[42]

Cynthia, vårt måneleirprosjekt, består av en månebase med plass til fem astronauter. Leiren skal ligge i nærheten av et lavarør på Månens sørpol. Vi har designet en leir som har to hoveddeler: en inne i lavarøret, der menneskene skal bo, og en på månens overflate, nær lavarøret, som er sekskantet. Koblet til hver side av sekskanten er det fem halvkuler som fungerer som drivhus, laboratorier og inngang. De to delene av bosetningen er forbundet gjennom en heis fra lavarøret til overflaten og gjennom en gang fra heisen til sekskanten. I tillegg til hovedbygningen vurderte vi å bygge en garasje for rovere og andre kjøretøy og en vegg med solcellepaneler.

Vi har tenkt å bygge måneleiren vår i et lavarør i nærheten av Shackleton-krateret som går i tunnel inn til Månens sørpol. Vi valgte dette stedet fordi det er kjent for å være permanent opplyst av solen. Derfor kan vi hele tiden utnytte solenergien. Dessuten indikerer målingene utført av NASAs Lunar Prospector store mengder hydrogen inne i Shackleton-krateret, noe som tyder på at det kan finnes is. Som tidligere nevnt vil en del av månebasen bli konstruert i et mindre lavarør. Det vil inneholde soverom, kjøkken, bad og treningsrom, ettersom temperaturen der er konstant på 20 °C. Lavarøret gir dessuten god beskyttelse mot kosmisk stråling og solstråling og mot små meteoritter som treffer månens overflate. Astronautene vil også ha lettere tilgang til de underjordiske ressursene.

Å bygge Cynthia av materialer importert fra Jorden ville være for dyrt, så vi må bruke månens ressurser i stedet. En robot som ligner på NASAs RASSOR vil høste månejorda, og en annen robot vil kombinere den oppnådde regolitten med plast fra astronautenes avfall for å danne en polymerkomposittbetong. Deretter vil en 3D-skriver gjøre det gjenværende arbeidet, som består i å lage vegger, møbler og verktøy av denne blandingen mens du arbeider helt automatisk. Ytterveggene må ha en tykkelse på seks meter for å gi beskyttelse mot stråling, og de innvendige lagene i måneleirens vegger vil se ut som det indre av en romdrakt. Disse lagene vil også i sin helhet bli bygget av roboter. Dermed er astronautene trygge, og vi sparer store summer.

Vann er avgjørende for å opprettholde liv på månen. Siden det er for dyrt å transportere det fra Jorden, må vi utvinne det fra månens regolitt. Utvinningen av jord vil bli gjort i Shackleton-krateret som ligger i nærheten av månens sørpol. Deretter vil den innsamlede jorda, som inneholder så mye som 20% isvann i henhold til dataene som returneres av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, bli oppvarmet og renset for å sikre det daglige behovet for vann for fem astronauter. En astronaut kan forbruke opptil 4,5 liter vann per dag.

Maten som kreves av våre astronauter må gi omtrent 3000 kalorier per dag, kalsium og vitamin D, som er nødvendig for å forhindre nedbrytning av bein. I de tidlige stadiene vil de spise pakket mat sendt fra Jorden og gradvis erstatte måltidene med mat dyrket i landbruksmodulene, som bruker et hydroponisk system. Dette innebærer å tåke en næringsrik løsning og vann i et lite, trykksatt kammer som inneholder plantens røtter. Vi vil kunne dyrke soyabønner, søtpoteter, løk, quinoa og salat.

Vår forskningsstasjon på Månen vil bli drevet av solcellepaneler plassert på kanten av Shackleton-krateret på grunn av det nesten kontinuerlige sollyset som dette området mottar. En del av den innsamlede energien vil bli lagret i et batteri som brukes i tilfelle måneformørkelser. Transporten av forsendelsen vil skje gjennom ledninger beskyttet av støtdempende materialer som Kevlar og Graphene. I de første stadiene vil stasjonen fungere på batteribanker hentet fra Jorden, som vil bli omgjort til nødstrømslager når solcelleanlegget er bygget.

En gjennomsnittlig person trenger omtrent 0,84 kg oksygen per dag, så for fem personer må vi produsere rundt 4,2 kg per dag. Den viktigste måten vi vil produsere oksygen på er gjennom karbotermisk reduksjon av regolitt, som inneholder en rikelig kilde til oksider som SiO2. Månejordas metalloksider reduseres med metan, noe som resulterer i karbonmonoksid og hydrogen. Deretter reagerer karbonmonoksidet med hydrogen for å danne vann og metan, som resirkuleres i den første reaksjonen. Deretter blir vannet elektrolysert for å danne oksygen og hydrogen.

[54]

Fraværet av atmosfære på Månen innebærer farlige situasjoner for astronautene, så det er vår rolle å beskytte dem. Seks meter tykke yttervegger laget av måneregolitt og plast, fylt med vann mellom lagene (for å beskytte astronautene mot solutbrudd), er nok til å beskytte astronautene mot kraftig stråling og asteroider. Ekstreme temperaturer på månen er ikke noe problem fordi den indre delen av Cynthia har en lignende funksjon som en romdrakt: Den består av lag med ulike funksjoner, som ripstop-laget, lagene med Mylar-isolasjon og blærelaget, slik at en konstant temperatur på 18-24 °C kan holdes og nok oksygen kan tilføres.

Etableringen av vår måneutpost Moon Camp spiller en viktig rolle i utviklingen av den vitenskapelige innsikten om universet ved hjelp av informasjonen som samles inn av astronautbesetningen. Oppfatningen av en dag på månen er abstrakt, selv om en astronauts tidsplan krever at den naturlige døgnrytmen opprettholdes på grunn av den direkte effekten på menneskers helse. Dermed vil mannskapet følge en streng tidsplan. Programmet innebærer å våkne klokka 6 på en hypotetisk 24 timers dag. Området som er utformet for 8 timers daglig hvile, er søvnseksjonen, plassert på underjordisk nivå, og består av fem små avlukker, hver med en sovepose. Luftfordelingen må kontrolleres permanent, og ventilasjonen må være effektiv for å redusere risikoen for oksygenmangel. Med tanke på omgivelsenes mikrogravitasjon er morgenrutinen og personlig hygiene vanskeligere, ettersom vannforsyningen er begrenset og prioritert for forbruk. Alle de fem astronautene spiser tre måltider hver dag for å få i seg essensielle proteiner, lipider, karbohydrater, vitaminer og mineraler, noe som sikrer en balansert ernæring, med forrådskammeret og drivhuset som grunnleggende strukturer på overflatenivå. I tillegg må mannskapet utføre daglige oppgaver, hovedsakelig vedlikeholdsoppgaver som sikrer sikkerhet og bærekraft, eller administrere og overvåke eksperimenter i de to laboratoriene på overflatenivået. De daglige kontrollene av støttesystemene er avgjørende, fordi utformingen reduserer behovet for forsyninger og resirkulerer mesteparten av avfallet. For å redusere stress og for å bevare muskelmassen og dens tone, tilbringer besetningsmedlemmene omtrent to og en halv time i treningsområdet og trener med treningsapparatene, ettersom mikrogravitasjonen favoriserer tap av styrke i musklene. På slutten av dagen, når alle oppgavene er utført, kan astronautene tilbringe kveldene som de ønsker, og ta en pause fra den travle timeplanen.