PIoneers (ordlek som innehåller konstanten PI) är det namn som bäst beskriver vårt team, med tanke på att vårt månläger kommer att vara ett centrum för banbrytande vetenskaplig forskning i årtionden framöver. Vi hoppas att vår bosättning kan bli en språngbräda för att utöka människans närvaro i solsystemet genom att utveckla och testa den avgörande teknik som behövs för kolonisering av planeten. För det första planerar vi att bygga vårt läger i ett lavarör nära sydpolen, den mest lämpliga platsen på månen när det gäller likhet med jordens temperatur och där man också kan hitta vattenis, en viktig resurs som möjliggör astronautnärvaro. Vår bas kommer att bestå av moduler, med början i livsmiljöer, vetenskapliga laboratorier och stationer för tillverkning av syre. På detta sätt kommer det att vara lätt att införa nya områden. Några av de första modulerna kommer att prefabriceras på jorden och monteras på månen, och när vi upptäcker behovet av nya utrymmen kommer vi att börja bygga dem med material som finns på månen. Dessutom minimerar vi inte bara de möjliga farorna genom att placera vårt läger i ett lavatunnel, utan vi införlivar också redundanta system. De livsviktiga resurser som människan behöver är vatten (som bryts från isen på sydpolen), mat (som produceras i ett växthus på månen), elektricitet (från solpaneler) och luft (genom elektrolys från växterna och även genom att använda regolit). Därför skapar vi en miljö där astronauterna utan tvekan kan anpassa sig och fokusera på sitt arbete som månforskare, där levnadsförhållandena är så lika som möjligt dem på jorden.

Vi vill bygga vår bas nära månens sydpol, där lavatunnlar skulle utgöra en inhägnad för människans livsmiljö. Vår högsta prioritet var att hitta en plats med anständiga levnadsförhållanden för de astronauter som ska inhysa månlägret. Därför begränsades vårt val till polerna, där temperaturen varierar från -50 °C till 0 °C, där människor får konstant solljus och där temperaturen är uthärdlig i lavatunnlarna. Det avgörande argumentet för sydpolen var förekomsten av vattenis som vi skulle kunna få flytande vatten ur, vilket är oumbärligt för de människor som bor i vårt månläger. Dessutom blockerar kratrarna i sydpolsområdet solljuset från att komma in (en stark poäng för att astronauterna ska kunna sova gott) och innehåller fossila spår av väte, som vi skulle kunna använda för att få luft att andas, men framför allt för att få bränsle.

Med tanke på att vi har tänkt oss att bygga månlägret i ett lavarör och att de kan vara mycket stora i diameter, skulle huvudidén vara att bygga det på botten av lavaröret och använda en hiss (bild 19) för att ta sig upp till månens yta. Helst skulle lägret vara modulärt så att det blir lättare att integrera nya delar. Sådana moduler kan vara livsmiljöer, vetenskapliga laboratorier, stationer för att tillverka syre med mera. Boendemodulerna kommer att vara sammankopplade med lufttäta rör för att begränsa antalet luftslussar som behövs. Modulerna måste också vara lufttäta och ha ett starkt yttre skal för att skydda dem mot strålning och eventuellt skräp. Formen kommer att vara en kupol för att sprida stressen. Till en början kommer månbasen att vara färdigtillverkad på jorden av material som titan för dess hårdhet (särskilt skalet), men senare kan vi utöka med byggnader av månbetong, som är en blandning av svavel och ballastresurser som är tillgängliga från månen.

För det första bör vi skydda astronauterna från måndamm, den 354 timmar långa dag- och nattcykeln, strålning, jordbävningar och mikrometeoriter. Genom att bosätta oss i ett lavarör vid sydpolen där astronauterna kan njuta av solljuset övervinner vi många faror. Jorden är ett utmärkt sätt att skydda astronauterna från strålning och mikrometeoriter. Eftersom måndamm kan orsaka andningsproblem och försämring om det kommer in i vårt skyddsrum kommer vi att ha filter och ett starkt luftflöde så att den vassa och rikliga kiseldioxiden inte kommer in. Dessutom kommer det att finnas en luftsluss (bild 8) där astronauterna kan rengöra dammet innan de går in i bostadsområdet. Vi planerar att förstärka lavatunnelns väggar för att förhindra att de eventuellt kollapsar vid en jordbävning. Med det nästan eviga solljuset från sydpolen kan vi generera elektricitet på ett relativt billigt sätt, så vår bas kommer också att ha artificiellt ljus och ett välbehövligt värmesystem.

Vatten är en livsviktig resurs som människan behöver för att överleva, så vi ägnade mycket uppmärksamhet åt detta ämne. Vår huvudidé är att astronauter kan ta bort vattenis från polerna för att kunna leva tillsammans på månen, men med den specialutrustning som krävs på grund av de höga temperaturerna, förstås. Då kommer vi att använda en borrmaskin med solpaneler ovanpå (bild 13). På så sätt kommer verktyget att värma upp och tränga in i månens tjocka lager. På så sätt kommer vi att kunna använda andra solpaneler för att smälta det efter att vi har utvunnit isen. Med hjälp av professionell utrustning kan vi sedan filtrera vattnet och generera hälsosamt dricksvatten. Vi har för avsikt att utföra denna process två gånger i veckan och samla upp det återstående vattnet i en reservoar (bild 17). Vi kan också använda vattenåtervinningssystemet på den internationella rymdstationen för filtrering.

Kort sagt, mat är lika med energi, och våra astronauter behöver massor av det. För att vara så effektiv som möjligt måste maten i rymden först och främst vara lätt, kompakt, välsmakande, näringsrik och hållbar under långa perioder utan kylning. Men oavsett hur mycket mat astronauterna tar med sig på månen kommer det ändå inte att räcka. Därför måste vi också producera mat på månen. Vår idé omfattar ett viktigt växthus på månen för att täcka bristen på atmosfär eller naturligt vatten och skydda växterna från höga temperaturer. Bland de växter som odlas i vårt växthus i regolit finns potatis och rädisor (C-vitamin), tomater (A-vitamin), selleri (kalium), Arabidopsis thaliana (en blommande växt), silkesmaskägg (protein) och sallad (kalcium), som kommer att förse våra rymdforskare med de välbehövliga näringsämnena. Astronauterna skulle tillföra koldioxid genom att andas och utvinna vatten till växterna från sin urin med hjälp av vattenåtervinningssystemet.

För att samla energi noterade vi att det finns vissa platser på månen, till exempel kanten av Shackleton-kratern på Sydpolen, som har permanent solljus, och för att undvika problemet med månnätter som varar för länge placerade vi vårt månläger i detta område på Sydpolen. Därför kan vi placera solpaneler där (bild 14), men vi behöver också några rovers (bild 12) för att föra energi till basen. Sedan kan vi lagra solenergi i bränsleceller (bild 16), som kan hålla i 17 dagar i sträck när de är fulladdade. På detta sätt undviker vi också problemet med månförmörkelser när jorden helt blockerar solljuset.

Det viktigaste som människan inte kan leva utan är luft, så vi var tvungna att tänka allvarligt på den här delen av projektet. Först och främst ska vi innan vi lämnar jorden göra några "förnödenheter" med tillräckligt med syre för de första dagarna på månen, och vi ska börja få det när vi når vår destination (syrgasstation: bild 27). Växter är ett sätt att generera luft och kan användas för både luft och mat. Men eftersom de tar upp ganska mycket utrymme genom elektrolys kan vi också använda det vatten som finns kvar i reservoaren. Dessutom kan vi bearbeta den syrerika regoliten. En experimentellt beprövad metod är elektrolys av smält salt, som innebär att man blandar månjorden vid höga temperaturer med kalciumklorid, och genom att låta en ström gå genom blandningen samlas syret runt anoden där det skördas.

Det grundläggande syftet med vårt månläger kommer att vara vetenskapligt, men vårt team har utformat bosättningen så att den lätt kan omplaceras när mänsklig närvaro oundvikligen börjar växa på månens yta. Efter att ha övervägt de astronomiska kostnaderna och de många risker som är förknippade med de första uppdragen till månen har vi beslutat att våra första bosättare ska vara forskare och ingenjörer. Vi tror att de kommer att vara bäst lämpade att sköta de dagliga experimenten på rätt sätt samtidigt som de underhåller och uppgraderar bosättningens komplexa system. I takt med att fler och fler mänskliga månuppdrag kommer att genomföras kommer kostnaderna att sjunka, och tekniken kommer att utvecklas och bli effektivare och mer tillförlitlig. När detta sker kan månlägret helt enkelt byggas ut för att rymma fler människor, varav en del till och med kan vara turister, och på så sätt utöka mänsklighetens närvaro på månen.

Vi anser att det är viktigt att vi alltid har någon vaken i nödfall, så vi har beslutat att astronauterna ska ha olika sömncykler. Därför kommer besättningen att delas upp jämnt i tre skift (som överlappar varandra i ungefär två timmar av sociala skäl, då hela teamet samlas vid den tiden), så att experimenten kan genomföras dygnet runt. Oavsett vilket skift astronauten befinner sig i kommer han efter att ha vaknat att göra sin hygien och sedan äta frukost i matsalen på vår bas (bild 36). Efter frukosten går besättningen till gymmodulen (bild 29), där varje medlem får åtminstone en minsta mängd fysisk träning för att hålla sig i form och frisk och bekämpa de negativa effekterna av den lägre gravitationen på människokroppen. Därefter kommer varje besättningsmedlem att få sina respektive uppgifter från markkontrollen (bild 22) och börja arbeta med det tilldelade arbetet inne i forskningsmodulen (bild 21) eller, vid särskilda tillfällen, kan de gå ut för att studera månmiljön. Efter halva arbetsperioden kommer besättningen att dra nytta av en timmes lunchrast och äta en måltid som består av växthusmat (bild 33). Därefter skulle astronauterna återgå till arbetet fram till slutet av det åtta timmar långa forskningsprogrammet. Därefter kommer besättningen att äta middag, följt av lite fritid då alla kan välja vilka aktiviteter de vill göra för att koppla av (t.ex. prata med sina familjer eller läsa en bok). För att skapa större sammanhållning inom teamet kan astronauterna en gång i veckan delta i särskilda aktiviteter, t.ex. en filmkväll och brädspel i vardagsrummet (bild 37). Efter en hektisk dag gör astronauterna sin hygien (badrummet: bild 30) och återvänder till sina rum (bild 31) för att sova i cirka åtta timmar, eftersom vila är av yttersta vikt för att klara av stressen och de tuffa förhållandena på månytan.