Vi fick i uppdrag att utforma ett månläger. Uppdraget var helt öppet och vi fick fria händer att bestämma lägrets funktion. Mitt team bestämde att lägret skulle ha en uppdragstid på tre månader och att det skulle hysa fyra astronauter med bakgrund inom kemi, teknik, medicin och botanik. Lägret skulle byggas för att slutföra det här uppdraget, men med tanke på att det skulle kunna användas igen för eventuellt längre uppdrag i framtiden. Vid utformningen av lägret har vi försökt att fatta så realistiska beslut som möjligt, så de beslut som fattats har påverkats av kostnaderna för uppskjutning av stora delar, astronauternas säkerhet, det vetenskapliga värde som kan uppnås och det potentiella intresse som kan skapas. Lägret kommer att inrymma bostads- och arbetsutrymmen för fyra astronauter. Deras uppdrag kommer att innefatta utflykter utanför lägret samt experiment och liknande inne i lägret, så de kommer att behöva flera rovers utöver själva lägret, inklusive en liten trailerliknande rover för att transportera utrustning och manipulera modulerna under monteringen, en långdistansrover som är utformad för att fungera som en "livbåt" i nödfall, och några landskapsrobotar som skulle skickas före astronauternas ankomst för att förbereda landningsplatsen. Vi har haft turen att kunna skapa en VR-värld med basen i https://www.youtube.com/watch?v=LJ9pj4J4jX8 med hjälp av Occulus Headsets Quest 2.

De planer som visas i avsnitt 4 för några av modulerna är för en äldre version av basen, så även om de är mycket lika den slutliga versionen så skiljer de sig något.

En ekvatorial placering på den närmaste sidan skulle ha konstant siktlinje med jorden, vilket är en klar fördel, men det skulle innebära att astronauterna inte skulle kunna se den del av himlen som ligger bakom månen. Tyvärr varierar yttemperaturerna nära ekvatorn drastiskt, vilket gör en ytbas i denna position svår att upprätthålla. Nära polerna är exponeringen för solen mycket lägre. Faktum är att det finns flera platser nära polerna där solen bokstavligen aldrig skiner. Detta innebär att temperaturvariationen på dessa platser är minimal, även om det naturligtvis är kallt. Följaktligen kan basens material och struktur optimeras för de kalla temperaturerna nära polerna. Eftersom yttemperaturerna är mycket lägre kan det dessutom bildas is nära polerna. Med hänsyn till dessa faktorer har vi valt en krater nära sydpolen vid 42°E, 84,25°S.

Innan månlägret kan byggas på ytan måste landningsområdet förberedas. För detta ändamål kommer obemannade rovers att skickas till landningsplatsen, som kommer att rensa området och jämna ut sluttningar vid behov så att det finns en lämplig plats för lägret att bygga. Huvudlägret består av tio moduler, med ytterligare ett kommunikationstorn och en experimentmodul som placeras på kraterkanten och som kommer att fjärrstyras. För att minska risken för katastrofala fel kommer vissa av modulerna att byggas på jorden och installeras på månen genom att dockas till de andra modulerna. Det är nämligen mycket lättare att säkerställa modulernas tillförlitlighet på jorden än på månen. Följande moduler skulle tillverkas på jorden: luftslussen, bostads-, laboratorie-, toalett-, experiment- och försörjningsmoduler samt den flexibla korridoren mellan hubbarna och kommunikationstornet (de hydrauliskt aktiverade stöttorna skulle också byggas på jorden). De två hubbarna skulle delas upp i mindre komponenter, eftersom de är alldeles för stora för att skjutas upp i ett stycke. Hydroponikmodulen skulle tillverkas av en kombination av enkla delar (t.ex. titanremsor och HDPE-klossar) och delar som tillverkas på jorden (t.ex. dockningsaggregatet). Alla dessa delar skulle byggas med material och tekniker (bortsett från hydroponikmodulen) som är typiska för befintliga beboeliga moduler.

Som nämns i avsnitt 2.1 ger den valda platsen redan ett betydande skydd. Eftersom lägret aldrig har direkt belysning från solen är det ganska effektivt skyddat från solstrålning. De enda andra strålningskällorna är den kärnreaktor som driver lägret och kosmisk strålning. Reaktorn är lämpligt avskärmad, och eventuell kosmisk strålning blockeras av HDPE som är minst 20 cm tjockt för att garantera ett tillräckligt skydd. En annan fara är måndamm, som fastnar på ytor och orsakar olika problem, bland annat potentiella skador på astronauternas lungor, skador på ytor på grund av dess slipande egenskaper, minskad effektivitet hos sårbara komponenter som t.ex. tätningar och skador på rymddräkter. Filter i miljösystemen kommer att se till att damm som kommer in i lägret avlägsnas, och noggrant underhåll av rymddräkter och utrustning efter återkomsten till basen kommer att förhindra att damm kommer in i basen.

För att minska riskerna med att förlita sig på resursutvinning kommer vatten att lagras på rymdstationen Artemis under rutinmässiga försörjningsuppdrag. Det kommer att tas ned under landningen. Vi kan komplettera tillgången genom att utvinna vatten ur månens is.

För att minska riskerna med resursutvinning kommer vi att lagra mat på Artemis-rymdstationen inför uppdraget, och försörjningen kommer att kompletteras med hydroponiska experiment (även om dessa experiment inte skulle kunna försörja besättningen på egen hand).

Kraftförsörjningen kommer att ske med en liten kärnreaktor som är utformad efter den eVinci-reaktor som Westinghouse håller på att konstruera. Svänghjul kommer att användas som huvudmetod för energilagring på grund av deras motståndskraft mot extrema förhållanden, även om vi kommer att använda vätgasbränsleceller eftersom de redan används i rymdflygning.

Luft kommer också att lagras på rymdstationen Artemis, och återigen kan vi komplettera tillgången genom att extrahera syre från månens yta genom reduktion med väte, vilket motsvarar ungefär 45% syre i massa.

Syftet med lägret är ett upptäcktsuppdrag. Målet är att testa och demonstrera teknik som kan användas i framtiden för längre uppdrag och i slutändan för långsiktig bosättning. När det gäller rymduppdrag med besättning har vi skickat människor till månen i några dagar och haft astronauter på ISS i flera månader, men aldrig har vi haft astronauter som stannat på månens yta under någon längre tid. Innan vi på allvar kan börja fundera på kommersiella eller turistiska satsningar måste vi därför först och främst fundera på om vi överhuvudtaget kan leva på månen. Bland de projekt som skulle kunna genomföras kan nämnas odling av växter (därav botanisten), undersökning av effektiva metoder för att utvinna syre och andra resurser ur månjorden och tillverkning av olika föremål med hjälp av verktygen i tillverkningsmodulen.

Den övergripande utredningen i månlägret är att avgöra om det är möjligt att bebo månen på lång sikt. Därför måste astronauternas dag vara så "normal" som möjligt. De flesta av oss börjar dagen med frukost, följt av personlig hygien och påklädning. Det är så astronauterna skulle börja sin dag. Därefter följer ett kort möte för att diskutera dagens planerade uppgifter och hur arbetet gick igår. När dessa aktiviteter är avklarade delar astronauterna upp sig i två "team". Grupp ett har ett träningspass i Hub A. Träning är viktigt för att säkerställa minimal muskelatrofi som orsakas av att leva i en miljö med låg gravitation och för att upprätthålla ett starkt kardiovaskulärt system. Lag två tar under tiden hand om det allmänna underhållet i lägret, t.ex. städning, kontroll av växter osv. De två grupperna byter sedan plats, så att grupp ett sköter det allmänna underhållet och grupp två tränar. Anledningen till denna uppdelning är att Hub A inte har tillräckligt med utrymme för att alla fyra astronauterna ska kunna träna samtidigt. De två grupperna samlas för att arbeta med de projekt som fastställts för dagen. Under loppet av de tre månaderna skulle det finnas ett brett spektrum av uppgifter, kanske förberedelser för en EVA, underhåll, analys av prover, användning av tillverkningsanläggningarna i Hub B och så vidare. Dessa uppgifter skulle planeras innan uppdraget påbörjas för att astronautens tid ska kunna användas så effektivt som möjligt, även om det är troligt att ändringar kommer att göras under uppdraget av oförutsedda skäl. Under vår exempeldag ska astronauterna tillverka en hydraulisk ersättningsventil för att reparera en reservpump. För att arbetsdagen ska vara så "normal" som möjligt, skulle grupperna göra en lunchpaus ungefär vid middagstid. Efter att ha diskat upp går astronauterna till nästa uppgift, som denna dag är att planera morgondagens EVA för att samla in jordprover. Denna arbetsperiod skulle vara längre än morgonens och skulle avslutas i tid för kvällsmaten, varefter de skulle ha tid att slappna av innan de stänger ner allt, gör eventuella sista kontroller (kanske växterna igen) och går till sängs. Själva tiden på dagen skulle synkroniseras med GMT.