[42]

Kuuleirihankkeemme Cynthia koostuu kuutukikohdasta, johon mahtuu viisi astronauttia. Asutus sijaitsee laavaputken läheisyydessä Kuun etelänavalla. Suunnittelimme leirin, jossa on kaksi pääosaa: toinen laavaputken sisällä, jossa ihmiset asuvat, ja toinen kuun pinnalla, lähellä laavaputkea, joka on kuusikulmainen. Kuusikulmion kummallekin sivulle on yhdistetty viisi puolipalloa, jotka toimivat kasvihuoneina, laboratorioina ja sisäänkäyntinä. Asutuksen kaksi osaa on yhdistetty toisiinsa hissillä laavaputkesta pinnalle ja käytävällä hissistä kuusikulmioon. Päärakennuksen lisäksi harkitsimme autotallin rakentamista rovereita ja muita ajoneuvoja varten sekä aurinkopaneeleista koostuvan seinän rakentamista.

Aiomme rakentaa kuuleirimme Shackletonin kraatterin lähellä olevaan laavaputkeen, joka johtaa tunnelin Kuun etelänavalle. Valitsimme tämän paikan, koska auringon tiedetään valaisevan sitä jatkuvasti. Näin ollen voimme jatkuvasti hyödyntää aurinkoenergiaa. Lisäksi NASA:n Lunar Prospectorin tekemät mittaukset osoittavat, että Shackletonin kraatterin sisällä on suuria määriä vetyä, mikä viittaa mahdolliseen jäähän. Kuten aiemmin mainittiin, pienempään laavaputkeen rakennetaan yksi osa Kuun tukikohdasta. Se sisältää makuuhuoneen, keittiön, kylpyhuoneen ja kuntosalin, sillä lämpötila on siellä vakiona 20 °C. Lisäksi laavaputki suojaa hyvin kosmiselta säteilyltä ja auringon säteilyltä sekä pieniltä meteoriiteilta, jotka iskeytyvät Kuun pinnalle. Astronautit pääsevät myös helpommin käsiksi maanalaisiin luonnonvaroihin.

Cynthian rakentaminen Maasta tuotavista materiaaleista olisi liian kallista, joten meidän on käytettävä kuun resursseja. NASAn RASSOR-robotin kaltainen robotti kerää kuun maaperän, ja toinen robotti yhdistää saadun regoliitin ja astronauttien jätteistä saadut muovit polymeerikomposiittibetoniksi. Tämän jälkeen 3D-tulostin tekee loput työstä, joka koostuu seinien, huonekalujen ja työkalujen valmistamisesta tästä seoksesta täysin automaattisesti. Ulkoseinien paksuuden on oltava kuusi metriä, jotta ne suojaavat säteilyltä, ja Kuuleirin seinien sisäkerrokset muistuttavat avaruuspuvun sisätiloja. Myös nämä kerrokset rakennetaan kokonaan robottien toimesta. Näin astronautit ovat turvassa ja me säästämme suuria summia rahaa.

Vesi on välttämätöntä elämän ylläpitämiseksi kuussa. Koska sen kuljettaminen Maasta on liian kallista, se on otettava Kuun regoliitista. Maaperän louhinta tapahtuu Kuun etelänavan läheisyydessä sijaitsevassa Shackletonin kraatterissa. Kerätty maa-aines, joka NASA:n Lunar Reconnaissance Orbiterin palauttamien tietojen mukaan sisältää jopa 20% jäävettä, lämmitetään ja puhdistetaan, jotta viiden astronautin päivittäinen vedentarve voidaan turvata. Yksi astronautti voi kuluttaa vettä jopa 4,5 litraa päivässä.

Astronauttien tarvitseman ruoan on tarjottava noin 3000 kaloria päivässä sekä kalsiumia ja D-vitamiinia, jotka ovat välttämättömiä luiden hajoamisen estämiseksi. Alkuvaiheessa he syövät Maasta lähetettyä pakattua ruokaa ja korvaavat ateriansa vähitellen hydroponista järjestelmää käyttävissä maatalousmoduuleissa kasvatetulla ruoalla. Siinä sumutetaan ravinteikasta liuosta ja vettä pieneen, paineistettuun kammioon, jossa kasvin juuret ovat. Pystymme kasvattamaan soijapapuja, bataattia, sipulia, kvinoaa ja salaattia.

Kuun tutkimusasemamme saa virtansa aurinkopaneeleista, jotka on sijoitettu Shackleton-kraatterin reunoille, koska tämä alue saa lähes jatkuvasti auringonvaloa. Osa valjastetusta energiasta varastoidaan akkuun, jota käytetään kuunpimennysten aikana. Lähetys kuljetetaan johtojen avulla, jotka on suojattu iskuja vaimentavilla materiaaleilla, kuten Kevlarilla ja grafeenilla. Alkuvaiheessa asema toimii Maasta tuotujen akkupankkien avulla, jotka muutetaan varavoimavarastoksi, kun aurinkosähköjärjestelmä on rakennettu.

Keskimääräinen ihminen tarvitsee noin 0,84 kg happea päivässä, joten viidelle ihmiselle meidän on tuotettava noin 4,2 kg happea päivässä. Pääasiallinen tapa tuottaa happea on regoliitin karboterminen pelkistäminen, sillä regoliitti sisältää runsaasti oksideja, kuten SiO2:ta. Kuun maaperän metallioksidit pelkistetään metaanilla, jolloin syntyy hiilimonoksidia ja vetyä. Sitten hiilimonoksidi reagoi vedyn kanssa muodostaen vettä ja metaania, joka kierrätetään ensimmäisessä reaktiossa. Sen jälkeen vesi elektrolysoidaan muodostaen happea ja vetyä.

[54]

Koska kuussa ei ole ilmakehää, astronautit joutuvat vaarallisiin tilanteisiin, joten meidän tehtävämme on suojella heitä. Kuun regoliitista ja muovista valmistetut kuusi metriä paksut ulkoseinät, jotka on täytetty kerrosten välissä vedellä (astronauttien suojaamiseksi auringonpurkauksilta), riittävät pitämään astronautit turvassa voimakkaalta säteilyltä ja asteroideilta. Kuun äärimmäiset lämpötilat eivät aiheuta ongelmia, koska Cynthian sisäosalla on samanlainen tehtävä kuin avaruuspuvulla: se koostuu eri toimintoja hoitavista kerroksista, kuten ripstop-kerroksesta, Mylar-eristekerroksista ja rakkokerroksesta, joten 18-24 °C:n tasainen lämpötila voidaan pitää yllä ja riittävästi happea voidaan toimittaa.

Kuu Camp -kuun etuvartioaseman perustamisella on olennainen merkitys maailmankaikkeutta koskevan tieteellisen näkemyksen kehittämisessä astronauttimiehistön keräämien tietojen avulla. Käsitys päivästä kuussa on abstrakti, vaikka astronautin aikataulu edellyttää luonnollisen vuorokausirytmin ylläpitämistä, koska sillä on suora vaikutus ihmisen terveyteen. Näin ollen miehistö noudattaa tiukasti tiukkaa aikataulua. Ohjelma edellyttää heräämistä kello 6 aamulla 24 tunnin hypoteettisen päivän aikana. Alue, joka on suunniteltu 8 tunnin päivittäistä lepoa varten, on maanalaisella tasolla sijaitseva nukkumisosasto, joka koostuu viidestä pienestä kabinetista, joissa jokaisessa on makuupussi. Ilmanjakoa on valvottava jatkuvasti ja ilmanvaihdon on oltava tehokas, jotta voidaan vähentää hapenpuutteen riskiä. Kun otetaan huomioon ympäristön mikrogravitaatio, aamurutiinit ja henkilökohtaiset hygieniatoimet ovat vaikeampia, koska vesivarastot ovat rajalliset ja ne on priorisoitu kulutukseen. Kaikki viisi astronauttia syövät päivittäin kolme ateriaa, jotka sisältävät välttämättömiä proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja, vitamiineja ja kivennäisaineita ja takaavat tasapainoisen ravitsemuksen, ja varastoyksikkö ja kasvihuone ovat perustavanlaatuisia rakenteita pintatasolla. Lisäksi miehistön on suoritettava päivittäisiä tehtäviä, lähinnä huoltotehtäviä, joilla varmistetaan turvallisuus ja kestävyys, tai hallinnoitava ja valvottava kokeita kahdessa pintatasolla sijaitsevassa laboratoriossa. Tukijärjestelmien päivittäiset tarkastukset ovat elintärkeitä, koska niiden rakenne vähentää tarvikkeita ja kierrättää suurimman osan jätteestä. Stressin vähentämiseksi ja lihasmassan ja sen kunnon säilyttämiseksi miehistön jäsenet viettävät noin kaksi ja puoli tuntia kuntosalialueella harjoittelemassa kuntoilulaitteilla, sillä mikrogravitaatio edistää lihasten voiman heikkenemistä. Päivän päätteeksi, kun kaikki tehtävät on suoritettu, astronautit voivat viettää illat haluamallaan tavalla ja pitää taukoa kiireisestä aikataulustaan.