Terobosan Canggih, Ilmuwan Temukan Cara Bikin Oksigen di Mars

KOMPAS.com - Dalam misi berisiko tinggi yang bisa memakan waktu lima tahun, NASA ingin mendaratkan astronot di Mars pada tahun 2030-an.

Namun, mengangkut oksigen dan bahan bakar yang cukup di pesawat ruang angkasa untuk menjalankan misi sepanjang waktu itu, saat ini tidak memungkinkan.

Rencana NASA untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan Mars Oxygen in Situ Resourse Utilization Experimen (Moxie).

Sistem Moxie sedang dalam tahap pengujian pada robot penjelajah Mars Perseverance yang sudah diluncurkan bulan Juli lalu.

Moxie disebut dapat mengubah karbon dioksida - yang menyusun 96 persen gas di atmosfer planet merah - menjadi oksigen.

Untuk diketahui, atmosfer Mars hanya mengandung 0,13 persen oksigen. Jika dibandingkan dengan bumi, kita memiliki 21 persen oksifen di atmosfer.

Baca juga: Ilmuwan Temukan Cara untuk Mengekstraksi Air Asin di Planet Mars

Untuk membantu NASA, para ilmuwan di Universitas Washington di St. Louis mengatakan telah menemukan teknik lain yang dapat mendukung Moxie menciptakan oksigen.

Dilansir CNN, Jumat (11/12/2020), sistem Moxie pada dasarnya menghasilkan oksigen seperti pohon, menarik udara Mars dengan pompa dan menggunakan proses elektrokimia untuk memisahkan satu atom oksigen dari setiap molekul karbon dioksida (CO2).

Sementara itu, teknik eksperimental yang diusulkan oleh Vijay Ramani dan rekan-rekannya menggunakan sumber daya yang sama sekali berbeda. Bukan memisahkan oksigen dari CO2, tapi menggunakan air asin di danau di bawah permukaan Mars.

Studi yang dilakukan oleh Ramani, seorang profesor terkemuka di departemen energi, lingkungan, dan teknik kimia Universitas Washington, dan rekan-rekannya diterbitkan awal Desember di jurnal PNAS.

Danau Mars?

Sebagian besar air yang diketahui ada di Mars adalah es, baik di kutub maupun di garis tengah planet.

Namun, para ilmuwan mendeteksi dua tahun lalu apa yang tampak seperti danau air asin di bawah permukaan lapisan es selatan Mars.

Björn Schreiner 2018 - FU Berlin Perspektif kawah Korolev diselimuti es air. Salah satu kawah di planet Mars.

Penelitian yang lebih baru telah menemukan bukti tambahan dari danau tersebut dan mengungkapkan sejumlah kolam asin berukuran lebih kecil di dekatnya.

"Keberadaan air asin adalah kebetulan karena menurunkan titik beku air. Ambil air payau yang asin dan kita elektrolisisnya (menguraikannya). Proses kami mengambil air dan membaginya menjadi hidrogen dan oksigen,” kata Ramani.

Metode yang diusulkan dalam makalah baru, bagaimanapun, mengasumsikan bahwa air asin ini sudah tersedia di Mars, kata Michael Hecht, penyelidik utama NASA untuk Moxie dan direktur asosiasi untuk manajemen penelitian di Haystack Observatory di Institut Teknologi Massachusetts.

"Belum ada bukti substantif tentang endapan air garam dalam jumlah besar, dan meskipun ada kemungkinan beberapa dalam bentuk beku, saya sama sekali tidak berharap menemukannya sebagai cairan," kata Hecht melalui email.

"Apa yang penulis abaikan adalah bahwa sementara titik leleh mungkin - 70 derajat Celsius, titik beku di Mars juga sekitar -70 derajat Celsius, jadi jika air asin cair ini benar-benar ada, mereka pada akhirnya akan menguap (lebih tepatnya, menyublim) pergi."

Hecht berkata, suatu hari nanti, elektrolisis air akan menjadi penting untuk produksi bahan bakar di Mars.

"Es biasa berlimpah di Mars dan tidak sulit ditemukan. Juga tidak ada alasan untuk tidak mencairkan es untuk mendapatkan air, yang kemudian dapat dielektrolisis dengan CO2 untuk menghasilkan oksigen dan metana sebagai bahan bakar," kata Hecht.

Ramani menggambarkan proyek penelitian mereka sebagai upaya awal timnya yang memiliki spesialisasi dalam elektrolisis air laut.

NASA, 2020 Perseverance, rover cerdas generasi ketiga dalam ilustrasi artistik kala telah mendarat dengan selamat di delta purba kawah Jezero, Mars.

"Kami menemukan laporan ini tentang endapan air asin di Mars dan kenapa tidak (memanfaatkannya)," katanya.

"Kami tidak didanai oleh NASA atau program yang berhubungan dengan luar angkasa, tetapi harapan kami adalah jika kami mendapatkan daya tarik yang cukup dengan pekerjaan ini, maka di masa depan kami berharap untuk mengusulkan ini sebagai pelengkap Moxie dan sistem lainnya."

"Harapan kami dalam 10-15 tahun ke depan, kami dapat memajukan sistem kami agar dapat bersaing," imbuhnya.

Menguji Moxie

Tim NASA untuk Moxie akan mempelajari bagaimana versi kecil pemanggang roti beroperasi pada penjelajah Perseverance dan menerapkan pelajaran yang didapat untuk mengembangkan sistem yang lebih besar dan lebih kuat untuk misi awak.

Eksperimen ini akan membantu para peneliti mempelajari bagaimana sejumlah faktor lingkungan, termasuk badai debu, angin dan pasir, serta suhu karbondioksida, dapat mempengaruhi Moxie.

Para ilmuwan juga perlu mengetahui bagaimana radiasi dapat memengaruhi perangkat lunaknya.

Baca juga: Ilmuwan Berencana Pelajari Bebatuan Mars di Siprus, Ini Alasannya

Sistem Moxie skala penuh di Mars mungkin sedikit lebih besar dari kompor rumah tangga dan beratnya sekitar 1.000 kilogram.

"Pekerjaan sedang berlangsung untuk mengembangkan satu prototipe dalam waktu dekat," kata NASA.

Hecht mengatakan bahwa fokus NASA akan tetap pada ekstraksi oksigen dari atmosfer Mars.

Meskipun es dapat bermanfaat di masa depan, katanya, es harus dianggap sebagai mineral yang harus ditelusuri, diekstraksi, dan dimurnikan sebelum dapat digunakan.

Terlebih lagi, es di Mars ditemukan terutama di garis lintang tinggi, yang bukan merupakan tujuan NASA untuk mendaratkan manusia, setidaknya pada awalnya.

"Mengekstrak oksigen dari udara itu mudah dibandingkan karena ada di mana-mana, Anda tidak perlu menggali apa pun, dan itulah mengapa kami melakukannya terlebih dahulu."