我们的基地 Cartier I 试图为一个现实的月球定居点提出一个准确的模型。我们应对这一挑战的第一步是列出所有必须要解决的问题。我们发现了以下问题：建筑、位置、重要需求（食物、水、空气）、能源、安全（辐射、热、健康缺陷）和效用。使我们的解决方案脱颖而出的是高度可扩展性、易于安装和自主性。 Cartier I 会有的。

第一次探险将由四名宇航员领导，他们将带着所有的建筑资源。

• 在安顿阶段（主要结构2-4周，食物自主6-8周），宇航员将建造基地（下文进一步解释），并建立主要的基础设施，如取水和能源生产。
• 一旦先驱者们定居下来，基地自主，就可以进行更多的操作来进一步扩大基地，可以想象它可以成为一个大规模的定居点，每次有十几个宇航员居住，因为模块是专门设计的，便于扩展。

我们已经创建了一个CAD模型，描绘了我们月球营地的基本轮廓；它包括四个可居住的模块和大多数外部基础设施（水提取/储存和能源生产），这些基础设施包括 Cartier I 在第一次远征中会有的。下面的示意图详细解释了基地和所有单独模块的配置，以及水和发电系统。

我们决定将定居点直接放在火山口的底部，火山口的墙壁将作为一个有效的遮阳板（这也消除了运输冰的挑战）。至于火山口的选择，许多标准必须匹配：底部的永久阴影，边缘的强烈和频繁的照明，以及良好的水冰浓度。其他的优势可以包括火山口的大小（影响旅行时间），它与其他感兴趣的地点的接近程度，以及它对潜在的未知空间区域的方向。

根据Chandrayaan-1号探险队的数据，水在月球两极周围最多，因此这也是我们的基地最可能存在的地方。由于缺乏具体环形山的精确数据，我们无法给出明确的答案，但潜在的候选者包括沙克尔顿环形山（一年中约有94%的山峰被照亮）、惠普尔环形山（预测有厚厚的冰层），或皮里环形山（相当浅）。

我们计划用火箭的外壳作为基地的主要骨架。一旦火箭到达月球轨道，它将拆解成四个部分，独立着陆。这四个圆柱形部分将构成宇航员首次探险所需的四个生活模块：一个生活模块、一个公共（及运动）模块、一个温室模块和一个研究模块（见下面的原理图）。

由于来自辐射的热量流入可以被忽略，唯一需要的隔热材料是由于辐射（从基地 - 朝向外面）和通过地面传导的热量损失。这可以通过使用多层隔热材料--用Kapton或Mylar--来反弹辐射，并通过加厚船体与地面接触的部分来实现。充气模块也是可以想象的，只要其与地面接触的底部也是由厚的绝缘材料制成的。

使用火箭的框架将大大减少施工时间，因为唯一需要的施工将是模块、外部基础设施和内部家具之间的连接。基础设施将由在地球上建造的小型或中型部件组装而成；低重力将使大型部件更容易携带。

抵达后不久，团队将前往火山口外，以便安装太阳能反射器和通信天线。这将是他们唯一需要长途跋涉的时候之一（除了偶尔的维护），因为营地在其他方面很紧凑。

宇航员可能面临的危险可分为三类。

首先，环境问题：正如前面所解释的，通常来自太空的有害辐射永远不会到达火山口底部的宇航员，所以这个问题可以被消除。另一方面，陨石有可能到达营地；然而，快速计算（与到达地球大气层的数量相比较）表明，陨石损坏舱体或宇航员的可能性是可以忽略不计的。

第二，健康方面的缺陷：宇航员将只经历地球重力的六分之一，这将导致肌肉流失。为了应对这个问题，宇航员将通过每天的锻炼，使用适应低重力工作的机器（将人拉下来的弹性，磁阻力等）。

第三，技术问题或事故。所有模块都由气密门密封，如果有一个模块破损，也不会受到影响；温度或空气成分等参数将被持续监测，以防止事故发生。

在定居阶段，宇航员将依靠从地球带来的少量水供应。一旦他们安装了主要的基础设施，水将通过一个3个步骤从岩浆中提取。
第一步是挖掘：一辆漫游车开采出大块的石膏，并将它们带到一个热室。
第二步是提取。利用太阳能，室内被加热到600K左右，迫使水升华并建立起水箱的压力。
第三步也是最后一步是运输：在经过涡轮机（见电力部分）后，水蒸气凝结成一个管道系统，通向水箱。一个调节器将监测水的纯度，以确保它可以饮用；如果需要，它可以进一步净化。
为了避免浪费，水的循环利用将与国际空间站类似：来自宇航员/植物的蒸腾作用、尿液、淋浴和水槽排水。

食物将在温室模块中生产（见以下示意图）。
蔬菜将在气培和水培系统中生产，这些系统使用富含营养物质的水（营养物质可以从提取的KREEP中合成，或从地球上带来的浓缩供应）。在气培系统中，植物的根部将被喷洒含有其需要的所有养分的水雾；在水培系统中，根部的顶端将沐浴在溶液中（可以使用岩棉或珍珠岩作为生长介质）。将根据作物产量、生长时间和营养价值来选择植物（快速生长的植物包括甘蓝、豆类、生菜、西红柿、浆果等）。它们将在受控环境中生长，接受理想的光照强度/波长和温度。
人造肉将通过将干细胞浸泡在营养介质中来创造蛋白质来 "生长"。
其他不易腐烂的食物补充将从地球上带来足够的数量。

在沉淀阶段，该基地将由放射性同位素热电发电机提供动力，一旦不再需要，将在离基地的安全距离内处理掉。
然后，电力将在一个聚光太阳能（CSP）系统中与水一起生产。
双轴跟踪反射器将被放置在火山口外的山峰上，并将太阳光反射到营地附近的同一个点。放置在那里的加热室将产生高压蒸汽，蒸汽将通过一个涡轮机并使其叶片旋转；这种旋转运动将由发电机转化为电能（在下面的示意图中解释）。
太阳能电池板也可以作为替代方案，以减少系统的复杂性，但这将降低产量（只有~20%的效率，而涡轮机的效率为~50%），并且需要更大的表面。

谈到呼吸，有两个必须进行的基本过程：创造氧气和洗涤二氧化碳。所需的氮气（80%的空气）可以从地球上带来，不会被消耗掉，因为它是一种惰性气体。
氧气将通过电解水来制造。通过在两个电极上施加电压差，我们可以分裂H20分子以产生氢气和氧气（必须添加电解质以增加水的导电性）。氢气可以储存起来，以后作为火箭燃料使用。
二氧化碳的洗涤可以使用氢氧化锂（LiOH），它与二氧化碳反应产生水，或使用瘦肉精（MEA），它吸收二氧化碳成为丰富的MEA，（然后可以通过煮沸来摆脱二氧化碳，使其再次变瘦）。
在沉淀阶段，如果电解过程出现问题，将使用氧烛来保持O2水平稳定在20%。

首先，最重要的是。 Cartier I的目的将是一个科学的目的。该营地将使宇航员能够进行在地球上无法进行的实验和研究，例如各种物体在低重力或空隙中的行为。这也将是一个深入分析月球陨石坑中雷石成分的黄金机会。该营地在天体物理学领域也将具有重要意义：它的有利位置将使宇航员能够观察到在地球上看不到的星星。

我们的月球营也将作为太空殖民的一个航点。事实上，宇宙飞船将能够用电解产生的氢气进行加油，例如，这可以促进前往火星的旅行。

在潜在的未来，该基地还可以有一个更有利可图的目标，例如出售在月球上很容易找到的稀土元素，或者通过发展太空旅游。

宇航员们7点起床，有半个小时的时间用于卫生和个人兴趣。

7:30，乘员们在生活舱内共享早餐，他们既吃月球上生产的产品，也吃从地球上带来的产品，以保持饮食均衡。然后，由两名宇航员组成的小组监督漫游车提取岩浆（以便以后提取其水），而其余两名宇航员则负责照顾安装在温室舱中的花园，并监测人造肉的生长情况。

9:00，两名宇航员离开基地，对漫游器和基础设施进行维护。这可能包括多种任务，如清洁一些仪器，验证发电机的生产力或检查管道系统的完整性。另外两名宇航员则留在基地做一些杂事，以保证船员的健康。

10:30，所有的宇航员在公共舱内重新集合，做一些练习，因为月球表面的低重力会削弱他们的肌肉。经过一小时的训练和三十分钟的休息，他们吃午饭，可以享受在基地生产的食物。

13:00，工作人员到营地外观察星星，由于没有光污染，这些星星清晰可见。然后，观察结果将被发送到地球上，科学家可以对它们进行更深入的分析。在 "下午 "的其余时间里，宇航员们在研究舱内收集岩浆样品并分析其成分，以验证水浓度等参数并进行其他各种实验。这些结果也会在18:30左右发送到地球上，之后宇航员们会有一些自由时间来休息。

19:00，船员们在起居室重新聚在一起，准备第二天的日程。然后，他们在20:00吃晚饭，并有一个小时的休闲时间，在此期间，他们通常打牌，听美妙的音乐或看书。这段休闲时间对于确保他们的精神健康和减少在太空生活中积累的压力至关重要。

然后，晚上的其余时间用于卫生和与地球交流。宇航员们在22:30左右上床睡觉，以获得一个完整的睡眠，梦想着浩瀚的太空和明天的可能性。