Lapisan debu, tanah, dan pecahan batu yang berada di permukaan Bulan yang disebut regolith, memilki kandungan oksigen yang berlimpah. Hanya saja oksigen ini terikat secara kimiawi dalam bentuk oksida logam berupa mineral.
Setelah ditemukan cara untuk mendapatkan oksigen dari debu bulan, sebuah prototipe dari fasilitas untuk memproduksi oksigen di bulan akan melakukan percobaan produksinya dalam skala besar.
Jika berhasil, maka diharapkan nantinya fasilitas ini akan membantu menyediakan sumber oksigen bagi misi manusia ke bulan dimasa depan. Dan bahkan mungkin saja bagi koloni manusia di bulan.
“Dengan memiliki fasilitas ini, kami bisa terfokus dalam memproduksi oksigen di bulan, mengukurnya dengan spektrometer massa ketika oksigen berhasil terekstraksi dari batuan regolith tiruan,” kata ahli kimia Beth Lomax dari the university of Glasgow, Skotlandia.
“Dengan kemampuan kita untuk menghasilkan oksigen dari sumber daya di bulan, nantinya akan sangat membantu dalam pembangunan koloni di bulan dimasa depan. Oksigen, selain berguna untuk bernafas juga digunakan sebagai bahan bakar roket.”
Meski debu bulan sangat tajam dan bisa membahayakan kesehatan, sebelumnya para peneliti dari ESA telah mencoba melakukan penelitian terhadap material ini hingga bisa dijadikan sebagai bahan bangunan untuk hunian manusia di bulan.
Ilustrasi dari pangkalan manusia di bulan (P.Carril/ESA)
Fasilitas ini dipersiapkan di pusat riset dan teknologi angkasa Eropa milik Badan antariksa Eropa (ESA) di Belanda. Nantinya akan mempergunakan teknik yang dikembangkan oleh Lomax dan rekan-rekannya.
Kita telah mengetahui, berdasarkan sampel regolith dari bulan – berupa debu, batuan dan tanah dari permukaan bulan – terdapat kandungan oksigen yang melimpah pada material ini. Dengan kandungan oksigen antara 40-45 persen dari berat regolith.
Dengan menggunakan batuan tiruan yang mirip dengan regolith bulan yang dibuat di bumi, para ilmuwan terus berusaha mencari tahu bagaimana cara mengekstrak oksigen. Dan hasilnya selama ini tidaklah baik, terlalu rumit dan hanya menghasilkan oksigen dengan persentase yang sangat kecil, atau menghancurkan regolith tiruan tersebut.
Seperti yang pernah dilaporkan tahun lalu, Tim Lomax merubah metode ekstraksi oksigen dengan menggunakan teknik baru yang disebut elektrolisis garam yang dicairkan.
Pertama, regolith ditempatkan pada sebuah keranjang berjaring. Kemudian kalsium klorida – zat elektrolit – ditambahkan ke dalamnya. Setelah itu campuran ini dipanaskan pada suhu sekitar 950 derajat Celcius, pada temperatur ini material tidak akan mencair. Kemudian, diberikan aliran listrik sehingga terjadi reaksi yang menghasilkan gas oksigen murni dan sisa reaksi garam akan bermigrasi menuju anoda.
Reaksi ini mampu mengekstrak gas oksigen hingga mencapai 96 persen dari kandungan regolith. Dan sisa hasil reaksi dari proses ini adalah kombinasi dari logam campuran.
“Dan hasil sampingan ini juga kami teliti lebih jauh untuk mengetahui apa jenis logam yang paling banyak dihasilkan dan untuk apa saja nantinya logam campuran ini bisa dimanfaatkan,” kata ilmuwan material Alexandre Meurisse dari Badan Antariksa Eropa.
“Apakah logam campuran ini bisa dimanfaatkan langsung dengan mesin cetak tiga dimensi, atau masih dibutuhkan proses pemisahan terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan? Kombinasi logam yang tepat tergantung pada bagian bulan mana regolith diperoleh – terdapat perbedaan signifikan dari kandungan logam pada setiap area di bulan.”
Partikel-partikel bulan simulasi sebelum proses ekstraksi oksigen. (Credit: Beth Lomax / Universitas Glasgow)
Dan saat ini, tengah dipersiapkan fasilitas yang menggunakan teknik deoxidation komersial. Biasanya pada teknik ini, oksigen adalah hasil sampingan yang tidak digunakan, hanya dialirkan untuk dibuang. Dan dengan pengembangan dari teknik ini, akan dibangun sarana untuk menampung gas oksigen.
Dan tentu saja tujuan akhir dari penelitian ini adalah untuk membangun sebuah fasilitas yang bisa beroperasi pada bulan nantinya dengan menggunakan regolith bulan sebenarnya, bukan tiruan.
“ESA dan NASA akan melakukan misi membawa awak ke bulan, dan untuk kali ini mereka akan mencoba untuk tinggal di sana,” kata Tommaso Ghidi, kepala divisi struktur mekanisme dan material di ESA.
“Kami berfokus pada pemanfaatan secara sistematis dari sumber daya di bulan. Dan kami terus berupaya agar manusia dapat tinggal lebih lama di bulan dan mungkin juga pada suatu hari di planet Mars.”
