektrolyysia, energiavarastoa, huoltohallia ja varastoa varten.
Vaihtoehtoisena kulkuväylänä on ramppi maan pinnalta tunnelin pohjalle. Tunnelissa seinien ulkopuolella ovat polttoainesäiliöt, ydinvoimala ja paleoregoliittikaivokset.
2.3 - Miten kuuleirinne suojaa ja tarjoaa astronauteille suojan Kuun ankaraa ympäristöä vastaan?
Kuun pinnalla pöly, aurinkotuuli ja satojen volttien staattinen sähkö, kuten napakraattereissa, sekä äärimmäiset vaihtelevat lämpötilat 127 C:n ja -173 C:n välillä kuluttavat miehistön, elektroniikkalaitteiden, aurinkopaneelien ja muiden laitteiden terveyttä. Kuutukikohdan rakentaminen laavaputken sisälle tuo huomattavia toiminnallisia, teknologisia ja taloudellisia etuja. Leirimme on ilmatiiviisti suojattu pintaympäristöltä, jotta sen sisällä vallitsevat asuinkelpoiset olosuhteet, joissa lämpötila on tasaisen leuto, noin 17 celsiusastetta, verrattuna Kuun pinnalla vallitseviin päivän ja yön välillä vaihteleviin lämpötiloihin. Lisäksi koko sisäinen etuvartioasema täytetään hengitettävällä ilmalla, joka on paineistettu 1 atm:n paineeseen ja joka on yhdistetty putkiston kautta alueeseen, jossa on runsaasti vettä ja haihtuvia aineita. Valitun laavaputken katto on lähes 25 metriä korkea, joten se tarjoaa ehdottoman suojan mikrometeoriitteja, meteoriitteja ja kosmista säteilyä vastaan, sillä tavanomainen säteilysuoja on vain osittain tehokas. Se on myös turvallinen kuunjäristyksiä vastaan ja sillä on tukevat ominaisuudet. Tilan runsaus mahdollistaa tukikohdan asteittaisen laajentamisen yhdistämällä lisähabitaatteja ilmalukkomoduulien avulla, ja jos jokin osa vaurioituu, se voidaan yksinkertaisesti eristää muista sulkemalla yhteiset luukut. Koska tukikohta sijaitsee lähellä maata päiväntasaajan tasolla, yhteydenpito Maahan on esteetöntä, mikä suojaa miehistöä hätätilanteilta, erityisesti lääketieteellisiltä hätätilanteilta, jotka vaativat välitöntä robottikirurgista toimenpidettä, jota kauko-ohjataan Maan erikoistuneelta tiimiltä. Suojatun ympäristön ja maksimaalisen lämpöeristyksen ansiosta energiantarve vähenee, ruoantuotanto on helpompaa kokeellisen maanviljelyn ja regoliittiviljelyn ansiosta ja veden, ilman ja sähkön tarve on pienempi ja taloudellisempi. Työskentely mukavissa, terveellisissä ja suurissa asuinympäristöissä ilman raskaita avaruuspukuja tekee arjesta lähempänä maanpäällistä elämää, mikä parantaa heidän psykologiaansa ja turvallisuuttaan.