Mūsu bāze Cartier I mēģina izveidot precīzu reālistiskas apmetnes uz Mēness modeli. Pirmais solis mūsu pieejā šim izaicinājumam bija uzskaitīt visas problēmas, kas būtu jārisina. Mēs konstatējām šādas: būvniecība, atrašanās vieta, vitāli svarīgas vajadzības (pārtika, ūdens, gaiss), enerģija, drošība (radiācija, karstums, veselības trūkumi) un lietderība. Mūsu risinājums izceļas ar lielu paplašināmību, vieglu uzstādīšanu un autonomiju, kas nodrošina, ka Cartier I būtu.

Pirmo ekspedīciju vadīs četri astronauti, kuri līdzi paņems visus būvniecības resursus.

• Nosēšanās fāzē (2-4 nedēļas galvenajām konstrukcijām, 6-8 nedēļas pārtikas autonomijai) astronauti uzbūvēs bāzi (sīkāk paskaidrots tālāk) un izveidos galveno infrastruktūru, piemēram, ūdens ieguves un enerģijas ražošanas infrastruktūru.
• Kad pionieri ir apmetušies un bāze ir autonoma, var veikt vairāk operāciju, lai turpinātu paplašināt bāzi, kas, iespējams, varētu kļūt par liela mēroga apmetni, kurā vienlaikus dzīvotu vairāki desmiti astronautu, jo moduļi ir īpaši izstrādāti, lai atvieglotu paplašināšanos.

Mēs esam izveidojuši CAD modeli, kurā ir ieskicētas mūsu mēness nometnes pamataprises; tas sastāv no četriem apdzīvojamiem moduļiem un lielākās daļas ārējās infrastruktūras (ūdens ieguve/uzglabāšana un enerģijas ražošana), kas. Cartier I būtu 1. ekspedīcijas laikā. Zemāk dotajās shēmās ir detalizēti izskaidrota bāzes un visu atsevišķo moduļu konfigurācija, kā arī ūdens un elektrības ražošanas sistēmas.

Esam nolēmuši izvietot apmetni tieši krātera dibenā, kura sienas kalpotu kā efektīvs saules vairogs (tas arī novērš ledus transportēšanas problēmu). Attiecībā uz krātera izvēli ir jāsaskaņo daudzi kritēriji: mūžīga ēna apakšā, spēcīgs un biežs apgaismojums uz malas un laba ūdens ledus koncentrācija. Citas priekšrocības varētu būt krātera lielums (ietekmē ceļošanas laiku), tā tuvums citiem interesantiem objektiem un tā orientācija uz potenciāli neapzinātiem kosmosa reģioniem.

Saskaņā ar ekspedīcijas Chandrayaan-1 datiem ūdens visvairāk ir ap Mēness poliem, tātad tur, kur, visticamāk, atrodas mūsu bāze. Precīzu datu trūkums par konkrētiem krāteriem neļauj sniegt galīgu atbildi, bet potenciālie kandidāti ir Šekletona krāteris (ar virsotnēm, kas izgaismotas ~94% gada laikā), Vipla krāteris (ar prognozētu biezu ledus slāni) vai Pīrija krāteris (kas ir diezgan sekls).

Mēs plānojam izmantot raķetes korpusu kā galveno pamatnes skeletu. Kad raķete sasniegs Mēness orbītu, tā tiks sadalīta četrās sekcijās, kas nosēžas neatkarīgi. Šīs četras cilindriskās sekcijas veidos četrus dzīvojamos moduļus, kas astronautiem būs nepieciešami šajā pirmajā ekspedīcijā: dzīvojamo moduli, komunālo (un sporta) moduli, siltumnīcas moduli un pētniecības moduli (sk. shēmas zemāk).

Tā kā siltuma pieplūdi no starojuma var ignorēt, vienīgā nepieciešamā siltumizolācija attiecas uz siltuma zudumiem, ko rada starojums (no pamatnes - virzienā uz ārpusi) un siltumvadītspēja caur zemi. To var panākt, izmantojot daudzslāņu izolāciju - ar kaptonu vai milaru -, lai atstarotu starojumu, un sabiezinot korpusa daļu, kas saskaras ar zemi. Iespējami arī piepūšamie moduļi, ja to pamatne, kas saskaras ar zemi, arī ir izgatavota no bieza izolācijas materiāla.

Izmantojot raķetes karkasu, krasi samazināsies būvniecības laiks, jo būs nepieciešami tikai savienojumi starp moduļiem, ārējās infrastruktūras un iekšējās mēbeles. Infrastruktūras tiks montētas no mazām vai vidēja izmēra detaļām, kas konstruētas uz Zemes; zemā gravitācija atvieglos lielāku detaļu pārvietošanu.

Neilgi pēc ierašanās komanda dosies uz krātera ārpusi, lai uzstādītu saules deflektorus un sakaru antenu. Šī būs viena no vienīgajām reizēm, kad nometnei vajadzēs veikt lielus attālumus (izņemot gadījuma rakstura uzturēšanas darbus), jo citādi nometne ir kompakta.

Briesmas, kurām varētu būt pakļauti astronauti, var iedalīt trīs kategorijās.

Pirmkārt, vides jautājumi: kā jau paskaidrots iepriekš, parasti kaitīgais starojums no kosmosa nekad nesasniegs astronautus krātera dibenā, tāpēc šo problēmu var novērst. No otras puses, meteorīti potenciāli varētu sasniegt nometni; tomēr ātri aprēķini (salīdzinot ar daudzumu, kas sasniedz Zemes atmosfēru) liecina, ka varbūtība, ka meteorīts varētu sabojāt moduli vai astronautu, ir niecīga.

Otrkārt, veselības trūkumi: astronauti izjutīs tikai vienu sesto daļu Zemes gravitācijas, kas izraisīs muskuļu zudumu. Lai pret to cīnītos, astronauti katru dienu veiks treniņus ar iekārtām, kas pielāgotas darbam zemas gravitācijas apstākļos (gumijas, kas cilvēku velk uz leju, magnētiskā pretestība utt.).

Treškārt, tehniskas problēmas vai negadījumi. Visi moduļi ir noslēgti ar hermētiskām durvīm, un, ja kāds no tiem salūzīs, tas netiks ietekmēts; lai novērstu negadījumus, pastāvīgi tiek uzraudzīti tādi parametri kā temperatūra vai gaisa sastāvs.

Nosēšanās fāzē astronauti izmantos nelielu ūdens krājumu, kas tiks atvests no Zemes. Kad viņi būs uzstādījuši galveno infrastruktūru, ūdens tiks iegūts no regolīta trīs posmu procesā.
Pirmais solis ir rakšana: roveris izraka regolīta gabalus un nogādā tos karstuma kamerā.
Otrais solis ir ieguve: Izmantojot saules enerģiju, kamera tiek uzkarsēta līdz aptuveni 600 K, liekot ūdenim sublimēties un paaugstināt spiedienu tvertnē.
Trešais un pēdējais posms ir transportēšana: ūdens tvaiki pēc iziešanas caur turbīnu (skatīt sadaļu par elektrību) kondensējas cauruļvadu sistēmā, kas ved uz ūdens cisternu. Regulators uzrauga ūdens tīrību, lai pārliecinātos, ka tas ir dzerams; vajadzības gadījumā to var attīrīt vēl vairāk.
Lai izvairītos no atkritumu rašanās, ūdens tiks pārstrādāts līdzīgi kā uz SKS: no astronautu/augu transpirācijas, urīna, dušas un izlietnes ūdens.

Pārtika tiks ražota siltumnīcas modulī (sk. shēmas zemāk).
Dārzeņus audzēs aeroponiskās un hidroponiskās sistēmās, kurās izmanto ar barības vielām bagātinātu ūdeni (barības vielas var sintezēt no iegūtā KREEP vai koncentrētām izejvielām, kas ievestas no Zemes). Aeroponiskajā sistēmā augu saknes tiks apsmidzinātas ar miglu, kas satur visas nepieciešamās barības vielas; hidroponiskajā sistēmā sakņu galotnes peldēsies šķīdumā (kā augsnes barotni var izmantot akmens vāli vai perlītu). Augus izvēlas, ņemot vērā ražas, augšanas laiku un uzturvērtību (ātri augoši augi ir kāposti, pupiņas, salāti, tomāti, ogas u. c.). Tie augs kontrolētā vidē, lai saņemtu ideālu gaismas intensitāti/ viļņa garumu un temperatūru.
Mākslīgā gaļa tiks "audzēta", cilmes šūnas peldinot barotnē, lai radītu olbaltumvielas.
Pārējie pārtikas piedevas, kas nav ātri bojājošies, tiks atvestas no zemes pietiekamā daudzumā.

Nosēšanās fāzē bāze tiks darbināta ar radioizotopu termoelektrisko ģeneratoru, kas tiks likvidēts drošā attālumā no bāzes, tiklīdz tas vairs nebūs vajadzīgs.
Tad kopā ar ūdeni koncentrētas saules enerģijas (CSP) sistēmā tiks ražota elektroenerģija:
Divu asu izsekošanas atstarotāji tiks izvietoti uz virsotnēm ārpus krātera un atstaros saules gaismu uz vienu un to pašu punktu netālu no nometnes. Tur izvietotā sildīšanas kamera ražos augstspiediena tvaiku, kas izplūdīs caur turbīnu un griezīs tās lāpstiņas; šo griezes kustību ģenerators pārveidos elektrībā (paskaidrots shēmā turpmāk).
Kā alternatīvu varētu izmantot arī saules paneļus, lai samazinātu sistēmas sarežģītību, taču tas samazinātu ražību (tikai ~20% efektivitāte salīdzinājumā ar ~50% efektivitāti turbīnām) un prasītu lielāku virsmu.

Elpošanas procesā ir jāveic divi būtiski procesi: O2 veidošanās un CO2 attīrīšana. Nepieciešamo slāpekli (80% gaisa) var atvest no Zemes, un tas netiks patērēts, jo tā ir inerta gāze.
Skābeklis tiks iegūts, izmantojot ūdens elektrolīzi. Pievadot sprieguma starpību diviem elektrodiem, mēs varam sadalīt H20 molekulas, lai radītu ūdeņradi un skābekli (lai palielinātu ūdens vadītspēju, jāpievieno elektrolīts). Ūdeņradi var uzglabāt un vēlāk izmantot kā raķešu degvielu.
Oglekļa dioksīda attīrīšanu var veikt, izmantojot litija hidroksīdu (LiOH), kas reaģē ar CO2, iegūstot ūdeni, vai izmantojot lieso amīnu (MEA), kas absorbē CO2, kļūstot par bagātīgu MEA (pēc tam to var vārīt, lai atbrīvotos no CO2, kas to atkal padara liesu).
Nogulsnēšanās fāzē un elektrolīzes procesa problēmu gadījumā, lai uzturētu stabilu O2 līmeni 20%, tiek izmantotas skābekļa sveces.

Pirmkārt un galvenokārt, Cartier Imērķis būs zinātnisks. Nometne ļaus astronautiem veikt eksperimentus un pētījumus, ko nevarētu veikt uz Zemes, piemēram, dažādu objektu uzvedību zemas gravitācijas apstākļos vai tukšumā. Tā būs arī lieliska iespēja padziļināti analizēt regolīta sastāvu Mēness krāteros. Nometnei būs nozīme arī astrofizikas jomā: tās skatu punkts ļaus astronautiem novērot zvaigznes, ko no Zemes nav iespējams redzēt.

Mūsu Mēness nometne kalpos arī kā ceļa punkts kosmosa kolonizācijai. Patiešām, kosmosa kuģi varēs uzpildīt degvielu ar elektrolīzes rezultātā iegūto ūdeņraža gāzi, kas varētu, piemēram, atvieglot ceļojumu uz Marsu.

Iespējamā nākotnē bāzei varētu būt arī ienesīgāks mērķis, piemēram, pārdot retzemju elementus, kurus var viegli atrast uz Mēness, vai attīstīt kosmosa tūrismu.

Astronauti mostas plkst. 7.00, un viņiem ir pusstunda laika, ko veltīt higiēnai un personiskajām interesēm.

Pulksten 7.30 apkalpe kopīgi brokasto dzīvojamajā modulī, kur ēd gan Mēness ražotus produktus, gan produktus, kas atvesti no Zemes, lai uzturā būtu līdzsvars. Pēc tam divu astronautu grupa uzrauga, kā roveris iegūst regolītu (lai vēlāk no tā iegūtu ūdeni), kamēr pārējie divi astronauti rūpējas par siltumnīcas modulī ierīkoto dārzu un uzrauga mākslīgās gaļas augšanu.

Pulksten 9:00 divi no astronautiem atstāj bāzi, lai veiktu roveru un infrastruktūras apkopi. Tas var ietvert vairākus uzdevumus, piemēram, dažu instrumentu tīrīšanu, ģeneratoru ražīguma pārbaudi vai cauruļvadu sistēmas integritātes pārbaudi. Pārējie divi astronauti paliek bāzē, lai veiktu dažus darbus, kas garantē apkalpes labklājību.

Pulksten 10:30 visi astronauti pārgrupējas koplietošanas modulī, lai veiktu dažus vingrinājumus, jo zemā gravitācija uz Mēness virsmas var novājināt muskuļus. Pēc stundu ilgiem treniņiem un trīsdesmit minūšu ilgas atpūtas viņi pusdieno un var baudīt bāzē saražoto pārtiku.

Pulksten 13:00 apkalpe dodas ārpus nometnes, lai vērotu zvaigznes, kas ir labi redzamas, jo nav gaismas piesārņojuma. Pēc tam novērojumi tiks nosūtīti uz Zemi, kur zinātnieki tos varēs padziļināti analizēt. Atlikušajā "pēcpusdienas" laikā astronauti vāc regolīta paraugus un analizē to sastāvu pētniecības modulī, lai pārbaudītu tādus parametrus kā ūdens koncentrācija un veiktu dažādus citus eksperimentus. Aptuveni plkst. 18.30 arī šie rezultāti tiek nosūtīti uz Zemi, un pēc tam astronautiem tiek dots brīvais laiks atpūtai.

Pulksten 19:00 apkalpe pārgrupējas dzīvojamajā modulī un sagatavo nākamās dienas grafiku. Pēc tam 20:00 viņi vakariņo un atvēl stundu atpūtai, kuras laikā parasti spēlē kārtis, klausās lielisku mūziku vai lasa grāmatas. Šis brīvais laiks ir svarīgs, lai nodrošinātu viņu garīgo labsajūtu un mazinātu stresu, kas uzkrājas, dzīvojot kosmosā.

Atlikušais vakars tiek veltīts higiēnai un apmaiņai ar zemi. Astronauti dodas gulēt ap pulksten 22.30, lai pilnvērtīgi izgulētos, sapņojot par kosmosa bezgalību un rītdienas iespējām.