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Cynthia, il nostro progetto di campo lunare, consiste in una base lunare che ospiterà cinque astronauti. L'insediamento sarà situato in prossimità di un tubo di lava, sul polo sud della Luna. Abbiamo progettato un campo che ha due parti principali: una all'interno del tubo di lava, dove vivranno gli esseri umani, e l'altra sulla superficie della Luna, vicino al tubo di lava, che ha una forma esagonale. Collegati a ciascun lato dell'esagono, ci sono cinque emisferi che servono come serre, laboratori e ingressi. Le due parti dell'insediamento sono collegate da un ascensore che va dal tubo di lava alla superficie e da un corridoio che va dall'ascensore all'esagono. Oltre all'edificio principale, abbiamo pensato di costruire un garage per i rover e altri veicoli e una parete di pannelli solari.

Intendiamo costruire il nostro campo lunare in un tubo di lava vicino al cratere Shackleton che si insinua nel Polo Sud della Luna. Abbiamo scelto questa località perché è nota per essere illuminata in permanenza dal Sole. Di conseguenza, possiamo sfruttare costantemente l'energia solare. Inoltre, le misurazioni effettuate dal Lunar Prospector della NASA indicano elevate quantità di idrogeno all'interno del cratere Shackleton, il che denota la possibile esistenza di ghiaccio. Come già accennato, in un tubo di lava più piccolo verrà costruita una parte della base lunare. Essa comprenderà la camera da letto, la cucina, il bagno e la palestra, in quanto la temperatura è costante a 20°C. Inoltre, il tubo di lava offre una grande protezione contro le radiazioni cosmiche e solari e contro i piccoli meteoriti che colpiscono la superficie della Luna. Gli astronauti avranno anche un accesso più facile alle risorse del sottosuolo.

Costruire Cynthia con materiali importati dalla Terra sarebbe troppo costoso, quindi dobbiamo utilizzare le risorse lunari. Un robot simile al RASSOR della NASA raccoglierà il suolo lunare e un altro robot combinerà la regolite ottenuta con la plastica proveniente dai rifiuti degli astronauti per formare un cemento composito polimerico. Poi, una stampante 3D farà il resto del lavoro, che consiste nel creare pareti, mobili e utensili con questa miscela, lavorando in modo completamente automatico. Le pareti esterne devono avere uno spessore di sei metri per garantire la protezione dalle radiazioni e gli strati interni delle pareti del Moon Camp avranno un aspetto simile all'interno di una tuta spaziale. Anche questi strati saranno interamente costruiti da robot. Di conseguenza, gli astronauti sono al sicuro e noi risparmiamo grandi somme di denaro.

L'acqua è essenziale per sostenere la vita sulla Luna. Essendo troppo costoso trasportarla dalla Terra, dobbiamo estrarla dalla regolite lunare. L'estrazione del suolo avverrà nel cratere Shackleton, situato in prossimità del Polo Sud lunare. Poi, il suolo raccolto, contenente ben 20% di acqua ghiacciata secondo i dati restituiti dal Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, sarà riscaldato e purificato assicurando il fabbisogno giornaliero di acqua per cinque astronauti. Un astronauta può consumare fino a 4,5 litri di acqua al giorno.

Il cibo richiesto dai nostri astronauti deve fornire circa 3000 calorie al giorno, calcio e vitamina D, necessari per prevenire la degradazione delle ossa. Nelle prime fasi, gli astronauti consumeranno cibo confezionato inviato dalla Terra e gradualmente sostituiranno i loro pasti con il cibo coltivato nei moduli agricoli, che utilizzano un sistema idroponico. Si tratta di nebulizzare una soluzione ricca di nutrienti e acqua in una piccola camera pressurizzata contenente le radici della pianta. Potremo coltivare soia, patate dolci, cipolle, quinoa e lattuga.

La nostra stazione di ricerca lunare sarà alimentata da pannelli solari posizionati sui bordi del cratere Shackleton, grazie alla luce solare quasi continua che quest'area riceve. Una parte dell'energia ricavata sarà immagazzinata in una batteria utilizzata in caso di eclissi lunare. Il trasporto della spedizione avverrà tramite cavi protetti da materiali che assorbono gli urti, come il kevlar e il grafene. Nelle fasi iniziali, la stazione funzionerà con batterie portate dalla Terra, che saranno trasformate in accumulatori di emergenza una volta realizzato l'impianto fotovoltaico.

Una persona media ha bisogno di circa 0,84 kg di ossigeno al giorno, quindi per cinque persone dovremo produrre circa 4,2 kg al giorno. Il modo principale in cui produrremo ossigeno è la riduzione carbotermica del regolite, che contiene un'abbondante fonte di ossidi come il SiO2. Gli ossidi metallici del suolo lunare vengono ridotti con metano, ottenendo monossido di carbonio e idrogeno. In seguito, il monossido di carbonio reagisce con l'idrogeno per formare acqua e metano, che saranno riciclati nella prima reazione. L'acqua viene poi elettrolizzata per formare ossigeno e idrogeno.

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L'assenza di atmosfera sulla Luna implica situazioni pericolose per gli astronauti, quindi è nostro compito proteggerli. Pareti esterne spesse sei metri, fatte di regolite lunare e plastica, riempite tra gli strati di acqua (per proteggere gli astronauti dalle eruzioni solari), sono sufficienti a tenere gli astronauti al sicuro da potenti radiazioni e dagli asteroidi. Le temperature estreme sulla Luna non creano problemi perché la parte interna di Cynthia ha un ruolo simile a quello di una tuta spaziale: è composta da strati che svolgono funzioni diverse, come lo strato ripstop, gli strati di isolamento in Mylar e lo strato di vescica, in modo da mantenere una temperatura costante di 18-24°C e fornire ossigeno a sufficienza.

L'istituzione del nostro avamposto lunare Moon Camp ha un ruolo essenziale nello sviluppo delle conoscenze scientifiche sull'Universo con l'aiuto delle informazioni raccolte dall'equipaggio degli astronauti. La percezione di un giorno sulla Luna è astratta, anche se il programma di un astronauta richiede il mantenimento del ritmo circadiano naturale, a causa dell'effetto diretto sulla salute umana. Per questo motivo, l'equipaggio si atterrà strettamente a un orario rigoroso. Il programma prevede il risveglio alle 6 del mattino di un ipotetico giorno di 24 ore. L'area progettata per 8 ore di riposo giornaliero è la Sezione Sonno, situata al Livello Sotterraneo, composta da cinque piccoli cubicoli, ognuno dei quali è dotato di un sacco a pelo. La distribuzione dell'aria deve essere controllata in modo permanente e la ventilazione deve essere performante per ridurre il rischio di deprivazione di ossigeno. Considerando la microgravità dell'ambiente, la routine mattutina e le attività di igiene personale sono più difficili, poiché l'approvvigionamento idrico è limitato e prioritario per il consumo. Tutti e cinque gli astronauti consumano tre pasti al giorno, che forniscono le proteine, i lipidi, i carboidrati, le vitamine e i minerali essenziali, assicurando un'alimentazione equilibrata; l'unità di stoccaggio e la serra sono strutture fondamentali sul Livello di Superficie. Inoltre, l'equipaggio deve svolgere compiti quotidiani, principalmente compiti di manutenzione che garantiscono la sicurezza e la sostenibilità o l'amministrazione e la supervisione degli esperimenti nei due laboratori situati sul Livello di Superficie. I controlli quotidiani sui sistemi di supporto sono fondamentali, perché la loro progettazione riduce i requisiti di approvvigionamento, riciclando la maggior parte dei rifiuti. Per ridurre lo stress e preservare la massa muscolare e il suo tono, i membri dell'equipaggio trascorrono circa due ore e mezza nell'Area Gym esercitandosi con le macchine da ginnastica, poiché la microgravità favorisce la perdita di forza dei muscoli. Alla fine della giornata, quando tutti i compiti sono stati portati a termine, gli astronauti possono trascorrere la serata come desiderano, concedendosi una pausa dai loro impegni.