La mission principale de notre projet Moon Camp est de créer un environnement autonome sur la Lune, capable de servir à la fois de centre de recherche et de site de lancement intermédiaire pour d'autres missions extraterrestres. Notre projet se déroule en plusieurs étapes. Dans un premier temps, nous nous concentrerons sur la création d'un environnement réduit permettant aux astronautes de survivre et de construire les systèmes nécessaires à l'aide d'équipements télécommandés. Des réacteurs nucléaires seront placés dans le cratère voisin et un rover équipé d'une imprimante 3D sera installé pour permettre la construction. Les exigences minimales telles que la production d'oxygène, d'eau, de nourriture et d'énergie, ainsi qu'un lieu de vie pour l'arrivée des astronautes, seront satisfaites. Le centre principal plus grand, un système de survie et des quartiers d'habitation seront ajoutés/construits, ainsi que des matériaux supplémentaires tels qu'un réservoir d'azote pour l'arrivée des astronautes. Ensuite, la deuxième étape débutera. L'objectif de cette étape est de construire les autres éléments importants nécessaires au fonctionnement du camp. L'environnement ayant déjà été aménagé lors de la première étape, les premiers astronautes seront amenés à contrôler l'installation de la chambre à coucher, de la botanique et de l'élevage. Les premières petites expériences et les premiers projets seront lancés. L'étape suivante sera la troisième phase, qui se concentrera principalement sur l'expansion et le renforcement de la base. Par exemple, d'autres composants seront ajoutés, des véhicules de transport seront amenés, le toit du centre principal sera renforcé avec du titane extrait et une rampe de lancement sera construite.

Nous voulons construire notre base dans la région équatoriale, entre les sites d'atterrissage d'Apollo 14 et d'Apollo 12 (lat:-1,92, lon:-23,4). Plusieurs raisons motivent notre décision. Tout d'abord, l'abondance des éléments Ti, H3, H et Fe faciliterait la construction de structures et la gestion des ressources. Deuxièmement, les taux de radiation solaire et de séisme lunaire sont plus faibles, ce qui augmente la durée de vie de la base. Troisièmement, le transport entre la Terre, la Lune et l'au-delà serait beaucoup plus rapide et plus facile qu'aux pôles, car l'attraction gravitationnelle serait moindre. Quatrièmement, les mesures sismiques dans ces régions ayant déjà été effectuées de manière exhaustive grâce aux missions Apollo 12 et 14, la structure serait établie sur une base solide. Enfin, nous avons remarqué que la psychologie peut parfois être négligée dans les projets techniques. L'installation de la base dans la région équatoriale contribuerait à améliorer le moral des astronautes grâce à la vue imprenable qu'elle offre sur la Terre.

Notre conception sera basée sur une structure hexagonale qui ressemble à un nid d'abeilles. L'une des raisons pour lesquelles nous avons choisi de disposer nos modules en forme hexagonale est que, dans une grille hexagonale, chaque ligne est aussi courte que possible si l'on veut remplir une grande surface avec le plus petit nombre d'hexagones ou d'autres formes géométriques, et que la forme hexagonale est l'une des structures les plus solides dans la nature. C'est l'une des raisons pour lesquelles les abeilles utilisent des hexagones dans leur ruche. La forme hexagonale est également avantageuse pour ses possibilités d'organisation uniques, avec 6 coins différents et équidistants du centre pour les modules. L'extensibilité de cette conception est un autre avantage. Ainsi, au fur et à mesure que la colonie grandit, une expansion symétrique et ordonnée sera possible. Nos modules, de manière optimale, sont très proches des Igloos. Les modules Igloo ont une forme circulaire qui crée une cage de Faraday. Ils offrent ainsi l'avantage de protéger les circuits électriques. En outre, chaque module igloo contient de petits trous hexagonaux au plafond qui captent les photons et utilisent la lumière du soleil pour l'éclairage de la colonie les jours ensoleillés. Le bouclier de verre de forme concave empêchera les rayons gamma et les rayons X de pénétrer à l'intérieur et recueillera les ondes de 450 à 760 Nm en son centre. Si nous examinons les couches de mur qui séparent le camp de l'espace, elles sont placées dans l'ordre suivant : barrière interne, vessies redondantes, couche de retenue en kevlar, et la coque externe qui est faite de régolithe imprimé en 3D.

Les astéroïdes et les météorites peuvent constituer un danger externe. Pour s'y préparer, il faut savoir d'où ils vont frapper. Lors d'une recherche que nous avons effectuée sur les dimensions de 28 cratères près de notre base (https://docs.google.com/spreadsheets/d/1X8LtUiE-8PiYrjb2in_Q5fpt0OCZN_zeHwBFdxhZddI/edit?usp=sharing), nous avons constaté que la différence de pente des côtés des cratères est très faible dans la région équatoriale. Par conséquent, les sommets des dômes doivent être les plus solides, et il serait avantageux de les fabriquer à partir de régolithe recueilli, combiné à une structure d'os d'oiseau imprimée en 3D. La poussière lunaire constitue une autre menace. Pour y remédier, nous disposerons d'un système de lavage pour débarrasser les combinaisons et les équipements de la poussière, ainsi que d'un système de sortie parfaitement préventif. Enfin, pour se protéger des radiations, nous utiliserons du plomb dans la coque extérieure qui devrait être construite dans la troisième étape.

Notre camp lunaire utilisera le régolithe comme source d'hydrogène pour produire de l'eau. Nous recueillerons du régolithe contenant 50 à 75 ppm d'hydrogène. Le régolithe sera ensuite chauffé jusqu'à ce qu'il y ait dégazage. Ensuite, l'hydrogène récolté dans le régolithe sera utilisé en le brûlant avec de l'oxygène, ce qui alimentera également notre système de compostage en cuve qui recycle les déchets biologiques produits par la base. Cette méthode a bien sûr ses inconvénients, le principal étant son inefficacité. Pour y remédier, nous utilisons un système de récupération de l'eau similaire à celui de l'ISS. Ce système nous permet de récupérer une grande quantité d'eau, entre 70 et 85 %, de l'eau utilisée pour le maintien en vie de l'équipage.

Nous fixons à 2700 kcal le nombre de calories que les astronautes doivent consommer chaque jour. 500 de ces calories proviendront de 3 œufs, 1000 kcal de la pomme de terre et 1200 kcal du brocoli. Le brocoli répondra également aux besoins en vitamines et en acide folique. Les astronautes installeront un système hydroponique pour cultiver la verdure. En ce qui concerne l'élevage, les astronautes satisferont leurs besoins en protéines et en graisses grâce aux viandes de porc et de poulet et aux œufs. Dans un premier temps, un ensemble de ces animaux peut être amené normalement, mais après la deuxième phase, les animaux seront amenés sous forme d'embryons. Ils seront cultivés dans des utérus artificiels, dans des incubateurs situés dans des laboratoires, avant d'être transportés vers le module d'élevage pour une croissance plus naturelle. Cela permettra de réduire les coûts de transport et de contribuer à la science. En cas d'urgence, des conserves et de l'eau seront stockées en plus.

La base sera alimentée par un réacteur à fission nucléaire. Le réacteur utilisera de l'uranium hautement enrichi comme combustible et des caloducs remplis de sodium liquide (capable de s'écouler librement entre 400 et 700 °C) seront utilisés comme liquide de refroidissement. La chaleur dégagée par les caloducs sera transférée aux convertisseurs Stirling situés au-dessus du cœur. Au-dessus des moteurs Stirling se trouve le radiateur à eau en titane. Cette extrémité fournit le froid nécessaire au fonctionnement des moteurs Stirling. Les moteurs Stirling linéarisent les générateurs électriques pour produire de l'électricité. Un réacteur de 10kwe, au début, sera déployé pour alimenter les rovers non habités, les drones, etc., plus tard pour alimenter d'autres modules habités par un équipage de 3 personnes 30-40kwe est l'objectif. Compte tenu du volume et du poids d'un réacteur, plusieurs livraisons seront probablement nécessaires pour répondre aux besoins de la base.

L'air se compose de 78% d'azote et de 21% d'oxygène. L'azote doit d'abord être apporté de la Terre, mais si nos recherches sur la composition de l'azote sont fructueuses, d'autres moyens peuvent être envisagés. Nous utiliserons l'ISS ECLSS pour électrolyser l'eau en hydrogène et en oxygène et pour utiliser le dioxyde de carbone et l'hydrogène pour produire du méthane. Le système sera situé au milieu du hub et constituera l'une de nos sources d'oxygène. Le méthane obtenu à partir du système sera stocké comme carburant pour fusées dans la zone de lancement des fusées. Nous prévoyons également des sources organiques d'oxygène, telles que des plantes et des algues, comme la spiruline. Les botaniques et les algues seront placées directement au milieu de notre hub principal pour une distribution égale. Nous utiliserons des lumières rouges comme source de lumière dans notre hub principal, ce qui augmentera la production d'oxygène des algues.

L'objectif principal sera essentiellement scientifique. En construisant cette base, nous prévoyons de créer une installation de lancement de fusées et d'établir un habitat durable indépendant du reste du monde. En raison du faible champ gravitationnel de la Lune, les fusées lancées depuis la Lune vers d'autres planètes utiliseraient beaucoup moins de carburant. Cela permettrait de réduire le coût de l'exploration spatiale et, par conséquent, de faire progresser la science. Dans les phases ultérieures, une usine de fabrication de fusées pourrait même être construite sur la Lune. Un autre objectif serait d'explorer davantage les ressources de la Lune. Au cours de nos recherches, nous avons constaté qu'il y avait un manque d'informations sur l'azote sur la Lune. Le fait d'avoir besoin de plus d'informations sur des éléments comme l'azote permettrait de réduire la dépendance du camp vis-à-vis de la Terre. L'hélium 3 est un autre élément sur lequel il est prévu de faire des recherches. Cet élément est abondant sur la Lune, mais très rare sur Terre, et pourrait être utilisé comme combustible dans les centrales à fusion nucléaire.

L'heure CEST sera utilisée sur le camp et toutes les équipes seront alignées sur les 24 heures. Il y aura de nombreuses horloges atomiques autour des installations qui indiqueront l'heure et les astronautes auront également des montres pour garder l'heure. Dans notre colonie, il y a une répartition systématique des tâches pour chaque personne. Les compétences essentielles requises sont celles d'un ingénieur alimentaire, d'un ingénieur agricole, d'un ingénieur minier, d'un ingénieur mécanicien, d'un astrobiologiste, etc. La routine matinale de nos astronautes sera spécifique à leurs tâches/rôles et le reste de leurs tâches sera effectué ensemble.

Décrivons maintenant la journée d'un ingénieur alimentaire. Tout d'abord, l'ingénieur alimentaire prend son petit-déjeuner. Ensuite, le premier compartiment qu'il visitera sera celui de l'élevage. Il vérifiera les signes vitaux des animaux et remplira le formulaire qui sera vérifié par les biologistes sur Terre. Ensuite, les animaux seront nourris. Ensuite, FE vérifiera le développement de l'embryon en prélevant un échantillon de sang sur un poulet et un porc chacun. Une fois que FE a fini d'enregistrer les données, il vérifie à nouveau les constantes aériennes avant de partir et de s'assurer que la porte est bien scellée.

Le reste de la journée du FE sera le même pour tout le monde. À midi, le groupe déjeune. Après le déjeuner, le groupe se réunit une fois de plus pour discuter des routines quotidiennes qui les aideront à se socialiser. Ensuite, les astronautes disposent de deux heures de temps libre. Sans quitter le camp, ils peuvent jouer à des jeux vidéo/de société, contacter leur famille et leurs amis, écouter de la musique, regarder des films et admirer la vue magnifique de la Terre. À la fin de leurs pauses, la température extérieure aura baissé à un niveau supportable. L'après-midi, l'équipe travaillera en collaboration pour construire de nouveaux compartiments. Ensuite, ils dînent. À la fin de leur quart de travail, ils retournent à la chambre de sortie pour nettoyer la poussière. Ils enlèvent leurs combinaisons et retournent dans la chambre pour changer de vêtements (ordinateur portable équipé pour tester l'état de santé des astronautes : pression artérielle, tension, taux d'acide lactique). Les astronautes retournent ensuite dans les compartiments dont ils sont responsables et effectuent leurs vérifications nocturnes. FE vérifie les signes vitaux de l'air, des embryons et des animaux. Les autres astronautes effectuent également leurs propres contrôles.

Une fois les inspections terminées, certains astronautes retourneront dans leur chambre, tandis que d'autres resteront debout pour l'équipe de nuit, en cas d'urgence. Certains d'entre eux joueront le rôle de sentinelles pour la nuit afin de prendre le contrôle et de surveiller l'ensemble des systèmes pendant la nuit. Il s'agira d'un cycle parmi les astronautes, qui changera chaque nuit.