APA ITU MOON MINING?

Send

Sejak kami mulai mengirim misi kru ke Bulan, orang-orang telah memimpikan hari di mana suatu hari kita mungkin mengoloninya. Bayangkan saja, sebuah pemukiman di permukaan bulan, di mana setiap orang terus-menerus merasakan hanya sekitar 15% berat seperti yang mereka lakukan di Bumi. Dan di waktu senggang mereka, para penjajah bisa melakukan semua jenis perjalanan penelitian keren melintasi permukaan dengan penemu bulan. Harus kuakui, kedengarannya menyenangkan!

Baru-baru ini, gagasan untuk mencari dan menambang di Bulan telah diusulkan. Hal ini sebagian karena eksplorasi ruang angkasa yang diperbarui, tetapi juga munculnya perusahaan dirgantara swasta dan industri NewSpace. Dengan jadwal misi ke Bulan untuk tahun-tahun dan dekade mendatang, tampaknya logis untuk berpikir tentang bagaimana kita dapat mengatur pertambangan dan industri lain di sana juga?

Metode yang Diusulkan:

Beberapa proposal telah diajukan untuk membangun operasi penambangan di Bulan; awalnya oleh badan antariksa seperti NASA, tetapi baru-baru ini oleh kepentingan pribadi. Banyak proposal paling awal terjadi selama tahun 1950-an, sebagai tanggapan terhadap Space Race, yang melihat koloni bulan sebagai hasil logis dari eksplorasi bulan.

Sebagai contoh, pada tahun 1954 Arthur C. Clarke mengusulkan basis bulan di mana modul tiup tertutup debu bulan untuk isolasi dan komunikasi disediakan oleh tiang radio tiup. Dan pada tahun 1959, John S. Rinehart - direktur Laboratorium Penelitian Penambangan di Colorado School of Mines - mengusulkan pangkalan berbentuk tabung yang akan "mengambang" di permukaan.

Sejak saat itu, NASA, Angkatan Darat AS dan Angkatan Udara, serta badan antariksa lainnya telah mengeluarkan proposal untuk pembuatan pemukiman bulan. Dalam semua kasus, rencana ini berisi tunjangan untuk pemanfaatan sumber daya untuk membuat basis swasembada mungkin. Namun, rencana ini mendahului program Apollo, dan sebagian besar ditinggalkan setelah kesimpulannya. Hanya dalam beberapa dekade terakhirlah proposal terperinci sekali lagi dibuat.

Sebagai contoh, selama Pemerintahan Bush (2001-2009), NASA memberikan kemungkinan untuk menciptakan "pos bulan". Konsisten dengan Visi mereka untuk Eksplorasi Luar Angkasa (2004), rencana tersebut menyerukan pembangunan pangkalan di Bulan antara 2019 dan 2024. Salah satu aspek utama dari rencana ini adalah penggunaan teknik ISRU untuk menghasilkan oksigen dari regolith sekitarnya.

Rencana-rencana ini dibatalkan oleh pemerintahan Obama dan diganti dengan rencana untuk misi Langsung Mars (dikenal sebagai "Perjalanan ke Mars" dari NASA). Namun, selama lokakarya pada tahun 2014, perwakilan dari NASA bertemu dengan ahli genetika Harvard George Church, Peter Diamandis dari X Prize Foundation dan para ahli lainnya untuk membahas opsi berbiaya rendah untuk kembali ke Bulan.

Makalah lokakarya, yang diterbitkan dalam edisi khusus Ruang baru, jelaskan bagaimana penyelesaian dapat dibangun di Bulan pada tahun 2022 hanya dengan $ 10 miliar USD. Menurut makalah mereka, pangkalan berbiaya rendah akan dimungkinkan berkat pengembangan bisnis peluncuran ruang angkasa, kemunculan industri NewSpace, pencetakan 3D, robot otonom, dan teknologi lainnya yang baru dikembangkan.

Pada bulan Desember 2015, sebuah simposium internasional berjudul "Bulan 2020-2030 - Era Baru Eksplorasi Manusia dan Robot yang Terkoordinasi" berlangsung di Pusat Penelitian dan Teknologi Ruang Angkasa Eropa. Pada saat itu, Direktur Jenderal ESA (Jan Woerner) yang baru mengartikulasikan keinginan agensi untuk menciptakan basis bulan internasional menggunakan pekerja robot, teknik pencetakan 3D, dan pemanfaatan sumber daya in-situ.

Pada 2010, NASA mendirikan Robotic Mining Competition, kompetisi berbasis insentif tahunan di mana mahasiswa merancang dan membuat robot untuk menavigasi lingkungan Mars yang disimulasikan. Salah satu aspek terpenting dari kompetisi adalah membuat robot yang dapat mengandalkan ISRU untuk mengubah sumber daya lokal menjadi bahan yang dapat digunakan. Aplikasi yang dihasilkan juga kemungkinan akan digunakan selama misi bulan di masa depan.

Badan antariksa lainnya juga memiliki rencana untuk pangkalan bulan dalam beberapa dekade mendatang. Badan antariksa Rusia (Roscosmos) telah mengeluarkan rencana untuk membangun pangkalan bulan pada tahun 2020-an, dan Badan Antariksa Nasional China (CNSA) mengusulkan untuk membangun pangkalan tersebut dalam jangka waktu yang sama, berkat keberhasilan program Chang'e.

Dan industri NewSpace juga telah menghasilkan beberapa proposal menarik belakangan ini. Pada tahun 2010, sekelompok pengusaha Silicon Valley datang bersama untuk menciptakan Moon Express, sebuah perusahaan swasta yang berencana untuk menawarkan transportasi robot komersial dan layanan data, serta tujuan jangka panjang untuk menambang Bulan. Pada Desember 2015, mereka menjadi perusahaan pertama yang bersaing untuk Lunar X Prize untuk membangun dan menguji robot pendarat - MX-1.

Pada 2010, Arkyd Astronautics (berganti nama menjadi Planetary Resources pada 2012) diluncurkan untuk tujuan mengembangkan dan menggunakan teknologi untuk penambangan asteroid. Pada 2013, Deep Space Industries dibentuk dengan tujuan yang sama. Meskipun perusahaan-perusahaan ini sebagian besar berfokus pada asteroid, daya tariknya hampir sama dengan penambangan bulan - yang memperluas basis sumber daya manusia di luar Bumi.

Sumber:

Berdasarkan studi batuan bulan, yang dibawa kembali oleh misi Apollo, para ilmuwan telah belajar bahwa permukaan bulan kaya akan mineral. Komposisi mereka secara keseluruhan tergantung pada apakah batu-batu itu berasal dari bulan maria (besar, gelap, dataran basaltik yang terbentuk dari letusan bulan) atau dataran tinggi bulan.

Batuan yang diperoleh dari maria bulan menunjukkan jejak logam yang besar, dengan 14,9% alumina (Al²O³), 11,8% kalsium oksida (kapur), 14,1% besi oksida, 9,2% magnesium (MgO), 3,9% titanium dioksida (TiO²) dan 0,6% natrium oksida (Na²O). Yang diperoleh dari dataran tinggi bulan memiliki komposisi yang serupa, dengan 24,0% alumina, 15,9% kapur, oksida besi 5,9%, magnesium 7,5%, dan 0,6% titanium dioksida dan natrium oksida.

Studi yang sama ini menunjukkan bahwa batuan bulan mengandung sejumlah besar oksigen, terutama dalam bentuk mineral teroksidasi. Eksperimen telah dilakukan yang menunjukkan bagaimana oksigen ini dapat diekstraksi untuk memberikan udara bernapas kepada para astronot, dan dapat digunakan untuk membuat air dan bahkan bahan bakar roket.

Bulan juga memiliki konsentrasi Rare Earth Metals (REM), yang menarik karena dua alasan. Di satu sisi, REM menjadi semakin penting bagi ekonomi global, karena mereka digunakan secara luas dalam perangkat elektronik. Di sisi lain, 90% cadangan REM saat ini dikendalikan oleh Cina; sehingga memiliki akses tetap ke sumber luar dipandang oleh beberapa orang sebagai masalah keamanan nasional.

Demikian pula, Bulan memiliki sejumlah besar air yang terkandung dalam regolith bulan dan di daerah-daerah gelap secara permanen di wilayah kutub utara dan selatannya. Air ini juga akan berharga sebagai sumber bahan bakar roket, belum lagi air minum untuk para astronot.

Selain itu, batuan bulan telah mengungkapkan bahwa interior Bulan mungkin mengandung sumber air yang signifikan juga. Dan dari sampel tanah bulan, dihitung bahwa air yang teradsorpsi bisa ada pada konsentrasi jejak 10 hingga 1000 bagian per juta. Awalnya, meskipun konsentrasi air di dalam batuan bulan adalah hasil dari kontaminasi.

Tetapi sejak saat itu, banyak misi tidak hanya menemukan sampel air di permukaan bulan, tetapi mengungkapkan bukti dari mana asalnya. Yang pertama adalah India Chandrayaan-1 misi, yang mengirim penabrak ke permukaan bulan pada 18 November 2008. Selama 25 menit turunnya, probe dampak Chandra's Altitudinal Composition Explorer (CHACE) menemukan bukti air di atmosfer tipis Bulan.

Pada bulan Maret 2010, instrumen Mini-RF on board Chandrayaan-1 menemukan lebih dari 40 kawah yang gelap secara permanen di dekat kutub utara Bulan yang diduga mengandung sebanyak 600 juta metrik ton (661,387 juta US ton) es air.

Pada November 2009, satelit antariksa LCROSS NASA melakukan penemuan serupa di sekitar wilayah kutub selatan, ketika penabrak itu dikirim ke permukaan menendang material yang terbukti mengandung air kristal. Pada 2012, survei yang dilakukan oleh Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) mengungkapkan bahwa es mencapai 22% dari material di lantai kawah Shakleton (terletak di wilayah kutub selatan).

Telah berteori bahwa semua air ini disampaikan oleh kombinasi mekanisme. Untuk satu, pemboman reguler oleh komet pembawa air, asteroid dan meteoroid selama rentang waktu geologis bisa mengendapnya. Juga telah diperdebatkan bahwa ia diproduksi secara lokal oleh ion hidrogen angin matahari yang dikombinasikan dengan mineral yang mengandung oksigen.

Tapi mungkin komoditas paling berharga di permukaan Bulan mungkin helium-3. Helium-3 adalah atom yang dipancarkan oleh Matahari dalam jumlah besar, dan merupakan produk sampingan dari reaksi fusi yang terjadi di dalamnya. Meskipun ada sedikit permintaan untuk helium-3 hari ini, fisikawan berpikir mereka akan berfungsi sebagai bahan bakar yang ideal untuk reaktor fusi.

Angin matahari Matahari membawa helium-3 menjauh dari Matahari dan keluar ke ruang angkasa - akhirnya keluar dari Tata Surya sepenuhnya. Tetapi partikel helium-3 dapat menabrak benda yang menghalangi jalannya, seperti Bulan. Para ilmuwan belum dapat menemukan sumber helium-3 di sini di Bumi, tetapi tampaknya berada di Bulan dalam jumlah besar.

Manfaat:

Dari sudut pandang komersial dan ilmiah, ada beberapa alasan mengapa penambangan Bulan akan bermanfaat bagi umat manusia. Sebagai permulaan, akan sangat penting untuk setiap rencana untuk membangun pemukiman di Bulan, karena pemanfaatan sumber daya in-situ (ISRU) akan jauh lebih efektif dari segi biaya daripada mengangkut material dari Bumi.

Juga, diperkirakan bahwa upaya eksplorasi ruang angkasa yang diusulkan untuk abad ke-21 akan membutuhkan sejumlah besar material. Apa yang ditambang di Bulan akan diluncurkan ke luar angkasa di sebagian kecil dari biaya apa yang ditambang di Bumi, karena gravitasi Bulan yang jauh lebih rendah dan kecepatan lepas.

Selain itu, Bulan memiliki banyak bahan baku yang diandalkan manusia. Sama seperti Bumi, ia tersusun dari batuan silikat dan logam yang dibedakan antara lapisan yang secara geokimia berbeda. Ini terdiri dari inti bagian dalam yang kaya zat besi, dan inti bagian luar cairan yang kaya zat besi, lapisan batas yang sebagian cair, dan mantel dan kerak padat.

Selain itu, telah diakui untuk beberapa waktu bahwa basis bulan - yang akan mencakup operasi sumber daya - akan menjadi keuntungan bagi misi lebih jauh ke dalam Tata Surya. Untuk misi menuju Mars dalam beberapa dekade mendatang, Tata Surya luar, atau bahkan Venus dan Merkurius, kemampuan untuk disuplai kembali dari pos bulan akan mengurangi biaya misi individu secara drastis.

Tantangan:

Secara alami, prospek mendirikan kepentingan pertambangan di Bulan juga menghadirkan beberapa tantangan serius. Misalnya, setiap pangkalan di Bulan perlu dilindungi dari suhu permukaan, yang berkisar dari sangat rendah hingga tinggi - 100 K (-173,15 ° C; -279,67 ° F) hingga 390 K (116,85 ° C; 242,33 ° F) - di ekuator dan rata-rata 150 K (-123,15 ° C; -189,67 ° F) di daerah kutub.

Paparan radiasi juga menjadi masalah. Karena atmosfer yang sangat tipis dan kurangnya medan magnet, permukaan bulan mengalami radiasi setengah dari jumlah benda di ruang antarplanet. Ini berarti bahwa astronot dan / atau pekerja bulan akan berisiko tinggi terpapar sinar kosmik, proton dari angin matahari, dan radiasi yang disebabkan oleh sinar matahari.

Lalu ada debu Bulan, yang merupakan zat kaca sangat abrasif yang telah terbentuk oleh miliaran tahun dampak mikrometeorit di permukaan. Karena tidak adanya pelapukan dan erosi, debu Bulan tidak dikelilingi dan dapat merusak mesin, dan menimbulkan bahaya kesehatan. Terburuk dari semuanya, tongkat itu untuk semua yang disentuhnya, dan merupakan gangguan besar bagi kru Apollo!

Dan sementara gravitasi yang lebih rendah menarik sejauh peluncuran yang bersangkutan, tidak jelas apa dampak kesehatan jangka panjangnya pada manusia. Seperti yang ditunjukkan oleh penelitian berulang, paparan gravitasi nol selama periode sebulan menyebabkan degenerasi otot dan kehilangan kepadatan tulang, serta berkurangnya fungsi organ dan sistem kekebalan yang menurun.

Selain itu, ada rintangan hukum potensial yang bisa muncul dalam penambangan bulan. Hal ini disebabkan oleh "Perjanjian tentang Prinsip-Prinsip yang Mengatur Kegiatan Negara dalam Eksplorasi dan Penggunaan Luar Angkasa, termasuk Bulan dan Badan Angkasa Lain" - atau dikenal sebagai "Perjanjian Luar Angkasa". Sesuai dengan perjanjian ini, yang diawasi oleh Kantor Perserikatan Bangsa-Bangsa untuk Luar Angkasa, tidak ada bangsa yang diizinkan memiliki tanah di Bulan.

Dan sementara ada banyak spekulasi tentang "celah" yang tidak secara tegas melarang kepemilikan pribadi, tidak ada konsensus hukum tentang ini. Dengan demikian, saat pencarian dan penambangan bulan menjadi lebih memungkinkan, kerangka kerja hukum harus dikerjakan untuk memastikan semuanya ada di atas dan atas.

Meskipun mungkin jauh, tidak masuk akal untuk berpikir bahwa suatu hari nanti, kita bisa menambang Bulan. Dan dengan pasokan logam yang kaya (termasuk REM) yang menjadi bagian dari ekonomi kita, kita bisa melihat masa depan yang ditandai oleh kelangkaan paska!

Kami telah menulis banyak artikel tentang penambangan dan kolonisasi Bulan di sini di Space Magazine. Inilah Siapakah Pria Pertama di Bulan ?, Apa Pendaratan Lunar Pertama ?, Berapa Banyak Orang Berjalan di Bulan?, Bisakah Anda Membeli Tanah di Bulan ?, dan Membangun Pangkalan Luar Angkasa, Bagian 1: Mengapa Menambang Di Bulan Atau Asteroid?

Untuk informasi lebih lanjut, pastikan untuk memeriksa infografis tentang Penambangan Bulan ini dari Jet Propulsion Laboratory NASA.

Pemain Astronomi juga memiliki beberapa episode menarik tentang subjek ini. Dengarkan di sini - Episode 17: Dari mana datangnya bulan? dan Episode 113: Bulan - Bagian I.

Sumber: