Lebih dari sekadar fiksi ilmiah, membuat planet Mars menjadi sebuah tempat yang layak huni seperti Bumi – yang dikenal sebagai terraforming, merupakan impian lama bagi sebagian para ilmuwan. Namun, apakah gas rumah kaca dan air yang terdapat di sana mencukupi untuk menyerupai atmosfer di Bumi?
Mars tidak menyimpan cukup karbon dioksida yang praktis dapat ditempatkan kembali ke atmosfer untuk menghangatkan Mars, menurut sebuah penelitian yang disponsori NASA. Mengubah lingkungan Mars yang tidak ramah menjadi layak huni adalah tidak mungkin tanpa teknologi yang jauh melampaui kemampuan saat ini.
Para peneliti dari Universitas Harvard, Jet Propulsion Lab NASA, dan Universitas Edinburgh, memiliki sebuah gagasan baru. Mereka menyarankan bahwa wilayah permukaan Mars dapat dihuni dengan menggunakan suatu bahan yang dapat menirukan efek rumah kaca atmosfer Bumi.
Melalui berbagai pemodelan dan eksperimen, para peneliti menunjukkan bahwa suatu perisai berbahan silika aerogel setebal 2-3 cm dapat mentransmisikan cahaya tampak yang mencukupi untuk proses fotosintesis, memblokir radiasi ultraviolet yang berbahaya, dan menaikkan suhu sebesar 50 derajat Celscius area yang berada di bawahnya secara permanen.
Makalah ini diterbitkan di dalam jurnal Nature Astronomy .
“Mars adalah planet yang paling layak huni di Tata Surya kita selain Bumi,” kata Laura Kerber, Peneliti Ilmu Pengetahuan di Jet Propulsion Laboratory NASA. “Tapi itu masih dunia yang tidak bersahabat bagi kebanyakan jenis kehidupan.”
“Pendekatan regional ini untuk membuat Mars menjadi layak huni jauh lebih mudah dicapai daripada memodifikasi atmosfer secara global,” kata Robin Wordsworth, dari Harvard John A. Paulson (SEAS). “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.”
Para peneliti terinspirasi oleh suatu fenomena yang terjadi di Mars yang dikenal dengan efek rumah kaca solid-state. Tidak seperti es di kutub Bumi, es di kutub Mars merupakan kombinasi dari air dan CO2 yang membeku. Dengan demikian, fenomena ini dapat dikembangkan dengan memungkinkan sinar matahari dapat menembus hingga permukaan planet namun tetap menjaga panas yang dihasilkan. Pada akhirnya dapat menciptakan sebuah keadaan di mana air tetap mencair di permukaan planet, tidak membeku dan tidak cepat menguap.
CO2 beku memungkinkan sinar matahari menembus sekaligus menjebak panas. Di musim panas, efek rumah kaca solid-state ini menciptakan kantong-kantong pemanasan di bawah es, yang terlihat di sini sebagai titik-titik hitam di dalam es. (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences)
“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 sejenis bahan apa yang dapat meminimalkan konduktivitas termal tetapi masih meneruskan cahaya sebanyak mungkin.”
Para peneliti menemukan silika aerogel sebagai salah satu bahan isolasi yang memungkinkan yang telah diproduksi.
Silika aerogel terdiri dari 97 persen volume udara, sehingga cahaya dapat bergerak melewati bahan ini tetapi lapisan-lapisan super tipis berukuran nano (nanolayers) yang saling berhubungan yang dihasilkan dari radiasi inframerah silikon dioksida menghambat konduksi panas. Aerogel ini digunakan dalam beberapa aplikasi teknik saat ini, termasuk Mars Exploration Rovers milik NASA. Selain itu, dapat juga digunakan untuk membangun kubah tempat tinggal atau bahkan biosphere mandiri.
“Silika aerogel adalah bahan yang menjanjikan karena efeknya pasif,” kata Kerber. “Itu tidak akan membutuhkan sejumlah besar energi atau pemeliharaan bagian yang bergerak untuk menjaga sebuah area tetap hangat dalam jangka waktu yang lama.”
Dengan menggunakan pemodelan dan eksperimen yang meniru permukaan Mars, para peneliti menunjukkan bahwa lapisan tipis bahan ini meningkatkan suhu rata-rata di Mars yang sangat dingin menjadi suhu yang menyerupai Bumi.
“Sebarkan di area yang cukup luas, Anda tidak membutuhkan teknologi atau fisika lain, Anda hanya perlu lapisan ini di permukaan dan di bawahnya Anda akan memiliki air yang akan tetap mencair secara permanen,” kata Wordsworth.
Wordsworth menunjukkan bahwa setiap diskusi tentang terraforming di Mars menjadi layak huni bagi manusia dan kehidupan Bumi juga menimbulkan berbagai pertanyaan signifikan secara filosofis dan etika terkait dengan perlindungan terhadap planet. “Saat kita memutuskan untuk berkomitmen mengharuskan manusia tinggal di Mars, pertanyaan-pertanyaan ini tidak bisa dihindari.” pungkas Wordsworth.
