Swinburne dan Csiro Para peneliti telah berhasil menghasilkan besi dalam kondisi seperti Mars, membuka pintu produksi logam di luar Bumi.
Visi membangun pemukiman di Mars telah menangkap imajinasi miliarder, program ruang angkasa pemerintah, dan advokat eksplorasi ruang angkasa.
Namun, membangun koloni seperti itu membutuhkan sejumlah besar material, dan mengangkut semuanya dari Bumi tidak praktis. Untuk menempatkannya dalam perspektif, mengirim NASARover ketekunan satu ton ke Mars berharga sekitar US $ 243 juta.
Jelas, kecuali kami berencana untuk membangun penyelesaian yang cocok hanya untuk semut, sumber daya yang jauh lebih banyak akan diperlukan. Tantangannya kemudian menjadi: Bagaimana kita mendapatkannya?
Untuk rekan postdoctoral CSIRO dan lulusan Swinburne Dr Deddy Nababan, solusinya mungkin terletak di tanah Mars sendiri, yang dikenal sebagai regolith.
“Mengirim logam ke Mars dari Bumi mungkin layak, tetapi itu tidak ekonomis. Bisakah Anda bayangkan membawa banyak logam ke Mars? Itu tidak praktis,” kata Dr Nababan.
“Sebaliknya, kita dapat menggunakan apa yang tersedia di Mars. Ini disebut pemanfaatan sumber daya in-situ, atau Isru.”
Lebih khusus lagi, Dr Nababan melihat astrometalurgy – membuat logam di luar angkasa.
Membangun pengecoran di luar dunia
Ternyata, Mars memiliki semua bahan yang diperlukan untuk membuat logam asli. Ini termasuk oksida kaya zat besi dalam regolith dan karbon dari atmosfernya yang tipis, yang bertindak sebagai zat pereduksi.
SWINBURNE University of Technology Astrometallurgist, Profesor Akbar Rhamdhani, bekerja sama dengan Dr Nababan untuk menguji proses ini dengan Regolith Simulant – rekreasi buatan dari barang -barang yang ditemukan dari Mars.
“Kami memilih simulan dengan sifat yang sangat mirip dengan yang ditemukan di Gale Crater di Mars dan memprosesnya di Bumi dengan kondisi Mars yang disimulasikan. Ini memberi kami ide yang baik tentang bagaimana prosesnya akan dilakukan di luar dunia,” katanya.
Simulan ditempatkan di dalam ruang pada tekanan permukaan Mars dan dipanaskan pada suhu yang meningkat. Eksperimen menunjukkan pembentukan logam besi murni sekitar 1000 ° C, dengan paduan silikon-besi cair yang diproduksi sekitar 1400 ° C.
“Pada suhu yang cukup tinggi, semua logam menyatu menjadi satu tetesan besar. Ini kemudian dapat dipisahkan dari slag cair dengan cara yang sama di bumi,” kata Profesor Rhamdhani.
Bersama dengan Dr Nababan, Prof Rhamdhani berkolaborasi dengan Dr. Mark Pownceby dari CSIRO untuk lebih memajukan proses tersebut. Mereka terutama fokus membuat logam dengan nol limbah, di mana produk sampingan dari proses digunakan untuk membuat item yang bermanfaat.
Jika Anda tidak dapat mengirimkannya, buatlah
Dalam eksplorasi ruang angkasa, pemanfaatan sumber daya in-situ (ISRU) menjadi semakin penting karena setiap kilogram diluncurkan di atas roket menambah biaya dan kompleksitas misi. Meskipun biaya peluncuran secara bertahap menurun, skala sumber daya yang diperlukan untuk mendukung eksplorasi manusia tetap sangat besar.
Kemajuan yang signifikan sudah dibuat, termasuk demonstrasi ISRU di luar dunia pertama. Eksperimen Moxie NASA, yang dibawa oleh Mars Perseverance Rover, berhasil menghasilkan oksigen bernapas dari tidak lebih dari karbon dioksida di atmosfer Mars.
Produksi logam adalah lompatan raksasa berikutnya. Prof Rhamdhani berharap paduan buatan Mars dapat digunakan sebagai cangkang untuk perumahan atau fasilitas penelitian, dan dalam mesin untuk penggalian.
“Tentu saja ada tantangan. Kita perlu lebih memahami bagaimana kinerja paduan ini dari waktu ke waktu, dan tentu saja, apakah proses ini dapat diciptakan kembali di permukaan Mars yang asli,” kata Prof Rhamdhani.
Namun sementara itu, Swinburne dan mitranya menggandakan. Prof Rhamdhani, bersama dengan Dr Nababan dan Dr Matt Shaw, peneliti CSIRO lainnya dan alumni Swinburne, baru-baru ini menyampaikan lokakarya 4 hari yang dipesan lebih dahulu tentang astrometalurgi di Korea Selatan. Umpan baliknya menjanjikan.
“Kami mulai melihat peningkatan minat pada bidang ini secara global karena dunia menjadi serius tentang eksplorasi Mars,” katanya.
“Untuk mewujudkannya, kita akan membutuhkan para ahli dari banyak bidang – pertambangan, teknik, geologi, dan banyak lagi.”
Bagi Dr Nababan, manfaatnya melampaui eksplorasi. Dia berharap penelitian mereka juga akan mendorong metalurgi yang lebih efisien di Bumi.
“Dengan melakukan ini, saya berharap bahwa saya dapat membantu pengembangan eksplorasi ruang angkasa, dan pada akhirnya itu akan membawa kehidupan manusia yang baik di bumi ini.”
Referensi:
“Besi (paduan) Ekstraksi pada Mars melalui pengurangan karbotermik regolith: Penilaian termodinamika dan studi eksperimental ”oleh Deddy C. Nababan, Mark I. Pownceby, Aaron Torpy dan M. Akbar Rhamdhani, 5 Mei 2025, Astronautika.
Doi: 10.1016/j.actaastro.2025.05.005
“Ekstraksi Logam pada Mars Melalui Pengurangan Karbotermik: Karakterisasi MARS Regolith Simulant (MGS-1) dan Eksperimen Pengurangan Pendahuluan” oleh Deddy C. Nababan, Mark I. Pownceby dan M. Akbar Rhamdhani, 23 April 2025, Astronautika.
Doi: 10.1016/j.actaastro.2025.04.050
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
