在計劃載人登月任務的多個太空機構、協助它們的眾多簽約商業實體，以及建立月球基地的提議之間，現代太空時代的資訊是非常明確的：人類將重返月球。而且，這一次我們打算留下來！就像阿波羅時代的努力一樣，這也帶來了一些挑戰，這些挑戰需要“我們付出最大的精力和技能”。
同時，這些挑戰也催生了各種創新解決方案。這些方案也認識到了利用月球資源的必要性，以提供對環境的保護，並照顧到人們的需求。國際空間大學（ISU）的一個團隊提出的一項新建議，他們找到了一種新穎的方法來實現這一目標。他們建議：使用 SpaceX公司的星際飛船人類著陸系統（HLS）作為月球基地的基礎。
這項新建議，是來自歐洲多所大學和科研院所的一個團隊的工作成果。他們目前都在法國斯特拉斯堡的國際空間大學（ISU）就讀。這也是今年10月份，在迪拜舉行的第72屆國際宇航大會（IAC）上演講的主題，也是一份提案檔案和一份官方報告（以及一份執行摘要）的主題。
上圖：這是SpaceX公司的星際飛船人類著陸器設計的插圖，它將攜帶美國宇航局的第一批宇航員在阿耳特彌斯計劃下到達月球表面。
該專案名為“月球基地建設解決方案”，是 ISU 2021年太空研究計劃（SSP）的一部分，為期9周的合作研究成果。該專業發展課程歡迎所有學科的研究生和專業人士，其課程包括政策、法律、商業、人文、生命科學、工程、物理科學和空間應用。
作為起點，該團隊考慮了SpaceX公司的月球星際飛船設計，該公司將其作為NASA為“阿耳特彌斯”（Artemis）計劃建立人類著陸系統（HLS）競賽的一部分。這個飛行器本質上是埃隆·馬斯克（Elon Musk）希望使用的“星際飛船”（Starship）可重複使用太空飛行器的改進版。“星際飛船”連同超重型助推火箭（Super Heavy booster rocket），可以定期飛往月球、火星和更遠的地方。
與SpaceX的星際飛船/超重型發射系統一樣，月球星際飛船的設計初衷也是完全可重複使用。除了軌道加油，SpaceX的月球任務架構還要求在月球上建立燃料庫，以便星際飛船能夠返回地球。然而，為了他們的專案，ISU小組建議使用星際飛船的船體作為基地的基礎。
實際上，該團隊受到了啟發，創造了一個概念，能夠快速、經濟地建設永久的月球基礎設施，同時也允許工作人員解決在月球環境中生活和工作的挑戰。
該團隊認為，建立月球前哨基地需要人類至少在救援任務期間，擁有維持自身和健康的所有給養和裝置。從地球過來至少需要3天，從 Gateway 過來至少需要 7-11 天。所有的生命支援系統和通訊都應該是可靠和冗餘的。星際飛船專案要解決的問題包括：船員健康、社會福利、安全、通訊、能源、熱控制、結構可靠性，以及許多其他問題。
上圖：構想中的歐空局月球基地，顯示其位置在沙克爾頓環形山。
該計劃要求使用 Starships HLS（SS Rosas）作為宇航員和施工人員（羅薩斯基地）的宜居空間。這些工作人員將在這些棲息地生活兩到三個月，同時組裝基礎設施（在機器人協助下）以供人類永久存在。該團隊表示，這項建議的主要優點是，它允許宇航員隨身攜帶他們的棲息地和必要的補給品：
“如果能夠在前哨基地運送和安裝足夠的補給以應對任何情況，這些挑戰都是可以克服的。因此，我們的解決方案利用了當前最先進的運輸工具 —— SpaceX 星際飛船載人著陸系統 (HLS)，該系統目前正在開發中。
我們的設計，旨在利用該飛行器的出色效能及其龐大的尺寸，來傳輸經過空間驗證的生命支援和關鍵任務系統，以及冗餘和備件。這項研究的獨特之處在於，它不需要任何未經證實的或理論的概念和系統。如果星際飛船成功，那麼，這個棲息地可以在不到五年的時間內投入使用。”
在執行任務期間，一艘載人星際飛船（SS 501）和另一艘補給飛船（SS Rosas）將飛向月球，並部署一系列遠端操作機器人，它們是一種模組化機器人建造自主系統（MOROCAS），這將使兩艘星際飛船處於水平位置。然後，宇航員將把內部改造成可居住的空間，新增多層絕緣（MLI），並部署所有必要的操作裝置。同時，機器人將用風化層保護層覆蓋底座。
上圖：星艦HLS基地的並排佈局，展示了不同的特點。
在該團隊看來，這個概念專案的主要挑戰是將飛船過渡到水平位置。雖然在地球上，星際飛船無法支撐其垂直結構，但在這裡，六分之一的重力和巨大的壓力差肯定有助於保持飛船的形狀。如果這還不夠，飛船下面的風化層將被堆放起來，以支援它，並可以在棲息地內部安裝額外的支撐結構。
擬建的羅薩斯（Rosas）基地（如上圖所示）的基本佈局是建立在沙克爾頓隕石坑邊緣的棲息地，該隕石坑位於月球的南極-艾特肯盆地。基地將被一層5米（16.4英尺）的風化層覆蓋，以保護其免受輻射和微隕石的撞擊，只留下氣閘和前艙口未被覆蓋，以便能夠進入內部。其中一個氣閘將被改造成觀景臺。
由於它位於沙克爾頓環形山附近，這個觀景臺將能夠在月球地平線上永久地觀看地球。基地還可以擴大，在前艙口周圍增加一個節點，允許工作人員將一個棲息地與另一個棲息地連線。內部將被分為三層，橫跨整個航天器，包括之前被甲烷和氧氣罐佔據的部分。
雖然，這意味著飛行器將不能再次飛行，但它確實重新利用整個結構作為長期棲息地。這樣一來，僅使用飛行器本身，棲息地的體積就接近2500立方米（相當於國際空間站的2.5倍），從而釋放出有用的有效載荷，用於更多的生命維持系統。在飛行器上覆蓋5米厚的風化層，並在內部新增MLI，將加強對工作人員的保護，使其免受微隕石撞擊、輻射和熱防護。這也是 ISRU 最簡單的形式。
上圖：建立HLS月球基地的時間軸。
一旦建成，該基地將擁有所有它需要的設施，以應對月球環境的危害。船體、額外的MLI和風化層，將把對宇航員的輻射暴露限制在可容忍的範圍內 —— 男性宇航員2.5西弗（Sv），女性宇航員1.75西弗（Sv）。宇航員們將按照每天6小時的月球艙外活動（LEVAs）的時間表進行，並保持嚴格的鍛鍊計劃，包括阻力和高強度間歇訓練。
總的來說，羅薩斯（Rosas）基地的提議是“從月球到火星”任務架構的更大構想的一部分。這些任務自2000年代中期以來一直在進行中，作為NASA和其他太空機構計劃採取的下一步重大步驟，以確保人類在太空的未來。該團隊表示，對於這些計劃中的每一個，都必須有一個永久的月球基地：
“這個專案是領先的，因為它使用了正在開發的星際飛船，而不是依靠任何尚未被證明的技術。隨著星際飛船的可重複使用和大規模生產，月球基地的概念可以迅速擴大，許多棲息地可以連線在一起，建立一個月球城市。這個概念的基本目標是在不久的將來從基地獲得潛在的收入或利益。”
上圖：一旦羅薩斯基地建成，宇航員將按照嚴格的時間表來確保健康和生產力。
更重要的是，專案研發團隊希望這個想法能夠吸引潛在的投資，基於它在不久的將來可能有應用的數量。他們還希望，一旦一個月球前哨基地的願景實現，將允許實現後續更多的。在這一點上，他們無疑是正確的。一旦人類在月球上建立了立足點，研究、擴張、投資和商業化的機會，就會隨之而來。
從那裡，它將有可能向火星和其他深空位置發射任務。一旦我們也能在這些天體上站穩腳跟，成為“星際物種”的夢想就會成為現實！
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