Penelitian Menunjukkan Permukiman di Bulan Lebih Mungkin daripada Mars

EKSPERIMEN terbaru yang menggunakan tanah ekstraterestrial menunjukkan  permukiman manusia bisa lebih mudah dilakukan di bulan.

Para ilmuwan mengajukan ide menanam makanan di luar angkasa. Salah satunya adalah menumbuhkan tanaman langsung di air (hidroponik) dan menumbuhkan tanaman dengan menggunakan nutrisi yang disemprotkan dari udara (disebut aeroponik). Namun, kedua opsi ini mahal, sehingga beberapa ilmuwan juga sedang mengeksplorasi metode yang lebih tradisional.

Sampel tanah dari bulan yang diambil selama misi Apollo terkontaminasi kelembapan, dan pengambilan sampel baru akan sangat mahal. Kondisi itu membuat para ilmuwan menggunakan tanah buatan yang direkonstruksi Exolith Lab  berdasarkan sampel Apollo 16 tahun 1972. Sampel Mars yang direkonstruksi didasarkan pada data Rover Curiosity.

Baca juga : Tiga Fakta Menarik tentang Konjungsi Bulan dan Mars pada 25 September 2024

"Hal yang menarik adalah tanaman bulan tumbuh lebih baik daripada tanaman Mars," kata Laura Lee, asisten peneliti pascasarjana di Northern Arizona University yang mempresentasikan poster penelitian di American Geophysical Union (AGU) 2024, berbicara kepada Space.com. "Kami pikir seharusnya sebaliknya."

Tanah di Mars penuh dengan nitrogen, komponen penting untuk kehidupan planet, yang meningkatkan harapan Mars mungkin lebih ramah huni daripada yang terlihat. Tanah Mars juga padat dan mirip tanah liat, yang disadari oleh para peneliti, membatasi jumlah oksigen yang tersedia untuk akar tanaman.

Tim ilmuwan mencoba menumbuhkan tanaman dengan Milorganite, sebuah merek pupuk yang terbuat dari mikroba yang dipanaskan untuk mencerna air limbah, yang dianggap sebagai kandidat yang baik untuk menghasilkan tanaman di pemukiman luar angkasa. Pembuangan limbah akan menjadi masalah untuk pemukiman di luar dunia, dan para peneliti telah lama bertanya-tanya apakah limbah air dari astronot bisa digunakan untuk memupuk tanaman dan mempertahankan pertanian tanpa mengimpor pupuk dari Bumi.

Baca juga : Amerika Serikat Minta NASA Ciptakan Standar Waktu Bulan, Apa Tujuannya?

Meskipun penelitian ini belum dipublikasikan, hasil awal menunjukkan mendaur ulang limbah manusia di bulan dan Mars mungkin bukan solusi yang mudah. Jagung Mars yang ditanam dengan bakteri pencerna air limbah memiliki tingkat kelangsungan hidup 33,3%, sementara jagung yang ditanam dengan pupuk nitrogen murni memiliki tingkat kelangsungan hidup 58,8%, yang menunjukkan  pupuk mungkin perlu diimpor untuk mengimbangi hasil yang rendah jika kita memilih rute pemupukan dengan limbah manusia.

Para peneliti sekarang sedang menguji brokoli, labu, kacang, dan alfalfa dengan campuran regolit dan pupuk yang berbeda di kedua jenis tanah untuk melihat apakah tanaman ini merespon lebih baik daripada jagung. Alfalfa merespon positif terhadap tanah bulan dan Mars — dan ada beberapa bukti bahwa tanaman ini juga bisa digunakan sebagai pupuk untuk tanaman luar angkasa di masa depan. 

Para ilmuwan belum menguji kentang, yang secara terkenal memberi makan protagonis dalam novel dan film fiksi ilmiah "The Martian," yang mendapat pujian kritis karena menggambarkan dengan realistis seorang astronot yang terpaksa bertahan hidup dengan menanam makanannya sendiri di pangkalan luar angkasa di Mars.

Baca juga : Ini Teori Baru Soal Asal-usul Bulan

Namun, sebelum Mars bisa menjadi mandiri, jumlah besar makanan impor akan dibutuhkan dalam jangka waktu sementara, menurut penulis makalah 2019 yang diterbitkan di New Journal yang membahas pengembangan permukiman Mars. 

Jika berhasil, tanaman di Planet Merah harus ditanam bersama dengan permukiman manusia yang tertutup tanpa atmosfer, mirip dengan cara tanaman ditanam di Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Rumah kaca di Mars harus mempertimbangkan suhu rendah, radiasi tinggi, dan tidak adanya bahan organik yang terurai yang memungkinkan pertumbuhan tanaman di Bumi. Tanah Mars juga penuh dengan perklorat, bahan kimia beracun yang perlu dihilangkan.

Baca juga : NASA Pertimbangkan Dua Opsi untuk Misi Pengembalian Sampel Mars ke Bumi

Penelitian AGU ini menekankan tantangan dalam mempertahankan pertanian di Mars jika dibandingkan dengan bulan, yang jaraknya jauh lebih dekat untuk transportasi makanan. Studi 2019 menemukan dibutuhkan sekitar 100 tahun bagi Mars untuk menjadi mandiri, sementara studi NASA menunjukkan permukiman bulan bisa mencapainya dalam beberapa dekade.

Namun, kehidupan di bulan juga memiliki banyak masalah. Bulan tidak memiliki atmosfer, yang membuatnya rentan terhadap dampak asteroid kecil yang akan terbakar sebelum mencapai permukaan planet lain. Karena gravitasi bulan yang lebih lemah, debu yang terangkat akibat dampak asteroid tidak dapat turun, mengambang di udara dan mengancam menyumbat mesin apa pun yang mungkin diperlukan untuk membantu tanaman tumbuh. Tanaman juga harus terlindungi dengan baik dari radiasi matahari, yang merupakan masalah yang lebih kecil di Mars.

Ketiadaan atmosfer di bulan membuatnya tidak mungkin bagi manusia untuk tinggal di permukaannya tanpa pakaian ruang angkasa dan bangunan pelindung seperti bunker, tetapi Mars mungkin berbeda. Astera Institute dan Pioneer Labs mengadakan workshop di AGU mengenai kelayakan terraformasi Mars, menyelidiki bagaimana pemanasan permukaan planet tersebut bisa memungkinkan habitat manusia dalam waktu kurang dari satu abad.

Menciptakan Pemanasan Global Mars

Rencananya melibatkan pengiriman bakteri fotosintetik ke Mars dan pemanasan planet secara artifisial dengan harapan menciptakan atmosfer kaya oksigen untuk memungkinkan pertumbuhan tanaman. Para ilmuwan mendiskusikan spesies pionir yang dapat diperkenalkan ke Mars untuk memulai terraformasi planet tersebut.

"Pemanasan global telah membuktikan bahwa manusia mampu mengubah iklim planet dan telah mendorong pengembangan teknologi rekayasa iklim yang hampir siap diterapkan di Bumi," kata penulis dalam Mars Terraforming Workshop Proceedings.

Pada 1971, astronom Carl Sagan menyarankan mencairkan danau yang tertutup es di wilayah kutub Mars untuk memanaskan planet tersebut, yang bisa memberikan nutrisi dan air untuk tanaman selama pencairan es musiman saat planet itu perlahan memanas. Namun, para ilmuwan tidak sepakat apakah pencairan es akan melepaskan karbon dioksida yang terperangkap, yang bisa menambah tekanan atmosfer.

Karena regolit Mars tidak menggumpal seperti tanah, ada juga risiko bahwa pencairan es bisa mengalir dan membentuk akuifer air, yang tidak akan mendukung kehidupan tanaman di atas tanah yang diinginkan untuk manusia.

Pemanasan Mars bisa menghabiskan biaya sekitar US$1 miliar per tahun, yang diperkirakan para peneliti dapat memanaskan planet merah tersebut satu derajat celsius setiap tahunnya.. Namun, para ilmuwan mengatakan rencana ini lebih murah daripada alternatif lainnya.

Dokumen tersebut mengevaluasi ide-ide lain untuk terraformasi Mars seperti menggunakan reflektor matahari untuk memanaskan planet atau memanaskannya dengan hulu ledak nuklir, sebuah ide yang akan membutuhkan "meledakkan setara dengan seluruh persenjataan AS setiap dua menit untuk mempertahankan Mars yang hangat," yang menurut dokumen tersebut "tidak diperlukan."

Sejauh mana kehidupan ada atau pernah ada di Mars, sebagaimana disarankan bukti terbatas bakteri fosil, akan menjadi panduan bagaimana manusia harus memengaruhi biosfer Mars, kata para ilmuwan. Sederhananya, pencairan es di Mars bisa mengaktifkan kembali kehidupan yang pernah ada di sana.

"Pertanyaan apakah Mars menjadi rumah bagi kehidupan yang masih ada tetap menjadi salah satu pertanyaan yang paling menarik namun belum terjawab dalam astrobiologi," kata para ilmuwan. Tetapi kita mungkin tidak akan pernah menemukan jawabannya, mereka menyimpulkan, karena "mustahil untuk membuktikan bahwa sesuatu tidak ada." (Space/Z-3)