ARES BASE: 3-Year Technical Training Curriculum
Comprehensive Systems Training for Mars Colonists
5,947 words
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# ARES BASE: 3-Year Technical Training Curriculum
Comprehensive Systems Training for Mars Colonists
📋 Curriculum Executive Summary
| Program Element | Specification |
|---|---|
| **Total Duration** | 36 months (156 weeks active training) |
| **Training Hours** | 6,240 hours minimum per colonist |
| **Core Curriculum** | 2,080 hours (all colonists) |
| **Specialization Track** | 2,600 hours (primary expertise) |
| **Cross-Training** | 1,040 hours (secondary systems) |
| **Integrated Simulations** | 520 hours (mission scenarios) |
| **Certification Exams** | 47 required certifications |
| **Practical Assessments** | 156 hands-on evaluations |
| **Training Locations** | 8 specialized facilities worldwide |
Program Architecture Overview
MARS COLONIST TRAINING PROGRAM - 3-YEAR STRUCTURE
══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
TRAINING PHILOSOPHY:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ CORE PRINCIPLES │
│ │
│ 1. REDUNDANCY: Every critical system has 3+ trained operators │
│ 2. DEPTH + BREADTH: Deep expertise in specialty, working knowledge of all │
│ 3. HANDS-ON PRIMACY: 60% practical, 40% theoretical │
│ 4. FAILURE-BASED LEARNING: Train for when things go wrong │
│ 5. INTEGRATION: Systems don't exist in isolation │
│ 6. MARS-REALISTIC: Earth-based training mimics Mars conditions │
│ 7. TEACH-TO-LEARN: Colonists must be able to train future arrivals │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
PROGRAM TIMELINE:
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ YEAR 1: FOUNDATION YEAR 2: SPECIALIZATION │
│ ══════════════════ ══════════════════════ │
│ │
│ ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q1: Orientation & │ │ Q1: Advanced │ │
│ │ Core Sciences │ │ Specialty I │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ ├─────────────────────┤ ├─────────────────────┤ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q2: Life Support │ │ Q2: Advanced │ │
│ │ Fundamentals │ │ Specialty II │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ ├─────────────────────┤ ├─────────────────────┤ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q3: Habitat & │ │ Q3: Cross-Training │ │
│ │ Power Systems │ │ Block I │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ ├─────────────────────┤ ├─────────────────────┤ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q4: Operations & │ │ Q4: Cross-Training │ │
│ │ Safety │ │ Block II │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ └─────────────────────┘ └─────────────────────┘ │
│ │
│ YEAR 3: INTEGRATION & CERTIFICATION │
│ ═══════════════════════════════════ │
│ │
│ ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────┐ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q1: Integrated │ │ Q2: Long-Duration │ │
│ │ Systems Ops │ │ Simulation I │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ ├─────────────────────┤ ├─────────────────────┤ │
│ │ │ │ │ │
│ │ Q3: Long-Duration │ │ Q4: Final Cert & │ │
│ │ Simulation II │ │ Mission Prep │ │
│ │ (520 hrs) │ │ (520 hrs) │ │
│ │ │ │ │ │
│ └─────────────────────┘ └─────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
SPECIALIZATION TRACKS:
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ TRACK │ COLONISTS │ PRIMARY FOCUS │
│ ═════════════════════════╪═══════════╪════════════════════════════════════│
│ │ │ │
│ A. Life Support Systems │ 6-8 │ ECLSS, atmosphere, water, waste │
│ │ │ │
│ B. Power & Electrical │ 5-6 │ Nuclear, solar, distribution │
│ │ │ │
│ C. Mechanical/Structural │ 5-6 │ Habitat, pressure, construction │
│ │ │ │
│ D. Medical & Health │ 5-6 │ Clinical, surgical, pharmacy │
│ │ │ │
│ E. Agriculture & Bio │ 5-6 │ Food production, ecosystems │
│ │ │ │
│ F. Geology & ISRU │ 4-5 │ Mining, processing, materials │
│ │ │ │
│ G. Computing & Comms │ 4-5 │ Networks, software, Earth-link │
│ │ │ │
│ H. Flight & Vehicles │ 3-4 │ Piloting, rovers, maintenance │
│ │ │ │
│ I. Operations & Command │ 3-4 │ Leadership, planning, logistics │
│ │ │ │
│ ─────────────────────────┴───────────┴────────────────────────────────────│
│ TOTAL │ 40-50 │ │
│ │ │ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════YEAR 1: FOUNDATION TRAINING
Quarter 1: Orientation & Core Sciences (Weeks 1-13)
YEAR 1, QUARTER 1: ORIENTATION & CORE SCIENCES
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WEEK 1-2: PROGRAM ORIENTATION (80 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ ORIENTATION CURRICULUM │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ DAY 1-2: PROGRAM INTRODUCTION │ │
│ │ ──────────────────────────────── │ │
│ │ • Welcome and cohort introductions │ │
│ │ • Mission overview and timeline │ │
│ │ • Training program structure │ │
│ │ • Expectations and commitments │ │
│ │ • Support systems and resources │ │
│ │ • Family liaison program introduction │ │
│ │ │ │
│ │ DAY 3-4: MARS ENVIRONMENT FUNDAMENTALS │ │
│ │ ────────────────────────────────────── │ │
│ │ • Martian planetary science overview │ │
│ │ • Atmospheric composition (95.3% CO2, 2.7% N2, 1.6% Ar) │ │
│ │ • Surface pressure (610 Pa average) │ │
│ │ • Temperature ranges (-125°C to +20°C) │ │
│ │ • Radiation environment (GCR + SPE) │ │
│ │ • Dust characteristics and hazards │ │
│ │ • Gravity (0.38g) implications │ │
│ │ • Day/night cycle (sol = 24h 37m) │ │
│ │ • Seasonal variations │ │
│ │ │ │
│ │ DAY 5-6: ARES BASE OVERVIEW │ │
│ │ ─────────────────────────────── │ │
│ │ • Base layout and architecture │ │
│ │ • Module functions and interconnections │ │
│ │ • Life support system overview │ │
│ │ • Power generation and distribution │ │
│ │ • Communication systems │ │
│ │ • Transportation assets │ │
│ │ • Expansion plans and timeline │ │
│ │ │ │
│ │ DAY 7-8: SAFETY CULTURE FOUNDATION │ │
│ │ ────────────────────────────────── │ │
│ │ • Safety philosophy: "No emergency too small" │ │
│ │ • Risk assessment fundamentals │ │
│ │ • Reporting culture and procedures │ │
│ │ • Personal protective equipment overview │ │
│ │ • Emergency response introduction │ │
│ │ • Buddy system and accountability │ │
│ │ │ │
│ │ DAY 9-10: TEAM FORMATION │ │
│ │ ──────────────────────────── │ │
│ │ • Team building exercises │ │
│ │ • Communication protocols │ │
│ │ • Conflict resolution introduction │ │
│ │ • Role assignments and responsibilities │ │
│ │ • Training buddy assignments │ │
│ │ • Cohort norms establishment │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
WEEK 3-5: PHYSICS FOR MARS OPERATIONS (120 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ MODULE 1.1: APPLIED PHYSICS │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ THERMODYNAMICS (40 hours) │ │
│ │ ───────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 3: │ │
│ │ ├── Heat transfer mechanisms (conduction, convection, radiation) │ │
│ │ ├── Thermal equilibrium in closed systems │ │
│ │ ├── Phase changes and latent heat │ │
│ │ ├── Gas laws and behavior (ideal and real) │ │
│ │ ├── PV = nRT applications │ │
│ │ └── Entropy and system efficiency │ │
│ │ │ │
│ │ Mars-Specific Applications: │ │
│ │ ├── Habitat thermal management │ │
│ │ ├── Heat rejection in low-pressure atmosphere │ │
│ │ ├── Thermal cycling stress on structures │ │
│ │ ├── CO2 sublimation/deposition cycles │ │
│ │ └── Cryogenic propellant storage │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Heat exchanger design and testing │ │
│ │ ├── Thermal imaging and analysis │ │
│ │ ├── Insulation effectiveness comparison │ │
│ │ └── Radiator panel optimization │ │
│ │ │ │
│ │ FLUID DYNAMICS (40 hours) │ │
│ │ ───────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 4: │ │
│ │ ├── Fluid properties and behavior │ │
│ │ ├── Pressure and flow relationships │ │
│ │ ├── Bernoulli's equation applications │ │
│ │ ├── Viscosity and Reynolds number │ │
│ │ ├── Pipe flow and head loss │ │
│ │ ├── Pump theory and selection │ │
│ │ └── Compressible flow basics │ │
│ │ │ │
│ │ Mars-Specific Applications: │ │
│ │ ├── Low-gravity fluid behavior │ │
│ │ ├── Water system design and management │ │
│ │ ├── Atmospheric processing flow │ │
│ │ ├── Propellant transfer operations │ │
│ │ └── Dust filtration systems │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Pump performance testing │ │
│ │ ├── Flow meter calibration │ │
│ │ ├── Valve operation and selection │ │
│ │ └── System pressure drop analysis │ │
│ │ │ │
│ │ ELECTRICAL FUNDAMENTALS (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 5: │ │
│ │ ├── DC and AC circuit theory │ │
│ │ ├── Ohm's law and Kirchhoff's laws │ │
│ │ ├── Power calculations (P = IV = I²R = V²/R) │ │
│ │ ├── Capacitance and inductance │ │
│ │ ├── Transformers and power conversion │ │
│ │ ├── Three-phase power systems │ │
│ │ └── Electrical safety fundamentals │ │
│ │ │ │
│ │ Mars-Specific Applications: │ │
│ │ ├── Solar array output characteristics │ │
│ │ ├── Nuclear power electrical systems │ │
│ │ ├── Battery charging and management │ │
│ │ ├── Motor control for various systems │ │
│ │ └── Grounding in low-humidity environment │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Circuit construction and troubleshooting │ │
│ │ ├── Multimeter and oscilloscope use │ │
│ │ ├── Motor testing and characterization │ │
│ │ └── Power quality analysis │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ASSESSMENT: Written exam (70%) + Lab practical (30%) │
│ PASS THRESHOLD: 75% overall, minimum 70% each component │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
WEEK 6-8: CHEMISTRY FOR MARS OPERATIONS (120 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ MODULE 1.2: APPLIED CHEMISTRY │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ ATMOSPHERIC CHEMISTRY (40 hours) │ │
│ │ ──────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 6: │ │
│ │ ├── Gas composition and partial pressures │ │
│ │ ├── Dalton's law applications │ │
│ │ ├── Oxygen generation methods │ │
│ │ │ ├── Electrolysis (2H₂O → 2H₂ + O₂) │ │
│ │ │ ├── MOXIE process (2CO₂ → 2CO + O₂) │ │
│ │ │ └── Sabatier reaction (CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O) │ │
│ │ ├── CO₂ scrubbing chemistry │ │
│ │ │ ├── LiOH absorption │ │
│ │ │ ├── Molecular sieve adsorption │ │
│ │ │ └── Amine-based regenerable systems │ │
│ │ ├── Trace contaminant chemistry │ │
│ │ └── Humidity control and condensation │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Water electrolysis setup and operation │ │
│ │ ├── Gas chromatography for atmosphere analysis │ │
│ │ ├── CO₂ scrubber efficiency testing │ │
│ │ └── Oxygen concentration monitoring │ │
│ │ │ │
│ │ WATER CHEMISTRY (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 7: │ │
│ │ ├── Water quality parameters │ │
│ │ │ ├── pH, conductivity, TDS │ │
│ │ │ ├── Dissolved oxygen │ │
│ │ │ ├── Hardness and alkalinity │ │
│ │ │ └── Microbial content │ │
│ │ ├── Purification processes │ │
│ │ │ ├── Filtration (mechanical, activated carbon) │ │
│ │ │ ├── Ion exchange │ │
│ │ │ ├── Reverse osmosis │ │
│ │ │ ├── UV sterilization │ │
│ │ │ └── Distillation │ │
│ │ ├── Wastewater treatment chemistry │ │
│ │ │ ├── Biological treatment (aerobic/anaerobic) │ │
│ │ │ ├── Chemical precipitation │ │
│ │ │ └── Advanced oxidation processes │ │
│ │ └── Water extraction from regolith │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Water quality testing protocols │ │
│ │ ├── RO membrane performance testing │ │
│ │ ├── Bacterial culture and identification │ │
│ │ └── Wastewater treatment simulation │ │
│ │ │ │
│ │ MATERIALS CHEMISTRY (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 8: │ │
│ │ ├── Martian regolith composition │ │
│ │ │ ├── Iron oxides (hematite, magnetite) │ │
│ │ │ ├── Silicates (olivine, pyroxene, plagioclase) │ │
│ │ │ ├── Sulfates and chlorides │ │
│ │ │ ├── Perchlorates (hazards and processing) │ │
│ │ │ └── Water ice deposits │ │
│ │ ├── Metal extraction and processing │ │
│ │ │ ├── Iron from oxide reduction │ │
│ │ │ ├── Aluminum from aluminosilicates │ │
│ │ │ └── Silicon for solar cells and glass │ │
│ │ ├── Polymer and plastic synthesis │ │
│ │ │ ├── From methane feedstock │ │
│ │ │ └── Bioplastics from agricultural waste │ │
│ │ ├── Concrete and construction materials │ │
│ │ │ ├── Sulfur concrete │ │
│ │ │ └── Sintered regolith bricks │ │
│ │ └── Fuel production (methane, hydrogen) │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Regolith simulant analysis │ │
│ │ ├── Metal extraction demonstration │ │
│ │ ├── Concrete/brick sample creation │ │
│ │ └── Perchlorate detection and remediation │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ASSESSMENT: Written exam (60%) + Lab practical (40%) │
│ PASS THRESHOLD: 75% overall, minimum 70% each component │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
WEEK 9-11: BIOLOGY FOR MARS OPERATIONS (120 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ MODULE 1.3: APPLIED BIOLOGY │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ HUMAN PHYSIOLOGY IN SPACE (40 hours) │ │
│ │ ──────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 9: │ │
│ │ ├── Cardiovascular adaptations │ │
│ │ │ ├── Fluid redistribution in reduced gravity │ │
│ │ │ ├── Cardiac deconditioning │ │
│ │ │ └── Orthostatic intolerance │ │
│ │ ├── Musculoskeletal changes │ │
│ │ │ ├── Bone density loss (1-2% per month in microgravity) │ │
│ │ │ ├── Mars 0.38g expected loss rates │ │
│ │ │ ├── Muscle atrophy patterns │ │
│ │ │ └── Countermeasure protocols │ │
│ │ ├── Neurological and vestibular adaptation │ │
│ │ │ ├── Space motion sickness │ │
│ │ │ ├── Visual-vestibular conflicts │ │
│ │ │ └── Proprioception changes │ │
│ │ ├── Radiation effects on human body │ │
│ │ │ ├── Acute radiation syndrome │ │
│ │ │ ├── Long-term cancer risk │ │
│ │ │ ├── Central nervous system effects │ │
│ │ │ └── Cataracts and other organ damage │ │
│ │ ├── Immune system function in space │ │
│ │ └── Circadian rhythm disruption │ │
│ │ │ │
│ │ MICROBIOLOGY & CONTAMINATION (40 hours) │ │
│ │ ─────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 10: │ │
│ │ ├── Closed-system microbiology │ │
│ │ │ ├── Beneficial microorganisms │ │
│ │ │ ├── Pathogenic risks in isolation │ │
│ │ │ └── Microbiome health │ │
│ │ ├── Biofilm formation and control │ │
│ │ │ ├── Water system contamination │ │
│ │ │ ├── Air system growth │ │
│ │ │ └── Prevention and remediation │ │
│ │ ├── Sterilization and disinfection │ │
│ │ │ ├── Chemical disinfectants │ │
│ │ │ ├── UV sterilization │ │
│ │ │ ├── Heat sterilization │ │
│ │ │ └── Filtration standards │ │
│ │ ├── Planetary protection protocols │ │
│ │ │ ├── Forward contamination prevention │ │
│ │ │ └── Back contamination considerations │ │
│ │ └── Disease outbreak management │ │
│ │ │ │
│ │ PLANT BIOLOGY & AGRICULTURE (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 11: │ │
│ │ ├── Plant growth requirements │ │
│ │ │ ├── Light spectrum and intensity │ │
│ │ │ ├── Photoperiod effects │ │
│ │ │ ├── Temperature and humidity │ │
│ │ │ ├── CO₂ enrichment │ │
│ │ │ └── Nutrient requirements │ │
│ │ ├── Hydroponic systems │ │
│ │ │ ├── Deep water culture (DWC) │ │
│ │ │ ├── Nutrient film technique (NFT) │ │
│ │ │ ├── Aeroponics │ │
│ │ │ └── Ebb and flow systems │ │
│ │ ├── Aquaponic integration │ │
│ │ ├── Soil-based growing with amended regolith │ │
│ │ ├── Crop selection for Mars │ │
│ │ │ ├── Caloric staples (potatoes, wheat, rice) │ │
│ │ │ ├── Protein sources (soybeans, lentils) │ │
│ │ │ ├── Fresh vegetables (leafy greens, tomatoes) │ │
│ │ │ └── Psychological value crops │ │
│ │ ├── Seed storage and genetic diversity │ │
│ │ └── Pest and disease management │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Hydroponic system setup and operation │ │
│ │ ├── Plant health assessment │ │
│ │ ├── Nutrient solution preparation and testing │ │
│ │ └── Germination and growth tracking │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ASSESSMENT: Written exam (50%) + Lab practical (50%) │
│ PASS THRESHOLD: 75% overall, minimum 70% each component │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
WEEK 12-13: ENGINEERING FUNDAMENTALS (80 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ MODULE 1.4: ENGINEERING FOUNDATIONS │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ MECHANICAL SYSTEMS (40 hours) │ │
│ │ ───────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 12: │ │
│ │ ├── Hand tools and power tools │ │
│ │ │ ├── Selection and proper use │ │
│ │ │ ├── Maintenance and care │ │
│ │ │ └── Safety procedures │ │
│ │ ├── Fasteners and joining methods │ │
│ │ │ ├── Bolts, screws, rivets │ │
│ │ │ ├── Welding basics │ │
│ │ │ ├── Adhesives │ │
│ │ │ └── Sealing and gaskets │ │
│ │ ├── Basic machining │ │
│ │ │ ├── Drilling, tapping, threading │ │
│ │ │ ├── Grinding and finishing │ │
│ │ │ └── 3D printing basics │ │
│ │ ├── Bearings, seals, and lubrication │ │
│ │ ├── Pressure vessels and fittings │ │
│ │ └── Basic structural analysis │ │
│ │ │ │
│ │ CONTROL SYSTEMS (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 13: │ │
│ │ ├── Sensors and instrumentation │ │
│ │ │ ├── Temperature sensors (RTD, thermocouple, thermistor) │ │
│ │ │ ├── Pressure sensors (absolute, gauge, differential) │ │
│ │ │ ├── Flow sensors │ │
│ │ │ ├── Level sensors │ │
│ │ │ ├── Gas analyzers │ │
│ │ │ └── Radiation detectors │ │
│ │ ├── Control theory basics │ │
│ │ │ ├── Open vs. closed loop │ │
│ │ │ ├── PID control │ │
│ │ │ └── Feedback and feedforward │ │
│ │ ├── Programmable logic controllers (PLCs) │ │
│ │ │ ├── Ladder logic basics │ │
│ │ │ ├── I/O configuration │ │
│ │ │ └── Troubleshooting │ │
│ │ ├── Actuators │ │
│ │ │ ├── Valves (ball, gate, globe, butterfly) │ │
│ │ │ ├── Motors (AC, DC, stepper, servo) │ │
│ │ │ └── Pneumatic and hydraulic actuators │ │
│ │ └── SCADA systems overview │ │
│ │ │ │
│ │ Lab Exercises: │ │
│ │ ├── Sensor calibration procedures │ │
│ │ ├── PLC programming exercises │ │
│ │ ├── Control loop tuning │ │
│ │ └── System troubleshooting scenarios │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ASSESSMENT: Written exam (40%) + Practical exam (60%) │
│ PASS THRESHOLD: 75% overall, minimum 70% each component │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Q1 CERTIFICATION REQUIREMENTS:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ CERTIFICATION │ HOURS │ EXAM TYPE │ PASS SCORE │ │
│ │ ═══════════════════╪═══════╪══════════════════╪══════════════════│ │
│ │ Mars Environment │ 40 │ Written │ 80% │ │
│ │ Basic Safety │ 24 │ Written+Practical│ 85% │ │
│ │ Applied Physics │ 120 │ Written+Lab │ 75% │ │
│ │ Applied Chemistry │ 120 │ Written+Lab │ 75% │ │
│ │ Applied Biology │ 120 │ Written+Lab │ 75% │ │
│ │ Mechanical Basics │ 40 │ Practical │ 80% │ │
│ │ Control Systems │ 40 │ Written+Practical│ 75% │ │
│ │ ───────────────────┴───────┴──────────────────┴──────────────────│ │
│ │ TOTAL Q1 │ 504 │ 7 certifications required │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════Quarter 2: Life Support Fundamentals (Weeks 14-26)
YEAR 1, QUARTER 2: LIFE SUPPORT FUNDAMENTALS
══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
WEEK 14-17: ATMOSPHERIC MANAGEMENT SYSTEMS (160 hours)
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ │
│ MODULE 2.1: ATMOSPHERE CONTROL │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ OXYGEN GENERATION SYSTEMS (40 hours) │ │
│ │ ──────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 14: │ │
│ │ ├── Primary: Solid Oxide Electrolysis (MOXIE-derived) │ │
│ │ │ ├── Operating principles │ │
│ │ │ │ └── 2CO₂ → 2CO + O₂ at 800°C │ │
│ │ │ ├── System components │ │
│ │ │ │ ├── CO₂ intake and filtration │ │
│ │ │ │ ├── Heater assembly │ │
│ │ │ │ ├── SOXE stack │ │
│ │ │ │ ├── Gas separation membranes │ │
│ │ │ │ └── Storage and distribution │ │
│ │ │ ├── Performance parameters │ │
│ │ │ │ ├── Production rate: 2-4 kg O₂/day per unit │ │
│ │ │ │ ├── Power consumption: 25-30 kW per unit │ │
│ │ │ │ └── Efficiency: 70-80% │ │
│ │ │ ├── Startup and shutdown procedures │ │
│ │ │ ├── Normal operations monitoring │ │
│ │ │ └── Troubleshooting and maintenance │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Secondary: Water Electrolysis (OGS) │ │
│ │ │ ├── Operating principles │ │
│ │ │ │ └── 2H₂O → 2H₂ + O₂ │ │
│ │ │ ├── Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzers │ │
│ │ │ ├── Water purity requirements │ │
│ │ │ ├── Hydrogen management and venting │ │
│ │ │ └── Integration with water recovery │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Backup: Stored oxygen reserves │ │
│ │ ├── High-pressure gas storage │ │
│ │ ├── Cryogenic liquid oxygen │ │
│ │ └── Chemical oxygen generators (emergency) │ │
│ │ │ │
│ │ PRACTICAL EXERCISES: │ │
│ │ ├── MOXIE trainer startup/shutdown sequence │ │
│ │ ├── Electrolysis cell stack maintenance │ │
│ │ ├── Oxygen purity verification │ │
│ │ └── Emergency oxygen system activation │ │
│ │ │ │
│ │ CO₂ REMOVAL SYSTEMS (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 15: │ │
│ │ ├── Primary: 4-Bed Molecular Sieve (4BMS-equivalent) │ │
│ │ │ ├── Zeolite adsorption principles │ │
│ │ │ ├── Bed cycling and regeneration │ │
│ │ │ │ ├── Adsorption cycle (5.5 min) │ │
│ │ │ │ ├── Desorption with heating │ │
│ │ │ │ └── Pressure swing operation │ │
│ │ │ ├── Capacity: 6-8 kg CO₂/day per system │ │
│ │ │ ├── Monitoring parameters │ │
│ │ │ │ ├── Inlet/outlet CO₂ concentration │ │
│ │ │ │ ├── Bed temperatures │ │
│ │ │ │ └── Pressure differentials │ │
│ │ │ └── Sorbent replacement procedures │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Secondary: Sabatier Reactor (CO₂ reduction) │ │
│ │ │ ├── Reaction: CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O │ │
│ │ │ ├── Catalyst bed maintenance │ │
│ │ │ ├── Water recovery from reaction │ │
│ │ │ └── Methane utilization/venting │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Emergency: LiOH canisters │ │
│ │ ├── Reaction: 2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O │ │
│ │ ├── Capacity calculation │ │
│ │ └── Storage and deployment │ │
│ │ │ │
│ │ TARGET CO₂ LEVELS: │ │
│ │ ├── Normal: <0.5% (5,000 ppm) │ │
│ │ ├── Caution: 0.5-1.0% (headache threshold) │ │
│ │ ├── Warning: 1.0-2.0% (cognitive impairment) │ │
│ │ └── Emergency: >2.0% (dangerous) │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ TRACE CONTAMINANT CONTROL (40 hours) │ │
│ │ ──────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 16: │ │
│ │ ├── Contaminant sources in closed habitats │ │
│ │ │ ├── Human metabolism (ammonia, acetone, methane) │ │
│ │ │ ├── Off-gassing from materials │ │
│ │ │ ├── Equipment operations │ │
│ │ │ ├── Cleaning and maintenance products │ │
│ │ │ └── Scientific experiments │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Trace Contaminant Control System (TCCS) │ │
│ │ │ ├── Activated charcoal beds │ │
│ │ │ │ ├── Adsorption capacity │ │
│ │ │ │ └── Regeneration procedures │ │
│ │ │ ├── Catalytic oxidizer │ │
│ │ │ │ ├── High-temperature oxidation │ │
│ │ │ │ └── Catalyst maintenance │ │
│ │ │ ├── HEPA filtration │ │
│ │ │ └── Ambient temperature catalytic oxidation │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Monitoring requirements │ │
│ │ │ ├── Continuous: O₂, CO₂, humidity, pressure │ │
│ │ │ ├── Periodic: Specific contaminants │ │
│ │ │ └── Event-driven: After spills or incidents │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Spacecraft maximum allowable concentrations (SMACs) │ │
│ │ ├── 1-hour limits │ │
│ │ ├── 24-hour limits │ │
│ │ └── Long-term exposure limits │ │
│ │ │ │
│ │ PRESSURE AND COMPOSITION CONTROL (40 hours) │ │
│ │ ─────────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 17: │ │
│ │ ├── Habitat pressure management │ │
│ │ │ ├── Target: 70.3 kPa (10.2 psia) - Mars suit compatible │ │
│ │ │ │ OR 101.3 kPa (14.7 psia) - Earth normal │ │
│ │ │ ├── Pressure regulation systems │ │
│ │ │ ├── Leak detection and localization │ │
│ │ │ └── Emergency pressure recovery │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Atmospheric composition targets │ │
│ │ │ ├── O₂: 21% (26.5% at reduced pressure) │ │
│ │ │ ├── N₂: 78% (balance) │ │
│ │ │ ├── CO₂: <0.5% │ │
│ │ │ ├── H₂O: 40-60% relative humidity │ │
│ │ │ └── Trace gases: Within SMACs │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Nitrogen management │ │
│ │ │ ├── Buffer gas functions │ │
│ │ │ ├── Nitrogen generation (if available) │ │
│ │ │ └── Conservation strategies │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Humidity control │ │
│ │ │ ├── Condensing heat exchangers │ │
│ │ │ ├── Desiccant systems │ │
│ │ │ └── Integration with water recovery │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Inter-module atmosphere management │ │
│ │ ├── Ventilation and air circulation │ │
│ │ ├── Module isolation protocols │ │
│ │ └── Contamination containment │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
WEEK 18-21: WATER RECOVERY AND MANAGEMENT (160 hours)
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│ │
│ MODULE 2.2: WATER SYSTEMS │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ WATER RECOVERY SYSTEM ARCHITECTURE (40 hours) │ │
│ │ ───────────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 18: │ │
│ │ ├── Water budget for Mars habitat │ │
│ │ │ ├── Input sources │ │
│ │ │ │ ├── Initial supply from Earth │ │
│ │ │ │ ├── Ice mining (primary resupply) │ │
│ │ │ │ ├── Fuel cell byproduct │ │
│ │ │ │ └── Sabatier reaction product │ │
│ │ │ ├── Consumption categories │ │
│ │ │ │ ├── Drinking: 2.5 L/person/day │ │
│ │ │ │ ├── Food preparation: 0.5 L/person/day │ │
│ │ │ │ ├── Hygiene: 5-10 L/person/day │ │
│ │ │ │ ├── Laundry: 5 L/person/day (batch) │ │
│ │ │ │ ├── Agriculture: Variable (50-200 L/day) │ │
│ │ │ │ └── Systems: 10-20 L/day │ │
│ │ │ └── Target recovery rate: >95% │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Water Recovery System (WRS) overview │ │
│ │ │ ├── Urine Processing Assembly (UPA) │ │
│ │ │ │ ├── Vapor Compression Distillation │ │
│ │ │ │ ├── Recovery rate: 85-90% │ │
│ │ │ │ └── Brine residual handling │ │
│ │ │ ├── Water Processing Assembly (WPA) │ │
│ │ │ │ ├── Particulate filtration │ │
│ │ │ │ ├── Multifiltration beds │ │
│ │ │ │ ├── Catalytic oxidation │ │
│ │ │ │ └── Ion exchange beds │ │
│ │ │ └── Contingency Water Container (CWC) system │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── System redundancy and backup │ │
│ │ │ │
│ │ URINE PROCESSING (40 hours) │ │
│ │ ─────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 19: │ │
│ │ ├── Urine collection and pretreatment │ │
│ │ │ ├── Collection hardware │ │
│ │ │ ├── Pretreatment chemicals (H₂SO₄, CrO₃) │ │
│ │ │ └── Storage and transfer │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Vapor Compression Distillation (VCD) │ │
│ │ │ ├── Operating principles │ │
│ │ │ │ ├── Low-pressure evaporation │ │
│ │ │ │ ├── Vapor compression │ │
│ │ │ │ └── Condensation and collection │ │
│ │ │ ├── Component identification │ │
│ │ │ │ ├── Distillation Assembly (DA) │ │
│ │ │ │ ├── Fluids Control and Pump Assembly (FCPA) │ │
│ │ │ │ ├── Pressure Control and Pump Assembly (PCPA) │ │
│ │ │ │ └── Separator and Filter Assembly │ │
│ │ │ ├── Operating parameters │ │
│ │ │ │ ├── Operating pressure: 4-5 kPa │ │
│ │ │ │ ├── Operating temperature: 40-50°C │ │
│ │ │ │ └── Processing rate: ~6 kg/day │ │
│ │ │ └── Maintenance procedures │ │
│ │ │ ├── Calcium sulfate precipitation handling │ │
│ │ │ ├── Seal and bearing replacement │ │
│ │ │ └── Sensor calibration │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Brine processing │ │
│ │ │ ├── Brine Processor Assembly (BPA) │ │
│ │ │ ├── Additional 80-85% recovery from brine │ │
│ │ │ └── Final solids disposal │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Alternative urine processing │ │
│ │ ├── Forward osmosis │ │
│ │ └── Biological processing │ │
│ │ │ │
│ │ GREYWATER AND CONDENSATE PROCESSING (40 hours) │ │
│ │ ────────────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 20: │ │
│ │ ├── Greywater sources │ │
│ │ │ ├── Handwash and shower water │ │
│ │ │ ├── Laundry water │ │
│ │ │ ├── Food preparation water │ │
│ │ │ └── Equipment flush water │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Humidity condensate │ │
│ │ │ ├── Sources: Human respiration, perspiration │ │
│ │ │ ├── Collection from heat exchangers │ │
│ │ │ └── Typical volume: 2-3 L/person/day │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Water Processing Assembly (WPA) detailed │ │
│ │ │ ├── Particulate filter (0.5 micron) │ │
│ │ │ ├── Multifiltration beds │ │
│ │ │ │ ├── Activated carbon │ │
│ │ │ │ ├── Ion exchange resins │ │
│ │ │ │ └── Bed life and replacement │ │
│ │ │ ├── Catalytic oxidation reactor │ │
│ │ │ │ ├── Oxidation of organic compounds │ │
│ │ │ │ └── Catalyst maintenance │ │
│ │ │ ├── Ion exchange polishing bed │ │
│ │ │ └── Post-processing iodine addition │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Product water quality verification │ │
│ │ ├── Conductivity monitoring │ │
│ │ ├── Total Organic Carbon (TOC) │ │
│ │ └── Microbial testing │ │
│ │ │ │
│ │ WATER DISTRIBUTION AND QUALITY (40 hours) │ │
│ │ ───────────────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 21: │ │
│ │ ├── Potable water standards │ │
│ │ │ ├── EPA/NASA requirements │ │
│ │ │ │ ├── Total dissolved solids: <500 mg/L │ │
│ │ │ │ ├── pH: 6.0-8.5 │ │
│ │ │ │ ├── TOC: <3 mg/L │ │
│ │ │ │ ├── Conductivity: <25 μmhos/cm │ │
│ │ │ │ └── Iodine residual: 1-4 mg/L │ │
│ │ │ ├── Microbial limits │ │
│ │ │ │ ├── Coliform: 0/100 mL │ │
│ │ │ │ └── Total bacteria: <50 CFU/mL │ │
│ │ │ └── Heavy metal limits │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Distribution system │ │
│ │ │ ├── Storage tanks and pressurization │ │
│ │ │ ├── Distribution pumps │ │
│ │ │ ├── Pipe materials (stainless steel, PTFE) │ │
│ │ │ ├── Dispensing hardware │ │
│ │ │ └── Hot water generation │ │
│ │ │ │ │
│ │ ├── Technical water systems │ │
│ │ │ ├── Cooling water loops │ │
│ │ │ ├── Electrolysis feedwater │ │
│ │ │ └── Experimental and cleaning water │ │
│ │ │ │ │
│ │ └── Quality monitoring program │ │
│ │ ├── Continuous monitoring points │ │
│ │ ├── Sample collection and analysis │ │
│ │ ├── Trend analysis and alerts │ │
│ │ └── Corrective actions │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
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WEEK 22-24: WASTE MANAGEMENT SYSTEMS (120 hours)
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│ │
│ MODULE 2.3: WASTE PROCESSING │
│ │
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│ │ │ │
│ │ SOLID WASTE MANAGEMENT (40 hours) │ │
│ │ ──────────────────────────────── │ │
│ │ │ │
│ │ Week 22: │ │
│ │ ├── Waste characterization │ │
│ │ │ ├── Human waste (feces): ~150g/person/day │ │
│ │
User:I am working on this task: "Execute Crew Selection and Comprehensive Training Program" - Select and train 40+ colonists representing all essential skill sets for permanent settlement. Must include diverse expertise: engineers, physicians, biologists, geologists, pilots, psychologists, and generalists. Training program spanning 3-5 years covering technical skills, survival scenarios, psychological preparation, and team cohesion for permanent departure from Earth.
Please help me complete this specific subtask: "Conduct 12+ month isolation simulations in analog environments"
Be thorough and detailed in your response.
AI:AI Thinking Trace
The user is asking me to help complete the subtask "Conduct 12+ month isolation simulations in analo...
Created by Erik Bethke in Bike4Mind using the QuestMaster deep agentic flow + Claude Opus 4.5 by Anthropic