Membangun pemukiman di Mars membutuhkan logam dalam jumlah besar, tetapi mengirim material dari Bumi membutuhkan biaya yang sangat mahal. NASA menghabiskan 243 juta dolar Amerika Serikat hanya untuk mengirim rover Perseverance seberat satu ton ke Planet Merah. Kini, para peneliti dari Swinburne University dan CSIRO telah menemukan solusi yang menjanjikan dengan berhasil menciptakan besi langsung dari tanah Mars dalam kondisi simulasi Mars.
Tantangan Mars vs Bumi:
- Sumber energi: Tidak ada bahan bakar fosil, tidak ada tenaga air, efisiensi solar yang berkurang
- Atmosfer: Atmosfer CO2 tipis vs lingkungan kaya oksigen di Bumi
- Bahaya kimia: Deposit perklorat beracun bagi material berbasis karbon
- Biaya pengiriman: $243 juta USD untuk rover Perseverance seberat 1 ton
Komunitas Memperdebatkan Baja vs Besi untuk Konstruksi Mars
Terobosan ini telah memicu diskusi menarik tentang jenis logam apa yang sebenarnya berguna bagi para kolonialis Mars. Meskipun tim peneliti menghasilkan besi murni pada suhu sekitar 1000°C, para ahli komunitas menunjukkan bahwa baja akan jauh lebih praktis untuk tujuan konstruksi. Baja menawarkan kekuatan tarik 4-6 kali lebih tinggi dibandingkan besi mentah, membuatnya penting untuk membangun struktur yang dapat menahan lingkungan Mars yang keras.
Tantangannya terletak pada menciptakan kandungan karbon yang tepat untuk baja. Mars memiliki banyak karbon dioksida di atmosfernya yang tipis, tetapi mengubah ini menjadi sejumlah kecil karbon yang dibutuhkan untuk produksi baja memerlukan proses canggih yang perlu dikembangkan di Mars sendiri.
Perbandingan Kekuatan Material:
- Kekuatan tarik baja: 4-6x lebih tinggi dari besi mentah
- Kandungan karbon baja: 0,05% hingga 2%
- Besi tuang: Kandungan karbon lebih tinggi dari baja
- Aplikasi: Cangkang perumahan, fasilitas penelitian, mesin penggalian
Tantangan Praktis di Luar Laboratorium
Para penggemar teknologi sudah membayangkan langkah selanjutnya untuk teknologi ini. Beberapa menyarankan bahwa SpaceX bisa menguji proses ini dengan mendaratkan rover yang menciptakan tumpukan potongan besi dari tanah lokal. Namun, realitas untuk meningkatkan skala ini menghadirkan rintangan yang signifikan.
Mars kekurangan banyak sumber energi yang kita anggap biasa di Bumi - tidak ada bahan bakar fosil, tidak ada tenaga hidroelektrik, dan sinar matahari yang jauh lebih lemah untuk panel surya. Membangun peralatan berat yang dibutuhkan untuk produksi logam massal akan memerlukan pembangunan seluruh basis industri menggunakan material yang kemungkinan berkualitas lebih rendah dari yang biasa kita gunakan di Bumi.
Proses Produksi Besi di Mars:
- Pembentukan besi murni: ~1000°C
- Paduan silikon-besi cair: ~1400°C
- Proses menggunakan kondisi tekanan permukaan Mars
- Bahan baku: Oksida kaya besi dari regolit + karbon dari atmosfer CO2
Gambaran Besar Penggunaan Sumber Daya Luar Angkasa
Penelitian produksi besi ini masuk ke dalam bidang yang berkembang yang disebut ISRU (In-Situ Resource Utilization) - pada dasarnya menggunakan material apa pun yang ditemukan secara lokal alih-alih mengirim semuanya dari rumah. Eksperimen MOXIE milik NASA sudah mendemonstrasikan konsep ini dengan menciptakan oksigen yang dapat dihirup dari atmosfer karbon dioksida Mars.
Anda tidak bisa mengirim semuanya ke Bulan atau Mars dari Bumi - Anda perlu belajar bagaimana memproses dan menyuling material lokal.
Keberhasilan proyek-proyek seperti ini bisa menentukan apakah pemukiman Mars menjadi realistis atau tetap fiksi ilmiah. Setiap kilogram penting dalam misi luar angkasa, dan kemampuan untuk menciptakan material konstruksi di tempat bisa menjadi perbedaan antara membangun pos penelitian dan mendirikan kehadiran manusia permanen di Mars.
Tim peneliti sekarang sedang bekerja untuk membuat proses mereka menghasilkan nol limbah, di mana semua produk sampingan diubah menjadi material yang berguna. Mereka juga berkolaborasi secara internasional, baru-baru ini mengadakan workshop di Korea Selatan seiring minat global terhadap eksplorasi Mars terus tumbuh.
Referensi: How to make metals from Martian dirt