V rámci misie Conatur Lunar, naša základňa Sanctuarium chce byť inovatívnym výskumným zariadením, ktoré sa bude snažiť ďalej odhaľovať geologickú históriu mesačného povrchu a získavať o nej informácie. 

• Primárna fáza bude zameraná na dosiahnutie sebestačnosti: dôraz sa bude klásť na výstavbu a zhromažďovanie potrebných zdrojov.
• Následne sa sekundárne činnosti nášho projektu presunú na výskum a experimentovanie.

Výskum v našom laboratóriu, ktorý zahŕňa hĺbkovú analýzu vzniku a zloženia mesačného prachu, sa využije pri vytváraní presnejších záznamov o minulosti Mesiaca aj našej planéty. Nakoniec sa zozbierané údaje využijú na informovanie o súčasnom pokroku v technológii kolonizácie a prieskumu Mesiaca.

Sanctuarium3D model znázorňuje zámer nášho návrhu poskytnúť ochranu a zároveň umožniť vykonávanie úloh. Podzemný plán sa skladá z obytných, technických, poľnohospodárskych a skladovacích priestorov, ktoré našej štvorčlennej posádke poskytujú nástroje potrebné na pohodlný život a prácu počas misie. 

Zatiaľ čo Conatur Lunar'Predbežné ciele sú založené na skúmaní - získané výsledky by nám nakoniec mohli umožniť prejsť na komplexnejšiu tretiu fázu.

• Ak to údaje dovolia, úspech našej základne v jej úvodnej fáze a priame skúsenosti astronautov môžu poskytnúť možnosť pokroku smerom ku kolonizácii Mesiaca. Dúfame, že s kapacitou na rozšírenie, ako aj s prelomovými objavmi, ako je výroba paliva, sa aplikácie našich projektov môžu v budúcnosti posunúť od jednoúčelových k multifunkčným.

Základňu plánujeme umiestniť na okraji krátera De Gerlache. Nachádza sa pozdĺž južného okraja Mesiaca (s lunárnymi súradnicami 88,5° j. z. š., 87,1° z. z. d.) a poskytuje orientáciu smerom k Zemi, ktorá je ideálna na minimalizáciu cestovných vzdialeností a komunikačných kanálov.

Dôkazy podložené 24 000 širokouhlými a 31 500 úzkou kamerou svedčia o tom, že naše miesto sa nachádza v blízkosti bodu večného osvetlenia. S dennými minimálnymi a maximálnymi hodnotami na úrovni 64% a 98% možno lokalitu De Gerlache ďalej považovať za priaznivú vzhľadom na jej schopnosť umožniť zber slnečnej energie. 

Samotný okraj krátera predstavuje ideálny terén, ktorý slúži ako rovná plocha, na ktorej sa umiestnia pristávacie plochy, solárne panely a výskumné zariadenia. Okrem toho prítomnosť ložísk mesačného ľadu umožní autonómne získavanie vody.

Najskoršia fáza výstavby našej základne má byť bez posádky. Na vŕtanie do boku krátera umožníme použitie robotiky a tunelovacieho stroja s priemerom 17,6 m. Vyznačením súradníc pristátia v blízkosti známej lávovej rúry umožníme ďalšie budúce rozšírenie, ak by sme to potrebovali. Podzemná lokalita ilustruje prirodzenú obranu proti radiácii a nárazom úlomkov, okrem toho, že využíva prírodné prostredie, (t. j. zníženie prácnosti prispôsobením prirodzeného priestoru dutiny).

Po vstupe do krátera sa použije vrták na predĺženie dostupného priestoru a robotika bude nasledovať za uvoľnením nafukovacích zariadení, aby sa zabránilo zrúteniu konštrukcie. Atmosférické podmienky sa budú vytvárať prostredníctvom transportu plynov, ako sú H₂, N₂ a O₂, zatiaľ čo robotika bude zbierať mesačnú pôdu ako 3D tlačiteľný materiál na stavbu základov a vonkajších stien. Budú tiež montovať vonkajšie pristávacie podložky potrebné na umožnenie ďalšej fázy prechodu.

V ďalšej etape bude vyslaná naša posádka spolu so špecifickejším vybavením a materiálmi, ktoré je potrebné nainštalovať - to bude zahŕňať montáž špecializovaného vybavenia, ako sú O₂ melioračné zariadenia, montáž našich roverov a spevnenie všetkých konštrukcií náchylných na poškodenie počas prepravy. Po zásahu človeka by mala byť základňa plne funkčná a posádka sa na nej usadí, pričom robotika teraz bude slúžiť ako prístroje na pomoc a opravy.

Rôzne nebezpečenstvá predstavujú vysoké riziko, ktoré je potrebné riešiť individuálne, aby sa zachoval život:

Radiačné žiarenie dosahuje 60 mikrosievertov (približne 200-násobok pozemských hodnôt).Posádka bude mať na sebe dozimetre, ktoré budú monitorovať mieru jej vystavenia. Priestory, v ktorých sa intenzívne pracuje, t. j. spálne a obytné priestory, budú obsahovať zvýšenú ochranu ako ďalšie zmiernenie.

Predpokladaný teplotný gradient našej základne je možné ohrievať tak, aby spĺňal požiadavky na ľudské obydlia pomocou solárnej energie a výmenných systémov. Ako záložný systém sa budú používať rádioizotopové termoelektrické generátory (RTG).

Zavedenie detektorov netesností hermetického tesnenia a modifikácia technológií, ako je MFS-TOPS-42, upozorní posádku a umožní jej opustiť základňu cez prechodovú komoru v prípade, že dôjde k akejkoľvek chybe pri udržiavaní atmosférických podmienok.

Ľahké fyzické bariéry, napr. plnené Whippleove štíty, posilnia povrchové štruktúry považované za zraniteľné tým, že zvýšia ich ochranu proti nárazom s vysokou rýchlosťou. 

Konštrukcia základne poskytuje ďalšiu prirodzenú obranu využitím priestoru kráterov nachádzajúcich sa pod zemou.

Väčšinu náhradnej vody bude astronaut získavať z mesačných ložísk ľadu. Základňa bude využívať palivový článok raketoplánu (SFC), systém generátora kyslíka (OGS), zostavu na odstraňovanie oxidu uhličitého a Sabatierovu reakciu (SR) s cieľom dopĺňať a recyklovať stálu zásobu vody:

SFC: 2H₂ + O₂ →2H₂O + elektrina
OGS: 2H₂O + elektrina →2H₂ + O₂
SR: 4H₂ + CO₂ → 2H₂O + CH₄

Filtrovanie odpadových vôd, ako je moč a voda zo sprchy, spolu s kontrolovaným odstraňovaním vlhkosti zo vzduchu v kabíne zabezpečí, že žiadny možný výstup nepríde nazmar. Sekundárne zdroje získané prostredníctvom mesačnej pôdy sú použiteľné, ale nie sú ideálne, pretože poskytujú relatívne nízke výťažky.

Keďže sa používa v širokej škále aplikácií, t. j. od elektrolýzy až po hygienu, musíme poskytnúť podporu v prípade poruchy systému. V prípade nadbytočnosti sú na našej základni namontované núdzové nádrže H2O, ktoré sa môžu používať počas odstraňovania problému (pozri vzduch.)

Pri snahe o dlhovekosť je pestovanie čerstvých plodín príkladom, pretože na rozdiel od užívania multivitamínov je pravdepodobnejšie, že si udržíme telesné potreby vitamínov a minerálov po dlhšiu dobu.

Nízka koncentrácia dusíka v mesačnej pôde (5 ppm) znamená, že najprv pošleme určité množstvo zo Zeme spolu so semenami a hnojivami. Preto sa bude organický odpad recyklovať.

Podzemná akvaponická farma na začiatku zabezpečí výnosy pre kontinuitu misie. Je však spojená s vysokými nárokmi na energiu, keďže intenzita svetla je úmerná rastu rastlín.

V sekundárnej fáze výroby sa budeme snažiť vyvinúť pokročilé rastlinné biotopy. Využijeme celý rad LED diód, ako aj hlinený substrát, ktorý kontroluje uvoľňovanie hnojív, vody a minerálov, a senzory na monitorovanie rastu rastlín. Zníženie potreby každodennej fyzickej interakcie s rastlinami a vyššia energetická náročnosť vedú k lepšej vhodnosti na dlhodobejšie osídlenie.

Hlavným zdrojom elektrickej energie pre našu posádku budú solárne panely s vysokou koncentráciou fotovoltaických článkov na cm². V kombinácii s dennou intenzitou svetla v danej lokalite budeme maximalizovať účinnosť absorpcie slnečného žiarenia, ktoré sa následne využije pri výrobe energie.

Okrem toho sa vodíkové palivové články použijú na uskladnenie prebytočnej energie nad rámec dopytu stanice, čo znamená, že v čase slabého osvetlenia je spotreba stále pružná. Tam, kde to bude možné, sa presmerovanie napájania z laboratória zameria aj na systémy Life.

Ako je uvedené v našich návrhoch v rámci riadenia rizík, posádka bude mať v prípade potreby prístup k RTG, ale vzhľadom na riziká spojené s rádioaktívnou kontamináciou sa to považuje skôr za núdzový výstup. Preto ho zavedieme ako vonkajší zdroj, ktorý bude umiestnený na okraji krátera vo vystuženom kontajneri v podzemí.

Plyny privezené s robotikou zabezpečia, aby sa na začiatku vytvorilo atmosférické prostredie pre príchod astronauta. Sabatierovou metódou sa vyrába nielen voda, ale pri následnej elektrolýze bude našou hlavnou metódou získavania kyslíka. Môže dôjsť aj k extrakcii z regolitu a bude sa využívať v spojení s prípadmi, ktoré budú ťažiť z produktov kovových zliatin vznikajúcich na anódach.

Hoci je pravda, že rastom rastlín na základni dochádza k príjmu kyslíka a vylučovaniu oxidu uhličitého, podmienky sa budú monitorovať a kontrolovať do takej miery, že vplyv na základňu sa bude považovať za zanedbateľný.

Baroskopické podmienky vrátane zloženia plynu, tlaku a úrovne vlhkosti sa budú monitorovať počas celého trvania misie a vzduchové nádrže sa musia používať ako záložný zdroj v prípade, že systémy na dopĺňanie vzduchu zlyhajú.

Conatur Lunar's cieľom možno rozdeliť na krátkodobé (ST), strednodobé (MT) a dlhodobé (LT) schémy:

VYŠETROVACIE ZAMERANIE:

→ skombinovať STEM odbory členov posádky a súčasné poznatky s experimentálnymi dôkazmi na mieste s cieľom získať lepší prehľad o geologickej histórii Mesiaca a tým aj Zeme. (ST)

→ využiť osobnú skúsenosť a samotnú misiu na zlepšenie techník, riešenie problémov s perspektívou cestovania do vesmíru. (MT)

ORIENTÁCIA NA POSTUP:

→ usilovať sa o možnosť kolonizácie Mesiaca, posúvať existujúce úspešné technológie tak, aby boli použiteľné pre väčší počet a demografiu ľudí. (LT)Ak Sanctuarium sa ukáže ako účinný pri vytváraní špičkového pracovného prostredia schopného udržať ľudský život, bude naším celkovým cieľom poučiť sa a posunúť sa od nášho priekopníckeho výskumu k lepšej životaschopnosti a v ideálnom prípade prispieť k vytvoreniu komerčného a domáceho života na Mesiaci.

Počas celej doby obývania Sanctuarium, každodenná rutina bude pozostávať z údržby a výskumu, ktoré budú vyvážené rovnako dôležitým voľným časom, aby sa zachovala zdravá rovnováha medzi pracovným a súkromným životom. Aj keď sa nebudú striedať nočné zmeny, v prípade potreby bude na každú noc určený astronaut "na zavolanie". 

Astronauti začínali svoje zmeny hygienickými úlohami. Používanie bezoplachového šampónu by výrazne znížilo spotrebu vody a zmiernilo by boj s mikrogravitáciou. 

Raňajky v prvej hodine zmeny by mali pozostávať z potravín bohatých na živiny, ako sú miešané vajíčka, aby sa ich denný príjem kalórií zvýšil na približne 2 800 kalórií. Navrhujeme, aby sa tieto potraviny brali v biologicky rozložiteľných obaloch, aby sa zvýšila udržateľnosť na palube. Potom by nasledovali biomedicínske monitorovacie testy na kontrolu toho, ako sa ich organizmus prispôsobuje prostrediu pre budúce expedície. 

Denné pracovné úlohy zariadenia by zahŕňali podávanie správ o údajoch z výskumu. Okrem tejto kľúčovej výskumnej funkcie by posádka musela vykonávať aj základné úlohy údržby. Po skontrolovaní, či dostali komunikáciu z riadiaceho centra na Zemi, by boli delegované špecifické výskumné úlohy. 

Na obed by sa konzumovalo jedlo bohaté na bielkoviny, pričom by sa jedlo menilo pre zlepšenie kvality života. Testovanie nových spôsobov pestovania rastlín pomocou technológie LED by umožnilo pestovanie rôznych čerstvých potravín na doplnenie večere, ako aj rozvoj ďalších perspektív udržania života vo vesmíre. 

Fyzická aktivita na lunárnej základni by bola kľúčovým aspektom ich životného štýlu vrátane cvičenia 1 hodinu denne, aby sa zmiernilo zhoršovanie stavu svalov. 

Večerná komunikácia s rodinou a priateľmi umožní spojenie so Zemou. Spoločenský čas bude pre astronautov veľkým prínosom ktorí budú každý deň s tými istými ľuďmi. Môže prebiehať aj adaptívny výskum, ktorý sa bude riadiť dennými aktualizáciami z iných laboratórií na Zemi. 

Aby boli astronauti zdraví, po dokončení všetkých posledných údržbárskych prác na základni sa odoberú do svojej spálne na 8 hodín spánku. Špeciálne navrhnuté poschodové postele umožňujú pripevnenie spacích vakov, ktoré bojujú proti zníženej gravitácii, aby umožnili pokojný spánok a omladenie na ďalší náročný deň. Veríme, že komunita podobne zmýšľajúcich ľudí bude na základni úspešne žiť spolu, ak budú mať možnosť tráviť čas prácou na tom, čo ich baví, individuálne, ako aj spoločnou prácou.