Penambang bulan sangat gembira minggu ini ketika para ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan bukti kuat untuk es air di permukaan bulan. Ada lebih banyak es di sana daripada yang kita duga, dan sekarang kita tahu persis di mana letaknya. Ini dapat sangat menyederhanakan ekstraksi air di masa depan.
Jauh sebelum penemuan ini, para ilmuwan mencoba menemukan air yang mungkin bersembunyi di permukaan bulan. Ini adalah sumber daya yang akan sangat berharga untuk misi jangka panjang ke Bulan di masa depan, karena air sangat penting untuk kehidupan di Bumi. Ini dapat didaur ulang di habitat bulan atau digunakan untuk minum atau mandi. Selain itu, dengan bantuannya, dimungkinkan untuk menumbuhkan tanaman yang diperlukan untuk memberi makan penghuni bulan di masa depan.
Mungkin penggunaan air bulan terbesar dan paling langsung adalah sebagai bahan bakar roket. Komponen utama air - hidrogen dan oksigen - adalah dua bahan terpenting yang digunakan untuk membuat bahan bakar roket. Dan jika Anda membuat bahan bakar roket dari air di bulan, alangkah baiknya menghemat uang untuk misi ambisius di luar angkasa. Untuk saat ini, roket yang meninggalkan Bumi harus membawa semua bahan bakar yang mereka butuhkan. Tetapi dengan menggunakan es bulan, roket dapat diisi ulang bahan bakar saat berada di luar angkasa, dan mencapai tempat yang lebih jauh dengan biaya yang lebih sedikit.
Apakah air lebih baik dari minyak?
“Idenya adalah untuk menciptakan semacam rantai pasokan di luar Bumi untuk produk tertentu - khususnya air sebagai bahan bakar - agar lebih mudah berpindah dari satu benda ke benda lain di luar angkasa,” kata Julie Brisset. Peneliti, Institut Luar Angkasa Florida.
Mengirim sesuatu ke luar angkasa selalu mahal. Jika Anda ingin satelit Anda lepas dari gravitasi bumi, Anda akan membutuhkan banyak bahan bakar untuk membawanya ke orbit. Faktanya, sebagian besar bobot yang dibawa roket saat diluncurkan berasal dari bahan bakar. Dan semakin dalam Anda pergi ke luar angkasa, semakin banyak bahan bakar yang Anda butuhkan. Lebih banyak energi dibutuhkan untuk melepaskan diri dari gravitasi planet. Oleh karena itu, misi ke luar angkasa menjadi semakin mahal, karena dibutuhkan roket besar dan banyak bahan bakar yang dibutuhkan.
Tapi bagaimana jika, alih-alih mengambil bahan bakar di Bumi, Anda bisa mengisi tangki dengan bahan bakar yang sudah ada di luar angkasa? Kemudian misi ke luar angkasa akan menjadi biasa seperti perjalanan dari satu kota ke kota lain. “Bayangkan saja Anda harus keluar dari Denver dan tidak ada pompa bensin dalam perjalanan dan Anda harus membawa bensin sampai ke New York,” kata George Sowers, profesor di Colorado School of Mines dan mantan wakil presiden United Launch. Persekutuan. “Anda pasti tidak akan mendapatkan semua ini di dalam mobil. Kita harus naik trailer. Inilah mengapa gagasan perkembangan bulan begitu menarik di benak. Air di bulan dapat ditambang, dipecah menjadi bahan bakar roket, dan diangkut ke orbit bulan atau orbit rendah bumi. Roket tidak perlu berukuran besar untuk membawa semua bahan bakar. Mereka bisa saja berlabuh dengan pompa bensin dan mengisi bahan bakar untuk perjalanan jauh.
Video promosi:
Mengangkut bahan bakar dari Bulan ke tempat lain di luar angkasa akan jauh lebih murah daripada mengangkutnya dari Bumi. Di Bulan, gravitasi bumi adalah seperenam, yang berarti lebih sedikit energi yang dibutuhkan untuk turun dari permukaan. Penabur baru-baru ini menganalisis biaya pengangkutan bahan bakar bulan ke berbagai lokasi di luar angkasa. Mengirimkan air bulan ke orbit rendah Bumi, misalnya, lebih murah daripada mengirimkannya dari Bumi, meskipun planet kita lebih dekat. “Jika Anda akan menggunakan bahan bakar ini di orbit rendah Bumi, penghematannya akan menjadi 20-30 persen jika Anda menggunakan bahan bakar bulan, bukan terestrial,” kata Sowers.
Para ilmuwan telah berfantasi tentang mengubah air bulan menjadi bahan bakar roket selama beberapa dekade, sejak bukti kutub bulan yang cocok untuk mengembangkan es telah muncul. Pada tahun 1994, studi bersama oleh NASA dan militer AS yang disebut Clementine menunjukkan bahwa air ada di kawah di kutub bulan. Tempat-tempat ini tidak pernah melihat cahaya matahari dan tidak pernah mencapai suhu di atas -250 derajat Fahrenheit. Beberapa misi ke bulan telah mengkonfirmasi bahwa mungkin ada air di daerah tersebut. Pada tahun 2009, NASA menjatuhkan pesawat ruang angkasa LCROSS ke dalam kawah di kutub selatan bulan untuk melihat material apa yang akan dikeluarkan oleh dampak tersebut. Diketahui bahwa debit 5% air.
Namun, sebuah penelitian yang diterbitkan minggu ini di PNAS menunjukkan bahwa beberapa area bulan bisa terendam air. Ilmuwan dari Universitas Hawaii dan Universitas Brown menganalisis data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa Chandranayan 1 India yang berlayar ke bulan pada tahun 2008. Dengan menggunakan salah satu instrumen kerajinan, mereka dapat memetakan area es di bulan dengan mengukur reflektifitas air. Mereka juga memindai tempat-tempat ini dengan sinar infra merah dan menentukan bahwa air berbentuk es, bukan cair atau uap. Mereka tidak hanya memastikan bahwa air es ada di permukaan bulan, tetapi beberapa wilayah di bumi terdiri dari 20-30 persen es. Tergantung pada seberapa dalam es masuk ke bawah permukaan, dimungkinkan untuk memetakan di mana komponen propelan akan diekstraksi.
Depot bahan bakar di orbit rendah Bumi membuka kemungkinan baru untuk misi di luar angkasa. Misalnya, Anda dapat membangun kapal tunda - roket yang berada di luar angkasa, mengisi bahan bakar berulang kali, dan membawa satelit ke tujuan yang diinginkan. Sekarang satelit, yang diluncurkan ke orbit tinggi, menghabiskan waktu dari enam bulan hingga satu tahun untuk perlahan-lahan naik lebih tinggi menggunakan mesin onboard. Selama ini, mereka tidak bisa melakukan pekerjaannya dan tidak membawa uang. Tetapi dengan tarikan antariksa, satelit dapat ditempatkan di orbit yang lebih rendah dengan roket kecil, dan kemudian digunakan oleh tarikan antariksa untuk membawa satelit ke orbit yang diinginkan hanya dalam beberapa hari. Ini akan menghemat uang operator satelit: mereka tidak perlu meluncurkan roket besar untuk membawa kargo mereka ke luar angkasa.dan mereka akan memiliki lebih banyak waktu untuk bekerja dengan rekan mereka.
Jadi ya, air bulan memang keren sebagai bahan bakar, tetapi tidak akan mudah untuk mulai menambangnya. Pertama, Anda perlu melakukan pengintaian ekstensif. Berkat studi PNAS, para ilmuwan pada dasarnya telah membuat peta yang menunjukkan tempat mencari area air es paling segar di kutub bulan. Langkah selanjutnya adalah mengirim modul pendaratan dan penjelajah untuk menemukan situs terbaik. Ilmuwan belum mengetahui apakah es tersebut berupa lumpur yang bercampur dengan es, atau berupa balok padat yang bercampur dengan material permukaan lainnya. “Kami tahu bagaimana merancang peralatan ekstraksi. Kami hanya tidak tahu peralatan apa yang harus digunakan,”kata Metzger.
Salah satu idenya adalah menggali tanah bulan dengan ekskavator yang mengirimkan material ke prosesor. Prosesor memisahkan es dari tanah selama proses pemanasan dan memecah air menjadi unsur dasar menggunakan listrik. Sebagian bahan bakar yang dihasilkan kemudian digunakan untuk mengalirkan sisa air dari bulan ke dalam kendaraan ke depot bahan bakar.
Tentu, semua ini akan mahal. “Semuanya tergantung pada analisis biaya,” kata Metzger. "Apakah lebih murah meluncurkan bahan bakar roket dari Bumi, atau lebih murah sekali meluncurkan peralatan ke luar angkasa dan kemudian memelihara peralatan itu dan menggunakannya untuk terus membuat bahan bakar roket di luar angkasa?" Berdasarkan analisis oleh Metzger, Brissé, dan Sowers, mereka menyimpulkan bahwa perlu sepuluh tahun untuk berinvestasi di pertambangan di bulan untuk mendapatkan keuntungan. Tetapi karena penambangan bulan adalah bisnis yang berisiko, pemodal ventura mungkin tidak ingin terlibat aktif dalam bisnis ini.
Inilah mengapa tim menyarankan agar NASA membiayai bersama pengembangan penambangan awal. Dengan demikian, investor komersial lebih cenderung bermitra dengan agensi terkemuka yang dapat menanggung sebagian biaya.
NASA tidak akan memberikan layanan kepada investor: badan antariksa telah menyarankan bahwa hingga 100 metrik ton bahan bakar mungkin diperlukan setiap tahun untuk mengisi bahan bakar pesawat ruang angkasa yang meninggalkan permukaan bulan dari pangkalan. Jika semua ini diluncurkan dari Bumi, dibutuhkan sekitar $ 3,5 miliar setahun. Penghematan dari pembuatan bahan bakar bulan akan membuat misi ke Bulan dan Mars lebih murah. “Misi ke Mars akan lebih murah, dan semua yang kami lakukan di luar Bumi juga,” kata Sowers. Misalnya, menggunakan bahan bakar bulan untuk mengisi bahan bakar roket akan memotong biaya penerbangan ke bulan dari Bumi dengan tiga faktor, kata Sowers. Ini penting mengingat NASA akan melakukan misi manusia ke bulan lagi.
Ilya Khel
