Kisah fiksyen ilmiah klasik Mars sering memaparkan orang-orang Marikh bermata kacamata menyerang Bumi kerana sumber daya yang berharga. Tetapi kenyataannya adalah bahawa dalam dua puluh tahun akan datang - dengan semua kekangan teknikal dan anggaran - hanya orang yang akan menyerang Planet Merah. Tahun ini NASA melancarkan rancangan terbarunya untuk melonjak 300 juta kilometer ke planet keempat dari Matahari. Strategi ini merangkumi penciptaan stesen bulan di orbit Bulan, yang akan berfungsi sebagai titik pertengahan untuk penerbangan angkasa jarak jauh ke Mars. Pos luar angkasa berpagar Deep Space Gateway akan berfungsi sebagai pelantar untuk Deep Space Transport, versi Enterprise agensi angkasa.
Menjelang awal 2030-an, seorang angkasawan telah meninggalkan jejak manusia pertama pada objek langit lain sejak tahun 1969. Dia akan memerlukan alat pintar yang memungkinkan untuk hidup di planet yang dingin dan tidak ramah jauh, dari tempat terdekat yang mungkin disebut "rumah."
Air, air di mana sahaja
Kenyataan bahawa terdapat air di Marikh tidak lagi mengejutkan sesiapa pun. Arus permukaan di Planet Merah, yang secara berkala bocor, menyebabkan para saintis percaya bahawa air cair semestinya berlaku. NASA mengumumkan tahun lalu bahawa ia juga telah menemui takungan besar ais yang beku di bawah permukaan pepejal planet ini.
Walau bagaimanapun, pelancong awal ke Marikh tidak mungkin mendapat akses mudah ke sumber air ini, atau terlalu mahal untuk mengaksesnya. Sebaliknya, angkasawan masa depan dapat menggunakan sejenis alat penangkap air yang dikembangkan oleh para saintis di University of California, Berkeley.
Peranti berkuasa solar ini menggunakan kerangka logam-organik khas (MOF) untuk mengeluarkan air dari udara dalam keadaan kelembapan sekurang-kurangnya 20 peratus. Kajian mengenai topik ini diterbitkan bulan lalu dalam jurnal Science.
Video promosi:
Dengan prototaip ini, dapat mengumpulkan sekitar tiga liter air dari udara dalam 12 jam, dengan hanya menggunakan MOF satu kilogram. Rangka ini menggabungkan logam seperti magnesium dengan molekul organik yang membentuk serat berliang yang tegar untuk menyimpan gas dan cecair.
"Sekiranya kelembapan relatif di Marikh sekitar 20 peratus atau lebih, saya tidak faham mengapa peranti ini tidak dapat berfungsi di sana," kata Omar Yagi, pengarang bersama karya yang pertama kali mencipta MOF 20 tahun yang lalu.
Walaupun penangkap air sangat berguna di tempat gersang di Bumi, alat seperti ini akan berfungsi di Marikh yang benar-benar kering, di mana, walaupun dalam keadaan padang pasir, kelembapan relatif dapat mencapai 80-100% pada waktu malam - yang lebih dari cukup untuk menyedut air dari atmosfer.
Pasukan Yagi sudah mengusahakan MOF yang lebih murah dan cekap untuk penyerapan wap air. "Ini hanya masalah masa sebelum teknologi ini menjadi kompetitif dari segi ekonomi. Ini adalah langkah penting menuju masa depan bekalan air, saya menyebutnya "air yang diperibadikan".
Cap tamadun
Kami boleh mencetak 3D apa sahaja hari ini - walaupun ovari berfungsi. Keupayaan untuk menghasilkan alat dan alat ganti pasti akan membantu penjajah Marikh yang tidak dapat membawa semuanya dalam satu masa.
Baru-baru ini, sebuah pasukan dari Northwestern University menunjukkan kemampuan untuk mencetak struktur 3D menggunakan debu Martian dan lunar. Lebih tepatnya, bukan debu sebenar, tetapi peniru yang diluluskan oleh NASA dengan ukuran dan bentuk yang sama. Para penyelidik, yang diketuai oleh Ramil Shah, telah menggunakan proses melukis 3D yang menggunakan dakwat baru yang sebelumnya digunakan oleh makmalnya untuk mencetak barang seperti graphene dan nanotube karbon.
Kajian itu diterbitkan awal tahun ini dalam Nature Scientific Reports.
Terdiri daripada 90% debu berat, bahan bercetak 3D sangat fleksibel dan tahan lama seperti getah. Ia boleh "dipotong, digulung, dilipat, dan dibentuk sebelum lukisan 3D." Anda juga boleh membuat batu bata LEGO.
"Di tempat-tempat seperti planet dan bulan lain dengan sumber daya yang terhad, manusia harus menggunakan apa yang ada di planet ini untuk hidup," kata Shah, seorang penolong profesor di McCormick School of Engineering. "Tinta 3D kami benar-benar membuka kemungkinan mencetak pelbagai objek fungsional atau struktur untuk membuat habitat di luar Bumi."
Rumah yang jauh dari rumah
NASA sedang mengembangkan penyelesaiannya sendiri untuk perumahan di Planet Merah. Ini adalah igloo.
Secara teknikalnya, "Martian Ice House" adalah struktur tiub besar yang akan merangkumi bahan-bahan yang dikumpulkan dari planet ini dan ditutup dalam cangkang es.
Idea bahagian tiup struktur adalah bahawa ia mudah dibawa. Kenapa ais? Air memberikan perlindungan yang sangat baik terhadap radiasi, dan ini adalah salah satu bahaya terbesar yang dihadapi manusia dalam perjalanan angkasa. Pendedahan jangka panjang boleh menyebabkan barah atau penyakit radiasi akut.
Sebagai alternatif, perumahan, makmal dan bangunan lain dapat dikuburkan di bawah permukaan, memaksa para penyelidik hidup seperti troglodytes. Tetapi Mars Ice Home menawarkan perspektif yang lebih baik.
"Semua bahan yang kami pilih adalah tembus cahaya, jadi beberapa cahaya dari luar dapat masuk dan memberitahu anda bahawa anda berada di sebuah rumah dan bukan di dalam gua," kata Kevin Kempton, penyiasat utama untuk projek Mars Ice Home di NASA.
Sebiji epal sehari
Tidak jelas apakah blockbuster sci-fi The Martian benar-benar meningkatkan penjualan kentang, tetapi para saintis mengembangkan ladang tanaman mandiri yang canggih yang akan memberi astronot masa depan dengan buah dan sayur segar.
Sebagai contoh, projek bersama antara NASA, University of Arizona dan perusahaan swasta adalah sistem sokongan hidup bioregeneratif (BLSS), yang diwakili oleh ruang tanaman hidroponik yang tidak memerlukan tanah (atau, lebih baik lagi, najis manusia) untuk menghasilkan makanan.
Sistem gelung tertutup dimulakan dengan air yang kaya dengan nutrien. Air nutrien menyokong sistem akar tanaman. Sistem ini memberi manfaat kepada tumbuhan dan manusia pada masa yang sama, kerana sistem ini mengeluarkan karbon dioksida, yang diserap oleh tumbuh-tumbuhan. Tumbuhan seterusnya menghasilkan oksigen melalui fotosintesis.
Projek utama pertama kami bermula pada tahun 2004. Kami telah merancang dan membina ruang pertumbuhan makanan di Kutub Selatan (Antartika). Ia masih ada dan masih berfungsi,”kata Jean Giacomelli, pengarah Pusat Pertanian untuk Lingkungan Terurus dan bekas penyiasat utama projek BLSS.
BLSS dipaparkan di Biosfera 2, sistem ekologi tertutup yang dimiliki dan dikendalikan oleh orang Australia.
Cabaran di hadapan
Jelas, masih banyak kerja yang perlu diselesaikan sebelum angkasawan mula menanam epal merah yang lazat di Planet Merah. NASA dan rakan komersilnya masih mengembangkan roket generasi akan datang yang akan menangani semua operasi berat misi masa depan. Projek-projek lain sedang dijalankan untuk membuat modul kediaman jarak jauh yang akan membawa manusia ke Marikh.
Rintangan serius masih ada. Contohnya, masalah radiasi. Para saintis yang dibiayai oleh ESA baru-baru ini mengumumkan sebuah peranti yang mensimulasikan radiasi ruang untuk mengkaji ancaman dan mengembangkan penyelesaian untuk mengurangkan kesannya pada orang dan peralatan. Pada masa ini, perubatan aeroangkasa memberi tumpuan kepada kajian bagaimana orang kekal sihat dan berdaya tahan di ruang dalam.
Terdapat juga persoalan untuk berada jauh dari rumah. Adakah orang cukup kuat untuk bertahan dalam perjalanan yang panjang? Penyelidikan juga dilakukan mengenai topik ini dalam keadaan Antartika.
Tahun ini akan menandakan ulang tahun ke-60 permulaan era angkasa, ketika Rusia pertama kali melancarkan satelit angkasa. Mendapat ke Mars dalam masa kurang dari satu abad dari titik tolak ini akan menjadi detik bersejarah yang akan menandakan masa depan baru bagi umat manusia.
ILYA KHEL
