Proiectul nostru Moon Camp se concentrează pe utilizarea resurselor de pe Lună pentru a susține prezența umană, alături de realizarea a două experimente principale: 1.) creșterea plantelor într-un mediu cu gravitație scăzută și 2.) investigarea proprietăților mecanice ale regolitului lunar. Baza noastră are capacitatea de a se dezvolta în continuare pentru a găzdui așezări rezidențiale și turistice durabile. 

Construcția bazei noastre se realizează prin ISRU, folosind regolitul lunar pentru a-i proteja pe astronauți de radiațiile solare incidente și pentru a asigura consolidarea structurală. Designul bazei este produs prin imprimare 3D, realizată de o mică flotă de roboți înainte de sosirea oamenilor. ISRU este utilizată deoarece este mai eficientă din punct de vedere economic decât transportul materialelor de pe Pământ pe Lună. Aceasta poate servi apoi ca o poartă de acces pentru explorarea lunară ulterioară. Tabăra noastră lunară este compusă din două secțiuni, dintre care una este o stație la nivelul suprafeței care găzduiește modulul de control (CM), modulul de depozitare a vehiculelor (VSM) și modulele de locuit (HM). Cea de-a doua secțiune, situată la 15 metri sub pământ, este locul unde sunt depozitate RTG-urile noastre, pentru energie de rezervă în perioadele de întuneric din ciclul lunar, precum și provizii suplimentare de alimente și unul dintre experimentele noastre.

Misiunea noastră este alcătuită din cicluri, fiecare nou ciclu aducând la bază patru membri suplimentari ai echipajului. Pentru experimentul 1, regolitul este transportat la unitățile noastre de procesare a regolitului lunar (LRPU), unde se analizează dacă este potrivit ca sursă de combustibil, oxigen, apă, conducție electrică și nutrienți pentru creșterea plantelor. Apoi, gheața de apă este divizată în oxigen și hidrogen, cu metan și dioxid de carbon ca produse reziduale. Pentru experimentul 2, dorim să investigăm efectele gravitației scăzute și ale concentrației de oxigen asupra creșterii plantelor; această cercetare va avea beneficii pentru viitoarele misiuni pe termen lung pe Lună și pe Marte, unde astronauții vor trebui să producă hrană în mod autosuficient. 

Am decis să amplasăm baza taberei lunare pe marginea craterului Peary, în apropierea Polului Nord lunar. Datorită micii înclinări axiale a Lunii, această locație poate primi lumină solară timp de aproape o zi lunară întreagă, ceea ce o face ideală pentru generarea de energie solară. În plus, variația de temperatură în apropierea jantei este mai mică și reduce costurile de construcție a bazei noastre. Spre deosebire de margini, adâncurile craterului au temperaturi scăzute și o expunere redusă la lumina solară, însă conțin cantități mari de gheață de apă care poate fi topită pentru a obține apă de băut sau poate fi electrolizată pentru a obține hidrogen și oxigen. Ambele elemente sunt utile ca propulsoare pentru rachetele noastre, în timp ce oxigenul, în special, este esențial pentru a susține viața și activitățile umane în baza lunară. Apropierea acestor resurse ajută la reducerea costurilor de transport și permite petrecerea unui timp mai mare pentru cercetare.

Construcția bazei noastre va avea loc în două etape. Prima etapă va consta în săparea fundațiilor pentru modulele noastre subterane (UGM), realizată cu ajutorul unui proces de imprimare 3D și a excavării conduse de o mică flotă de roboți autonomi. Aceste module adăpostesc RTG-urile noastre de rezervă și sălile de exerciții; RTG-urile vor furniza energia inițială pentru a facilita construirea ulterioară a modulelor de locuit (HM). Acest lucru va contribui la reducerea la minimum a întreruperilor misiunii, deoarece astronauții se pot deplasa direct de la modulul orbital de comunicații (OCM) la (HM). Cu toate acestea, în timp ce se finalizează construcția structurii generale, astronauții vor sosi la bază pentru a finaliza construcția acesteia. Instalarea serviciilor de comunicare cu Pământul, alături de aparatura pentru experimentele științifice, va fi o prioritate pentru astronauți. Resursele vor fi transportate cu ajutorul unor rachete și a unui sistem de relee înainte și în timpul perioadei de construcție. După extragerea heliului 3 și a metalelor rare, baza lunară poate stabili o rețea comercială pentru a genera venituri, făcând baza independentă din punct de vedere economic. Vom încerca să acordăm prioritate utilizării materialelor locale care au proprietăți adecvate pentru a reduce costurile. De exemplu, fundația bazelor poate fi construită din regolitul lunar. Amestecându-l cu apă, acest beton de sulf are o rezistență la tracțiune și un modul Young mai mari decât betonul de ciment, ceea ce face ca baza noastră să fie și mai robustă. În plus, amenajarea bazei noastre este compactă, sacrificând estetica în favoarea funcționalității, ceea ce se reflectă în alegerea unei forme de dom, care oferă o rezistență mai mare, rapiditate de construcție și eficiență arhitecturală.

Tabăra lunară va fi construită în principal din beton obținut din regolit, iar anumite componente specifice (de exemplu, ușile de explozie sau puțurile lifturilor) vor fi construite din aluminiu. Aluminiul este un material excelent pentru construcții datorită modulului Young și rezistenței la compresiune ridicate, precum și datorită greutății sale reduse. Cea mai mare parte a bazei noastre este construită din aluminiu lunar, deoarece este foarte versatil și poate fi utilizat în mai multe zone ale proiectului pentru a contribui la protejarea astronauților noștri:

1.) Acoperire pentru a proteja tabăra de radiațiile solare

2.) protecția împotriva impactului cu meteoriți

3.) consolidarea structurală a bazei (folosind metoda de imprimare 3D AI patentată de Space Factory prin finanțare NASA)

 În plus, echipamentele sensibile, cum ar fi monitoarele de ritm cardiac și RTG-urile, sunt amplasate în UGM pentru a preveni efectele dăunătoare ale oricărei radiații asupra echipamentelor sensibile, cum ar fi monitoarele de ritm cardiac și RTG-urile. Pentru a minimiza și mai mult riscurile pentru sănătatea astronauților noștri, câmpurile magnetice localizate (LMF) produse prin intermediul unor toruri vor înconjura baza. Fluxul de plasmă supersonică din torus va crea bobine magnetice care vor crea o bulă magnetică în jurul HM și CM, deviind particulele ionizate potențial periculoase. 

Apa este o resursă fundamentală atât pentru supraviețuirea astronauților noștri, cât și pentru cercetarea privind extragerea oxigenului și hidrogenului pentru combustibil prin electroliză. Întrucât baza noastră va servi drept trambulină pentru misiuni ulterioare pe Marte, în conformitate cu obiectivele pe termen lung ale NASA și ESA, achiziționarea și producerea de apă prin electroliză inversă va fi esențială pentru o explorare planetară susținută. Regiunile (cum ar fi locația bazei noastre) cu o abundență de gheață prezentă în regolitul sau suprafața lunară sunt ideale pentru extragerea apei. Gheața poate fi topită și tratată pentru a deveni potabilă. Va exista, de asemenea, un sistem de reciclare integrat în bază pentru a face ca suportul de viață al bazei să fie un ciclu cât mai închis posibil, ceea ce va permite reducerea risipei de apă și oxigen vitale. De asemenea, apa joacă un rol esențial în conservarea vieții plantelor din sera noastră, care funcționează ca sursă de hrană pentru astronauți și ca activitate de îmbogățire pentru îmbunătățirea sănătății mentale.

Inițial, aceasta trebuie să fie exportată de pe Pământ în timpul perioadelor de construcție. Vor exista misiuni ulterioare pentru a transporta alimente de pe Pământ pe Lună. Toate alimentele vor fi stocate în UGM și pot fi livrate către HM și CM cu ajutorul ascensorului nostru. În conformitate cu unul dintre obiectivele misiunii noastre de a forma o bază autosuficientă pe Lună, alimentele vor fi în cele din urmă cultivate pe Lună în sera noastră pentru a crește independența bazei lunare și a reduce costurile ridicate ale transportului pe distanțe lungi. Varietatea de alimente de care se vor putea bucura astronauții va varia de la salate la preparate din carne și pește, majoritatea produselor perisabile fiind preambalate pentru a prelungi durata de consum. de asemenea, va fi interesant să se investigheze modul în care cresc plantele, fructele și legumele ca răspuns la un mediu cu g scăzut.

Aceasta va proveni dintr-o serie de surse. O proporție semnificativă de energie va proveni de la Soare, folosind panouri solare monocristaline, deoarece locațiile fermei solare vor avea o lumină solară aproape constantă. Volanții termoionici vor servi drept supliment, exploatând variațiile de temperatură de pe Lună. În plus, există potențial pentru acoperirea cu materiale piezoelectrice a infrastructurii bazei lunare, precum și a carosabilului care va fi călcat în mod regulat de LR, pentru a converti stresul mecanic din forța de impact cu particulele în curent electric, servind în același timp ca un strat suplimentar de protecție. RTG-urile oferă energie de rezervă în caz de urgență sau în timpul vârfului de cerere. Estimările privind necesarul tipic de energie variază între 100kwh și 10MWh, în funcție de dimensiunea și cerințele pe termen lung ale bazei, astfel încât existența unei surse de energie cât mai diverse este vitală pentru o prezență susținută pe Lună.

Inițial, oxigenul va fi transportat de pe Pământ pe Lună prin intermediul unor vehicule de transport care se vor conecta cu OCM, apoi modulul nostru de aterizare pe Lună va furniza acest oxigen bazei. Gheața de pe suprafața lunară poate fi topită și electrolizată pentru a produce oxigen, suplimentând această aprovizionare externă. Vom explora, de asemenea, potențialul de a utiliza cianobacteriile cultivate în seră, alături de microbi sintetici pe baza cercetărilor recente, pentru a face fotosinteză, reciclând astfel dioxidul de carbon eliberat de respirația aerobă a astronauților și producând mai mult oxigen. Pentru a spori și mai mult acest lucru, avem în vedere utilizarea unei versiuni îmbunătățite a MOXIE de la NASA, care poate produce aer respirabil prin electroliza dioxidului de carbon. Aerul în exces va fi păstrat în depozit pentru ieșirile extravehiculare sau pentru situații de urgență. Cele două tehnici menționate mai sus, care utilizează microbi și MOXIE (la scară superioară), vor permite, în cele din urmă, crearea unei baze care să nu se bazeze pe reaprovizionarea cu oxigen de pe Pământ. Pentru a limita pierderile de aer în mediul înconjurător, în HM și CM sunt prevăzute uși de aerisire din aluminiu.

Scopul general al taberei lunare este de a stabili o zonă locuibilă pentru ca astronauții să efectueze cercetări științifice, inclusiv efectele gravitației lunare și ale condițiilor lunare asupra anatomiei umane, precum și proprietățile materiale ale regolitului lunar, în special ca material de construcție și ca potențial conductor de electricitate. Aceasta poate fi apoi dezvoltată într-o zonă de locuit mai mare pentru generațiile viitoare și poate oferi beneficii economice din partea turiștilor de pe Pământ care pot vizita baza lunară. În plus, ne imaginăm baza noastră ca o piatră de temelie pentru viitoarele misiuni spre Marte și dincolo de aceasta, profitând de costurile mai mici de lansare de pe Lună, alături de un timp mediu de călătorie mai scurt și de o mai mare flexibilitate a ferestrelor de lansare. Pe scurt, baza noastră va:

1. Efectuarea de experimente care să ne îmbunătățească înțelegerea efectelor gravitației joase asupra anatomiei umane și a proprietăților materiale ale regolitului lunar.
2. Să fie autosuficientă, pentru a susține expansiunea crescândă a prezenței umane pe alte lumi.
3. Să acopere decalajul dintre actualele misiuni robotice pe Marte și eventuala prezență umană pe suprafața marțiană. 

Astronauții se vor trezi la ora 6 dimineața și își vor îndeplini sarcinile de rutină. Micul dejun, alături de restul meselor lor, va fi asigurat cu ajutorul alimentelor cultivate în bază, precum și a proviziilor transportate de pe Pământ. Dimineața, grupul nostru de patru astronauți va fi împărțit în două grupuri și va face experimente. Grupul 1 va aduce înapoi regolitul lunar de la EVA și va efectua experimente pentru a le testa proprietățile, cum ar fi rezistența la tracțiune și dacă pot fi folosite pentru protecția împotriva radiațiilor sau pentru a conduce electricitate. Grupul 2 va lucra în seră pentru a supraveghea cultivarea microbilor sintetici și artificiali și creșterea plantelor. Aceasta va include investigații privind rezervele de hrană comestibilă, condițiile optime de creștere a culturilor și a plantelor și utilizarea materialelor lunare în acest scop. Cele două grupuri vor face experimentele prin rotație, deoarece acest lucru le va permite tuturor să înțeleagă în profunzime funcționarea întregii baze. Rezultatele vor fi înregistrate pentru sesiunile de analiză din cursul după-amiezii.

Ambele grupuri se vor întoarce la bază pentru prânz. În timpul prânzului, vor avea o convorbire video cu controlul de la sol de pe Pământ. În această videoconferință specială, vor amâna reaprovizionarea cu oxigen și hrană, deoarece baza a reușit în sfârșit să producă hrană în mod autosuficient prin intermediul serei. După prânz, astronauții își vor menține condiția fizică prin antrenamente de rezistență și alergare pe o bandă de alergare. Măsurătorile privind starea lor de sănătate, cum ar fi ritmul cardiac, capacitatea pulmonară și tensiunea arterială, sunt luate ca parte a celui de-al doilea experiment pentru a evalua efectele pe termen lung ale mediilor cu g scăzut asupra anatomiei umane. Aceștia anticipează că rezultatele vor arăta deteriorarea compoziției osoase în timp, împreună cu atrofia musculară; aceste date pot fi apoi folosite la proiectarea unor misiuni lunare ulterioare care să minimizeze aceste efecte adverse asupra sănătății, cum ar fi gravitația indusă artificial prin intermediul habitatelor centrifugale. După masa de prânz, astronauții analizează rezultatele experimentului cu regolit lunar, observând conductivitatea electrică și expansiunea termică; aceste date sunt apoi transmise la controlul de la sol de pe Pământ pentru analize suplimentare. După aceasta, astronauții se angajează în activități de consolidare a echipei în CM pentru a menține o bună comunicare și abilități de colaborare;Este important să se mențină o bună relație în cadrul echipajului în timpul unor perioade de misiune prelungite precum aceasta. După cină, ei conversează cu cei dragi de pe Pământ. Pentru a menține o bună sănătate mentală, este esențial ca aceștia să poată face față dorului de casă în timpul misiunii de lungă durată.