Ilmuwan Mengidentifikasi Potensi Pelarut untuk Bangunan di Bulan dan Mars

Para peneliti telah memulai proses mengidentifikasi pelarut cair yang berpotensi digunakan untuk mengekstraksi bahan konstruksi penting dari debu batuan bulan dan Mars. Perkembangan ini merupakan komponen penting dalam memungkinkan eksplorasi ruang angkasa jangka panjang.

Read Also

Kebijakan pembunuhan Israel tidak akan berhasil mematahkan keinginan rakyat kami

27 Oct 2024

Menggunakan pembelajaran mesin dan pemodelan komputasi, para peneliti di Washington State University telah menemukan sekitar setengah lusin kandidat yang baik untuk pelarut yang dapat mengekstraksi material di bulan dan Mars dapat digunakan dalam pencetakan 3D. Pekerjaan itu, dilaporkan di Jurnal Kimia Fisika Bdipimpin oleh Soumik Banerjee, profesor di Sekolah Teknik Mesin dan Material WSU.

Penemuan Pelarut Potensial

Pelarut kuat, yang disebut cairan ionik, adalah garam yang berwujud cair.

“Pekerjaan pembelajaran mesin membawa kami turun dari ketinggian 20.000 kaki ke 1.000 kaki,” kata Banerjee. “Kami dapat memilih banyak cairan ionik dengan sangat cepat, dan kemudian kami juga dapat memahami secara ilmiah faktor terpenting yang menentukan apakah suatu pelarut mampu melarutkan bahan tersebut atau tidak.”

Masalah Lingkungan dan Efisiensi

Read Also

Fernando mengambil dua gawang saat Sri Lanka mempertahankan kendali tes kedua melawan Bangladesh

01 Apr 2024

Sebagai bagian dari misi Artemis, NASA, yang mendanai pekerjaan Banerjee, ingin mengirim manusia kembali ke bulan dan kemudian ke luar angkasa ke Mars dan sekitarnya. Namun untuk mewujudkan misi jangka panjang tersebut, para astronot harus menggunakan bahan dan sumber daya di lingkungan luar bumi tersebut, menggunakan pencetakan 3D untuk membuat struktur, peralatan, atau bagian dari elemen penting yang diekstraksi dari tanah bulan atau Mars.

“Pemanfaatan sumber daya in situ merupakan masalah besar bagi NASA dalam beberapa dekade mendatang,” kata Banerjee. “Jika tidak, kita akan membutuhkan muatan material yang sangat besar untuk dibawa dari Bumi.”

Perolehan bahan bangunan tersebut harus dilakukan dengan cara yang ramah lingkungan dan hemat energi. Cara menambang unsurnya juga tidak bisa menggunakan air, yang tidak tersedia di bulan.

Cairan ionik, yang telah dipelajari oleh kelompok Banerjee selama lebih dari satu dekade untuk digunakan dalam baterai, bisa menjadi jawabannya.

Namun, menguji setiap kandidat cairan ionik di laboratorium mahal dan memakan waktu, sehingga para peneliti menggunakan pembelajaran mesin dan pemodelan pada tingkat atom untuk mempersempit ratusan ribu kandidat. Mereka mencari bahan-bahan yang dapat mencerna material bulan dan Mars, mengekstrak unsur-unsur penting seperti aluminium, magnesium, dan besi, meregenerasi dirinya sendiri, dan mungkin menghasilkan oksigen atau air sebagai produk sampingan untuk membantu memberikan dukungan kehidupan.

Menyempurnakan Pemilihan Pelarut

Dengan mengidentifikasi kualitas unggul yang dibutuhkan oleh pelarut, para peneliti dapat menemukan sekitar setengah lusin kandidat yang sangat kuat. Faktor penting keberhasilannya mencakup ukuran ion molekul penyusun garam, kepadatan muatan permukaannya, yaitu muatan per satuan luas ion, dan mobilitas ion dalam cairan.

Bekerja sama dengan para peneliti di Universitas Colorado dalam studi terpisah, para peneliti menguji beberapa cairan ionik di laboratorium untuk mengetahui kemampuannya melarutkan senyawa. Mereka berharap pada akhirnya dapat membangun reaktor skala laboratorium atau skala pilot dan menguji kandidat pelarut yang baik dengan bahan jenis regolit bulan.

Referensi: “Menuju Ekstraksi Logam dari Regolith: Investigasi Teoritis Struktur Solvasi dan Dinamika Ion Logam dalam Cairan Ionik” oleh Azmain F. Islam dan Soumik Banerjee, 9 November 2023, Jurnal Kimia Fisika B.
DOI: 10.1021/acs.jpcb.3c04057

Penelitian ini didanai oleh Markas Besar NASA.