月球上的充气城堡：充气栖息地是月球基地开始的最好方式( 二 ) _月球基地

这些地点提供了最佳的照明条件，并且靠近永久阴影区域（PSRs）或火山口底部，可以获得丰富的近地表水冰。这与美国宇航局最近确定的阿耳特弥斯III号任务的13个潜在着陆点的名单是一致的（其中包括沙克尔顿陨石坑的边缘，这是基于LRO的数据）。然而，托马斯·赫齐格和他的同事指出，地形可能过于陡峭和崎岖，而且地面可能存在机械不稳定。
研究小组还根据这些地点接受太阳照射的情况对其进行了评估，在表面和太阳镜的高度分别创建了10米和20米的照明剖面。他们计算出，在北极的 H0 站点，最长的不间断完全黑暗的时间是11天，而在南极的C1站点，只有4天。在这两种考虑之间，北极的地点在结构上似乎更合理，而南部的地点提供了更好的机会，更好的照明。
月球栖息地
每个栖息地都由房间模块组成，可以与其他房间模块连接，以扩展栖息地，并增加工作人员的总容量。关于建筑材料，该团队研究了几种可能性，并建议使用碳纤维增强聚合物（CFRP）。他们特别推荐使用热塑性聚氨酯（TPU）或聚酯薄膜（Mylar）来制作栖息地墙壁，用Dyneema（一种由聚乙烯层压在两片聚酯之间的复合材料）来制作支撑镜子的管子。
【月球上的充气城堡：充气栖息地是月球基地开始的最好方式】
上图：此处显示的是 Artemis III 的 13 个候选着陆区域的渲染图。
主要模块是环形（甜甜圈状）温室，其走廊直径为5.2米，总直径为22.2米。这些温室通过隧道系统连接，附加的模块（生活区和工作区）连接到它们的外部。该团队建议从一个温室开始，并随着时间的推移添加额外的模块，以实现以下架构：
我们建议建立一个由16个温室单元组成的“村庄” ，这些温室单元呈双线性排列，以减少太阳沿月球地平线移动时镜塔之间的相互阴影。温室、生活区和相连的隧道都是由双层充气薄膜制成的，而承载上层镜子的塔楼是由碳纤维管组成的低重量建筑。此外，走廊的冗余使各部分保持连接，即使某些部分在事故中被摧毁。
为了节省重量，所有的镜子都由镀银箔制成，通过静电充电弯曲成正确的形状。这利用了月球风化层的一个关键特征，即它的带电性质使其粘在所有东西上（并对机械和宇航员的健康构成重大危害）。上部镜子以一定角度放置，以将近乎水平的阳光反射到圆环的几何中心。从那里，它通过一个由两个透明箔片组成的窗户通过锥形镜反射到温室中。
该反射镜系统将能够在月球日提供大约65千瓦的电力。正如他们所指出的，这对粮食生产是必要的，但可能会导致温度问题：
“虽然这种能量对优化促进光合作用是必要的，但如果没有主动冷却散热器，它会迅速使温室过热。在我们的设计中，冷却系统以氨和水作为工作流体。这样，在光照阶段，温室内的温度可以保持在接近26°C 。在黑暗时期，主动冷却被关闭，镜像的滚动百叶窗覆盖窗户，以将热损失限制到最低限度。 ”
接下来，他们考虑了栖息地的生命支持系统和食物生产，以及这些如何成为满足宇航员所有需求的回收系统的一部分。对于大气需求，他们得出的结论是，在0.5巴的压力下， 35%的氧气、64%的氮气和1%的二氧化碳（CO2）的混合物对温室是理想的。这与地球略有不同，按质量计算，地球由23%的氧气、75.5%的氮气和0.06%的二氧化碳组成，在海平面上的气压为101.325千帕（1.01325巴）。

上图：充气月球栖息地概念。
整个系统由太阳能驱动，是周期性的，温室植物通过光合作用代谢二氧化碳，并产生氧气作为副产品。这不仅能补充宇航员的氧气供应，还能防止宇航员呼出的二氧化碳积聚。与此同时，不可食用的植物废物和粪便被制成堆肥，形成天然肥料，帮助保持土壤健康。在黑暗时期，过量的二氧化碳被暂时储存在低温容器中，并在白天重新引入。这就相当于创造了一个闭环的生物生态系统，正如托马斯·赫齐格和其研究团队所描述的那样：