Membina penempatan di Marikh memerlukan jumlah logam yang besar, tetapi menghantar bahan dari Bumi memerlukan kos yang tinggi. NASA membelanjakan 243 juta dolar Amerika Syarikat hanya untuk menghantar rover Perseverance seberat satu tan ke Planet Merah. Kini, penyelidik dari Universiti Swinburne dan CSIRO telah menemui penyelesaian yang menjanjikan dengan berjaya mencipta besi terus daripada tanah Marikh di bawah keadaan simulasi Marikh.
Cabaran Mars berbanding Bumi:
- Sumber tenaga: Tiada bahan api fosil, tiada kuasa hidro, kecekapan solar yang berkurangan
- Atmosfera: Atmosfera CO2 nipis berbanding persekitaran kaya oksigen Bumi
- Bahaya kimia: Deposit perklorat yang toksik kepada bahan berasaskan karbon
- Kos penghantaran: $243 juta USD untuk rover Perseverance seberat 1 tan
Komuniti Membahaskan Keluli Berbanding Besi untuk Pembinaan Marikh
Kejayaan ini telah mencetuskan perbincangan menarik tentang jenis logam yang sebenarnya berguna untuk penjajah Marikh. Walaupun pasukan penyelidik menghasilkan besi tulen pada suhu sekitar 1000°C, pakar komuniti menyatakan bahawa keluli akan lebih praktikal untuk tujuan pembinaan. Keluli menawarkan kekuatan tegangan 4-6 kali lebih tinggi berbanding besi mentah, menjadikannya penting untuk membina struktur yang dapat menahan persekitaran Marikh yang keras.
Cabaran terletak pada mencipta kandungan karbon yang tepat untuk keluli. Marikh mempunyai banyak karbon dioksida dalam atmosfera nipis, tetapi menukar ini kepada jumlah kecil karbon yang diperlukan untuk pengeluaran keluli memerlukan proses canggih yang perlu dibangunkan di Marikh sendiri.
Perbandingan Kekuatan Bahan:
- Kekuatan tegangan keluli: 4-6x lebih tinggi daripada besi mentah
- Kandungan karbon keluli: 0.05% hingga 2%
- Besi tuang: Kandungan karbon lebih tinggi daripada keluli
- Aplikasi: Cangkerang perumahan, kemudahan penyelidikan, jentera penggalian
Cabaran Praktikal di Luar Makmal
Peminat teknologi sudah membayangkan langkah seterusnya untuk teknologi ini. Sesetengah mencadangkan bahawa SpaceX boleh menguji proses ini dengan mendaratkan rover yang mencipta timbunan ketulan besi daripada tanah tempatan. Walau bagaimanapun, realiti untuk meningkatkan skala ini menimbulkan halangan yang ketara.
Marikh kekurangan banyak sumber tenaga yang kita ambil mudah di Bumi - tiada bahan api fosil, tiada kuasa hidroelektrik, dan cahaya matahari yang jauh lebih lemah untuk panel solar. Membina peralatan berat yang diperlukan untuk pengeluaran logam secara besar-besaran memerlukan pembinaan keseluruhan pangkalan industri menggunakan bahan yang mungkin berkualiti rendah berbanding apa yang biasa kita gunakan di Bumi.
Proses Pengeluaran Besi di Mars:
- Pembentukan besi tulen: ~1000°C
- Aloi silikon-besi cecair: ~1400°C
- Proses menggunakan keadaan tekanan permukaan Mars
- Bahan mentah: Oksida kaya besi daripada regolit + karbon daripada atmosfera CO2
Gambaran Besar Penggunaan Sumber Angkasa
Penyelidikan pengeluaran besi ini sesuai dengan bidang yang berkembang dipanggil ISRU (In-Situ Resource Utilization) - pada asasnya menggunakan apa sahaja bahan yang ditemui secara tempatan daripada menghantar segala-galanya dari rumah. Eksperimen MOXIE NASA sudah menunjukkan konsep ini dengan mencipta oksigen yang boleh dihirup daripada atmosfera karbon dioksida Marikh.
Anda tidak boleh menghantar segala-galanya ke Bulan atau Marikh dari Bumi - anda perlu belajar bagaimana memproses dan menapis bahan tempatan.
Kejayaan projek sedemikian boleh menentukan sama ada penempatan Marikh menjadi realistik atau kekal sebagai fiksyen sains. Setiap kilogram penting dalam misi angkasa, dan keupayaan untuk mencipta bahan pembinaan di lokasi boleh menjadi perbezaan antara membina pos penyelidikan dan menubuhkan kehadiran manusia yang kekal di Marikh.
Pasukan penyelidik kini sedang berusaha untuk menjadikan proses mereka menghasilkan sifar sisa, di mana semua hasil sampingan ditukar kepada bahan berguna. Mereka juga bekerjasama di peringkat antarabangsa, baru-baru ini menjalankan bengkel di Korea Selatan ketika minat global dalam penerokaan Marikh terus berkembang.
Rujukan: How to make metals from Martian dirt