[42]

Chcielibyśmy, aby nasza baza składała się z trzech modułów, do których prowadzą korytarze odgałęziające się od głównego modułu. Dodatkowo planujemy wybudować garaż dla łazików, który posłuży do stworzenia pokrywy regolitu dla naszej bazy. Innym sprzętem osadzonym poza schronem będą panele słoneczne i konwerter DC-AC, ponieważ panele słoneczne wytwarzają prąd stały, podczas gdy wszystkie urządzenia w naszej bazie muszą być zasilane prądem alternatywnym. Główny moduł będzie wielofunkcyjny - astronauci będą w nim spać, jeść, ćwiczyć, dbać o higienę i odpoczywać. Pozostałe moduły będą służyły różnym celom. Jeden z nich będzie służył jako magazyn z miejscem do przechowywania odpadów nieorganicznych. Drugi będzie miejscem do uprawy roślin. Ostatni będzie służył jako miejsce do prowadzenia badań i będzie zawierał systemy nadzoru.

Lokalizacja naszej bazy znajdowałaby się na księżycowym biegunie południowym - dokładnie w krawędzi krateru Shackletona. Prawie stałe światło słoneczne zapewniłoby energię słoneczną gromadzoną przez panele słoneczne. Wnętrza kraterów w tym rejonie są zimnymi pułapkami zawierającymi kopalny zapis wodoru, lodu wodnego i innych lotnych substancji, co stwarza możliwość pozyskania tych cennych zasobów. W sąsiedztwie lodu wodnego w stale zacienionych obszarach otaczających bazę można by pozyskać wodę. Wybór tej lokalizacji byłby ulgą od ekstremów ciepła i zimna występujących na całej reszcie Księżyca.

W 2013 roku ESA udowodniła, że druk 3D z wykorzystaniem materiału księżycowego jest w zasadzie wykonalny. Nasz zespół postanowił wypróbować ten pomysł. Na czas drukowania 3D naszej bazy astronauci mieszkaliby w kapsule habitatowej. Konstrukcja składałaby się z czterech połączonych ze sobą nadmuchiwanych rusztowań napompowanych w kształcie naszej bazy. Cztery roboty drukujące 3D zbierałyby regolit i pokrywały nim konstrukcję. Tymczasem piąty robot rozpocząłby budowę garażu do przechowywania łazików. Większość przedmiotów znajdujących się w naszej bazie zostanie wydrukowana w 3D, ponieważ transport dużych ilości materiałów z Ziemi jest nieekonomiczny. Badaliśmy też najlżejsze i jednocześnie najmocniejsze materiały i uznaliśmy, że grafen jest dokładnie tym, czego szukamy. Ma on gęstość 95% stali i jest około 10 razy mocniejszy. Ostatecznie nasz zespół zdecydował się na grafen jako nasz główny materiał do druku 3D.

Woda na Księżycu występuje tylko w postaci lodu. Pomysł naszego zespołu na jej pozyskanie polega na wydobyciu kawałka lodu, roztopieniu go i oczyszczeniu. Następnie przeprowadzilibyśmy test, aby określić, czy jest ona zdatna do picia. Kolejną rzeczą, którą uważamy za istotną jest odzyskiwanie zasobów wodnych. Nasz zespół chce wykorzystać rozwiązanie o sprawdzonej jakości, jakim jest Water Recycling System opracowany w MSFC. Odzyskuje on wodę z moczu, higieny jamy ustnej i mycia rąk oraz poprzez kondensację wilgoci z powietrza. Zebrana woda będzie rozprowadzana rurociągami do wszystkich modułów.

Większość zapasów żywności będzie sprowadzana z Ziemi. Oczywiście musiałaby ona wcześniej zostać poddana procesom liofilizacji i stabilizacji termicznej. Astronauci musieliby jedynie podgrzewać swoje posiłki, za pomocą ciepłej wody lub podgrzewacza do żywności. Jeden z modułów bazy przeznaczony jest do uprawy roślin. W początkowej fazie misji będzie on wykorzystywany głównie do uprawy roślin produkujących dużo tlenu, ale w okresie późniejszym planujemy założyć hodowlę roślin jadalnych. Posiłki przygotowane ze świeżych produktów podniosą morale załogi i stworzą atmosferę domu. Przygotowywanie świeżych posiłków byłoby możliwe dzięki zastosowaniu pieca zaprojektowanego do pracy w niższym poziomie grawitacji. Wykorzystuje on nie tylko konwekcję, ale także przewodzenie metalowych ścian pieca, które ogrzewają powietrze wewnątrz.

Nasz zespół zgodził się, że najlepszym rozwiązaniem będzie dostarczenie zasilania do bazy księżycowej, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że nasza baza będzie znajdowała się w obszarze o niemal stałym nasłonecznieniu. Nasz schron jest obciążony urządzeniami wymagającymi ogromnej ilości energii do prawidłowego działania. Według naszych obliczeń, trzy panele słoneczne - każdy o mocy 4,8kWp wystarczą do zaopatrzenia całej bazy w odpowiednią ilość energii elektrycznej. Musimy również zbudować przetwornicę DC-AC, ponieważ panele słoneczne wytwarzają prąd stały, podczas gdy wszystkie urządzenia w naszej bazie muszą być zasilane prądem zmiennym.

Jak już wspomnieliśmy, na wczesnym etapie misji moduł z roślinami będzie wykorzystywany głównie do uprawy roślin produkujących tlen. Szukaliśmy roślin generujących jak najwięcej tlenu i naszym wyborem była spirulina. Jest ona niezwykle wydajna - 8m^2 tej rośliny wystarczy, aby zapewnić tlen jednej osobie. Nasza baza jest przeznaczona dla trzech lub czterech astronautów, więc 32m^2 wystarczy do zaopatrzenia całej załogi w tlen. Zebrany tlen zostanie połączony z azotem w proporcjach odpowiadających tym z ziemskiego powietrza i rozprowadzony między wszystkimi modułami za pomocą rurociągów.

[54]

Aby bezpiecznie zasiedlić Księżyc należy pokonać ogromną liczbę przeszkód. Najbardziej niebezpieczne czynniki w środowisku Księżyca to pył księżycowy, promieniowanie, wahania temperatury i meteoroidy. Nasza baza będzie pokryta warstwą regolitu. Skorupa ta jest lekka i jednocześnie niesamowicie wytrzymała. Będąc wewnątrz, astronauci są chronieni przed meteorytami, promieniowaniem i wahaniami wysokiej temperatury. Niestety, spędzanie większości czasu wewnątrz bazy nie jest opcją dla tej misji. Dlatego wymyśliliśmy kilka pomysłów, które pozwolą chronić astronautów poza schronem. Aby zapobiec zanieczyszczeniu bazy pyłem księżycowym, zainstalowalibyśmy śluzy powietrzne przy wszystkich wejściach. Skafandry kosmiczne astronautów powracających do bazy musiałyby być pozostawione w śluzach. Czas spacerów kosmicznych byłby ograniczony z powodu słabej ochrony przed promieniowaniem i temperaturą. Z czasem jakość skafandrów będzie się poprawiać i załoga będzie spędzać więcej czasu na zewnątrz.

Opisywany przez nasz zespół dzień osadzony jest w zaawansowanym stadium naszej misji. Załoga astronautów zdążyła już z powodzeniem wyhodować rośliny jadalne za pomocą systemu hydroponicznego. Wszystkie moduły schronienia wraz z panelami słonecznymi i garażem są już zainstalowane. Dobry dzień zaczyna się od pysznego śniadania i to samo dotyczy naszej załogi. Jeden z astronautów przygotowuje kanapki z szynką i serem z dodatkiem świeżej sałaty zebranej z komory do uprawy roślin. Tymczasem reszta ekipy sprawdza systemy podtrzymywania życia i porządkuje bazę. Następnie zbierają się w głównym module, by wspólnie zjeść posiłek. Po jedzeniu mają trochę czasu na relaks. Nasza baza zapewnia wiele sposobów na relaks, takich jak e-booki, oglądanie filmów, gotowanie z wykorzystaniem najnowszej technologii, a nawet granie w gry wideo. Przyspieszenie grawitacyjne na Księżycu jest około sześć razy mniejsze niż na Ziemi, dlatego astronauci muszą ćwiczyć, aby uniknąć amyotrofii. Do dyspozycji załogi są trzy rodzaje maszyn treningowych: bieżnia, rower stacjonarny i ławka treningowa ze sztangami. Po spędzeniu pewnego czasu na przewijaniu się, załoga wykonuje teraz ćwiczenia przez 2,5 godziny. Po intensywnym treningu astronauci udają się, aby zadbać o swoją higienę. Następnie zespół dzieli się na dwie grupy. Dwóch astronautów przygotowuje się do spaceru kosmicznego - zakładają skafandry i opuszczają bazę przez główną śluzę powietrzną. Ich celem jest zebranie próbek minerałów, które mogłyby zostać wykorzystane do budowy rozległej osady dla nowych mieszkańców. Towarzyszą im dwa łaziki kopiące i przechowujące próbki. Ich spacer kosmiczny trwa około 4 godzin. Po zakończeniu pracy wracają do śluzy powietrznej bazy i zdejmują skafander, aby nie zanieczyścić wnętrza schronu pyłem księżycowym. Następnie zabierają zebrane próbki do laboratorium i dołączają do reszty załogi. Tymczasem astronauci, którzy pozostali w bazie, projektują pojazd, który pozwoliłby całej załodze pokonywać duże odległości. Wkrótce zbierają się, by przygotować obiad, którym jest smażony w piecu kurczak i go zjeść. Przez cały dzień przekąszają owoce, galaretki i batoniki czekoladowe. Wieczór spędzają na sprawdzaniu parametrów życiowych astronautów i rozmowach z ich bliskimi przez komunikatory internetowe. Po męczącym, ale oszałamiającym dniu załoga idzie spać.