September 29, 2022

Manusia cenderung menerima begitu saja, bahkan sesuatu yang sederhana seperti menghirup udara segar. Sangat mudah untuk melupakan betapa tubuh kita bergantung pada oksigen—sampai menjadi sumber daya yang tak ternilai, seperti di Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Meskipun astronot biasanya dikirim ke luar angkasa dengan persediaan yang diperlukan, akan terlalu mahal untuk terus mengirim tangki udara yang dapat bernapas ke stasiun. Alih-alih oksigen yang diandalkan astronot untuk pendukung kehidupan utama diciptakan melalui proses yang disebut elektrolisis, di mana listrik digunakan untuk memecah air menjadi gas hidrogen dan gas oksigen. Di Bumi, proses serupa terjadi secara alami melalui fotosintesis, ketika tanaman menggunakan hidrogen untuk membuat gula untuk makanan dan melepaskan oksigen ke atmosfer.

Namun karena sistem di ISS membutuhkan energi dan pemeliharaan dalam jumlah besar, para ilmuwan telah mencari cara alternatif untuk menciptakan udara di luar angkasa secara berkelanjutan. Salah satu solusi tersebut baru-baru ini diterbitkan di Gayaberat mikro NPJdi mana para peneliti menemukan cara untuk menarik gas dari cairan menggunakan magnet.

“Tidak banyak orang [are] sadar bahwa air dan cairan lain juga bersifat magnetis sampai batas tertentu,” kata lvaro Romero-Calvo, yang saat ini menjadi asisten profesor di Guggenheim School of Aerospace Engineering di Georgia Tech dan penulis utama studi tersebut.

“Prinsip fisika cukup terkenal di komunitas fisika [but] aplikasi di luar angkasa hampir tidak dieksplorasi pada saat ini,” katanya. “Ketika seorang insinyur ruang angkasa sedang merancang sistem ruang angkasa yang melibatkan cairan, mereka bahkan tidak mempertimbangkan kemungkinan menggunakan magnet untuk menginduksi pemisahan fase.”

[Related: Lunar soil could help us make oxygen in space]

See also  7 tips untuk mendapatkan hasil maksimal dari Letterboxd

Di Center for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) di Universitas Brennan di Jerman, tim Romero-Calvo mampu mempelajari fenomena “daya apung yang diinduksi secara magnetis.” Idenya lebih mudah dijelaskan dengan memvisualisasikan sekaleng soda: Di Bumi, karena cairan lebih padat daripada molekul karbon dioksida, gelembung soda terpisah dan mengapung ke bagian atas minuman saat dikenai gravitasi planet. Di ruang angkasa, di mana gayaberat mikro menciptakan terjun bebas terus menerus dan menghilangkan efek daya apung, zat-zat di dalamnya menjadi lebih sulit untuk dipisahkan dan gelembung-gelembung ini dibiarkan tersuspensi di udara.

Untuk menguji apakah magnet bisa membuat perbedaan, tim membawa penelitian mereka ke menara drop ZARM, di mana sebuah eksperimen, setelah ditempatkan dalam kapsul drop kedap udara, dapat mencapai bobot selama beberapa detik. Dengan menyuntikkan gelembung udara ke dalam jarum suntik yang diisi dengan cairan pembawa yang berbeda, tim dapat menggunakan kekuatan magnet untuk berhasil melepaskan gelembung gas dalam gayaberat mikro. Ini membuktikan bahwa gelembung dapat ditarik dan ditolak oleh magnet neodymium dari dalam berbagai zat.

Selain itu, para peneliti menemukan bahwa melalui sifat magnetik yang melekat dari berbagai larutan berair (seperti air murni dan minyak zaitun) yang mereka uji, dimungkinkan untuk mengarahkan gelembung udara ke lokasi yang berbeda di dalam cairan. Pada dasarnya, akan menjadi lebih mudah untuk mengumpulkan atau mengirim udara melalui kapal. Selain digunakan untuk menciptakan oksigen yang berlimpah bagi kru, Romero-Calvo mengatakan hasil penelitian menunjukkan bahwa mengembangkan pemisah fase magnetik gayaberat mikro dapat menghasilkan sistem ruang yang lebih andal dan ringan, seperti perangkat manajemen propelan yang lebih baik atau teknologi daur ulang air limbah.

See also  Sepupu kuno Tiktaalik kembali ke air

Untuk mendemonstrasikan potensi penggunaan magnet untuk tujuan penelitian, tim juga bereksperimen dengan Lysogeny Broth, media yang digunakan untuk menumbuhkan bakteri untuk eksperimen ISS. Ternyata, kaldu dan minyak zaitun “sangat terpengaruh” oleh gaya magnet yang dikeluarkan padanya. “Setiap upaya yang kami curahkan untuk masalah ini adalah upaya yang dihabiskan dengan baik, karena itu akan memengaruhi banyak produk lain di luar angkasa,” kata Romero-Calvo.

[Related: How the ISS recycles its air and water]

Jika generasi berikutnya dari insinyur ruang angkasa memutuskan untuk menerapkan magnet ke stasiun ruang angkasa masa depan, metode baru ini dapat menghasilkan atmosfer yang lebih efisien dan dapat bernapas untuk mendukung perjalanan manusia ke lingkungan luar angkasa lainnya, termasuk bulan dan terutama, ke Mars. Jika kita merencanakan misi manusia ke Planet Merah, sistem oksigenasi ISS saat ini terlalu rumit untuk dapat diandalkan sepenuhnya selama perjalanan panjang. Menyederhanakannya dengan magnet akan menurunkan biaya misi secara keseluruhan dan memastikan bahwa oksigen berlimpah.

Meskipun Romero-Calvo mengatakan terobosan mereka pada akhirnya dapat membantu kita mendarat di Mars, ilmuwan lain sedang mengerjakan cara untuk memproduksi oksigen menggunakan plasma—suatu keadaan materi yang mengandung partikel bermuatan bebas seperti elektron yang mudah tereksitasi oleh medan listrik yang kuat—untuk bahan bakar , pupuk, dan bahan lain yang dapat membantu menjajah planet ini. Dan sementara tidak ada proyek yang mencapai skala dulu, kemajuan yang muncul ini mewakili prestasi luar biasa yang mampu dilakukan manusia saat kita terus bergerak maju, berjuang untuk mencapai melampaui cakrawala yang kita kenal.