Sedan livets början har människor alltid varit fascinerade av månen. Vare sig det handlar om att använda vår mångranne som en kalender på himlen eller att skissa den på duk, har människor haft ett bestående intresse för månen. När Neil Armstrong 1969 tog "det stora steget" för mänskligheten lät han oss drömma om att göra månen till vårt hem.

I takt med att vår förståelse av satelliten har ökat, har fler och fler utmaningar uppstått när det gäller koloniseringen av den. Trots den extremt fientliga miljön har vi tänkt oss en hållbar månbas för utforskning och forskning vid månens sydpol. Den skulle bestå av en forskningsenhet, en expeditionscentral, ett serverrum (för lagring av information, lagring av värdefull information och för att säkerställa en telekommunikationsväg till jorden), fyra sovrum, en matsal, ett gym och ett relaxcenter och skulle hysa 24 personer som skulle vara beroende av två syrefarmer och återvunnet vatten.

Vi valde månens sydpol som plats för vår bas på grund av dess många resurser. Det finns is som kan smältas för att få drickbart vatten. Denna region ger oss metaller som aluminium, kalcium och magnesium, som är användbara i experiment och även i baskonstruktionen, samt syre och vätgas som man vet finns där. Månens sydpol har berg och bassänger som inte är vända mot jorden och skulle vara en idealisk plats för att ta emot astronomiska radiosignaler från ett markbaserat radioobservatorium.

Månens sydpol är ett område med kraterränder som är utsatta för nästan konstant solbelysning, men där insidan av kraterna är permanent skuggade av solljuset. Vissa områden är upplysta i ungefär 200 dagar, vilket kommer att hjälpa oss att producera energi.

För det första måste vi för att kunna bygga vår månbas transportera modulära strukturer med hjälp av Orion MPCV:er (en klass av delvis återanvändbara kapslar). Vi skulle sedan binda ihop varje modul till en enda solid byggnad. I dess centrum kommer det att finnas ett nav, och varje modul kommer att vara ansluten till det genom en korridor. Nästan alla enheter kommer att vara rektangulära, utom två av dem: hubben (som har en åttkantig form) och laboratoriet (som har en triangulär form). När det gäller de material vi använder kommer aluminium att vara avgörande, eftersom det inte är så tätt och lätt att transportera. Det kommer att vara vår huvudsakliga substans för vårt golv, tak och väggar (ungefär 20-30 cm breda, utan Whipple-sköldarna - som är gjorda av Kevlar och Nextel). Efter att ha applicerat sköldarna kommer väggen att växa i bredd till cirka 40 cm. Innanför varje enskild vägg kommer det att finnas särskilda elektriska kretsar och vattencirkulationssystem för att ge hela basen. I nödfall kommer varje modul att vara utrustad med en uppsättning drivraketer för att hjälpa till att ta sig upp snabbt, om det behövs. Livsmedelsodlingarna kommer att ligga i närheten av basen, men för att tillhandahålla transport kommer vi att ta med oss en rover, utrustad med Whipple-sköldar, men också en mer lätt rover.

Eftersom månen är en mycket fientlig miljö med vågor av strålning och flygande skräp måste vi komma ihåg att människors säkerhet bör ha högsta prioritet.

När det gäller att försvara vår bas från externa kollisioner med oväntat skräp är avskärmning en viktig del för att garantera säkerheten för våra invånare. Därför har vi valt Whipple Shields och Stuffed Whipple Shields som vårt sätt att hålla alla säkra och garantera en god arbetsmiljö.

Eftersom strålning har visat sig ha en förödande effekt på kroppen måste vi komma på ett sätt att skydda invånarna på vår bas, och då kommer de fyllda whipple-sköldarna väl till pass, eftersom kevlaren inuti dem ger den här typen av skydd. Vi måste också hålla människor säkra även utomhus, därför kan vi minska de skadliga effekterna av deras exponering genom att lägga till polyeten i deras rymddräkter.

Med tanke på att vi inte kan förlita oss på oändligt mycket vatten från månen har vi tänkt oss ett system som ständigt återvinner det vatten som filtreras från kroppsvätskor och andra användningsområden runtom på basen. Även om vi inte kommer att förlora något vatten i detta system (eller om vi gör det kommer förlusten att vara så liten att den blir obetydlig), skulle vi för 24 personer ändå ha ett underskott på cirka 13,68 liter. För att motverka detta kommer vi att använda oss av en vattentank på 50 liter som vi har med oss från jorden och som kommer att vara mer än tillräcklig.

Eftersom de flesta köttbaserade dieter visar sig vara mycket ineffektiva när det gäller energiförbrukning kommer vi att övergå till växtbaserade dieter. Tack vare de senaste genombrotten på detta område kan detta mycket lätt uppnås. Därför har vi konstruerat 130 (detta kommer att ge tillräcklig avkastning för att även ha några överblivna grödor i nödsituationer eller om vissa enheter förstörs) små odlingsenheter för grödor som kan hysa både horisontellt (t.ex. potatis) och vertikalt (t.ex. tomater) växande växter. De kommer att ha en konstruktion av stål och skottsäkert glas så att de har en fördel i den fientliga månmiljön.

För att knyta an till den sista punkten kommer de 130 små odlingsenheterna för små grödor att förses med perovskit-solpaneler (eftersom de är mycket lovande och flexibla) för takåsarna. Detta kommer att innebära 2252,25 kvadratmeter solpaneler (eftersom varje enhet har 17,325 kvadratmeter) som - tillsammans med de mycket gynnsamma omständigheterna (nästan konstant solexponering) - kommer att räcka för att driva hela basen och alla dess andra utbyggnader: avkastningen kommer att vara 12805,45 kWh per dag. Detta motsvarar 533,56 kWh per person (till skillnad från de 219 kWh som förbrukas i USA per person under 2019).

För att få den nödvändiga syrgasen för invånarna kommer vi att använda oss av två stora växtodlingsenheter, var och en med fem träd, en central damm full av alger (Wolffia globossa) - som kan konsumeras säkert om det behövs - och ormbunkar, vilket leder till ett hälsosamt ekosystem. Dessutom kan överskottet av O2 från de små växterna samlas in. I båda fallen kommer vi att använda ett system av ventiler och rör för att reglera trycket och övervaka gasintaget och gasuttaget.

För att få den nödvändiga syrgasen för invånarna kommer vi att använda oss av två stora växtodlingsenheter, var och en med fem träd, en central damm full av alger (Wolffia globossa) - som kan konsumeras säkert om det behövs - och ormbunkar, vilket leder till ett hälsosamt ekosystem. Dessutom kan överskottet av O2 från de små växterna samlas in. I båda fallen kommer vi att använda ett system av ventiler och rör för att reglera trycket och övervaka gasintaget och gasuttaget.

Begreppet "dag" på månen är lite abstrakt, eftersom solen är uppe på himlen i ungefär 29,5 jorddagar. För en invånare på månbasen, som ligger vid sydpolen, kommer en dag att tillbringas under solens nästan ständiga belysning, med en yttemperatur på cirka -13° C. Den dagliga rutinen för en människa på månen kan delas in i tre kategorier:

-fritid (sova och umgås med de andra invånarna): Fritiden består av olika spel som utmanar hjärnan och som tränar gruppbyggnadsförmågan, lyssnar på musik, tittar på filmer och läser böcker, aktiviteter som bidrar till astronauternas mentala hälsa.

-tränar och äter: Om de inte motionerar kommer deras ben och muskler att bli svaga, eftersom månens gravitationsacceleration är 1,62 m/s2, vilket är ungefär 6 gånger mindre än på jorden. Astronauterna kan träna genom att göra särskilda övningar och använda elastiska rep för att maximera effektiviteten i sin träning. De kommer att leva på en växtbaserad kost som produceras av odlingsenheterna.

-genomföra var och ens individuella plikt. Den tredje kategorin beror på varje medlems yrke. Vissa kan utföra experiment på månytan med hjälp av rovers och dräkter, medan andra kan hjälpa till med att odla mat eller hålla basen i funktionsdugligt skick. Eftersom månbasen kommer att vara under ständig utveckling kommer en del av besättningen att utföra periodiska uppdrag för att utöka anläggningarna. Besättningen kommer att arbeta i skift för att se till att basen ständigt övervakas och att alla kritiska system, t.ex. livsuppehållande system, fungerar som avsett. Det kommer att finnas tre skift om 8 timmar, fördelade mellan medlemmarna på basen. Varje astronaut kommer att ha en ledig dag i veckan, men den kommer att förvaltas så att minst tre personer vid varje givet tillfälle kan övervaka basen och kontrollera systemen. Alla arbetsuppgifter kommer att organiseras och diskuteras vid allmänna möten mellan skift.

Nyckeln till att upprätthålla en välkoordinerad besättning är att ägna tid åt att kommunicera med varandra och dela sina tankar om de upplevelser de har. Fritidsaktiviteterna spelar en viktig roll för att förbättra astronauternas psykiska hälsa genom att ersätta de saker som de saknar från livet på jorden.