Gagasan tentang entah bagaimana Mars yang membentuk terra untuk membuatnya lebih layak huni adalah mimpi sci-fi yang visioner. Tapi sekarang, bahan yang disebut silika aerogel mungkin membuat seluruh gagasan tentang Mars pembentuk terra sedikit tidak mungkin.
Orang-orang terkemuka dari Carl Sagan ke Elon Musk telah mengusulkan pemanasan Mars dan memberinya atmosfer, dan triknya terletak pada CO2 beku dan air di tutup kutub planet. Sagan mengatakan jika tutup itu bisa diuapkan, entah bagaimana, efek rumah kaca CO2 akan melakukan sisanya. Musk berkata, dengan jelas dan setengah bercanda, bahwa bom atom yang dijatuhkan di tiang akan melakukan trik.
Ada pekerjaan ilmiah serius yang sedang berlangsung untuk mengeksplorasi ide tersebut, setidaknya secara teori. Pertanyaan sentralnya adalah, apakah Mars memiliki cukup CO2 dan air untuk menciptakan kepadatan atmosfer yang mirip dengan Bumi?
Pada 2018, para ilmuwan di University of Colorado mempelajari pertanyaan itu. Kesimpulan mereka? Terraforming Mars tidak mungkin dengan teknologi kita saat ini, sesuatu yang sebagian besar orang sudah yakin pasti benar.
“Hasil kami menunjukkan bahwa tidak ada cukup CO2 yang tersisa di Mars untuk memberikan pemanasan rumah kaca yang signifikan adalah gas yang akan dimasukkan ke atmosfer; selain itu, sebagian besar CO2 gas tidak dapat diakses dan tidak mudah dimobilisasi. Akibatnya, terraforming Mars tidak mungkin menggunakan teknologi saat ini, ”kata Bruce Jakosky, profesor di Laboratorium Fisika Atmosfer dan Ruang Angkasa di University of Colorado, Boulder.
Tapi itu setahun yang lalu, dan teknologi terus berkembang.
Dalam sebuah studi baru di Nature Astronomy, tiga peneliti dari Jet Propulsion Laboratory NASA, Universitas Harvard, dan Universitas Edinburgh, menyarankan bahwa Mars dapat dihuni jika kita mengubah pemikiran kita dan menggunakan teknologi baru. Daripada mimpi besar untuk membuat seluruh planet merah dapat dihuni, apa yang para ilmuwan sebut sebagai Modifikasi Atmosfer Global (GAM), bagaimana jika daerah-daerah kecil dapat diubah?
Kunci di balik garis pemikiran mereka adalah silika aerogel.
"Pendekatan regional ini untuk membuat Mars layak huni jauh lebih mudah dicapai daripada modifikasi atmosfer global."
Robin Wordsworth, Fakultas Teknik dan Sains Terapan Harvard John A. Paulson
Silica aerogel tidak seperti yang Anda kira. Alih-alih gel yang sebenarnya, ini adalah bahan padat, kaku, kering. Itu dibuat dengan mengekstraksi cairan dari gel dengan proses yang disebut pengeringan superkritis, proses yang sama digunakan membuat kopi tanpa kafein.
Para peneliti di balik studi baru ini menggunakan model dan eksperimen untuk menunjukkan bahwa lapisan aerogel tipis 2 hingga 3 cm (0,8 hingga 1,2 inci) dapat memungkinkan sinar matahari menembus, tetapi akan memerangkap panas. Gel juga akan memungkinkan sinar matahari yang cukup untuk fotosintesis, dan secara permanen akan menghangatkan area yang dicakupnya, memungkinkan es air dan CO2 beku mencair. Mungkin yang terbaik, tidak perlu sumber panas yang haus energi untuk melakukannya.
"Pendekatan regional ini untuk membuat Mars layak huni jauh lebih mudah dicapai daripada modifikasi atmosfer global," kata Robin Wordsworth, Asisten Profesor Ilmu dan Teknik Lingkungan di Sekolah Teknik dan Ilmu Terapan Harvard John A. Paulson (SEAS) dan Departemen Bumi. dan Ilmu Planet. "Berbeda dengan ide-ide sebelumnya untuk membuat Mars layak huni, ini adalah sesuatu yang dapat dikembangkan dan diuji secara sistematis dengan bahan dan teknologi yang sudah kita miliki," katanya dalam siaran pers.
”Pulau-Pulau Kecil yang Dapat Dihuni”
"Mars adalah planet yang paling layak huni di Tata Surya kita selain Bumi," kata Laura Kerber, Research Scientist di Jet Propulsion Laboratory NASA. “Tapi itu tetap merupakan dunia yang bermusuhan bagi banyak jenis kehidupan. Suatu sistem untuk menciptakan pulau-pulau kecil yang dapat dihuni akan memungkinkan kami untuk mengubah Mars dengan cara yang terkontrol dan terukur. "
Silika aerogel, pulau ide kelayakhunian terinspirasi oleh sesuatu yang sudah terjadi di kutub Mars.
Tidak seperti di Bumi, CO2 di Mars beku, terperangkap di kutub. Sementara di sini di Bumi kutub adalah es air, kutub Mars adalah kombinasi es air dan es CO2. Tetapi meskipun beku, CO2 itu masih memungkinkan sinar matahari menembus saat menjebak panas.
Gambar kutub Mars menunjukkan bagaimana ini terjadi.
Dalam gambar es di Mars ini, CO2 telah menjebak kehangatan Matahari. Ini menciptakan sedikit kantong kehangatan di musim panas, yang muncul sebagai bintik-bintik hitam di es.
"Kami mulai berpikir tentang efek rumah kaca solid-state ini dan bagaimana hal itu dapat digunakan untuk menciptakan lingkungan yang layak huni di Mars di masa depan," kata Wordsworth. "Kami mulai berpikir tentang jenis bahan apa yang dapat meminimalkan konduktivitas termal tetapi masih mengirimkan cahaya sebanyak mungkin."
Ternyata, aerogel silika sesuai dengan tagihan. Ini pertama kali ditemukan pada tahun 1931, dan itu adalah salah satu bahan yang paling isolasi yang pernah dibuat. Itu karena itu adalah bahan yang sangat berpori yang hampir sepenuhnya terbuat dari udara. Itu sekitar 99,8% udara, semacam jendela termal.
Aerogel silika adalah berpori 97 persen, yang berarti cahaya bergerak melalui bahan tetapi nanolayers yang saling berhubungan dari radiasi inframerah silikon dioksida silikon menjebak dan sangat memperlambat konduksi panas. Aerogel ini digunakan dalam beberapa aplikasi teknik saat ini, termasuk Mars Exploration Rovers NASA. Mereka digunakan untuk menjaga elektronik sensitif tetap hangat.
"Silica aerogel adalah bahan yang menjanjikan karena efeknya pasif," kata Kerber. "Itu tidak akan membutuhkan sejumlah besar energi atau pemeliharaan bagian yang bergerak untuk menghangatkan area dalam jangka waktu yang lama."
Para peneliti membuat percobaan untuk meniru kondisi di Mars. Mereka bereksperimen dengan dua jenis silika aerogel: partikel dan ubin. Mereka menemukan bahwa keduanya efektif dalam menaikkan suhu. Keduanya juga efektif memblokir radiasi UV yang berbahaya.
Hasilnya menunjukkan bahwa lapisan aerogel 2 cm atau lebih mengurangi radiasi UVC menjadi kurang dari 0,5%. UVC adalah radiasi UV berenergi lebih tinggi, dan dapat sangat berbahaya. Di Bumi, hampir tidak ada radiasi UVC yang terukur mencapai permukaan karena ozon, molekul oksigen dan uap air di atmosfer bagian atas.
"Sebarkan di area yang cukup luas, Anda tidak memerlukan teknologi atau fisika lain, Anda hanya perlu lapisan benda ini di permukaan dan di bawahnya Anda akan memiliki air cair permanen," kata Wordsworth. "Ada sejumlah pertanyaan teknik menarik yang muncul dari ini."
Cukup mudah untuk membayangkan semacam struktur kubah yang terbuat dari silika aerogel. Akan cukup hangat untuk dihuni, dan juga akan menghalangi UV. Itu bisa seperti rumah kaca di Bumi, di mana air tetap cair dan tanaman bisa tumbuh.
Ada banyak pekerjaan dan penelitian yang harus dilakukan, jelas. Wordsworth dan peneliti lainnya bermaksud menguji aerogel silika di lokasi mirip Mars di Bumi. Mereka menargetkan lembah kering di Chili dan Antartika.
Wordsworth jelas pada satu hal: rekayasa iklim Mars bukan hanya pertanyaan teknis dan rekayasa. Itu juga pertanyaan etis dan filosofis.
Jika sudah ada beberapa mikroba yang hidup di Mars, mungkin di bawah permukaan di suatu tempat, bagaimana dengan mereka? Haruskah kita melakukannya? Apakah kita punya hak?
"Jika Anda akan mengaktifkan kehidupan di permukaan Mars, apakah Anda yakin sudah tidak ada kehidupan di sana? Jika ada, bagaimana kita menavigasi itu, ”tanya Wordsworth. "Saat kita memutuskan untuk berkomitmen memiliki manusia di Mars, pertanyaan-pertanyaan ini tidak bisa dihindari."
Sumber:
- Makalah Penelitian: Memungkinkan kelayakhunian Mars dengan aerogel melalui efek rumah kaca solid-state
- Siaran Pers: Cara materi untuk membuat Mars layak huni
- Siaran Pers: Terraforming Mars tidak mungkin menggunakan teknologi saat ini
- Wikipedia: Aerogel
- Majalah Luar Angkasa: Haruskah Kita Terraform Mars?
