PIoneers (woordspeling met het constante PI) is de naam die ons team het beste omschrijft, gezien het feit dat ons maan kamp een centrum zal zijn voor baanbrekend wetenschappelijk onderzoek voor de komende decennia. We hopen dat onze nederzetting een springplank kan worden in het uitbreiden van de menselijke aanwezigheid in het zonnestelsel door het ontwikkelen en testen van de cruciale technologieën die nodig zijn voor planetaire kolonisatie. In de eerste plaats zijn we van plan ons kamp te bouwen in een lavabuis nabij de zuidpool, de meest geschikte plek op de maan wat betreft overeenkomst met de temperatuur op aarde, en waar ook waterijs te vinden is, een essentiële hulpbron die de aanwezigheid van astronauten mogelijk maakt. Onze basis zal bestaan uit modules, te beginnen met habitats, wetenschappelijke laboratoria, en stations voor het maken van zuurstof. Op deze manier zal het gemakkelijk zijn om nieuwe gebieden te introduceren. Sommige van de eerste modules zullen op aarde worden geprefabriceerd en op de maan in elkaar gezet, en naarmate we de behoefte aan nieuwe ruimten ontdekken, zullen we beginnen ze te bouwen met materialen die op de maan beschikbaar zijn. Bovendien minimaliseren we niet alleen de mogelijke gevaren door ons kamp in een lava-buis te plaatsen, maar we bouwen ook redundante systemen in. De levensnoodzakelijke hulpbronnen die de mens nodig heeft zijn water (gewonnen uit het ijs van de zuidpool), voedsel (geproduceerd in een maankas), energie (uit zonnepanelen), en lucht (door elektrolyse van de planten en ook door het gebruik van regolith). Daarom creëren wij een omgeving waarin de astronauten zich ongetwijfeld kunnen aanpassen en zich kunnen concentreren op hun werk als maanonderzoekers, waarbij de levensomstandigheden zo veel mogelijk lijken op die op aarde.

Wij streven ernaar onze basis te bouwen in de buurt van de zuidpool van de maan, waar lavabuizen het omhulsel van de menselijke habitat zouden vormen. Onze eerste prioriteit was het vinden van een plek met fatsoenlijke leefomstandigheden voor de astronauten die het maankamp zullen huisvesten. Daarom was onze keuze beperkt tot de polen, waar de temperaturen variëren van -50°C tot 0°C, de mensen constant zonlicht krijgen en, binnen de lavabuizen, de temperaturen draaglijk zijn. Het doorslaggevende argument voor de zuidpool was de aanwezigheid van waterijs waaruit we vloeibaar water zouden kunnen halen, onmisbaar voor de mensen die op ons maankamp wonen. Bovendien houden de kraters in het zuidpoolgebied het zonlicht tegen (een sterk punt om de astronauten goed te kunnen laten slapen) en bevatten ze een fossiel aan waterstof, dat we zouden kunnen gebruiken voor ademlucht, maar vooral voor brandstof.

Rekening houdend met het feit dat we het Maankamp in een lavabuis willen bouwen en dat deze zeer groot in diameter kunnen zijn, zou het hoofdidee zijn om het op de bodem van de lavabuis te maken en een lift (afbeelding 19) te gebruiken om naar de oppervlakte van de maan te gaan. Idealiter zou het kamp modulair moeten zijn, zodat het integreren van nieuwe onderdelen gemakkelijker zou zijn. Dergelijke modules kunnen leefgebieden zijn, wetenschappelijke laboratoria, stations voor het maken van zuurstof, en meer. De leefmodules zullen worden verbonden met luchtdichte buizen, om het aantal benodigde luchtsluizen te beperken. Deze modules moeten ook luchtdicht zijn en een sterke buitenlaag hebben om ze te beschermen tegen straling en mogelijk puin. De vorm zal een koepel zijn om de spanning te verdelen. In het begin zal de maanbasis op aarde worden gemaakt van materialen zoals titanium vanwege de hardheid (vooral de buitenkant), maar later kunnen we uitbreiden met gebouwen gemaakt van maanbeton, wat een mengsel is van zwavel en toeslagstoffen die vanaf de maan toegankelijk zijn.

Ten eerste moeten we de astronauten beschermen tegen maanstof, de 354 uur dag-nacht cyclus, straling, aardbevingen, en micrometeoriet ontploffingen. Door ons te vestigen in een lavabuis op de zuidpool waar de astronauten van het zonlicht kunnen genieten, ondervangen we vele gevaren. De bodem is een geweldige manier om astronauten te beschermen tegen straling en micrometeorieten. Omdat het maanstof ademhalingsproblemen en verslechtering kan veroorzaken als het onze schuilplaats binnendringt, zullen we filters en een sterke luchtstroom hebben zodat het scherpe en overvloedige kiezelzuur er niet in kan komen. Bovendien komt er een luchtsluis (afbeelding 8) waar astronauten het stof kunnen verwijderen voordat ze de leefruimte binnengaan. We zijn van plan de wanden van de lavabuizen te versterken om te voorkomen dat ze bij een aardbeving instorten. Met het bijna eeuwige zonlicht van de zuidpool kunnen we op een relatief goedkope manier elektriciteit opwekken, zodat onze basis ook kunstlicht en een hoognodig verwarmingssysteem zal hebben.

Water is een vitale hulpbron die mensen nodig hebben om te overleven, dus hebben we veel aandacht besteed aan dit onderwerp. Ons hoofdidee is dat astronauten waterijs van de polen kunnen halen om op de maan te kunnen overleven, maar natuurlijk wel met de nodige speciale apparatuur vanwege de hoge temperaturen. We zullen dan een boormachine gebruiken met zonnepanelen erop (afbeelding 13). Op die manier zal het gereedschap opwarmen en doordringen in de dikke laag van de maan. Zo kunnen we andere zonnepanelen gebruiken om het ijs te smelten nadat we het eruit hebben gehaald. Met behulp van professionele apparatuur kunnen we het water vervolgens filteren en gezond drinkwater genereren. We zijn van plan dit proces twee keer per week uit te voeren en het resterende water op te vangen in een reservoir (afbeelding 17). We kunnen voor de filtratie ook gebruik maken van het waterrecyclingssysteem op het internationale ruimtestation.

Kortom, voedsel is energie, en onze astronauten hebben er genoeg van nodig. Om zo efficiënt mogelijk te zijn, moet het voedsel dat mee de ruimte in gaat licht, compact, smakelijk en voedzaam zijn, en lang meegaan zonder koeling. Maar hoeveel voedsel astronauten ook meenemen op de maan, het zal nog steeds niet genoeg zijn. Daarom moeten we ook voedsel produceren op de maan. Ons idee behelst een essentiële maankas om het gebrek aan atmosfeer of natuurlijk water te overbruggen en de planten te beschermen tegen hoge temperaturen. Planten die in onze kas in regolith worden gekweekt zijn aardappelen en radijzen (vitamine C), tomaten (vitamine A), selderij (kalium), Arabidopsis thaliana (een bloeiende plant), eieren van zijderupsen (eiwit) en sla (calcium), die onze ruimteverkenners van de broodnodige voedingsstoffen zullen voorzien. De astronauten zouden kooldioxide leveren door te ademen en water voor de planten uit hun urine halen met behulp van het waterrecyclagesysteem.

Voor het verzamelen van energie merkten we op dat er enkele plekken op de maan zijn, zoals de rand van de Shackleton krater op de Zuidpool, die permanent zonlicht hebben, en om het probleem van de maannachten die te lang duren te voorkomen, plaatsten we ons maan-kamp in dat Zuidpool gebied. Daarom zouden we daar zonnepanelen kunnen plaatsen (afbeelding 14), maar we hebben ook enkele rovers nodig (afbeelding 12) om energie naar de basis te brengen. Dan kunnen we de zonne-energie opslaan in brandstofcellen (afbeelding 16), die 17 dagen aan een stuk kunnen meegaan als ze volledig zijn opgeladen. Op deze manier vermijden we ook het probleem van maansverduisteringen, wanneer de aarde het zonlicht volledig blokkeert.

Het belangrijkste waar de mens niet zonder kan is lucht, dus moesten we serieus nadenken over dit deel van het project. Allereerst gaan we, voordat we de aarde verlaten, wat "voorraden" aanleggen met voldoende zuurstof voor de eerste paar dagen op de maan, en die gaan we halen zodra we onze bestemming bereiken (zuurstofstation: afbeelding 27). Planten zijn een middel om lucht te produceren en kunnen zowel voor lucht als voedsel worden gebruikt. Maar omdat ze door elektrolyse nogal wat ruimte innemen, kunnen we het water dat in het reservoir overblijft ook gebruiken. Bovendien kunnen we het zuurstofrijke regolith verwerken. Een experimenteel beproefde methode is elektrolyse van gesmolten zout, waarbij de maangrond bij hoge temperatuur wordt gemengd met calciumchloride, en vervolgens, door een stroom door het mengsel te laten lopen, de zuurstof zich verzamelt rond de anode waar het wordt geoogst.

Het basisdoel van ons kamp op de maan zal wetenschappelijk zijn, maar ons team heeft de nederzetting zo ontworpen dat ze gemakkelijk kan worden heringericht zodra de menselijke aanwezigheid op het maanoppervlak onvermijdelijk zou beginnen te groeien. Na overweging van de astronomische kosten en de vele risico's verbonden aan de eerste missies naar de maan, hebben we besloten dat onze eerste kolonisten wetenschappers en ingenieurs moeten zijn. Wij geloven dat zij het meest geschikt zullen zijn om de dagelijkse experimenten goed uit te voeren en ook om de complexe systemen van de nederzetting te onderhouden en te verbeteren. Naarmate er meer en meer menselijke maanmissies komen, zullen de kosten dalen, en de technologie zal vooruitgaan en efficiënter en betrouwbaarder worden. Zodra dit gebeurt, kan het maankamp eenvoudig worden uitgebreid om meer mensen te huisvesten, van wie sommigen zelfs toeristen kunnen zijn, waardoor de aanwezigheid van de mensheid op de maan wordt uitgebreid.

We vinden het cruciaal dat er altijd iemand wakker is in geval van nood, dus hebben we besloten dat de astronauten verschillende slaapcycli zullen hebben. Als gevolg daarvan zal de bemanning gelijkmatig worden verdeeld in drie shifts (die elkaar ongeveer twee uur overlappen voor sociale doeleinden, het hele team komt op dat moment samen), zodat de experimenten 24/7 lopen. Ongeacht in welke shift de astronaut zit, na het ontwaken, zal hij zijn hygiëne doen en dan ontbijten in de eetruimte van onze basis (foto 36). Na het ontbijt gaat de bemanning naar de fitnessmodule (afbeelding 29), waar elk lid ten minste een minimum aan lichaamsbeweging krijgt om fit en gezond te blijven en de negatieve effecten van de lagere zwaartekracht op het menselijk lichaam tegen te gaan. Daarna krijgt elk bemanningslid zijn respectievelijke taken van de grondcontrole (afbeelding 22), en begint te werken aan het toegewezen werk in de onderzoeksmodule (afbeelding 21) of, bij speciale gelegenheden, kunnen ze naar buiten gaan om de maanomgeving te bestuderen. Na de helft van de werkperiode zal de bemanning een lunchpauze van een uur genieten en een maaltijd nuttigen die bestaat uit kasvoedsel (afbeelding 33). Daarna gaan de astronauten weer aan het werk tot het einde van het 8 uur durende onderzoeksprogramma. Daarna zal de bemanning dineren, gevolgd door wat vrije tijd waarin iedereen kan kiezen welke activiteiten ze willen doen om tot rust te komen (praten met hun familie of een boek lezen, bijvoorbeeld). Om meer eenheid binnen het team te krijgen, kunnen de astronauten één keer per week deelnemen aan speciale activiteiten, zoals een filmavond en gezelschapsspelletjes spelen in de woonkamer (afbeelding 37). Na een drukke dag doen de astronauten hun hygiëne (badkamer: foto 30) en keren terug naar hun verblijf (foto 31) om ongeveer 8 uur te slapen, want rust is van het grootste belang om de stress en de zware omstandigheden op het maanoppervlak aan te kunnen.