Vår base Cartier I forsøker å presentere en nøyaktig modell for en realistisk månebosetting. Det første trinnet i vår tilnærming til denne utfordringen var å liste opp alle problemene som måtte løses. Vi fant følgende: konstruksjon, beliggenhet, vitale behov (mat, vann, luft), energi, sikkerhet (stråling, varme, helsemessige mangler) og nytteverdi. Det som får løsningen vår til å skille seg ut, er den høye utvidbarheten, den enkle installasjonen og autonomien som Cartier I ville ha gjort.

Den første ekspedisjonen skulle ledes av fire astronauter, som skulle ta med seg alle bygningsressursene.

• I bosettingsfasen (2-4 uker for hovedstrukturer, 6-8 uker for matautonomi) vil astronautene bygge basen (nærmere forklart nedenfor) og sette opp de viktigste infrastrukturene som vannutvinning og energiproduksjon.
• Når pionerene har bosatt seg og basen er autonom, kan flere operasjoner utføres for å utvide basen ytterligere, som kan tenkes å bli en storstilt bosetning bebodd av et dusin astronauter om gangen, ettersom modulene er spesialdesignet for å legge til rette for utvidelse.

Vi har laget en CAD-modell som skjematiserer grunnrisset av vår måneleir; den består av de fire beboelige modulene og de fleste eksterne infrastrukturene (vannutvinning/lagring og energiproduksjon) som Cartier I ville hatt under den første ekspedisjonen. Skjemaene nedenfor forklarer i detalj konfigurasjonen av basen og alle individuelle moduler, samt vann- og elektrisitetsproduksjonssystemene.

Vi har bestemt oss for å plassere bosetningen rett i bunnen av et krater, hvis vegger vil fungere som et effektivt solskjold (dette eliminerer også utfordringen med å transportere is). Når det gjelder valg av krater, må mange kriterier oppfylles: evig skygge i bunnen, sterk og hyppig belysning på kanten og gode konsentrasjoner av vannis. Andre fordeler kan være kraterets størrelse (påvirker reisetiden), dets nærhet til andre interessante steder og dets orientering mot potensielt ukjente områder i verdensrommet.

Ifølge data fra Chandrayaan-1-ekspedisjonen er det mest vann rundt månens poler, og det er derfor der det er mest sannsynlig at basen vår befinner seg. Mangel på presise data for spesifikke kratere hindrer oss i å gi et definitivt svar, men potensielle kandidater inkluderer Shackleton-krateret (med topper opplyst i ~94% av året), Whipple-krateret (med et tykt islag forventet) eller Peary-krateret (som er ganske grunt).

Vi planlegger å bruke rakettskroget som hovedskjelett for basen. Når raketten når månebane, vil den demonteres i fire seksjoner som lander uavhengig av hverandre. Disse fire sylindriske seksjonene vil utgjøre de fire boligmodulene som astronautene trenger for denne første ekspedisjonen: en boligmodul, en fellesmodul (og sportsmodul), en drivhusmodul og en forskningsmodul (se skisser nedenfor).

Siden varmetilførsel fra stråling kan ignoreres, er den eneste termiske isolasjonen som trengs for varmetap på grunn av stråling (fra bunnen - mot utsiden) og ledning gjennom bakken. Dette kan gjøres ved å bruke flerlagsisolasjon - med Kapton eller Mylar - for å sprette tilbake stråling og ved å gjøre den delen av skroget som er i kontakt med bakken tykkere. Oppblåsbare moduler kan også tenkes, forutsatt at basen i kontakt med bakken også er laget av tykt isolasjonsmateriale.

Bruk av rakettens ramme vil redusere byggetiden drastisk, ettersom den eneste konstruksjonen som trengs, er forbindelser mellom modulene, utvendig infrastruktur og innvendige møbler. Infrastrukturene vil bli satt sammen av små eller mellomstore deler konstruert på jorden; den lave tyngdekraften vil gjøre det lettere å frakte de større delene.

Kort tid etter ankomsten vil teamet reise til utsiden av krateret for å installere soldeflektorer og kommunikasjonsantennen. Dette vil være en av de eneste gangene de trenger å bevege seg over store avstander (bortsett fra for sporadisk vedlikehold), ettersom leiren ellers er kompakt.

Farene som astronautene kan bli utsatt for, kan klassifiseres i tre kategorier.

For det første miljøspørsmål: Som forklart tidligere vil den vanligvis skadelige strålingen fra verdensrommet aldri nå astronautene i bunnen av krateret, så dette problemet kan elimineres. Meteoritter kan derimot potensielt nå leiren, men raske beregninger (sammenlignet med mengden som når jordatmosfæren) viser at sannsynligheten for at en meteoritt skal skade en modul eller en astronaut er ubetydelig.

For det andre helsemessige mangler: astronautene vil bare oppleve en sjettedel av jordens tyngdekraft, noe som vil føre til muskeltap. For å motvirke dette vil astronautene gjennomgå en daglig treningsrutine med maskiner som er tilpasset arbeid i lav tyngdekraft (strikk for å trekke personen ned, magnetisk motstand osv.).

For det tredje tekniske problemer eller ulykker. Alle modulene er forseglet med lufttette dører og påvirkes ikke hvis en av dem går i stykker; parametere som temperatur eller luftsammensetning overvåkes kontinuerlig for å forhindre ulykker.

I bosettingsfasen vil astronautene være avhengige av en liten vannforsyning fra Jorden. Når de har installert hovedinfrastrukturen, vil vannet bli utvunnet fra regolitten i en tretrinnsprosess.
Det første trinnet er utgravingen: en rover graver ut biter av regolitten og bringer dem til et varmekammer.
Det andre trinnet er ekstraksjon: Ved hjelp av solenergi varmes kammeret opp til rundt 600 K, noe som tvinger vannet til å sublimere og bygge opp trykket i tanken.
Det tredje og siste trinnet er transport: Etter å ha gått gjennom en turbin (se avsnittet om elektrisitet), kondenseres vanndampen i et rørsystem som fører til vannbeholderen. En regulator overvåker vannets renhet for å sikre at det er drikkbart; om nødvendig kan det renses ytterligere.
For å unngå sløsing vil vann bli resirkulert på samme måte som på ISS: fra astronautenes/plantenes transpirasjon, urin, dusj og avløp fra vasken.

Mat vil bli produsert i drivhusmodulen (se skisser nedenfor).
Grønnsaker vil bli produsert i aeroponiske og hydroponiske systemer som bruker næringsberiket vann (næringsstoffer kan syntetiseres fra ekstrahert KREEP, eller konsentrerte forsyninger hentet fra jorden). I det aeroponiske systemet sprøytes plantens røtter med en tåke som inneholder alle næringsstoffene den trenger; i hydroponics vil røttenes spiss bade i løsningen (Rockwool eller Perlite kan brukes som vekstmedium). Planter vil bli valgt med tanke på avling, veksttid og næringsverdi (hurtigvoksende planter inkluderer grønnkål, bønner, salat, tomater, bær osv.). De vil vokse i et kontrollert miljø for å få den ideelle lysintensiteten/bølgelengden og temperaturen.
Kunstig kjøtt vil bli "dyrket" ved å bade stamceller i et næringsmedium for å skape proteiner.
Andre ikke-bedervelige kosttilskudd vil bli hentet fra jorden i tilstrekkelige mengder.

I etableringsfasen vil basen drives av en radioisotop termoelektrisk generator, som vil bli deponert i sikker avstand fra basen når den ikke lenger er nødvendig.
Elektrisitet vil da bli produsert sammen med vannet i et konsentrert solenergisystem (CSP):
To-aksede sporingsreflektorer vil bli plassert på topper utenfor krateret og vil reflektere sollyset mot det samme punktet nær leiren. Varmekammeret som er plassert der vil produsere høytrykksdamp, som vil gå gjennom en turbin og snurre bladene; denne roterende bevegelsen vil bli omgjort til elektrisitet av en generator (forklart i en skjematisk tegning nedenfor).
Solcellepaneler kan også brukes som et alternativ for å redusere systemets kompleksitet, men dette vil redusere utbyttet (bare ~20% effektivitet mot ~50% effektivitet for turbiner) og kreve en større overflate.

Når det gjelder å puste, er det to viktige prosesser som må utføres: å skape O2 og skrubbe CO2. Nitrogenet (80% luft) som trengs, kan hentes fra jorden og vil ikke forbrukes ettersom det er en inert gass.
Oksygen vil bli laget gjennom elektrolyse av vann. Ved å påføre en spenningsforskjell på to elektroder kan vi spalte H20-molekylene for å lage hydrogen og oksygen (en elektrolytt må tilsettes for å øke vannets ledningsevne). Hydrogenet kan lagres og senere brukes som rakettdrivstoff.
Karbondioksidrensing kan gjøres ved hjelp av litiumhydroksid (LiOH), som reagerer med CO2 for å produsere vann, eller ved hjelp av mager amin (MEA), som absorberer CO2 for å bli rik MEA, (kan deretter kokes for å bli kvitt CO2 som gjør den mager igjen).
Under sedimenteringsfasen og hvis det oppstår et problem med elektrolyseprosessen, vil oksygenlys bli brukt for å opprettholde O2-nivåene til et stabilt 20%.

Først og fremst, Cartier IFormålet med leiren vil være vitenskapelig. Leiren vil gjøre det mulig for astronauter å utføre eksperimenter og forskning som ikke kan gjøres på jorden, for eksempel hvordan ulike objekter oppfører seg i lav tyngdekraft eller i tomrommet. Dette vil også være en gylden mulighet til å analysere sammensetningen av regolitt i månekratere i dybden. Leiren vil også ha betydning innen astrofysikk: utkikkspunktet vil gjøre det mulig for astronauter å observere stjerner som ikke kan sees fra jorden.

Måneleiren vår vil også fungere som et veipunkt for romkolonisering. Romskip vil nemlig kunne fylle drivstoff med hydrogengass fra elektrolyse, noe som for eksempel kan gjøre det lettere å reise til Mars.

I en potensiell fremtid kan basen også ha et mer lukrativt mål, for eksempel å selge sjeldne jordarter som lett kan finnes på månen, eller ved å utvikle romturisme.

Astronautene våkner kl. 7.00 og har en halv time til rådighet for hygiene og personlige interesser.

Klokken 7.30 spiser mannskapet frokost i beboelsesmodulen, der de spiser både produkter produsert på månen og produkter hentet fra jorden for å opprettholde et balansert kosthold. En gruppe på to astronauter overvåker deretter roveren mens den utvinner regolitt (for senere å utvinne vannet), mens de to andre astronautene tar seg av hagen som er installert i drivhusmodulen og overvåker veksten av det kunstige kjøttet.

Klokken 9.00 forlater to av astronautene basen for å vedlikeholde roverne og infrastrukturen. Dette kan bestå av flere oppgaver som å rengjøre noen av instrumentene, verifisere produktiviteten til generatorene eller sjekke integriteten til rørsystemet. De to andre astronautene blir igjen på basen for å gjøre noen oppgaver for å sikre at mannskapet har det bra.

Klokken 10.30 samles alle astronautene i fellesmodulen for å gjøre noen øvelser, ettersom den lave tyngdekraften på månens overflate kan svekke musklene deres. Etter en times trening og tretti minutters hvile spiser de lunsj og kan nyte maten de har produsert i basen.

Klokken 13.00 går mannskapet utenfor leiren for å observere stjernene, som er godt synlige takket være fraværet av lysforurensning. Observasjonen vil deretter bli sendt til Jorden der forskere kan analysere dem mer inngående. I løpet av resten av "ettermiddagen" samler astronautene inn prøver av regolitt og analyserer sammensetningen i forskningsmodulen for å verifisere parametere som vannkonsentrasjon og utføre forskjellige andre eksperimenter. Disse resultatene sendes også til Jorden rundt kl. 18.30, og deretter får astronautene litt tid til å hvile.

Klokken 19.00 samles mannskapet i oppholdsmodulen og forbereder neste dags program. Deretter spiser de middag kl. 20.00 og har en times fritid, der de vanligvis spiller kort, lytter til god musikk eller leser bøker. Denne fritiden er viktig for å sikre deres mentale velvære og redusere stresset som akkumuleres når de bor i rommet.

Resten av kvelden er deretter viet til hygiene og utveksling med jorden. Astronautene går til sengs rundt kl. 22.30 for å få en hel natts søvn, mens de drømmer om verdensrommet og morgendagens muligheter.