Kisah fiksi ilmiah klasik tentang Mars sering kali menampilkan penduduk Mars yang menginvasi Bumi untuk mendapatkan sumber daya berharga. Tetapi kenyataannya adalah bahwa dalam dua puluh tahun mendatang - dengan semua kendala teknis dan anggaran - hanya orang-orang yang akan menginvasi Planet Merah. Tahun ini, NASA mengumumkan rencana terbarunya untuk melompat 300 juta kilometer ke planet keempat dari Matahari. Strateginya membayangkan pembuatan stasiun bulan di orbit Bulan, yang akan berfungsi sebagai titik perantara untuk penerbangan luar angkasa jarak jauh ke Mars. Pos terdepan berawak Deep Space Gateway akan menjadi landasan peluncuran untuk Deep Space Transport, versi Enterprise dari badan antariksa tersebut.
Pada awal 2030-an, seorang astronot mungkin telah meninggalkan jejak manusia pertama di benda langit lain sejak 1969. Dia akan membutuhkan gadget pintar yang memungkinkannya untuk hidup di planet yang dingin dan tidak ramah, jauh dari tempat terdekat yang dapat disebut "rumah".
Air, air dimana-mana
Fakta bahwa ada air di Mars tidak lagi mengejutkan siapa pun. Arus permukaan di Planet Merah, yang secara berkala bocor, membuat para ilmuwan percaya bahwa air dalam bentuk cair memang seharusnya terjadi. NASA mengumumkan tahun lalu bahwa mereka juga telah menemukan reservoir es yang sangat besar yang membeku di bawah permukaan padat planet itu.
Namun, pelancong awal ke Mars kemungkinan tidak memiliki akses mudah ke sumber air ini, atau akan terlalu mahal untuk mengaksesnya. Sebagai gantinya, astronot masa depan dapat menggunakan jenis penangkap air yang dikembangkan oleh para ilmuwan di University of California, Berkeley.
Perangkat bertenaga surya ini menggunakan kerangka logam-organik khusus (MOF) untuk menarik air keluar dari udara dalam kondisi kelembaban setidaknya 20 persen. Sebuah studi tentang topik ini diterbitkan bulan lalu di jurnal Science.
Video promosi:
Dengan prototipe ini, dimungkinkan untuk mengumpulkan sekitar tiga liter air dari udara dalam 12 jam, hanya dengan menggunakan satu kilogram MOF. Bingkai menggabungkan logam seperti magnesium dengan molekul organik yang berbaris menjadi serat kaku dan berpori untuk menyimpan gas dan cairan.
“Jika kelembapan relatif di Mars sekitar 20 persen atau lebih, saya tidak mengerti mengapa perangkat ini tidak dapat bekerja di sana,” kata Omar Yagi, penulis bersama dari karya yang pertama kali menemukan MOF 20 tahun lalu.
Meskipun penangkap air akan sangat berguna di tempat-tempat gersang di Bumi, alat semacam itu akan bekerja di Mars yang benar-benar kering, di mana, meskipun dalam kondisi gurun, kelembapan relatifnya bisa mencapai 80-100% di malam hari - yang lebih dari cukup untuk menyedot air keluar dari atmosfer.
Tim Yagi sedang mengerjakan MOF yang lebih murah dan lebih efisien untuk penyerapan uap air. “Hanya masalah waktu sebelum teknologi ini menjadi kompetitif secara ekonomi. Ini adalah langkah penting menuju masa depan pasokan air, saya menyebutnya "air pribadi".
Cap peradaban
Kami dapat mencetak 3D apa pun hari ini - bahkan ovarium yang berfungsi. Kemampuan untuk memproduksi perkakas dan suku cadang pasti akan membantu penjajah Mars yang tidak dapat membawa semuanya sekaligus.
Baru-baru ini, tim dari Northwestern University mendemonstrasikan kemampuan untuk mencetak struktur 3D menggunakan debu Mars dan bulan. Lebih tepatnya, bukan debu asli, tapi peniru yang disetujui NASA dengan ukuran dan bentuk yang sama. Para peneliti, dipimpin oleh Ramil Shah, telah menggunakan apa yang disebut proses lukisan 3D, yang menggunakan tinta baru yang sebelumnya digunakan laboratoriumnya untuk mencetak benda-benda seperti graphene dan carbon nanotube.
Studi ini dipublikasikan awal tahun ini di Nature Scientific Reports.
Terdiri dari 90% debu menurut beratnya, bahan cetakan 3D sangat fleksibel dan tahan lama seperti karet. Itu bisa "dipotong, digulung, dilipat, dan dibentuk sebelum lukisan 3D." Anda bahkan dapat membuat bata LEGO.
“Di tempat-tempat seperti planet dan bulan lain dengan sumber daya terbatas, manusia harus menggunakan apa yang tersedia di planet ini untuk hidup,” kata Shah, asisten profesor di McCormick School of Engineering. “Tinta 3D kami benar-benar membuka kemungkinan untuk mencetak objek fungsional atau struktural yang berbeda untuk menciptakan habitat di luar Bumi.”
Jauh dari rumah
NASA sedang mengembangkan solusinya sendiri untuk perumahan di Planet Merah. Ini adalah igloo.
Secara teknis, "Rumah Es Mars" adalah struktur tabung tiup besar yang mencakup bahan-bahan yang dikumpulkan dari planet ini dan dibungkus dalam cangkang es.
Ide di balik struktur tiup adalah mudah untuk diangkut. Mengapa es? Air memberikan perlindungan yang sangat baik terhadap radiasi, dan ini adalah salah satu bahaya terbesar yang dihadapi orang dalam perjalanan luar angkasa. Paparan jangka panjang dapat menyebabkan kanker atau bahkan penyakit radiasi akut.
Alternatifnya, perumahan, laboratorium dan bangunan lain dapat terkubur di bawah permukaan, memaksa para peneliti untuk hidup seperti troglodytes. Tapi Mars Ice Home menawarkan perspektif yang lebih baik.
“Semua bahan yang kami pilih adalah tembus cahaya, jadi sebagian cahaya matahari dari luar dapat masuk dan memberi tahu Anda bahwa Anda berada di dalam rumah dan bukan di dalam gua,” kata Kevin Kempton, penyelidik utama proyek Rumah Es Mars di NASA.
Satu apel sehari
Tidak jelas apakah film laris fiksi ilmiah The Martian benar-benar meningkatkan penjualan kentang, tetapi para ilmuwan sedang mengembangkan pertanian tanaman mandiri canggih yang akan menyediakan buah dan sayuran segar bagi astronot di masa depan.
Misalnya, proyek bersama antara NASA, Universitas Arizona dan perusahaan swasta adalah sistem pendukung kehidupan bioregeneratif (BLSS), diwakili oleh ruang tanaman hidroponik yang tidak membutuhkan tanah (atau lebih baik, kotoran manusia) untuk menghasilkan makanan.
Sistem loop tertutup dimulai dengan air yang kaya nutrisi. Air hara mendukung sistem akar tanaman. Sistem ini bermanfaat bagi tumbuhan dan manusia pada saat yang sama, karena yang terakhir mengeluarkan karbon dioksida, yang diserap oleh tumbuhan. Tanaman, pada gilirannya, menghasilkan oksigen melalui fotosintesis.
“Proyek besar pertama kami dimulai pada 2004. Kami telah merancang dan membangun ruang pertumbuhan makanan di Kutub Selatan (Antartika). Itu masih ada dan masih berfungsi,”kata Jean Giacomelli, direktur Pusat Pertanian untuk Lingkungan yang Dikelola dan mantan penyelidik utama proyek BLSS.
BLSS ditampilkan di Biosphere 2, sistem ekologi tertutup yang dimiliki dan dioperasikan oleh orang Australia.
Tantangan di depan
Jelas, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum para astronot mulai menanam apel merah yang lezat di Planet Merah. NASA dan mitra komersialnya masih mengembangkan roket generasi berikutnya yang akan menangani semua operasi berat misi masa depan. Proyek lain sedang dilakukan untuk membuat modul tempat tinggal dalam yang akan membawa manusia ke Mars.
Hambatan serius tetap ada. Misalnya masalah radiasi. Ilmuwan yang didanai ESA baru-baru ini mengumumkan perangkat yang mensimulasikan radiasi ruang angkasa untuk mempelajari ancaman dan mengembangkan solusi untuk mengurangi efeknya pada orang dan peralatan. Saat ini, kedokteran dirgantara berfokus pada studi tentang bagaimana orang tetap sehat dan tangguh di luar angkasa.
Ada juga pertanyaan berada jauh dari rumah. Apakah orang-orang cukup tangguh untuk bertahan dalam perjalanan yang begitu lama? Penelitian juga sedang dilakukan untuk topik ini dalam kondisi Antartika.
Tahun ini akan menandai peringatan 60 tahun dimulainya era luar angkasa, ketika Rusia pertama kali meluncurkan satelit luar angkasa. Pergi ke Mars dalam waktu kurang dari satu abad dari titik kritis ini akan menjadi momen bersejarah yang menandai masa depan baru umat manusia.
ILYA KHEL
