Pagrindinė mūsų projekto "Mėnulio stovykla" misija - sukurti savarankišką aplinką Mėnulyje, kuri galėtų veikti ir kaip mokslinių tyrimų centras, ir kaip tarpinė kitų nežemiškų misijų paleidimo vieta. Mūsų projektą sudaro keli etapai. Pirmajame etape daugiausia dėmesio skirsime nedidelės aplinkos, kurioje galėtų išgyventi astronautai, sukūrimui ir reikiamų sistemų sukonstravimui naudojant nuotoliniu būdu valdomą įrangą. Netoliese esančiame krateryje bus įrengti branduoliniai reaktoriai, o tam, kad būtų galima vykdyti statybas, bus įrengtas 3D spausdintuvu spausdinamas roveris. Bus pasiekti būtiniausi reikalavimai, tokie kaip deguonies / vandens / maisto / energijos gamyba ir gyvenamoji vieta astronautams atvykti. Bus įrengtas didesnis pagrindinis mazgas, gyvybės palaikymo sistema ir gyvenamosios patalpos bei papildomos medžiagos, pavyzdžiui, azoto talpykla astronautams atvykti. Po to bus pradėta antroji pakopa. Šiame etape daugiausia dėmesio bus skiriama kitų svarbių komponentų, reikalingų stovyklos funkcionavimui, statybai. Kadangi Pirmajame etape jau buvo sutvarkyta aplinka, pirmieji astronautai bus atvežti kontroliuoti miegamojo, botanikos ir ūkio įrengimo. Bus pradėti pirmieji nedideli eksperimentai ir projektai. Kitas etapas bus Trečiasis etapas, kurio metu daugiausia dėmesio bus skiriama bazės plėtrai ir stiprinimui. Pavyzdžiui, bus pridėta kitų komponentų, atvežta transporto priemonių, pagrindinio mazgo stogas bus sutvirtintas išgautu titanu, bus pastatyta paleidimo aikštelė.

Bazę norime statyti ekvatoriniame regione, tarp "Apollo 14" ir "Apollo 12" nusileidimo vietų (platuma:-1,92, ilguma:-23,4). Mūsų sprendimą lėmė daug priežasčių. Pirma, elementų Ti, H3, H ir Fe gausa padėtų statyti struktūras ir padėtų valdyti išteklius. Antra, Saulės spinduliuotės ir Mėnulio drebėjimų dažnis yra mažesnis, todėl bazės gyvavimo trukmė būtų ilgesnė. Trečia, transportas tarp Žemės, Mėnulio ir už jo ribų būtų daug greitesnis ir paprastesnis, palyginti su ašigaliais, nes gravitacinė trauka būtų mažesnė. Ketvirta, kadangi dėl "Apollo 12" ir "Apollo 14" misijų tuose regionuose anksčiau buvo atlikti išsamūs seisminiai matavimai, struktūrai būtų sukurtas tvirtas pagrindas. Galiausiai, pastebėjome, kad techniniuose projektuose kartais galima pamiršti psichologiją. Bazės įrengimas ekvatoriniame regione prisidėtų prie astronautų moralės dėl kvapą gniaužiančio Žemės vaizdo.

Mūsų dizainas bus paremtas šešiakampės struktūros, primenančios bičių korio formą, pagrindu. Kai kurios priežastys, kodėl nusprendėme išdėstyti modulius šešiakampio forma, yra tos, kad šešiakampiame tinklelyje kiekviena linija yra kuo trumpesnė, jei norima užpildyti didelį plotą mažiausiu šešiakampių ar kitų geometrinių figūrų skaičiumi, o šešiakampė forma yra viena iš stipriausių struktūrų gamtoje. Tai viena iš priežasčių, kodėl bitės savo avilyje naudoja šešiakampius. Šešiakampė konstrukcija taip pat naudinga dėl unikalių organizavimo galimybių, 6 skirtingų ir vienodai nutolusių kampų nuo centro modulių. Dar vienas šios konstrukcijos privalumas - galimybė plėstis. Taigi, šeimai augant, bus galima simetriškai ir tvarkingai plėstis. Optimaliu atveju mūsų moduliai yra labai panašūs į iglu. Iglu moduliai yra apskritos formos, kuri sukuria Faradėjaus narvą. Taigi jis suteikia pranašumą ekranuojant elektros grandines. Be to, kiekvieno iglu modulio lubose bus mažos šešiakampės skylutės, kurios surinks fotonus ir saulėtomis dienomis panaudos saulės šviesą kolonijos apšvietimui. Įgaubtos formos stiklinis skydas neleis gama ir rentgeno spinduliams patekti į vidų, o į centrą surinks 450-760 Nm bangas. Jei pažvelgtume į sienelės sluoksnius, skiriančius stovyklą nuo kosmoso, sluoksnių išsidėstymas yra toks: vidinis šerkšno barjeras, perteklinės pūslės, kevlaro suvaržymo sluoksnis ir išorinis apvalkalas, kuris pagamintas iš 3D spausdintuvu atspausdinto regolito.

Vienas iš išorinių pavojų gali būti asteroidų ir (arba) meteoritų smūgiai. Norėdami jiems pasirengti, turime žinoti, iš kur jie smogs. Atlikę 28 kraterių, esančių netoli mūsų bazės vietos (https://docs.google.com/spreadsheets/d/1X8LtUiE-8PiYrjb2in_Q5fpt0OCZN_zeHwBFdxhZddI/edit?usp=sharing), matmenų tyrimus, pastebėjome, kad kraterių kraštinių nuolydžių skirtumas ekvatorinėje srityje yra tikrai nedidelis. Todėl kupolų viršūnės turi būti tvirčiausios, o jas gaminti iš surinkto regolito kartu su integruota 3D spausdintuvu atspausdinta paukščių kaulų struktūra būtų naudinga. Kita grėsmė būtų Mėnulio dulkės. Šiai grėsmei įveikti turėsime skalbimo sistemą, kuri išvalytų kostiumus ir įrangą nuo dulkių, ir puikiai prevencinę išėjimo sistemą. Galiausiai, kad apsisaugotume nuo radiacijos, išoriniame apvalkale, kurį planuojama sukurti trečiojoje pakopoje, naudosime šviną.

Mūsų Mėnulio stovykloje regolitas bus naudojamas kaip vandenilio šaltinis vandeniui gaminti. Mes rinksime regolitą, kuriame yra 50-75 ppm vandenilio. Regolitas bus kaitinamas tol, kol išsiskirs dujos. Po to iš regolito surinktas vandenilis bus panaudotas deginant jį su deguonimi, taip pat bus maitinama mūsų laivuose esanti kompostavimo sistema, kurioje perdirbamos bazėje susidariusios biologinės atliekos. Šis metodas, žinoma, turi savo bėdų, o pagrindinė iš jų - neefektyvi metodika. Kad tai kompensuotume, naudojame vandens regeneravimo sistemą, gana panašią į ISS. Ši sistema leidžia mums susigrąžinti gana didelę dalį, 70-85 proc. įgulos gyvybei palaikyti naudojamo vandens.

Nustatėme, kad astronautų dienos kalorijų suma yra 2700 kcal. Iš jų 500 kcal gausime iš 3 kiaušinių, 1000 kcal - iš bulvių, o 1200 kcal - iš brokolių. Brokoliai taip pat patenkins vitaminų ir folio rūgšties poreikį. Žalumynams auginti astronautai įrengs hidroponinę sistemą. Ūkininkavimo atveju astronautai baltymų ir riebalų poreikius patenkins iš kiaulienos ir vištienos bei kiaušinių. Pirmiausia šių gyvūnų rinkinį galima atsivežti įprastai, tačiau po Antrojo etapo gyvūnai bus atvežti kaip embrionai. Jie bus auginami dirbtinėse įsčiose, laboratorijose esančiuose inkubatoriuose, vėliau bus gabenami į auginimo modulį, kad augtų natūraliau. Tai sumažins transportavimo išlaidas ir prisidės prie mokslo. Iškilus nenumatytiems atvejams, papildomai bus laikomi maisto konservai ir papildomas vanduo.

Bazės maitinimui bus naudojamas branduolių dalijimosi reaktorius. Reaktoriuje kaip kuras bus naudojamas labai prisodrintas uranas, o šiluminiai vamzdžiai, pripildyti skysto natrio (kuris gali laisvai tekėti 400-700 °C temperatūroje), bus naudojami kaip aušalas. Šilumos vamzdžiais perduodama šiluma bus perduodama virš aktyviosios zonos esantiems Stirlingo keitikliams. Virš Stirlingo keitiklių yra titano vandens radiatorius. Šis galas užtikrina šaltį, būtiną Stirlingo varikliams veikti. Stirlingo varikliai linijiniai elektros generatoriai gamina elektros energiją. Iš pradžių 10 kWe reaktorius bus naudojamas nepilotuojamiems roveriams, dronams ir pan. maitinti, vėliau - kitiems moduliams, kuriuose gyvens 3 žmonių įgula, aprūpinti 30-40 kWe - toks yra tikslas. Įvertinus reaktoriaus tūrį ir svorį, bazės poreikiams tenkinti tikriausiai reikės kelių pristatymų.

Orą sudaro 78% azoto ir 21% deguonies. Pirmiausia azoto reikia atsigabenti iš Žemės, tačiau jei mūsų azoto sudėties tyrimai duos rezultatų, galima svarstyti ir kitus būdus. Naudodami TKS ECLSS elektrolizuosime vandenį į vandenilį ir deguonį, o anglies dioksidą ir vandenilį panaudosime metanui gaminti. Sistema bus įrengta centro viduryje ir bus vienas iš mūsų deguonies šaltinių. Iš sistemos gautas metanas bus saugomas kaip raketų kuras mūsų raketų paleidimo zonoje. Taip pat planuojame turėti organinių deguonies šaltinių, tokių kaip botaniniai augalai ir dumbliai, t. y. spirulina. Botaniniai augalai ir dumbliai bus išdėstyti tiesiai mūsų pagrindinio centro viduryje, kad pasiskirstymas būtų tolygus. Pagrindiniame centre kaip šviesos šaltinį naudosime raudoną šviesą, kuri padidins deguonies gamybą dumbliuose.

Pagrindinis tikslas dažniausiai bus mokslinis. Statydami šią bazę planuojame sukurti raketų paleidimo bazę ir įsikurti nuo pasaulio nepriklausomoje tvarioje gyvenvietėje. Dėl mažo Mėnulio gravitacinio lauko iš Mėnulio į kitas planetas paleistos raketos sunaudotų gerokai mažiau degalų. Tai sumažintų kosmoso tyrimų sąnaudas, o kartu ir mokslo pažangą. Tolesniuose etapuose Mėnulyje būtų galima pastatyti net raketų gamyklą. Kitas tikslas būtų labiau ištirti Mėnulio išteklius. Atlikdami tyrimą pastebėjome, kad trūksta informacijos apie azotą Mėnulyje. Reikalaujant daugiau informacijos apie tokius elementus kaip azotas, sumažėtų stovyklos priklausomybė nuo Žemės. Kitas elementas, kurio tyrimus planuojama atlikti, yra helis-3. Šio elemento gausu Mėnulyje, tačiau Žemėje jis labai retas ir potencialiai gali būti naudojamas kaip kuras branduolių sintezės jėgainėse.

Stovykloje bus naudojamas CEST laikas, o visos pamainos bus suderintos su 24 valandų laiku. Visose patalpose bus daug atominių laikrodžių, rodančių laiką, o astronautai taip pat turės laikrodžius laikui matuoti. Mūsų kolonijoje kiekvienam žmogui yra sistemingai paskirstytos užduotys. Svarbiausi kompetencijos reikalavimai yra šie: maisto inžinierius, žemės ūkio inžinierius, kasybos inžinierius, mechanikos inžinierius, astrobiologas ir kt. Mūsų astronautų rytinė dienotvarkė bus specifinė, susijusi su jų užduotimis / pareigomis, o likusias pareigas jie atliks kartu.

Dabar apibūdinkime maisto pramonės inžinieriaus (FE) darbo dieną. Pirmiausia FE valgys pusryčius. Tuomet pirmasis skyrius, kurį aplankys FE, bus gyvulininkystės skyrius. FE patikrins paukščių gyvybines funkcijas ir užpildys formą, kurią Žemėje patikrins biologai. Po to gyvūnai bus šeriami. Po to FE patikrins embrionų vystymąsi, paimdamas kraujo mėginį iš po vieną vištą ir kiaulę. Baigęs registruoti duomenis, FE dar kartą patikrins gyvybines funkcijas, tada išvyks ir įsitikins, kad durys tinkamai užsandarintos.

Likusi FE dienos dalis bus tokia pati, kaip ir visų. Vidurdienį grupė pietauja. Po pietų grupė dar kartą susirenka aptarti kasdienės tvarkos, padedančios jiems bendrauti. Po to astronautai gauna dvi valandas laisvo laiko. Neišeidami iš stovyklos jie gali žaisti vaizdo / stalo žaidimus, susisiekti su savo šeimomis ir draugais, klausytis muzikos, žiūrėti filmus ir gėrėtis nuostabiais Žemės vaizdais. Kai jų pertraukos baigiasi, lauke temperatūra jau būna nukritusi iki pakenčiamo lygio. Popietėmis komanda bendromis jėgomis statys naujus skyrius. Paskui jie valgys vakarienę. Pasibaigus pamainai, jie grįš į išėjimo kamerą nuvalyti dulkių. Jie nusivelka skafandrus ir grįžta į miegamąjį persirengti (įrengtas dėvimas kompiuteris, naudojamas astronautų sveikatos būklei tikrinti, t. y. kraujospūdžiui, įtampai, pieno rūgšties kiekiui nustatyti) . Tada astronautai grįžta į skyrius, už kuriuos yra atsakingi, ir atlieka naktinius patikrinimus. FE tikrins ir oro, ir embrionų, ir gyvūnų gyvybines funkcijas. Kiti astronautai taip pat atliks savo dalis.

Atlikę visus patikrinimus, kai kurie astronautai grįš į miegamąjį, o kai kurie kiti liks naktinėje pamainoje, jei iškiltų avarinė situacija. Kai kurie iš jų nakčiai atliks sargybinių funkcijas, kad naktį perimtų visų sistemų valdymą ir jas prižiūrėtų. Tai bus ciklas tarp astronautų ir kiekvieną naktį keisis.