Sme astronomický klub strednej školy Lafayette v Clermont-Ferrand. Tento rok sa spolu s naším učiteľom prírodovedných predmetov zúčastňujeme na experimente so škvrnou v súvislosti s misiou Alfa, ktorú uskutočnil francúzsky astronaut ESA Thomas Pesquet. Všetci sa v rámci školského vzdelávacieho programu orientujeme na letecké a kozmické inžinierstvo alebo na astrofyzikálny výskum. Preto sme s veľkou motiváciou povedali nášmu učiteľovi áno, aby sme sa zúčastnili na tejto súťaži. Ešte predtým, ako vám začneme rozprávať o našich riešeniach tejto úlohy, predstavíme vám pracovnú techniku, ktorú sme počas celého projektu používali. Naša pracovná technika spočíva vo vytvorení zoznamu problémov, s ktorými sme sa stretli alebo s ktorými sa s veľkou pravdepodobnosťou stretneme: keď je tento zoznam problémov hotový, rozdelíme tieto "veľké" problémy na množstvo "menších", ktoré konkrétnejším spôsobom odpovedajú na naše potreby. Je skutočne jednoduchšie riešiť niekoľko malých problémov nezávisle od seba, aby sme mohli čeliť všeobecnému obmedzeniu, než ho riešiť priamo. Keď sa celý náš tím dohodol na technike, ktorú použijeme, začali sme vytvárať funkčnú špecifikáciu, ktorá nám umožní byť efektívnejší a produktívnejší, keď prejdeme k časti 3D modelovania. Náš model je pohľad na základňu počas prvej misie, takže je tu len základný modul.

Naša základňa potrebuje na svoje fungovanie vodu, preto sa musí bezpodmienečne nachádzať v blízkosti vody: na Mesiaci ju môžeme nájsť vo forme ľadu, hlavne na póloch Mesiaca, takže naša základňa sa bude nachádzať na jednom z dvoch pólov Mesiaca.

Náš tábor na Mesiaci nám umožňuje chrániť astronautov pred mnohými nebezpečenstvami, ktoré ich obklopujú na tomto nehostinnom povrchu. Vieme totiž, že na Mesiaci nie je atmosféra, a teda ani možnosť dýchania. Preto bude naša lunárna základňa vodotesná a natlakovaná v podmienkach podobných tým na Zemi alebo na ISS. Na zabezpečenie tejto tesnosti budeme používať tesnenia na každom spoji. Z webových stránok NASA a ESA sme sa dozvedeli, že mesačný regolit je ostrý a dráždivý, preto sme na ochranu astronautov zabezpečili hangár na povrchu Mesiaca, aby sa v základni nenachádzal regolit. Ak by sa tak náhodou stalo, náš filter by aj tak zaistil bezpečnosť astronautov. Na ochranu našich astronautov pred nebezpečným žiarením sme sa, ako sme vysvetlili v časti 2.2, rozhodli našu základňu pochovať.

Voda bude pre našu lunárnu základňu dôležitým zdrojom, bude sa totiž používať na hydratáciu posádky, na pestovanie plodín a predovšetkým na výrobu kyslíka pre základňu prostredníctvom systému elektrolýzy vody, ktorý bude tiež vyrábať vodík, ktorý sa môže použiť ako palivo na štart zásobovacích rakiet.
Môže sa získavať priamo z Mesiaca využitím prítomného ľadu alebo sa môže priviezť priamo zo Zeme, najmä počas prvých dní. Okrem toho je na základni prítomný systém recyklácie vody, aby sa spotrebovalo menej vody.

Základňa musí zabezpečiť jedlo pre posádku, ale na Mesiaci nie je žiadny skutočný zdroj potravín, takže jedlo sa musí priviezť zo Zeme pomocou zásobovacej rakety. Vďaka modularite základne však možno bez problémov pridať napríklad skleníkový modul alebo chovný modul na chov kurčiat, čím sa zníži počet zásobovacích rakiet a zároveň sa zlepší kvalita života posádky, je oveľa príjemnejšie jesť ráno čerstvé vajcia ako konzervu.

Základňa musí byť tiež napájaná, takže použijeme solárne panely, ktoré sú oveľa účinnejšie ako na Zemi, pretože Mesiac nemá atmosféru. Samozrejme, tieto solárne panely budú musieť byť doplnené akumulátormi na uskladnenie energie počas noci, ale cyklus deň-noc na Mesiaci trvá 30 pozemských dní, takže budeme potrebovať viac akumulátorov.
Ale bohužiaľ, aby mala základňa prístup k vode, musí byť umiestnená smerom k pólom, kde je najmenej slnečného svetla, preto sa rozhodlo pridať použitie jadrových batérií, aby sa táto strata kompenzovala.

Na Mesiaci je problém, že na ňom nenájdeme žiadny vzduch. Kozmonaut potrebuje vzduch, takže nemáme na výber, aby sme zo Zeme doviezli množstvo kyslíka a azotových nádrží, ktoré by zabezpečili dýchanie ľudí. Okrem toho, ak môžeme použiť kyslík, ktorý sa nachádza v mesačnej pôde, môžeme nahradiť nádrže s kyslíkom väčším počtom nádrží s azotom, takže môžeme efektívne využiť priestor pozemskej rakety, pretože mesačná pôda je zložená hlavne z kyslíka (viac ako 40%). Ak sa nám podarí vyvinúť technológiu na odber kyslíka so zemou, môžeme túto technológiu použiť na odber kyslíka v CO2, ktorý je naším výdychovým plynom. Môžeme použiť elektrolýzu s vodou a brať jej kyslík, takže môžeme byť s týmto plynom úplne nezávislí a vyhradiť si rakety na iné potrebné produkty, ako je voda alebo potraviny.

Hlavným cieľom nášho tábora na Mesiaci bude urobiť výskum o schopnosti ľudí prežiť v inom prostredí (iná gravitácia, žiadny vzduch atď.). Experiment bude trvať mnoho rokov, a ak sa osvedčí, môžeme jasne povedať, že môžeme žiť na Mesiaci. Ak však výsledky nebudú záverečné, vezmeme si svoje veci späť a bezpečne sa vrátime na Zem. Ďalším krokom po našej malej základni na Mesiaci je založiť na tomto satelite kolonizáciu a začať vytvárať novú civilizáciu, takže jej hlavným cieľom bude turistický ruch.

Riadenie dňa počas dlhodobej misie je nevyhnutné, aby sa zabránilo preťaženiu členov tímu na stanici. Z tohto dôvodu sa na Zemi navrhnú týždenné rozvrhy, ktoré sa budú distribuovať každý pondelok na začiatku týždňa. Týždeň bude zostavený na základe 5 pracovných dní (pondelok až piatok) a 2 dní odpočinku (sobota a nedeľa), pričom hodiny budú v UTC. Každý deň bude tiež dobre pripravený a organizovaný. Začína sa o 7:00 ráno, keď budú musieť byť posledné zobudené. Astronauti budú mať čas do 8.30 h, aby sa pripravili a naraňajkovali. O 8:30 sa všetci členovia zhromaždia v zasadacej miestnosti a tam veliteľ každému členovi odovzdá rozkazy misie na daný deň, ktoré mu odovzdá Zem, a urobí všeobecnú inštruktáž. Od 9.00 h sa každý astronaut bude venovať tomu, o čo ho Zem požiadala. Astronauti sú povinní urobiť si hodinovú prestávku medzi 11. a 14. hodinou. Pracovný deň sa končí o 17.30 hod. 30-minútovým zhodnotením dňa v zasadačke. Potom môžu astronauti robiť, čo chcú, až do 23.00 hod. O 23:00 sa základňa prepne do nočného režimu a astronauti by mali byť čo najviac vo svojich izbách. Toto plánovanie dňa sa môže zmeniť, ak sa vyskytnú nejaké konkrétne akcie (EVA, narodeniny, úľava, ...).