Intendiamo costruire una base lunare autosufficiente entro il 2030. Durante questo periodo continueremo a ricercare e sviluppare tecnologie basate sulle nuove conoscenze che ci forniranno le missioni sulla Luna di quest'anno, ovvero le missioni del programma Artemis. Queste missioni senza equipaggio compiranno i primi passi per creare le condizioni necessarie affinché il nostro campo lunare possa ospitare gli esseri umani in modo sostenibile. Nel nostro "bagaglio" portiamo due obiettivi principali. Il primo è avviare un processo di "fertilizzazione" del suolo lunare nel sito. Il secondo sarà quello di fare ricerca e osservare lo spazio, lasciando una porta aperta alla conoscenza dell'Universo. In primo luogo, abbiamo missioni periodiche di rifornimento con veicoli spaziali e con il supporto del futuro Gateway. Poi, renderemo la nostra base quasi autosufficiente utilizzando le risorse lunari, riciclando e recuperando i materiali. La nostra base avrà cinque scienziati (Geofisico, Agronomo, Biochimico, Medico e Astronauta) che saranno sostituiti da altri elementi ogni 6 mesi. Il nostro modello 3D prevede quattro moduli iniziali: il laboratorio di analisi e l'osservatorio, gli alloggi, la palestra, la serra e il vivaio. Il modulo laboratorio sarà in grado di testare le tecnologie di produzione di carburante e fertilizzanti basate sul suolo lunare; di ricercare e analizzare le mutazioni genetiche delle piante, nonché gli effetti sulla salute degli astronauti. Il modulo abitativo avrà le condizioni minime per essere abitato. La palestra garantisce il benessere per adattare meglio gli astronauti alle nuove condizioni, come la microgravità. Le serre utilizzeranno la tecnologia idroponica.

Cratere Shackleton

Consideriamo il Polo Sud della Luna come l'opzione migliore per la costruzione della nostra base lunare, perché ha una maggiore incidenza di radiazione solare diretta, minori variazioni di temperatura durante il giorno e riserve di acqua solida nel cratere Shackleton. D'altra parte, questa regione della Luna sarà la destinazione di diverse missioni senza equipaggio inviate dalla NASA nel corso di quest'anno, in particolare la "Shackleton connection ridge", che ci permetterà di comprendere meglio le risorse naturali esistenti in quel luogo e di migliorare le tecnologie di estrazione.

La struttura iniziale della base sarà una cupola gonfiabile in Kevlar. La cupola è rivestita con un composito sintetizzato ottenuto dalla polvere del suolo lunare e dalla regolite, che viene riscaldato a una temperatura prossima alla fusione, provocando un forte legame con le nanoparticelle di carbonio e la solidificazione. Questo composito sarà automatizzato utilizzando tecnologie avanzate di stampa 3D e macchine robotiche, dotate di pannelli fotovoltaici, che depositeranno in sequenza il composito sulla cupola. Infine, sarà rivestito con Captom, un materiale plastico molto resistente che è stato utilizzato per la prima volta sul James Webb Telescope (JWT).

All'inizio, l'acqua necessaria per il consumo sarà prelevata dalla Terra. Non appena sarà possibile immagazzinare l'acqua, gli astronauti utilizzeranno degli escavatori per estrarre blocchi di ghiaccio dal fondo dei crateri, portandoli in serbatoi di stoccaggio. Questi saranno dotati di un sistema di specchi riflettenti che concentrerà le radiazioni per ottenere acqua liquida. L'acqua sarà poi purificata e mineralizzata attraverso processi fisici e chimici. Avremo un processo avanzato di riciclo dell'acqua che non permetterà sprechi. Avremo acqua sufficiente per il consumo, l'irrigazione delle piante e la preparazione di soluzioni idroponiche.

Il cibo per i primi giorni arriverà solo dalla Terra. Durante il soggiorno verranno inviati prodotti disidratati, come frutta, pesce, carne e bevande energetiche. Appena possibile, i pasti saranno arricchiti con verdure fresche seminate e raccolte nella nostra serra idroponica. Al fine di aumentare la produttività, si utilizzeranno le serre rimanenti per studi su diversi substrati basati su registri di compostaggio e materiali ottenuti dal compostaggio nello spazio di materiali organici e urina.

La principale fonte di energia sarà costituita da pannelli solari fotovoltaici, che verranno prelevati dalla Terra. In presenza di luce solare, produrremo idrogeno e ossigeno attraverso l'elettrolisi dell'acqua. L'idrogeno sarà immagazzinato in modo da poter essere utilizzato durante la notte per produrre elettricità, utilizzando celle a combustibile a idrogeno. L'ossigeno estratto dal suolo lunare tramite elettrolisi sarà utilizzato anche come combustibile nelle future missioni spaziali. Quando il problema energetico iniziale sarà risolto e il campo lunare inizierà a funzionare, vogliamo avviare una centrale a fusione di elio-3 per produrre elettricità.

L'azoto sarà prelevato dalla Terra.
La fonte di anidride carbonica sarà l'atmosfera e la respirazione degli astronauti. L'anidride carbonica sarà recuperata e convogliata nelle serre per consentire alle piante di effettuare la fotosintesi.
L'ossigeno sarà ottenuto per elettrolisi dell'acqua e della regolite. Il suolo lunare è composto essenzialmente da ossigeno, silicio, alluminio e magnesio. Estrarremo ossigeno e leghe metalliche dal suolo lunare mediante elettrolisi con apparecchiature robotizzate, che saranno utilizzate come scudo contro le radiazioni e come silicio per realizzare pannelli fotovoltaici in futuro.

Le astronavi e le tute degli astronauti saranno rivestite con materiali a base di nanotubi di carbonio. Le cupole della nostra base avranno uno scudo termico a base di alluminio che verrà prelevato dalla Terra per riflettere le radiazioni più energetiche.
Ricopriremo anche la base con circa 80 cm di regolite all'esterno per protezione. È stato messo uno scudo protettivo in alluminio.

Routine dell'agronomo spaziale 7:30h Alzarsi, poi igiene personale; 8:00h Colazione con pane, bevanda energetica e verdure, condivisa in gruppo; 8:30h - Passeggiata mattutina di relax, attraverso le serre; 9:00h-11:00h - Monitoraggio delle serre, verifica e controllo della temperatura e del sistema di irrigazione e impollinazione manuale. Poi, osservazione dello sviluppo delle piante, raccolta di campioni per le analisi. Infine, raccolta di lattuga e carote per il pranzo; 11:00-12:00h - Riempimento del serbatoio dell'acqua. Con l'escavatore si raccoglie il ghiaccio dal cratere. Masticare una pastiglia a base di capsaicina (presente nel pepe -Capsaicina) per recuperare il sapore. 12:00 - 13:30 - Pranzo in gruppo. Riscaldare l'acqua del forno solare per reidratare la pasta e aumentare il potere nutritivo del pasto con un'insalata di verdure fresche. 13:30 - 15:30 - Analisi e interpretazione dei dati dei campioni raccolti. 15:30h-16:30h - Pratica dell'esercizio fisico; 16:30h-18:00h - Semina piselli e barbabietole nella serra idroponica. Poi raccoglie le foglie morte e altri materiali biodegradabili. Verifica e controllo del sistema di compostaggio e raccolta di campioni per analisi future. 18:00h -19:30h - Pratica di diverse modalità di esercizio fisico; 19:30h - 20:30h - Collaborazione nella preparazione della cena, cena e riordino dello spazio. 20:30h -22:00h Convivialità, attività di rilassamento e giochi da tavolo. Momento di condivisione delle emozioni, rivelazione dei successi e delle frustrazioni della giornata da parte di tutto l'equipaggio, quando necessario, supporto psicologico individualizzato, con lo specialista (medico); 22:00 Osservazione della lista delle cose da fare per il giorno successivo. Igiene personale, preparazione al riposo, fino a un altro giorno.