20年前在阿波羅11號飛船登月20周年紀念日上，時任美國總統的喬治・H・W・布什建議美國在月球上建立居留地，并把探索團隊送往火星。然而美國國會對這項提議并不感興趣，也從沒提供資金支持這項計劃。15年后，他的兒子小布什總統提出，美國要在2020重返月球，并把它作為前往火星的跳板。
美國德克薩斯州月球與行星研究所的保羅・斯巴蒂斯(Paul Spudis)是兩個月球軌道器――印度的月船1號和美國宇航局的新月球勘測軌道飛行器(LRO)的小組成員，他表示：“我們將前往月球，研究利用月球資源的方法，以便學會太空飛行新本領。”
從理論上來說，月球或火星上的材料都可通過加工為宇航員所用，例如它們可以釋放出氧氣供宇航員呼吸，或充當燃料。斯巴蒂斯告訴《新科學家》雜志說：“現在我們還不知道能否利用太空資源，但是我們清楚我們想要前往月球的一個目的，就是查明我們是否可以利用它們。”
1.美國宇航局已審查十多個設計方案
美國宇航局已經審查了十多個在月球上建設人類居留地的不同設計方案。每個設計方案的最終目標都是能在無需補給任務的情況下，讓4名宇航員在月球上停留180天。這個基地由堅硬的圓柱形登月艙構成，每個都將放在月球登陸器的頂部，被送到月球表面。美國宇航局設想在把補給品送上月球，并實現每年執行兩次載人任務后，于2030年之前建成一個功能齊全的宇航員居留地。但是月球居留地至少要在最初幾年依靠太陽能電池板。太陽能電池板收集的一部分能量會被儲存起來，以備陽光無法利用的時候為該基地提供能量。
2.可利用核反應堆供能
在月球上的漫漫長夜，可利用核反應堆供能，如果居留地不是位于極地，月球之夜最長可持續大約14天。這些反應堆的產電量是40瓦特，大約足以供30家普通美國家庭使用。反應堆上方的黑色面板是散熱器，可用來疏散過剩的熱量。為了防止宇航員受到反應堆傷害，這些東西都距離居留地有一段距離，而且周圍被成袋的月球土包圍。其他設計方案要求把核反應堆埋在月球地下。
3.美國宇航局希望設計一種加壓月球車
為了探索月球表面，美國宇航局希望設計一種加壓月球車，它可當作移動月球居留地。宇航員利用它可在數周時間內持續探索月球表面，期間無需返回大本營。如果供應品補給站分布在道路沿線，這些月球車或許可以離開大本營數百公里。
4.居留地和月球車將穿上“太空服”
又粘又細的月球塵土可破壞保護層，它們可能是一大健康隱患。為了解決這個問題，美國宇航局正在考慮給居留地和月球車穿上“太空服”，這樣塵埃就無法進入居留地和月球車內部了。這兩件“太空服”是用來裝備加壓月球車的。宇航員從這種服裝的后面進入室內，然后利用月球車前去探索月面。
5.巨型六腿機器人可駝整個宇航員居留地
月球車和推土機可能并不是唯一在月球表面移動的裝置。一種被稱作ATHLETE的巨型六腿機器人可以用背駝走整個宇航員居留地，它通過蹲伏姿勢，讓居留地的門靠近地面。
未來探索仍有不確定性
小布什總統宣布這項計劃后不久，美國宇航局確定實現重返月球這個目標的最好方法，是建設一個可以確保4名宇航員一次停留180天的居留地。現任總統奧巴馬在2009年初支持一項重返月球計劃，由于他已經下令擴大對美國宇航局的人類太空飛行計劃的審查范圍，這些計劃可能還會發生變動。這次審查預計將在8月底結束。
美國宇航局2010年的預算需求也會導致重返月球的時間表發生變動。德克薩斯州休斯頓美國宇航局約翰遜航天中心月表系統項目辦公室副主管馬修・倫納德(Matthew Leonard)說：“我們得到的人類重返月球計劃的預算開支無法維持到2020年。”盡管如此，該局仍在為實現這個目標而努力，打算在2021年把第一批宇航員送上月球，并通過把貨物送上月球，且每年實施兩次登月球任務，在月球上建立居留地。
6.月球探索路線可能從一極到達另一極
月球車和ATHLETE機器人聯合在一起后，可以實施持續時間更長的月球表面探索任務。在假設的一項任務中，整個居留地都能移動，它可以到處移動，在月面進行探索，它的探索路線有可能是從一極到達另一極。
7. ATHLETE機器人的腿可以延伸
ATHLETE機器人的腿可以延伸，因此宇航員可以利用它把居留地從月球車的頂部移到月球表面。月球車的裝貨區高大約是6米。但是經過特殊設計的起重機也能用于卸貨。這種拆卸方案涉及到的起重機，可用來把一個居留地模塊從月球車上卸下來，并把它放在多腿ATHLETE機器人上。第二個起重機負責把阻隔室放到月面上。
8.充氣結構也可用來建設月球居留地
用纖維B等柔軟結實的材料制成的充氣結構也可用來建設月球居留地。這種超輕建筑物可能更方便發射升空，但是一旦它們被送到月球表面，組裝起來可能更加費事，因為宇航員必須給它們安裝管道系統、設備和家具。
9.美國宇航局已審核一種可能性方案
美國宇航局已經審核的一種可能性方案，是設計出可模擬火星旅行的任務。由于火星距離地球更加遙遠，因此它上面的居留地的自給自足能力應該比為月球設計的居留地更強，而且質量會比月球居留地更大。例如，月球登陸器會根據這些限制進行設計：可以攜帶一個宇航員居留地，這個居留地在著陸后可以進行充氣。為了減小體重，月球車可能跟“阿波羅”號使用的月球車一樣，不能加壓。
10. 美國宇航局月表系統項目辦公室
美國宇航局月表系統項目辦公室最青睞的一種設計方案，把以前的設計最出彩的地方結合在了一起。這個居留地的大部分都能移動，但是經過幾年奔波后，它們會在一個地方停留下來，組成月球前哨。這個前哨將由太陽能和核反應堆供能。圖中月球車上方折疊在一起的黑色長方形就是太陽能電池板。ATHLETE機器人的背上背著一個宇航員居留地，它頂部是一個充氣阻隔室和儲存容器，可用來儲存水或氧氣。這些材料都能在月球風化層里提取出來。
月球基地設計競賽
美國宇航局現在仍在繼續挑選月球居留地設計方案。該局的月表系統辦公室已經審查了十幾種不同類型的月球基地設計方案，為2010年年中的評審做準備。倫納德告訴《新科學家》雜志說，這項計劃的領先者是“最佳撞擊”方案，它是其他任務理念最理想部分的完美結合。
這個方案里的月球登陸器會把居留地、月球車和機器人送上月球，機器人可在太陽能的驅動下，在這顆地球衛星的表面爬行。經過多年探索，這個“大部隊”會在一個地方長期駐留。該任務還會把核反應堆送上月球，為月球前哨提供充足的能量。在這項計劃的更長遠版本中，完整的月球基地將在2028年開始運營。
