PIoneers (gra słów zawierająca stały człon PI) to nazwa, która najlepiej opisuje nasz zespół, biorąc pod uwagę, że nasz obóz na Księżycu będzie ośrodkiem przełomowych badań naukowych przez kolejne dekady. Mamy nadzieję, że nasza osada może stać się kamieniem milowym w rozszerzaniu obecności człowieka w Układzie Słonecznym poprzez rozwijanie i testowanie kluczowych technologii potrzebnych do kolonizacji planety. Po pierwsze, planujemy zbudować nasz obóz w rurze lawowej w pobliżu bieguna południowego, najbardziej dogodnego miejsca na Księżycu pod względem podobieństwa do ziemskiej temperatury, a także tam, gdzie można znaleźć lód wodny, niezbędny zasób umożliwiający obecność astronautów. Nasza baza będzie składać się z modułów, począwszy od siedlisk, laboratoriów naukowych i stacji do wytwarzania tlenu. W ten sposób łatwo będzie wprowadzać nowe obszary. Niektóre z pierwszych modułów będą prefabrykowane na Ziemi i montowane na Księżycu, a w miarę odkrywania zapotrzebowania na nowe przestrzenie, zaczęlibyśmy je budować z materiałów dostępnych na Księżycu. Poza tym, nie tylko minimalizujemy ewentualne zagrożenia umieszczając nasz obóz w rurze lawowej, ale także włączamy systemy redundantne. Zasoby niezbędne człowiekowi to woda (wydobywana z lodu na biegunie południowym), żywność (produkowana w księżycowej szklarni), energia (z paneli słonecznych) i powietrze (poprzez elektrolizę z roślin, a także poprzez wykorzystanie regolitu). Tworzymy zatem środowisko, w którym astronauci bez wątpienia mogą się zaadaptować i skupić na swojej pracy jako badacze księżycowi, a warunki życia są jak najbardziej zbliżone do tych na Ziemi.

Naszym celem jest zbudowanie bazy w pobliżu księżycowego bieguna południowego, gdzie rury lawowe stanowiłyby obudowę ludzkiego habitatu. Naszym głównym priorytetem było znalezienie miejsca z przyzwoitymi warunkami życia dla astronautów, którzy pomieszczą obóz na Księżycu. Dlatego nasz wybór ograniczył się do biegunów, gdzie temperatury wahają się od -50°C do 0°C, ludzie otrzymują stałe światło słoneczne, a wewnątrz rur lawowych temperatury są znośne. Decydującym argumentem przemawiającym za biegunem południowym była obecność lodu wodnego, z którego moglibyśmy uzyskać płynną wodę, niezbędną dla mieszkańców naszego księżycowego obozu. Co więcej, kratery w rejonie bieguna południowego blokują dostęp światła słonecznego do wnętrza (mocny argument, bo astronauci mogliby się dobrze wyspać) i zawierają kopalny zapis wodoru, który moglibyśmy wykorzystać do produkcji powietrza do oddychania, ale przede wszystkim paliwa.

Biorąc pod uwagę, że mamy na myśli budowę Moon Camp w rurze lawowej oraz fakt, że mogą one mieć bardzo dużą średnicę, głównym pomysłem byłoby wykonanie go na dnie rury lawowej i użycie windy (obrazek 19), aby dostać się na powierzchnię Księżyca. Idealnie byłoby, gdyby obóz był modułowy, dzięki czemu integracja nowych części byłaby łatwiejsza. Takimi modułami mogą być siedliska, laboratoria naukowe, stacje do wytwarzania tlenu i inne. Moduły mieszkalne będą połączone szczelnymi rurami, aby ograniczyć liczbę potrzebnych śluz powietrznych. Moduły te również muszą być szczelne i posiadać mocną powłokę zewnętrzną, która ochroni je przed promieniowaniem i potencjalnymi odłamkami. Kształt będzie miał formę kopuły, aby rozproszyć naprężenia. Początkowo baza księżycowa będzie wstępnie wykonana na Ziemi z materiałów takich jak tytan ze względu na jego twardość (zwłaszcza powłoka), ale później możemy rozbudować ją o budynki wykonane z betonu księżycowego, który jest mieszaniną siarki i zasobów kruszywa dostępnych z Księżyca.

Po pierwsze, powinniśmy chronić astronautów przed pyłem księżycowym, 354-godzinnym cyklem dzień-noc, promieniowaniem, trzęsieniami ziemi i wybuchami mikrometeorytów. Osiedlając się w rurze lawowej na biegunie południowym, gdzie astronauci mogą cieszyć się światłem słonecznym, pokonujemy wiele niebezpieczeństw. Gleba jest świetnym sposobem na ochronę astronautów przed promieniowaniem i mikrometeorytami. Ponieważ pył księżycowy może spowodować problemy z oddychaniem i pogorszenie stanu zdrowia, jeśli dostanie się do naszego schronu, będziemy mieli filtry i silny przepływ powietrza, aby ostra i obfita krzemionka nie dostała się do niego. Poza tym będzie tam śluza powietrzna (zdjęcie 8), gdzie astronauci mogliby oczyścić się z pyłu przed wejściem do części mieszkalnej. Planujemy wzmocnić ściany rur lawowych, aby zapobiec ich potencjalnemu zawaleniu podczas trzęsienia ziemi. Dzięki niemal wiecznemu światłu słonecznemu z bieguna południowego możemy w stosunkowo tani sposób generować energię elektryczną, więc nasza baza będzie miała również sztuczne światło i bardzo potrzebny system ogrzewania.

Woda jest niezbędnym zasobem, którego ludzie potrzebują do przetrwania, więc poświęciliśmy temu tematowi wiele uwagi. Naszą główną ideą jest to, że astronauci mogą usunąć lód wodny z biegunów, aby współistnieć na Księżycu, ale oczywiście z wymaganym specjalnym sprzętem ze względu na wysokie temperatury. Wówczas użyjemy wiertła z umieszczonymi na nim panelami słonecznymi (zdjęcie 13). W ten sposób narzędzie będzie się nagrzewać i przenikać do wnętrza grubej warstwy Księżyca. W ten sposób, po wydobyciu lodu, będziemy mogli użyć innych paneli słonecznych do jego stopienia. Z pomocą profesjonalnego sprzętu będziemy mogli następnie przefiltrować wodę i wygenerować zdrową wodę pitną. Zamierzamy wykonywać ten proces dwa razy w tygodniu, a pozostałą wodę gromadzić w zbiorniku (zdjęcie 17). Do filtracji możemy również wykorzystać system recyklingu wody na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Krótko mówiąc, jedzenie równa się energii, a nasi astronauci potrzebują jej dużo. Przede wszystkim, aby być jak najbardziej wydajnym, jedzenie zabrane w kosmos musi być lekkie, kompaktowe, smaczne, pożywne i wytrzymałe przez długi czas bez chłodzenia. Jednak bez względu na to, ile jedzenia astronauci wniosą na Księżyc, to i tak nie wystarczy. Dlatego musimy również produkować żywność na Księżycu. Nasz pomysł zakłada stworzenie niezbędnej księżycowej szklarni, która pokryje brak atmosfery lub naturalnej wody i ochroni rośliny przed wysokimi temperaturami. Rośliny uprawiane w naszej szklarni w regolicie to m.in. ziemniaki i rzodkiewki (witamina C), pomidory (witamina A), seler (potas), Arabidopsis thaliana (roślina kwitnąca), jaja jedwabników (białko) i sałata (wapń), które dostarczą naszym kosmicznym odkrywcom tak potrzebnych składników odżywczych. Astronauci będą dostarczać dwutlenek węgla poprzez oddychanie i pozyskiwać wodę dla roślin z własnego moczu za pomocą Systemu Recyklingu Wody.

W celu gromadzenia energii zauważyliśmy, że są pewne miejsca na Księżycu, takie jak obrzeże krateru Shackleton na Biegunie Południowym, które mają stałe światło słoneczne i aby zapobiec problemowi zbyt długich nocy księżycowych, umieściliśmy nasz obóz księżycowy w tym rejonie Bieguna Południowego. Dlatego moglibyśmy umieścić tam panele słoneczne (obrazek 14), ale potrzebujemy też kilku łazików (obrazek 12), które przyniosą energię do bazy. Następnie możemy przechowywać energię słoneczną w ogniwach paliwowych (obrazek 16), które po pełnym naładowaniu mogą wytrzymać 17 dni. W ten sposób unikniemy również problemu zaćmień Księżyca, kiedy to Ziemia całkowicie blokuje światło słoneczne.

Najważniejszą rzeczą, bez której człowiek nie może żyć jest powietrze, więc musieliśmy poważnie pomyśleć o tej części projektu. Po pierwsze, zanim opuścimy Ziemię, zrobimy kilka "zapasów" z tlenem wystarczającym na kilka pierwszych dni na Księżycu, a zaczniemy go dostawać po dotarciu do celu (stacja tlenowa: zdjęcie 27). Rośliny są sposobem na wytworzenie powietrza i mogą być wykorzystywane zarówno do produkcji powietrza, jak i pożywienia. Ponieważ jednak dzięki elektrolizie zajmują dość dużo miejsca, możemy wykorzystać także wodę pozostawioną w zbiorniku. Ponadto możemy przetwarzać bogaty w tlen regolit. Jedną z eksperymentalnie sprawdzonych metod jest elektroliza stopionej soli, która polega na mieszaniu gleby księżycowej w wysokich temperaturach z chlorkiem wapnia, a następnie, przepuszczając przez tę mieszaninę prąd, tlen gromadzi się wokół anody, gdzie jest zbierany.

Podstawowym celem naszego obozu na Księżycu będzie działalność naukowa, ale nasz zespół zaprojektował osadę w taki sposób, aby można ją było łatwo przekształcić, gdy obecność ludzi nieuchronnie zacznie się rozwijać na powierzchni Księżyca. Po rozważeniu astronomicznych kosztów i wielu zagrożeń związanych z początkowymi misjami na Księżyc, zdecydowaliśmy, że naszymi pierwszymi osadnikami powinni być naukowcy i inżynierowie. Uważamy, że będą oni najlepiej przygotowani do prawidłowego prowadzenia codziennych eksperymentów, a jednocześnie do utrzymania i modernizacji skomplikowanych systemów osady. W miarę jak będzie coraz więcej ludzkich misji księżycowych, koszty będą spadać, a technologia będzie się rozwijać, stając się bardziej wydajna i niezawodna. Gdy to się stanie, obóz na Księżycu może być po prostu rozbudowany, aby pomieścić więcej ludzi, z których niektórzy mogliby być nawet turystami, rozszerzając w ten sposób obecność ludzkości na Księżycu.

Uważamy za kluczowe, by zawsze mieć kogoś obudzonego w razie zagrożenia, więc zdecydowaliśmy, że astronauci będą mieli różne cykle snu. W rezultacie załoga będzie podzielona równo na trzy zmiany (które nakładają się na siebie na około dwie godziny w celach towarzyskich, cały zespół zbiera się w tym czasie), więc eksperymenty będą prowadzone 24 godziny na dobę. Niezależnie od tego, na jakiej zmianie znajduje się astronauta, po przebudzeniu wykona on czynności higieniczne, a następnie zje śniadanie w jadalni naszej bazy (zdjęcie 36). Po śniadaniu załoga uda się do modułu siłowni (obrazek 29), gdzie każdy członek dostanie przynajmniej minimalną dawkę ćwiczeń fizycznych, aby utrzymać formę, zdrowie i zwalczyć negatywny wpływ niższej grawitacji na ludzkie ciało. Następnie każdy członek załogi otrzyma swoje odpowiednie zadania od kontroli naziemnej (obraz 22) i rozpocznie pracę nad przydzielonymi pracami wewnątrz modułu badawczego (obraz 21) lub, przy specjalnych okazjach, może wyjść na zewnątrz, aby zbadać środowisko księżycowe. Po połowie okresu pracy załoga skorzysta z godzinnej przerwy na lunch i zje posiłek składający się z pokarmów cieplarnianych (obrazek 33). Następnie astronauci wrócą do pracy do końca 8-godzinnego programu badawczego. Następnie załoga zje kolację, po której nastąpi czas wolny, w którym każdy będzie mógł wybrać, co chce robić, by się zrelaksować (np. porozmawiać z rodziną lub poczytać książkę). Aby uzyskać większą jedność w zespole, raz w tygodniu astronauci mogą wziąć udział w specjalnych zajęciach, takich jak wieczór filmowy i granie w gry planszowe w salonie (zdjęcie 37). Po intensywnym dniu astronauci wykonują czynności higieniczne (łazienka: zdjęcie 30) i wracają do swoich kwater (zdjęcie 31), aby przespać się około 8 godzin, ponieważ odpoczynek jest najważniejszy, aby poradzić sobie ze stresem i trudnymi warunkami panującymi na powierzchni Księżyca.