[42]

Cynthia, vårt Moon Camp-projekt, består av en månbas med plats för fem astronauter. Bosättningen kommer att ligga i närheten av ett lavatunnel på månens sydpol. Vi har utformat ett läger med två huvuddelar: en del inuti lavatunneln, där människorna kommer att bo, och en del på månens yta, nära lavatunneln, som är sexkantig. I anslutning till varje sida av sexhörningen finns fem halvklot som fungerar som växthus, laboratorier och ingång. De två delarna av bosättningen är förbundna med varandra genom en hiss från lavatunneln till ytan och genom en korridor från hissen till sexhörningen. Utöver huvudbyggnaden har vi övervägt att bygga ett garage för rovers och andra fordon samt en vägg med solpaneler.

Vi har för avsikt att bygga vårt månläger i ett lavarör nära Shackletonkratern som går in i tunnlar till månens sydpol. Vi valde denna plats eftersom den är känd för att vara permanent upplyst av solen. Vi kan därför ständigt utnyttja solenergin. De mätningar som utfördes av NASA:s Lunar Prospector visar dessutom på stora mängder väte i Shackletonkratern, vilket tyder på att det eventuellt finns is. Som tidigare nämnts kommer en del av månbasen att byggas i ett mindre lavatunnel. Den kommer att förkroppsliga sovrummet, köket, badrummet och gymmet, eftersom temperaturen där är konstant 20 °C. Lavaröret ger dessutom ett bra skydd mot kosmisk strålning och solstrålning samt mot små meteoriter som slår ner på månens yta. Astronauterna kommer också att ha lättare tillgång till de underjordiska resurserna.

Att bygga Cynthia av material som importeras från jorden skulle vara för dyrt, så vi måste använda månens resurser i stället. En robot som liknar NASA:s RASSOR kommer att skörda månens jord och en annan robot kommer att kombinera den erhållna regoliten med plast från astronauternas avfall för att bilda en polymerkompositbetong. Sedan kommer en 3D-skrivare att göra det återstående arbetet, som består i att skapa väggar, möbler och verktyg av denna blandning samtidigt som den arbetar helt automatiskt. Ytterväggarna måste ha en tjocklek på sex meter för att ge skydd mot strålning och de inre lagren av månlägrets väggar kommer att se ut som insidan av en rymddräkt. Dessa lager kommer också att byggas helt och hållet av robotar. Som en följd av detta är astronauterna säkra och vi sparar stora summor pengar.

Vatten är en förutsättning för att liv ska kunna upprätthållas på månen. Eftersom det är för dyrt att transportera det från jorden måste vi utvinna det från månens regolit. Brytningen av jorden kommer att ske i Shackletonkratern som ligger i närheten av månens sydpol. Därefter kommer den insamlade jorden, som enligt uppgifter från NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter innehåller så mycket som 20% isvatten, att värmas upp och renas så att fem astronauter kan få sitt dagliga behov av vatten tillgodosett. En astronaut kan konsumera upp till 4,5 liter vatten per dag.

Den mat som våra astronauter behöver måste innehålla cirka 3 000 kalorier per dag, kalcium och D-vitamin, som är nödvändiga för att förhindra nedbrytning av skelettet. I början kommer de att äta förpackad mat som skickas från jorden och successivt ersätta sina måltider med mat som odlas i jordbruksmodulerna, som använder ett hydroponiskt system. Detta innebär att en näringsrik lösning och vatten sprutas in i en liten trycksatt kammare som innehåller växtens rötter. Vi kommer att kunna odla sojabönor, sötpotatis, lök, quinoa och sallad.

Vår forskningsstation på månen kommer att drivas av solpaneler som placeras på Shackletonkraterns kant, eftersom området får nästan oavbrutet solljus. En del av den utnyttjade energin kommer att lagras i ett batteri som används vid månförmörkelser. Transporten av sändningen kommer att ske genom ledningar som skyddas av stötdämpande material som Kevlar och grafen. I det inledande skedet kommer stationen att fungera med hjälp av batteribanker som hämtas från jorden och som kommer att omvandlas till nödkraftslagring när solcellssystemet har byggts upp.

En genomsnittlig person behöver ungefär 0,84 kg syre per dag, så för fem personer måste vi producera ungefär 4,2 kg per dag. Det huvudsakliga sättet att producera syre är genom karbothermisk reduktion av regolit, som innehåller en riklig källa till oxider som SiO2. Månjordarnas metalloxider reduceras med metan och resulterar i kolmonoxid och väte. Därefter reagerar kolmonoxiden med väte för att bilda vatten och metan, som återanvänds i den första reaktionen. Därefter elektrolyseras vattnet för att bilda syre och väte.

[54]

Avsaknaden av atmosfär på månen innebär farliga situationer för astronauterna, så det är vår uppgift att skydda dem. Sex meter tjocka ytterväggar av månens regolit och plast, fyllda med vatten mellan lagren (för att skydda astronauterna mot solutbrott), räcker för att skydda astronauterna mot kraftig strålning och asteroider. Extrema temperaturer på månen utgör inga problem eftersom Cynthias inre del har en liknande roll som en rymddräkt: den består av lager med olika funktioner, t.ex. ripstopskiktet, lager med Mylarisolering och blåsskiktet, så att en konstant temperatur på 18-24 °C kan hållas och tillräckligt med syre kan tillföras.

Upprättandet av vår måncamps månutpost har en viktig roll i utvecklingen av den vetenskapliga insikten om universum med hjälp av den information som samlas in av astronautbesättningen. Uppfattningen om en dag på månen är abstrakt, även om astronautens schema kräver att den naturliga cirkadiska rytmen bibehålls, på grund av den direkta effekten på människors hälsa. Besättningen kommer därför att strikt följa en rigorös tidtabell. Programmet innebär att man vaknar klockan 6 på morgonen under en hypotetisk 24-timmarsdag. Det område som är avsett för 8 timmars daglig vila är sömnsektionen, som är placerad på den underjordiska nivån och består av fem små bås, var och en med en sovsäck. Luftfördelningen måste kontrolleras permanent och ventilationen måste vara effektiv för att minska risken för syrebrist. Med tanke på miljöns mikrogravitation är morgonrutinen och den personliga hygienen svårare, eftersom vattentillgången är begränsad och prioriterad för konsumtion. Alla fem astronauter äter tre måltider varje dag, vilket ger dem viktiga proteiner, lipider, kolhydrater, vitaminer och mineraler, vilket garanterar en balanserad näring, och förvaringsenheten och växthuset är grundläggande strukturer på ytnivån. Dessutom måste besättningen utföra dagliga uppgifter, främst underhållsuppgifter som garanterar säkerhet och hållbarhet eller administrera och övervaka experiment i de två laboratorierna på ytnivån. De dagliga kontrollerna av stödsystemen är viktiga, eftersom deras utformning minskar försörjningsbehovet och återvinner större delen av avfallet. För att minska stressen och bevara muskelmassan och dess tonus tillbringar besättningsmedlemmarna ungefär två och en halv timme i gymmet och tränar med träningsmaskinerna, eftersom mikrogravitationen bidrar till att musklerna förlorar sin styrka. I slutet av dagen, när alla uppgifter är utförda, kan astronauterna tillbringa kvällarna som de vill och ta en paus från sitt hektiska schema.