Siamo il club di astronomia del liceo Lafayette di Clermont-Ferrand. Quest'anno stiamo partecipando con il nostro insegnante di scienze all'esperimento con il blob in relazione alla missione Alpha dell'astronauta francese dell'ESA Thomas Pesquet. Tutti noi stiamo seguendo un programma scolastico per orientarci nell'ingegneria aeronautica e aerospaziale, o nella ricerca astrofisica. È quindi con grande motivazione che abbiamo detto di sì al nostro insegnante per partecipare a questo concorso. Prima ancora di iniziare a raccontarvi le nostre soluzioni per questa sfida, vi presenteremo la tecnica di lavoro che abbiamo utilizzato per tutto il progetto. La nostra tecnica di lavoro consiste nel fare un elenco di problemi che abbiamo incontrato o che abbiamo un'alta probabilità di incontrare: una volta fatto questo elenco di problemi, dividiamo questi "grandi" problemi per farne tanti "piccoli" che rispondano in modo più specifico alle nostre esigenze. È infatti più semplice risolvere diversi piccoli problemi indipendentemente l'uno dall'altro per permetterci di affrontare un vincolo generale piuttosto che affrontarlo direttamente. Una volta che tutto il nostro team si è trovato d'accordo sulla tecnica da utilizzare, abbiamo iniziato a creare una specifica funzionale che ci permetterà di essere più efficienti e più produttivi quando passeremo alla parte di modellazione 3D. Il nostro modello è una vista della base durante una prima missione, quindi c'è solo il modulo essenziale.

La nostra base ha bisogno di acqua per funzionare, quindi la base deve assolutamente trovarsi vicino all'acqua: sulla luna la possiamo trovare sotto forma di ghiaccio, principalmente ai poli della luna, quindi la nostra base sarà situata su uno dei due poli della luna.

Il nostro campo sulla Luna ci permette di proteggere gli astronauti dai numerosi pericoli che li circondano su questa superficie ostile. Sappiamo infatti che sulla Luna non c'è atmosfera e quindi non c'è possibilità di respirare. Per questo motivo la nostra base lunare sarà a tenuta stagna e pressurizzata in condizioni simili a quelle della Terra o della ISS. Per garantire questa tenuta, utilizzeremo guarnizioni ad ogni giunzione. Abbiamo appreso dai siti web della NASA e dell'ESA che il regolite lunare è tagliente e irritante, quindi per proteggere gli astronauti abbiamo previsto un hangar sulla superficie della Luna per garantire che non ci sia regolite nella base. Se inavvertitamente ciò dovesse accadere, il nostro filtro garantirebbe comunque la sicurezza degli astronauti. Per proteggere gli astronauti dalle radiazioni pericolose, abbiamo deciso, come spiegato nella parte 2.2, di interrare la nostra base.

L'acqua sarà una risorsa importante per la nostra base lunare, infatti verrà utilizzata per idratare l'equipaggio, per le coltivazioni e soprattutto per produrre ossigeno per la base attraverso un sistema di elettrolisi dell'acqua che produrrà anche idrogeno, che potrà essere utilizzato come carburante per far decollare i razzi di rifornimento.
Può essere recuperata direttamente dalla Luna sfruttando il ghiaccio presente o portata direttamente dalla Terra, soprattutto per i primi giorni. Inoltre, nella base è presente un sistema di riciclo dell'acqua per consumarne meno.

La base deve fornire cibo all'equipaggio, ma non esiste una vera e propria fonte di cibo sulla Luna, quindi il cibo dovrà essere portato dalla Terra per mezzo di un razzo di rifornimento. Tuttavia, grazie alla modularità della base, è possibile aggiungere senza problemi un modulo serra o un modulo per l'allevamento di polli, ad esempio, che ridurrà il numero di razzi di rifornimento e migliorerà allo stesso tempo la qualità della vita dell'equipaggio: è molto più bello mangiare uova fresche al mattino che cibo in scatola.

La base deve anche essere alimentata, quindi utilizzeremo pannelli solari che sono molto più efficienti che sulla Terra perché la Luna non ha atmosfera. Naturalmente, questi pannelli solari dovranno essere accompagnati da accumulatori per immagazzinare energia durante la notte, ma un ciclo giorno-notte sulla Luna dura 30 giorni terrestri, quindi avremo bisogno di più accumulatori.
Ma purtroppo, per avere accesso all'acqua, la base deve essere collocata verso i poli, dove c'è la minor quantità di luce solare; per questo motivo si è deciso di aggiungere l'uso di batterie nucleari per compensare questa perdita.

Sulla Luna c'è un problema: non c'è aria. I cosmonauti hanno bisogno di aria, quindi non abbiamo altra scelta che importare dalla Terra molti serbatoi di ossigeno e azoto per assicurare la respirazione umana. Inoltre, se possiamo utilizzare l'ossigeno presente nel suolo lunare, possiamo sostituire i serbatoi di ossigeno con altri serbatoi di azoto, in modo da utilizzare in modo efficiente lo spazio del razzo terrestre, perché il suolo lunare è composto principalmente da ossigeno (più di 40%). Se riusciamo a sviluppare la tecnologia per prelevare l'ossigeno dal suolo, possiamo utilizzare questa tecnologia per prelevare l'ossigeno nella CO2, che è il nostro gas di espirazione. Possiamo usare l'elettrolisi con l'acqua e prelevare il suo ossigeno, in modo da essere totalmente indipendenti con questo gas e riservare i razzi per altri prodotti necessari, come l'acqua o il cibo.

Lo scopo principale del nostro campo lunare sarà quello di fare delle ricerche sulla capacità degli esseri umani di sopravvivere in un altro ambiente (gravità diversa, assenza di aria, ecc.). L'esperimento durerà molti anni e, se funzionerà, potremo dire chiaramente che potremo vivere sulla Luna. Tuttavia, se i risultati non saranno conclusivi, riprenderemo le nostre cose e torneremo sulla Terra in tutta sicurezza. Il passo successivo alla nostra piccola base sulla Luna è quello di stabilire una colonizzazione su questo satellite e iniziare a creare una nuova civiltà, il cui scopo principale sarà quello turistico.

La gestione della giornata durante una missione di lunga durata è essenziale per evitare un sovraccarico di lavoro da parte dei membri del team nella stazione. Per questo motivo, i programmi settimanali saranno progettati sulla Terra e distribuiti ogni lunedì all'inizio della settimana. La settimana sarà articolata sulla base di 5 giorni di lavoro (dal lunedì al venerdì) e 2 giorni di riposo (sabato e domenica) e gli orari saranno UTC. Ogni giorno sarà inoltre ben preparato e organizzato. Si inizia alle 7 del mattino, quando gli ultimi dovranno essere svegli. Gli astronauti avranno tempo fino alle 8:30 per prepararsi e fare colazione. Alle 8:30 tutti i membri si riuniscono in una sala riunioni e lì il comandante dà a ciascun membro gli ordini di missione del giorno che la Terra gli avrà trasmesso e fa un briefing generale. Dalle 9 del mattino ogni astronauta sarà impegnato in ciò che la Terra gli ha chiesto di fare. Gli astronauti sono obbligati a fare una pausa di un'ora tra le 11.00 e le 14.00. La giornata lavorativa termina alle 17.30 con un debriefing di 30 minuti nella sala riunioni. Dopodiché gli astronauti sono liberi di fare ciò che vogliono fino alle 23:00. Alle 23:00 la base entra in modalità notturna e gli astronauti devono rimanere il più possibile nelle loro stanze. Questa pianificazione della giornata può essere modificata se ci sono azioni particolari (EVA, compleanno, soccorso, ...).