L'acqua è fondamentale per la vita ed è l'elemento che rende il nostro pianeta così unico. L'intera funzionalità del corpo di ogni specie vivente risiede nell'acqua. In poche parole, è vitale per lo sviluppo di colonie spaziali. Da questo punto di vista, il primo passo per conquistare la Luna è imparare a sfruttare correttamente il suo giacimento d'acqua.

Aquasis sarà sia un centro di ricerca per l'esplorazione del ghiaccio d'acqua nei poli lunari sia, in un certo senso, una centrale elettrica per i razzi che utilizzeranno la Luna come punto di partenza per l'esplorazione dello spazio profondo.

Abbiamo intenzione di costruire la nostra base lunare al Polo Sud della Luna. Il Polo Sud sembra essere il luogo che potrebbe fornirci le migliori condizioni di vita. È stato recentemente confermato che potenzialmente esiste una grande quantità di ghiaccio d'acqua, la cui massima concentrazione si trova nei centri dei crateri del Polo Sud. Oltre a utilizzare questo deposito di ghiaccio per fornire acqua potabile agli astronauti, lo useremmo per produrre idrogeno e ossigeno in modo da creare un'atmosfera respirabile. Potremmo anche usarlo per coltivare piante, produrre carburante per razzi e come scudo contro le radiazioni spaziali. A proposito di approvvigionamento energetico, anche se il Polo Sud è per la maggior parte coperto dall'ombra, alcune aree, come i bordi dei crateri, sono esposte alla luce del sole per lunghi periodi di tempo.

Non è un segreto che il trasporto di materiali nello spazio, o nel nostro caso sulla Luna, sia un'esperienza costosa e impegnativa. Considerando gli attuali costi dei voli spaziali, sarebbe meglio non fare troppo affidamento sulle risorse della Terra. La prima cosa che ci viene in mente quando si parla di diverse opzioni è la stampa 3D con il suolo lunare. A parte questo, sulla Luna ci sono molti metalli e grandi depositi di elementi terrestri che potremmo sfruttare. Il suolo lunare, noto anche come regolite, ad esempio, sarebbe un eccellente materiale da costruzione. Combinandolo con i polimeri, saremo in grado di creare la materia prima necessaria per la stampa 3D. Il regolite non è ricco di materiali organici come il suolo terrestre e non lo useremmo per far crescere le piante. Tuttavia, il suo vantaggio più significativo in termini di applicazione nell'edilizia è che potrebbe fornirci una protezione sia dalle radiazioni che dalle temperature estreme. Inoltre, dato che la NASA e l'ESA sono ugualmente impegnate nella ricerca sulle proprietà del suolo lunare, abbiamo già un terreno su cui poggiare i piedi, quindi avremo innanzitutto una solida base per ulteriori ricerche. Altri materiali locali promettenti sono, con grande certezza, il vetro lunare e alcuni dei metalli che possiamo estrarre direttamente dalla Luna, come l'alluminio, il ferro, il silicio per la produzione di pannelli solari, ecc.

Per le aree esposte alle radiazioni spaziali, utilizzeremo una parte dell'acqua raccolta per la schermatura. Le due cose che rendono l'acqua una fonte così efficace di schermatura dalle radiazioni sono la sua densità e la sua economicità. La usiamo già per proteggerci dalle radiazioni nelle centrali nucleari, che sono simili alle radiazioni cosmiche, quindi abbiamo una certa esperienza in questo campo. Le pareti dell'insediamento saranno riempite d'acqua. All'interno dello strato d'acqua saranno collocati dei sensori che controlleranno i livelli di radiazione e ci forniranno un feedback sull'efficacia dello scudo. Tuttavia, per ragioni di sicurezza, la zona abitativa principale sarà costruita sottoterra, dove le radiazioni hanno poco accesso.

L'acqua sarà estratta dai ghiacci nascosti nell'area del Polo Sud con macchine autonome e trasportata al sito principale delle operazioni con un tram aereo dalle parti centrali del cratere, inospitalmente buie e fredde, dove le particelle d'acqua si accumulano sotto forma di ghiaccio a causa delle temperature costantemente estremamente basse, al bordo illuminato dal sole quasi tutto l'anno, dove si trova la nostra base principale. A seconda dello scopo per cui utilizzeremo l'acqua, sarà necessario un certo processo di trattamento. Nel caso dell'acqua potabile, il ghiaccio dovrà essere sciolto e l'acqua che ne ricaveremo sarà filtrata, purificata e mineralizzata. L'acqua che scaviamo sarà utilizzata anche per l'aeroponica, la schermatura e la produzione di combustibile per razzi scindendola in idrogeno e ossigeno con l'energia solare.

Il cibo a base vegetale sarà prodotto nel nostro modulo aeroponico. Oltre a questo, produrremo in laboratorio altri prodotti come la carne, per esempio, per ottenere una dieta equilibrata, fondamentale per il benessere degli astronauti. La cosiddetta carne di coltura viene coltivata da cellule animali in laboratorio. La coltura avviene all'interno di un bioreattore, che simula l'ambiente del corpo animale. Quando le cellule raggiungono la densità prevista, vengono separate dal brodo in cui sono state messe. Gli animali non sono praticamente coinvolti, poiché la loro partecipazione si limita al prelievo del tessuto attraverso una biopsia, che quasi certamente sarà effettuata sulla Terra.

La nostra fonte primaria di elettricità saranno i pannelli solari, poiché il luogo che abbiamo scelto è esposto alla luce del sole in misura sufficiente per alimentare la base. Il problema che dobbiamo affrontare lavorando con i pannelli solari è che la loro efficienza è piuttosto bassa. Si stima che sia di poco superiore a 20%. Questa sfida potrebbe essere superata utilizzando fibre di nanotubi di carbonio che hanno la capacità di assorbire il calore di scarto della banda larga e convertirlo in elettricità. Questo metodo ci aiuterebbe ad aumentare l'efficienza dei pannelli solari di quattro volte, raggiungendo oltre 80%. L'energia solare prodotta sarà utilizzata anche per creare carburante a idrogeno, separando l'ossigeno e l'idrogeno della molecola d'acqua.

All'inizio, porteremo dalla Terra sia l'azoto che l'ossigeno per produrre aria sulla base. Non appena inizieremo a estrarre acqua in profondità dalla superficie dei crateri lunari, ci si presenteranno altre due opzioni. Potremmo ottenere l'ossigeno dall'acqua e mescolarlo con l'azoto importato dalla Terra, oppure utilizzare l'eliox. L'eliox è un gas respirabile composto da elio e ossigeno, la cui densità è inferiore a quella dell'aria stessa. È utilizzato in medicina perché riduce la resistenza delle vie aeree ed è comunemente impiegato dai sommozzatori che nuotano negli abissi qui sulla Terra. Saremmo in grado di produrre completamente sulla base utilizzando le risorse locali, ottenendo l'ossigeno necessario dall'acqua ed estraendo l'elio dalla Luna.

Si stima che ai poli lunari vi siano oltre 600 miliardi di chilogrammi di ghiaccio d'acqua. L'acqua è necessaria per le future colonie umane, quindi ha molto senso concentrarsi sull'esplorazione del deposito di ghiaccio lunare. L'acqua sarebbe potenzialmente la pietra miliare per la conquista della Luna, grazie alle sue numerose applicazioni. Il nostro obiettivo è creare una base autosufficiente che non dipenda dai rifornimenti dalla Terra. Prima di commercializzare la Luna creando imprese e industrie, dovremo osservare e studiare l'ambiente locale, e l'acqua sarà inizialmente la priorità assoluta. L'acqua è un bene che diamo per scontato, ma è così essenziale per la vita che potremmo definirla la nostra risorsa più preziosa.

La prima cosa che i nostri astronauti faranno al mattino sarà soddisfare le loro esigenze igieniche, come fare la doccia, lavarsi i denti e così via, in generale prepararsi per la giornata. Prima di fare colazione, trascorreranno circa mezz'ora ad allenarsi nella palestra del modulo abitativo. Lo sport è fondamentale per la salute, soprattutto quando si vive e si lavora nelle condizioni di un ambiente così diverso da quello terrestre. Dopo l'allenamento, andranno a fare colazione, discuteranno dei loro compiti individuali per la giornata e faranno una breve chiacchierata mattutina per svegliarsi. Poi si divideranno in gruppi e si metteranno al lavoro. I gruppi saranno formati come segue: i lavoratori del modulo aeroponico che si occupano delle piante e ne esaminano il processo di crescita; le persone che si occupano della logistica, della sistemazione e dell'organizzazione dei magazzini; gli scienziati all'interno del laboratorio che si occupano del trattamento dell'acqua e della manutenzione dei bioreattori; coloro che si occupano dell'estrazione del ghiaccio d'acqua dai crateri, controllando e mantenendo le condizioni dei robot di estrazione e dei sistemi di trasporto. Ogni astronauta dovrà inoltre controllare i sistemi di supporto, monitorare le apparecchiature tecniche e rispondere alle chiamate del Centro di controllo terrestre. Durante il processo lavorativo, ogni membro dell'equipaggio avrà la possibilità di riposare ogni volta che riterrà il carico di lavoro troppo intenso, ognuno definirà i propri orari e quando avrà finito i suoi compiti, la giornata lavorativa terminerà. All'ora di cena si riuniranno ancora una volta intorno al tavolo per condividere un po' di tempo in compagnia. Prima di andare a letto, gli astronauti avranno qualche ora per sé, in cui potranno scegliere se andare in palestra, partecipare alle attività del centro di intrattenimento o comunicare con la famiglia, i parenti e gli amici sulla Terra tramite e-mail, chiamate e video chat.