[42]

Cynthia, ons Maankamp-project, bestaat uit een maanbasis die plaats biedt aan vijf astronauten. De nederzetting komt in de buurt van een lavabuis, op de zuidpool van de maan. We hebben een kamp ontworpen dat uit twee delen bestaat: één in de lavabuis, waar de mensen zullen wonen, en één op het oppervlak van de maan, dicht bij de lavabuis, die zeshoekig is. Aan elke zijde van de zeshoek zijn vijf hemisferen verbonden die dienen als kassen, laboratoria en ingang. De twee delen van de nederzetting zijn verbonden door een lift van de lavabuis naar de oppervlakte en door een gang van de lift naar de zeshoek. Naast het hoofdgebouw is gedacht aan een garage voor rovers en andere voertuigen en een muur van zonnepanelen.

We zijn van plan ons maankamp te bouwen in een lavabuis bij de Shackleton-krater, die een tunnel vormt naar de zuidpool van de maan. We hebben deze locatie gekozen omdat het bekend is dat deze permanent door de zon wordt verlicht. Bijgevolg kunnen we voortdurend gebruik maken van de zonne-energie. Bovendien wijzen de metingen van NASA's Lunar Prospector op grote hoeveelheden waterstof in de Shackleton-krater, wat wijst op de mogelijke aanwezigheid van ijs. Zoals eerder vermeld, zal in een kleinere lavabuis een deel van de maanbasis worden gebouwd. Het zal de slaapkamer, de keuken, de badkamer en de fitnessruimte omvatten, aangezien de temperatuur er constant 20°C bedraagt. Bovendien biedt de lavabuis een goede bescherming tegen kosmische en zonnestraling en tegen kleine meteorieten die op het maanoppervlak inslaan. De astronauten zullen ook gemakkelijker toegang hebben tot de ondergrondse hulpbronnen.

Het bouwen van Cynthia uit van de aarde geïmporteerde materialen zou te duur zijn, dus moeten we in plaats daarvan maanbronnen gebruiken. Een robot vergelijkbaar met NASA's RASSOR zal de maangrond oogsten en een andere robot zal de verkregen regoliet combineren met plastics uit het afval van astronauten om een polymeer composiet beton te vormen. Vervolgens doet een 3D-printer het resterende werk, dat erin bestaat uit dit mengsel volledig automatisch wanden, meubilair en gereedschap te maken. De buitenmuren moeten een dikte van zes meter hebben om bescherming te bieden tegen straling en de binnenlagen van de muren van het Maankamp zullen lijken op de binnenkant van een ruimtepak. Ook deze lagen zullen volledig door robots worden gebouwd. Daardoor zijn de astronauten veilig en besparen we grote sommen geld.

Water is essentieel voor het leven op de maan. Omdat het te duur is om het vanaf de aarde te vervoeren, moeten we het uit de maanregoliet halen. De winning van de bodem zal plaatsvinden in de Shackleton-krater in de buurt van de zuidpool van de maan. Vervolgens zal de verzamelde bodem, die volgens de gegevens van NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter maar liefst 20% ijswater bevat, worden verwarmd en gezuiverd, zodat vijf astronauten dagelijks over water kunnen beschikken. Een astronaut kan tot 4,5 liter water per dag verbruiken.

Het voedsel dat onze astronauten nodig hebben moet ongeveer 3000 calorieën per dag leveren, alsmede calcium en vitamine D, die nodig zijn om de afbraak van de botten te voorkomen. In het beginstadium zullen zij verpakt voedsel eten dat van de aarde komt en geleidelijk hun maaltijden vervangen door voedsel dat wordt gekweekt in de landbouwmodules, die een hydroponisch systeem gebruiken. Hierbij wordt een oplossing met veel voedingsstoffen en water verneveld in een kleine kamer onder druk waarin de wortels van de plant zitten. We zullen sojabonen, zoete aardappelen, uien, quinoa en sla kunnen kweken.

Ons maanonderzoekstation zal worden aangedreven door zonnepanelen die op de randen van de Shackleton-krater zijn geplaatst vanwege het vrijwel continue zonlicht dat dit gebied ontvangt. Een deel van de opgevangen energie zal worden opgeslagen in een batterij die wordt gebruikt bij maansverduisteringen. Het transport ervan zal gebeuren via draden die beschermd worden door schokabsorberende materialen zoals Kevlar en grafeen. In het beginstadium zal het station functioneren op van de aarde aangevoerde batterijbanken die zullen worden omgevormd tot noodstroomopslag zodra het fotovoltaïsche systeem is gebouwd.

Een gemiddelde persoon heeft ongeveer 0,84 kg zuurstof per dag nodig, dus voor vijf personen moeten wij ongeveer 4,2 kg per dag produceren. De belangrijkste manier waarop wij zuurstof zullen produceren is door carbothermische reductie van regoliet, dat een overvloedige bron van oxiden zoals SiO2 bevat. De metaaloxiden van de maanbodem worden gereduceerd met methaan, wat koolmonoxide en waterstof oplevert. Vervolgens reageert het koolmonoxide met waterstof tot water en methaan. Vervolgens wordt het water geëlektrolyseerd tot zuurstof en waterstof.

[54]

Het ontbreken van een atmosfeer op de maan brengt gevaarlijke situaties met zich mee voor de astronauten, dus is het onze taak hen te beschermen. Zes meter dikke buitenmuren van maanregoliet en kunststoffen, tussen de lagen gevuld met water (om de astronauten te beschermen tegen zonnevlammen), volstaan om de astronauten te beschermen tegen krachtige straling en tegen asteroïden. Extreme temperaturen op de maan leveren geen problemen op omdat het binnendeel van Cynthia een soortgelijke rol speelt als die van een ruimtepak: het bestaat uit lagen die verschillende functies vervullen, zoals de ripstop-laag, de isolatielagen van Mylar en de blaaslaag, zodat een constante temperatuur van 18-24°C kan worden aangehouden en voldoende zuurstof kan worden aangevoerd.

De oprichting van onze maanpost heeft een essentiële rol in de ontwikkeling van het wetenschappelijk inzicht met betrekking tot het heelal met behulp van de informatie die door de astronautenbemanning wordt verzameld. De perceptie van een dag op de maan is abstract, hoewel een astronautenschema vereist dat het natuurlijke circadiane ritme wordt aangehouden, vanwege het directe effect op de menselijke gezondheid. Daarom zal de bemanning zich strikt aan een strikt tijdschema houden. Het programma houdt in dat men wakker wordt om 6 uur 's morgens van een hypothetische dag van 24 uur. De ruimte voor 8 uur dagelijkse rust is de slaapafdeling op het ondergrondse niveau, bestaande uit vijf kleine hokjes met elk een slaapzak. De luchtverdeling moet permanent worden gecontroleerd en de ventilatie moet performant zijn om het risico van zuurstoftekort te verminderen. Gezien de microzwaartekracht van de omgeving zijn de ochtendroutine en de persoonlijke hygiëne moeilijker, aangezien de watervoorraad beperkt is en voor consumptie prioriteit heeft. Alle vijf astronauten eten elke dag drie maaltijden, die de essentiële eiwitten, lipiden, koolhydraten, vitaminen en mineralen leveren en zorgen voor een evenwichtige voeding; de voorraadkast en de broeikas zijn fundamentele structuren op het oppervlak. Daarnaast moet de bemanning dagelijkse taken uitvoeren, voornamelijk onderhoudstaken die de veiligheid en duurzaamheid waarborgen of het administreren van en toezicht houden op experimenten in de twee laboratoria op het oppervlak. De dagelijkse controles van de ondersteunende systemen zijn van vitaal belang, omdat het ontwerp ervan de behoefte aan bevoorrading vermindert en het grootste deel van het afval recycleert. Om de stress te verminderen en de spiermassa en -spanning te behouden, brengen de bemanningsleden ongeveer twee en een half uur door in de Gym Area om te oefenen met de fitnessapparaten, aangezien de microzwaartekracht het verlies van kracht in de spieren bevordert. Aan het einde van de dag, wanneer alle taken zijn volbracht, kunnen de astronauten hun avonden doorbrengen zoals ze willen, met een onderbreking van hun drukke schema.