[42]

Ons project is ontstaan uit de samenwerking tussen vijf vindingrijke en energieke vrienden: Magdalena, Szymon, Jakub, Albert en Krzysztof. We zijn al heel lang geïnteresseerd in astronomie, dus we waren puur blij met de kans om onze eigen maanbasis te ontwerpen. De realisatie vergde drie maanden hard en vruchtbaar werk. We wilden dat ons project zo nauwkeurig mogelijk zou zijn en mogelijk nuttig voor het ruimteagentschap, daarom maakten we gebruik van de hulp van deskundigen - onze mentor, een astrofysicus van de Poolse Academie van Wetenschappen en zijn collega die gespecialiseerd is in tunnelbouw. We besloten een split-level complex te bouwen in de rand van Shackleton Crater, vlakbij de zuidpool van de maan. Ons project kenmerkt zich door minimalisme en bruikbaarheid, maar hecht tegelijkertijd belang aan het comfort van de astronauten, zowel fysiek als mentaal. In de volgende delen van dit rapport willen we veel zaken verduidelijken en onze keuzes aantonen.

Vele factoren in overweging nemend, werd Shackleton Crater onze locatiekeuze. Wij hebben besloten een complex met twee niveaus te bouwen op de buitenste helling van de kraterrand. Onze beslissing is volledig gerechtvaardigd en biedt verschillende voordelen. Ten eerste is de rand van de Shackleton-krater bijna voortdurend door de zon beschenen, wat gunstig is voor de ontwikkeling van een fotovoltaïsche centrale, die een grote energiebron zou zijn. Bovendien is de temperatuur op de toppen mild, vergeleken met andere plaatsen op de maan. Ten tweede bevindt de krater zich op de zuidpool van de maan, waar zich waarschijnlijk waterlagen op de maan bevinden. De krater zelf bevat vermoedelijk ook sporen van water op de bodem. Dat zou de aanschaf van deze broodnodige verbinding aanzienlijk vergemakkelijken. Ten derde zou de basis door de ondergrondse bouw en de bedekking van de maanbodem minder blootstaan aan bedreigingen, zoals meteoren of ruimtestraling.

We gaan de tunnel in de rand bouwen volgens de Nieuwe Oostenrijkse methode. Het is zeer effectief, zonder al te veel materiaal en tijd te verbruiken. Een ander voordeel is dat maximaal gebruik wordt gemaakt van de geologische kracht die in de omringende rotsen aanwezig is en de tunnel stabiliseert. De bouwfasen omvatten het plaatsen van explosieven in zorgvuldig voorbereide sleuven, het opblazen van rotsen, het verwijderen van puin en het versterken van de tunnel. Het is van cruciaal belang om de apparatuur te beschermen tegen maanstof dat bij het opblazen van rotsen omhoog vliegt. Bovendien zullen we maanregoliet gebruiken bij het 3D-printen. Zo kunnen we de noodzakelijke elementen van de basis op de maan vervaardigen. De energie van zonnepanelen zou een goede energiebron zijn voor dit werk. Het laatste deel van het werk richt zich op het planten van alle cruciale installaties en apparatuur in de twee verdiepingen tellende basis. We zouden raketschalen kunnen gebruiken als structurele fundering in de tunnel.

Water zou worden gewonnen van de bodem van de krater, met behulp van twee gespecialiseerde NASA-robots, RASSORs. Deze RC-graafmachines, bestuurd door astronauten, zouden regoliet met waterkristallen verzamelen. Daarna wordt het naar de basis vervoerd en onderworpen aan de thermische behandeling die in NASA's RESOLVE-project wordt beschreven. Vervolgens zou een deel van het water gemineraliseerd worden voor consumptie. Vervolgens zou het worden verzameld in luchtdichte en donkere containers, bij een temperatuur van 2°C-12°C om bederf te voorkomen. Dit proces, met maximale omzettingsefficiëntie en een waterconcentratie van 3% in het regolith, zou de maandelijkse menselijke behoefte kunnen dekken in ongeveer 7,65 uur gedurende 15 dagen.

Ons project omvat de bouw van een maankas, gericht op de ontwikkeling van zelfvoorziening. Volgens het project van het Arizona University Researches Team onder leiding van prof. Giacomelli zou het 50% aan calorieën genereren voor de hele bemanning. Het idee is om planten te kweken in een kamer die door een plastic scherm wordt gescheiden. Het systeem bevat natriumdamplampen en enveloppen om de zaden in te bewaren, waardoor het gebruik van aarde om de planten te laten groeien volledig achterwege blijft. De rest van het benodigde voedsel zou worden geleverd door in vitro gekweekt vlees, in ons laboratorium. Zo kunnen de astronauten op de maan een evenwichtig dieet krijgen.

Om de basis van energie te voorzien zullen we gebruik maken van een zonnepark op de rand van de krater en van regoliet. Door regolith te verwerken, kunnen we de warmte-energie erin opslaan, die dan met minimaal verlies door een verwarmde pijp met een geleidende vloeistof aan een Stirlingmotor zal worden geleverd. Dit systeem en fotovoltaïsche panelen zullen dagelijks de benodigde 122kW energie kunnen produceren.

Voor de luchtvoorziening zullen we gebruik maken van metalyse. Deze bestaat erin calciumchloride (CaCl2) aan het regoliet toe te voegen, het te verhitten tot 950°C en elektriciteit toe te passen. Dan krijgen we metaallegeringen en zuurstof. Voor de zuivering van zuurstof gebruiken we filters, die we vanaf de aarde moeten vervoeren. Met vier ton maansteen kunnen we 1,4 ton zuurstof produceren. De onderzoekers berekenen dat vier reactoren een ton zuurstof per jaar kunnen produceren, wat ons ongeveer 83 kilogram zuivere zuurstof per maand oplevert. Eén RASSOR-eenheid zal 3 uur per maand extra moeten werken.

[54]

De milieuomstandigheden op de door ons gekozen locatie zijn vrij goed in vergelijking met andere delen van de maan, maar nog steeds zeer ongeschikt voor de mens. De belangrijkste problemen zijn: lage temperatuur, ruimtestraling en de mogelijkheid om door een meteoriet te worden getroffen. Het grootste deel van onze basis is verborgen in de buitenste helling van de krater die bedekt is met een dikke laag maanregoliet. Het biedt een goed schild tegen meteorieten en straling. Het is ook, dankzij de weerstand van het maangesteente tegen warmtegeleiding, een goede warmte-isolatie. Het segment van de basis buiten de helling heeft een even goede bescherming - muren van aluminium, staal en MLI.

De mens is door miljoenen jaren evolutie ingesteld op een 24-uurs dagelijkse cyclus. Op de maanbasis is de situatie heel anders. De zon staat altijd op, dus de astronauten moeten zich aan die omstandigheden aanpassen en een plan opstellen dat tijd voor slaap, onderzoek, training en enkele maaltijden omvat. De bemanning wordt elke ochtend na acht uur slaap gewekt door een wekker. Vervolgens douchen ze in de badkamer. Daarna kleden de astronauten zich aan en komen ze samen in de eetzaal om te ontbijten. Het bestaat uit voedsel geserveerd in plastic zakken, groenten en drankjes die voorzichtig met een rietje worden genuttigd. Vervolgens, precies anderhalf uur na het ochtendappèl, leggen de astronauten zich toe op de toegewezen taken van de dag. Elke astronaut heeft zijn eigen taak, zoals het doen van waarnemingen aan de hemel, het uitvoeren van experimenten om uit te vinden hoe het menselijk lichaam op de andere planeet functioneert, het delven van grondstoffen zoals maanregoliet met bevroren water. Het is ook een goed moment om onderzoek te doen naar de geologie van de maan. Er zijn speciale ruimtes voor deze activiteiten. Vervolgens is er een uur gereserveerd voor lunch en ontspanning. Een andere dagelijkse routine is lichaamsbeweging: twee uur lichaamsbeweging per dag helpt om de spieren soepel te houden. Astronauten moeten ook tijd uittrekken voor werkzaamheden die niet kunnen worden geprojecteerd, zoals het repareren van kapotte apparaten en het bewaren van de apparatuur die buiten de basis wordt gebruikt. Communicatie in geval van nood binnen het station zal zeer functioneel zijn dankzij het speciale systeem van luidsprekers die rond de basis zijn opgesteld. Hun belangrijkste taak is het weergeven van natuurlijke geluiden die wij op aarde kunnen horen. Dankzij dat kunnen de astronauten hun geestelijke gezondheid behouden. Er komt ook een speciale server. Die zal de mensen op de basis de mogelijkheid bieden om via satellietcommunicatie met de aarde te communiceren en deel te nemen aan lezingen of conferenties. Astronauten hebben gewoonlijk twee uur per dag om verslag uit te brengen aan de leiding op aarde, contact op te nemen met hun familieleden of deel te nemen aan een lezing via dat systeem. Als de dag ten einde loopt, dus een tiental uren na het ontwaken, eet de bemanning haar laatste diner. Voordat ze weer naar bed gaan hebben de astronauten een uur vrije tijd. Ze kunnen wat e-mails en berichten naar hun familie sturen, wat films kijken of gewoon samen spelletjes spelen.