Naša baza Cartier I poskuša predstaviti natančen model za realistično lunarno naselbino. Prvi korak v našem pristopu k temu izzivu je bil seznam vseh problemov, ki bi jih bilo treba rešiti. Ugotovili smo naslednje: gradnja, lokacija, življenjske potrebe (hrana, voda, zrak), energija, varnost (sevanje, vročina, zdravstvene pomanjkljivosti) in uporabnost. Naša rešitev izstopa zaradi velike razširljivosti, enostavne namestitve in avtonomije, ki jo Cartier I bi imel.

Prvo odpravo bi vodili štirje astronavti, ki bi s seboj prinesli vsa gradbena sredstva.

• V fazi naselitve (2-4 tedne za glavne strukture, 6-8 tednov za samostojno prehranjevanje) bodo astronavti zgradili bazo (podrobneje pojasnjeno spodaj) in vzpostavili glavne infrastrukture, kot sta pridobivanje vode in proizvodnja energije.
• Ko se pionirji naselijo in je baza avtonomna, se lahko izvajajo nadaljnje operacije za nadaljnjo širitev baze, ki bi lahko postala obsežno naselje, v katerem bi živelo ducat astronavtov naenkrat, saj so moduli posebej zasnovani tako, da omogočajo širitev.

Izdelali smo model CAD, ki shematično prikazuje osnovne obrise našega luninega tabora; sestavljen je iz štirih bivalnih modulov in večine zunanje infrastrukture (pridobivanje/skladiščenje vode in proizvodnja energije), ki Cartier I bi imeli med prvo odpravo. Na spodnjih shemah je podrobno opisana konfiguracija baze in vseh posameznih modulov ter sistemov za proizvodnjo vode in elektrike.

Odločili smo se, da naselbino postavimo neposredno na dno kraterja, katerega stene bi služile kot učinkovita zaščita pred soncem (s tem odpade tudi izziv prevoza ledu). Pri izbiri kraterja je treba upoštevati več meril: večna senca na dnu, močna in pogosta osvetlitev na robu ter dobre koncentracije vodnega ledu. Druge prednosti bi lahko vključevale velikost kraterja (vpliva na čas potovanja), bližino drugih zanimivih lokacij in usmerjenost v potencialno neraziskana območja vesolja.

Po podatkih odprave Chandrayaan-1 je voda najbolj prisotna v okolici Luninih polov, kjer je torej najverjetneje tudi naša baza. Pomanjkanje natančnih podatkov za posamezne kraterje nam onemogoča dokončen odgovor, vendar so možni kandidati krater Shackleton (vrhovi so osvetljeni ~94% leta), krater Whipple (z napovedano debelo plastjo ledu) ali krater Peary (ki je precej plitev).

Trup rakete nameravamo uporabiti kot glavno ogrodje podlage. Ko bo raketa dosegla orbito Lune, jo bomo razstavili na štiri dele, ki bodo pristali neodvisno. Ti štirje valjasti deli bodo sestavljali štiri bivalne module, ki jih bodo astronavti potrebovali za prvo odpravo: bivalni modul, komunalni (in športni) modul, modul za rastlinjake in raziskovalni modul (glej spodnje sheme).

Ker se toplotni pritok zaradi sevanja lahko zanemari, je potrebna le toplotna izolacija za toplotne izgube zaradi sevanja (od podlage - proti zunanjosti) in prevodnosti skozi zemljo. To je mogoče doseči z večplastno izolacijo - s kaptonom ali milarom - za odboj sevanja in z odebelitvijo dela trupa, ki je v stiku s tlemi. Možni so tudi napihljivi moduli, če je njihova osnova, ki je v stiku s tlemi, prav tako izdelana iz debelega izolacijskega materiala.

Uporaba ogrodja rakete bo močno skrajšala čas gradnje, saj bodo potrebne le povezave med moduli, zunanja infrastruktura in notranje pohištvo. Infrastruktura bo sestavljena iz majhnih ali srednje velikih delov, izdelanih na Zemlji; zaradi nizke gravitacije bo lažje prenašati večje dele.

Kmalu po prihodu se bo ekipa odpravila na zunanjo stran kraterja, da bi namestila sončne deflektorje in komunikacijsko anteno. To bo eden od edinih primerov, ko bodo morali prepotovati večje razdalje (razen za občasno vzdrževanje), saj je tabor sicer kompakten.

Nevarnosti, ki bi jim lahko bili izpostavljeni astronavti, lahko razdelimo v tri kategorije.

Prvič, okoljska vprašanja: kot je bilo že pojasnjeno, običajno škodljivo sevanje iz vesolja ne bo nikoli doseglo astronavtov na dnu kraterja, zato je ta težava odpravljena. Po drugi strani pa bi meteoriti potencialno lahko dosegli tabor; vendar hitri izračuni (primerjava s količino, ki doseže zemeljsko ozračje) kažejo, da je verjetnost, da bi meteorit poškodoval modul ali astronavta, zanemarljiva.

Drugič, zdravstvene pomanjkljivosti: astronavti bodo deležni le šestine Zemljine gravitacije, zaradi česar bodo izgubili mišice. Da bi to preprečili, bodo astronavti vsakodnevno vadili na napravah, prilagojenih za delo v pogojih nizke gravitacije (elastike, ki osebo vlečejo navzdol, magnetni upor itd.).

Tretjič, tehnične težave ali nesreče. Vsi moduli so zaprti z nepredušnimi vrati in ne bodo prizadeti, če se eden od njih pokvari; parametri, kot sta temperatura ali sestava zraka, se stalno spremljajo, da se preprečijo nesreče.

Med fazo naselitve bodo astronavti uporabljali majhno zalogo vode, ki jo bodo prinesli z Zemlje. Ko bodo namestili glavno infrastrukturo, bodo vodo pridobivali iz regolita v treh korakih.
Prvi korak je izkopavanje: rover izkoplje koščke regolita in jih prenese v toplotno komoro.
Drugi korak je ekstrakcija: S pomočjo sončne energije se komora segreje na približno 600 K, kar prisili vodo, da sublimira in poveča tlak v rezervoarju.
Tretji in zadnji korak je transport: po prehodu skozi turbino (glej poglavje o električni energiji) se vodna para kondenzira v cevnem sistemu, ki vodi do cisterne za vodo. Regulator spremlja čistost vode, da se prepriča, da je primerna za pitje; po potrebi jo je mogoče dodatno očistiti.
Da bi se izognili odpadni vodi, jo bodo reciklirali podobno kot na ISS: iz transpiracije astronavtov/rastlin, urina, prhe in odtoka iz umivalnika.

Hrana se bo proizvajala v modulu rastlinjaka (glej spodnje sheme).
Zelenjava bo pridelana v aeroponičnih in hidroponičnih sistemih, ki uporabljajo vodo, obogateno s hranili (hranila se lahko sintetizirajo iz pridobljenega KREEP-a ali koncentriranih zalog, ki se prinesejo z Zemlje). V aeroponičnem sistemu se korenine rastlin pršijo z meglico, ki vsebuje vsa potrebna hranila; v hidroponiki se konice korenin kopajo v raztopini (kot gojišče se lahko uporablja kamena volna ali perlit). Rastline bodo izbrane glede na pridelek, čas rasti in hranilno vrednost (hitro rastoče rastline so ohrovt, fižol, solata, paradižnik, jagodičevje itd.) Rastline bodo rasle v nadzorovanem okolju z idealno intenzivnostjo/valovno dolžino svetlobe in temperaturo.
Umetno meso bodo "pridelali" tako, da bodo matične celice kopali v hranilnem mediju in tako ustvarili beljakovine.
Druga nepokvarljiva živila bodo v zadostnih količinah prinešena z Zemlje.

Med fazo vzpostavitve bo bazo poganjal radioizotopski termoelektrični generator, ki bo po prenehanju uporabe odstranjen na varni razdalji od baze.
Električna energija se bo nato proizvajala skupaj z vodo v sistemu koncentrirane sončne energije (CSP):
Na vrhovih zunaj kraterja bodo nameščeni dvoosni sledilni reflektorji, ki bodo sončno svetlobo odbijali proti isti točki v bližini tabora. Tam nameščena grelna komora bo proizvajala visokotlačno paro, ki bo šla skozi turbino in zavrtela njene lopatice; to vrtilno gibanje bo generator pretvoril v električno energijo (pojasnjeno v spodnji shemi).
Kot alternativo bi lahko uporabili tudi sončne celice, da bi zmanjšali zapletenost sistema, vendar bi to zmanjšalo donos (izkoristek le ~20% v primerjavi z izkoristkom ~50% pri turbinah) in zahtevalo večjo površino.

Pri dihanju je treba opraviti dva bistvena procesa: ustvarjanje O2 in čiščenje CO2. Potrebni dušik (80% zraka) lahko prinesemo z Zemlje in se ne bo porabil, saj je inertni plin.
Kisik se pridobiva z elektrolizo vode. Z napetostno razliko na dveh elektrodah lahko molekule H20 razdelimo na vodik in kisik (za povečanje prevodnosti vode je treba dodati elektrolit). Vodik lahko shranimo in ga kasneje uporabimo kot raketno gorivo.
Pri čiščenju ogljikovega dioksida se lahko uporablja litijev hidroksid (LiOH), ki reagira s CO2 in proizvaja vodo, ali pa se uporablja pusto amino (MEA), ki absorbira CO2 in postane bogat z MEA (nato ga lahko kuhamo, da se znebimo CO2, zaradi česar postane spet pusto).
Med fazo usedanja in v primeru težav pri procesu elektrolize se uporabljajo kisikove sveče za vzdrževanje stabilne ravni O2 na 20%.

Najprej in predvsem, Cartier I"bo znanstveni namen. V taboru bodo astronavti lahko izvajali poskuse in raziskave, ki jih na Zemlji ne bi mogli opraviti, na primer obnašanje različnih predmetov pri nizki gravitaciji ali v praznini. To bo tudi odlična priložnost za poglobljeno analizo sestave regolita v luninih kraterjih. Tabor bo pomemben tudi na področju astrofizike: njegova razgledna točka bo astronavtom omogočila opazovanje zvezd, ki jih z Zemlje ni mogoče videti.

Naš tabor na Luni bo služil tudi kot izhodiščna točka za kolonizacijo vesolja. Vesoljska plovila bodo namreč lahko polnila gorivo z vodikom, ki bo nastal pri elektrolizi, kar bi lahko na primer olajšalo potovanje na Mars.

V prihodnosti bi baza lahko imela tudi donosnejše cilje, na primer prodajo redkih zemeljskih elementov, ki jih je mogoče zlahka najti na Luni, ali razvoj vesoljskega turizma.

Astronavti se zbudijo ob 7.00 in imajo pol ure časa za higieno in osebne interese.

Ob 7.30 posadka zajtrkuje v bivalnem modulu, kjer za uravnoteženo prehrano jedo tako izdelke, pridelane na Luni, kot tudi izdelke z Zemlje. Skupina dveh astronavtov nato nadzira rover, ki pridobiva regolit (da bi iz njega pozneje pridobili vodo), medtem ko preostala dva astronavta skrbita za vrt, nameščen v modulu rastlinjaka, in spremljata rast umetnega mesa.

Ob 9.00 dva astronavta zapustita bazo zaradi vzdrževanja roverjev in infrastrukture. To je lahko sestavljeno iz več nalog, kot so čiščenje nekaterih instrumentov, preverjanje produktivnosti generatorjev ali preverjanje celovitosti cevovodnega sistema. Druga dva astronavta ostaneta v bazi in opravljata nekatera dela za zagotavljanje dobrega počutja posadke.

Ob 10.30 se vsi astronavti zberejo v družabnem modulu in naredijo nekaj vaj, saj lahko nizka gravitacija na površju Lune oslabi njihove mišice. Po eni uri vadbe in tridesetih minutah počitka imajo kosilo in lahko uživajo v hrani, ki so jo pridelali v bazi.

Ob 13.00 se ekipa odpravi ven iz tabora, da bi opazovala zvezde, ki so zaradi odsotnosti svetlobnega onesnaženja dobro vidne. Opazovanja bodo nato poslali na Zemljo, kjer jih bodo znanstveniki lahko podrobneje analizirali. V preostanku "popoldneva" astronavti zbirajo vzorce regolita in analizirajo njihovo sestavo v raziskovalnem modulu, preverjajo parametre, kot je koncentracija vode, ter izvajajo različne druge poskuse. Tudi te rezultate pošljejo na Zemljo okoli 18.30, nato pa astronavti dobijo nekaj prostega časa za počitek.

Ob 19.00 se posadka zbere v bivalnem modulu in pripravi urnik za naslednji dan. Nato ob 20:00 večerjajo in imajo eno uro časa za počitek, med katerim običajno igrajo karte, poslušajo odlično glasbo ali berejo knjige. Ta prosti čas je bistvenega pomena za zagotavljanje njihovega dobrega duševnega počutja in zmanjšanje stresa, ki se nabira med življenjem v vesolju.

Preostanek večera je namenjen higieni in izmenjavi z zemljo. Astronavti gredo spat okoli 22.30, da bi se naspali vso noč in sanjali o neizmernosti vesolja in možnostih, ki jih prinaša jutrišnji dan.