Il progetto che abbiamo ideato per l'Moon Camp Challenge è un modulo di base lunare, di forma cilindrica con un diametro esterno di 5,2 m, progettato per essere inserito nel lanciatore di nuova generazione Ariane 6 costruito da Arianespace per conto dell'ESA. Il modulo ha una superficie abitabile di 34 m^2, caratterizzata da un design interno prevalentemente in legno e confortevole, e comprende tutti i sistemi di supporto vitale necessari: generazione e accumulo di energia utilizzando rispettivamente pannelli solari e batterie, stoccaggio di O2 e scrubbing di CO2, stoccaggio e riciclo dell'acqua, stoccaggio di cibo e sistemi di riscaldamento/raffreddamento alimentati elettricamente. Un altro modulo, separato da quello principale, può essere utilizzato per la coltivazione di piante: il modulo aquaponics. Viene utilizzato per coltivare pesci e piante in modo sostenibile. La base incorpora anche un sistema di comunicazione a due modalità: un collegamento a microonde a bassa larghezza di banda da 2,2 GHz utilizzato per la telemetria, la voce e le comunicazioni di emergenza, e un collegamento ottico via satellite per applicazioni ad alta larghezza di banda (streaming video) che può raggiungere una velocità di downlink di 600 Mbit/s.

Vogliamo costruire il campo lunare in un'area pianeggiante, dove il terreno è privo di crateri e altre piccole deformazioni, ma dove c'è una grotta naturale in relativa prossimità, sul lato vicino della Luna. Costruire in un terreno pianeggiante è più facile e offre spazio per una futura espansione. Nella grotta naturale sarà collocato un modulo di emergenza, da utilizzare come rifugio in caso di meteoriti. È stato scelto il lato vicino della Luna perché è illuminato dal Sole e perché è rivolto verso la Terra. La luce del Sole viene utilizzata dai pannelli fotovoltaici per generare energia e le attività degli astronauti sono favorite dalla presenza della luce. Il fatto che la base si trovi sul lato rivolto verso la Terra avvantaggia anche le comunicazioni, dato che le antenne sono rivolte direttamente verso il pianeta (o verso un satellite nel caso del collegamento ottico).

Abbiamo in programma di costruire il nostro campo lunare utilizzando moduli precostruiti trasportati dalla Terra con i razzi Ariane 64. La massa massima di un modulo sarà di 8,6 tonnellate, il massimo carico utile dell'A64 in orbita di trasferimento lunare (LTO). Oltre al modulo principale, possono essere aggiunti altri moduli per formare il campo lunare. I pannelli solari, le antenne e altri dispositivi esterni saranno montati sulla superficie lunare, accanto alla base. Il materiale principale è la lega di alluminio 6061 con alcune parti in ABS e fibra di carbonio, oltre ad altri materiali in piccole quantità, come bulloni in acciaio, guarnizioni in gomma, ecc. I moduli saranno collocati all'interno di uno scavo di 1,2 m di profondità sulla superficie lunare, per evitare movimenti o rotazioni indesiderate. I moduli saranno manipolati e posizionati da gru e potranno essere spostati anche rotolando sul posto. Le gru e gli altri macchinari necessari alla manipolazione possono essere portati in una missione anteriore separata o con un razzo secondario nella stessa missione. Per collegare tra loro due moduli e le estremità dei moduli è necessario anche un avvitatore a impulsi. I moduli saranno pressurizzati dopo il completamento e depressurizzati prima di qualsiasi modifica. Il pannello della finestra sarà trasportato non montato in un contenitore sicuro per non danneggiarlo durante l'assemblaggio e la spedizione.

Il sistema di riscaldamento/raffreddamento dei moduli della base lunare garantirà una buona temperatura di vita. Il sistema di stoccaggio dell'O2 e lo scrubber di CO2 manterranno il flusso di ossigeno attraverso i moduli e raccoglieranno la CO2 in eccesso. Le pareti dei moduli proteggeranno gli astronauti in una certa misura dalle radiazioni cosmiche, che possono essere migliorate con l'aggiunta di terra sopra le pareti dei moduli, mentre la lega di alluminio 6061 per l'aviazione può proteggere la base da piccoli impatti. Il corpo dei moduli può sopportare una pressione di 3 atm, in base a una simulazione. La base è inoltre dotata di un sistema di acquaponica in grado di mantenere una scorta di cibo, anche se le missioni di rifornimento sono gravemente compromesse. La finestra principale è costituita da una lastra di vetro/plastica che protegge l'equipaggio dalla possibile rottura del vetro.

La base fornirà acqua all'equipaggio utilizzando il sistema di ricircolo dell'acqua (un sistema simile a quello utilizzato sulla ISS) filtrando l'acqua usata con uno speciale assortimento di filtri, rendendola autosufficiente. Può anche trasformare l'urina in acqua potabile. Il sistema idrico consiste in un serbatoio principale sotto il bagno del modulo e in una riserva d'acqua di emergenza, costituita dalla vasca dei pesci del modulo di acquaponica. L'acqua può anche essere estratta come condensa dall'impianto di condizionamento dell'aria, grazie ai collettori inclusi nell'AC.

Il cibo sarà conservato principalmente vicino alle bombole di ossigeno sotto il pavimento di ogni modulo. Il cibo consisterà principalmente in prodotti essiccati che possono essere reidratati con l'acqua. Il modo principale di produrre cibo sarà il sistema acquaponico, che farà crescere pesci, frutti di mare e alghe insieme ad altre verdure ed erbe in modo simbiotico. I rifiuti dell'acquario saranno utilizzati come fertilizzante naturale per la coltivazione delle verdure; i nutrienti e l'ossigeno forniti dalle piante saranno utilizzati per l'acquario.

Il sistema di alimentazione è composto da pannelli fotovoltaici, batterie ricaricabili e la relativa elettronica. Il sistema utilizza 22 pannelli da 455 watt che possono generare fino a 10 kWp di potenza totale e 16 celle LiFePO4 a base di litio, depositate in un contenitore protetto. La tecnologia delle batterie è stata scelta perché è molto sicura rispetto alle altre chimiche, a scapito di un peso maggiore. Le celle hanno una tensione nominale di 3,2 V e insieme hanno un'energia di 48 kWh. Inoltre, il sistema è dotato di diverse elettroniche di conversione e gestione, come l'inverter e il BMS, che servono rispettivamente per la conversione della corrente continua in corrente alternata e per la protezione delle batterie.

La base è dotata di un sistema di condizionamento dell'aria alimentato elettricamente, che provvede anche a depurare l'aria dalla CO2. I filtri sono tutti sostituibili e facili da rimuovere, con un design senza utensili. Sotto il pavimento di ogni modulo, ci sono sei serbatoi di ossigeno che sono controllati dall'unità di controllo elettronico (ECU) principale del modulo, che rileva i livelli di ossigeno e li compensa quando necessario. Inoltre, l'unità di controllo verifica la pressione interna del modulo. Il sistema assicura che il livello ottimale di O2 sia mantenuto nella base, proteggendo la salute degli astronauti.

Il nostro campo lunare può servire per tutti e tre gli scopi: commerciale, scientifico e turistico, perché è modulare e può essere allestito secondo le necessità. Nella sua configurazione predefinita, il campo lunare sarà inizialmente predisposto per scopi scientifici.

Utilizzando un rover lunare, uno strumento multifunzionale per la costruzione e la scienza, possiamo trasportare e manipolare i materiali per espandere ulteriormente la base lunare per tutti gli scopi necessari.

Gli astronauti si svegliano sui loro letti a castello in legno e svolgono le loro routine mattutine, tra cui mangiare, igiene e monitoraggio della salute; l'interno in legno della base dà loro un senso di comfort e familiarità. Poi, controllano lo stato dei sistemi principali necessari per le operazioni del campo lunare, come il sistema di alimentazione, il sistema dell'aria, il sistema idrico e il sistema di acquaponica. Questi controlli comprendono la pulizia dei pannelli solari (parte del sistema di alimentazione), il monitoraggio dei livelli di ossigeno, di CO2 e della pressione nella base, il controllo del PH dell'acqua e dei livelli di ossigeno del sistema di acquaponica e il contenuto di nutrienti nel terreno.

Ogni membro dell'equipaggio deve fare almeno 30 minuti di esercizio all'interno, o fare una passeggiata della stessa durata fuori dalla base, per prevenire l'atrofia muscolare.

          Dopo i controlli iniziali, il team della base lunare contatterà il centro di comando sulla Terra per riferire la situazione a bordo e richiedere informazioni sulle missioni di ricerca da svolgere.

Almeno 2 membri dell'equipaggio rimarranno sempre a bordo, supervisionando il funzionamento dei sistemi critici e mantenendo la sicurezza della base. Il resto degli astronauti potrà svolgere diversi compiti, come esplorare il suolo lunare, creare nuove basi con l'aiuto della stampa 3D, eseguire esperimenti di coltivazione di piante e animali sulla superficie lunare con l'aiuto del sistema di acquaponica, eseguire esperimenti sul suolo lunare stesso, condurre operazioni di estrazione mineraria per motivi industriali o di ricerca e, in futuro, anche condurre tour e fungere da base per future missioni nel sistema solare.

Alla fine della giornata, tutto il personale torna alla base, impacchetta gli attrezzi o gli strumenti lasciati fuori dalla base, mangia e si gode un po' di tempo libero. Potranno parlare con i loro familiari o amici sulla Terra, guardare video o media pre-scaricati sul server interno, cercare e pubblicare documentazione e molto altro ancora utilizzando il sistema di comunicazione ad alta larghezza di banda.