Pemanfaatan sumber daya in situ: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
←Membuat halaman berisi 'Dalam eksplorasi angkasa, pemanfaatan sumber daya in situ (ISRU) adalah praktik pengumpulan, pemrosesan, penyimpanan, dan penggunaan bahan-bahan yang ditemukan atau di...' Tag: |
Fitur saranan suntingan: 3 pranala ditambahkan. Tag: VisualEditor Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Tugas pengguna baru Disarankan: tambahkan pranala |
||
| (6 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:In-Situ Resource Utilization Testbed.gif|jmpl|Testbed ISRU [[Reaksi pergeseran air-gas|reverse water gas shift]] (NASA KSC)]]
Dalam [[Penjelajahan angkasa|eksplorasi angkasa]], '''pemanfaatan sumber daya in situ''' ([[bahasa Inggris]]: '''In situ resource utilization/ISRU''') adalah praktik pengumpulan, pemrosesan, penyimpanan, dan penggunaan bahan-bahan yang ditemukan atau diproduksi pada [[Benda langit|objek astronomi]] lain (Bulan, Mars, asteroid, dll.) yang menggantikan bahan yang seharusnya dibawa dari bumi.<ref>{{Cite book|last=Sacksteder|first=Kurt R.|last2=Sanders|first2=Gerald B.|title=In-situ resource utilization for lunar and mars exploration|work=AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit|date=January 2007|volume=AIAA 2007-345|doi=10.2514/6.2007-345|isbn=978-1-62410-012-3}}</ref>
ISRU dapat menyediakan material untuk [[Sistem pendukung kehidupan|pendukung kehidupan]], [[Bahan pendorong|propelan]], [[bahan konstruksi]], dan energi untuk [[Daya angkut|muatan]] pesawat antariksa atau kru eksplorasi antariksa. Sekarang ini sangat umum bagi [[Wahana antariksa|pesawat ruang angkasa]] dan robot misi permukaan planet untuk memanfaatkan [[Penyinaran surya|radiasi matahari]] yang ada di permukaan planet tersebut menggunakan [[Panel surya di pesawat ruang angkasa|panel surya]]. Penggunaan ISRU untuk produksi material belum diimplementasikan dalam misi luar angkasa, meskipun beberapa uji lapangan pada akhir 2000-an menunjukkan berbagai teknik ISRU bulan di lingkungan yang relevan.<ref>{{Cite journal|last=Sanders|first=Gerald B.|last2=Larson|first2=William E.|date=2011-01-04|title=Integration of In-Situ Resource Utilization into lunar/Mars exploration through field analogs|journal=Advances in Space Research|volume=47|issue=1|pages=20–29|bibcode=2011AdSpR..47...20S|doi=10.1016/j.asr.2010.08.020}}</ref>
ISRU telah lama dianggap sebagai jalan yang mungkin mengurangi massa dan biaya eksplorasi luar angkasa, dalam hal ini merupakan cara untuk mengurangi jumlah muatan yang harus diluncurkan dari Bumi secara drastis untuk mengeksplorasi [[Badan planet|planet]] tertentu. Menurut [[Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat|NASA]], "pemanfaatan sumber daya in situ akan memungkinkan pembentukan [[Penjelajahan angkasa|eksplorasi]] dan operasi [[Penjelajahan angkasa|luar angkasa yang]] terjangkau dengan meminimalkan material yang dibawa dari Bumi."<ref>{{Cite web|url=https://www.nasa.gov/centers/ames/research/technology-onepagers/in-situ_resource_Utiliza14.html|title=In-Situ Resource Utilization|publisher=NASA Ames Research Center|access-date=2007-01-14}}</ref>
== Penggunaan ==
=== Air ===
Dalam konteks ISRU air paling sering dicari, baik secara langsung sebagai bahan bakar ataupun sebagai bahan baku untuk produksi bahan bakar. Aplikasinya termasuk penggunaan dalam mendukung kehidupan baik secara langsung dengan minum, untuk [[Pertanian luar angkasa|menanam makanan]], [[Elektrolisis air|memproduksi oksigen]], atau berbagai proses industri lainnya. [[Air luar angkasa]] semacam itu telah ditemukan dalam berbagai bentuk di seluruh tata surya, dan sejumlah teknologi ekstraksi air potensial telah diselidiki. Untuk air yang terikat secara kimiawi pada [[regolith]], es padat, atau semacam permafrost, pemanasan yang cukup dapat memulihkan air. Namun ini tidak semudah kelihatannya karena es dan permafrost sering kali lebih keras daripada batu biasa, sehingga membutuhkan operasi penambangan yang melelahkan. Di tempat yang memiliki beberapa tingkat atmosfer seperti di Mars, air dapat diekstraksi langsung dari udara menggunakan proses sederhana seperti [[WAVAR]]. Sumber air lain yang mungkin adalah akuifer dalam yang dijaga tetap hangat oleh panas geologis laten Mars, yang juga dapat dimanfaatkan untuk menyediakan air dan tenaga panas bumi.<ref>{{Cite journal|last=Mellon|first=Michael T.|last2=Phillips|first2=Roger J.|date=2001-10-25|title=Recent gullies on Mars and the source of liquid water|url=http://doi.wiley.com/10.1029/2000JE001424|journal=Journal of Geophysical Research: Planets|language=en|volume=106|issue=E10|pages=23165–23179|doi=10.1029/2000JE001424}}</ref>
=== Propelan roket ===
Produksi propelan roket telah diusulkan dari permukaan Bulan dengan mengolah [[Air Bulan|es air yang terdeteksi di kutub]] . Kesulitan yang mungkin terjadi termasuk bekerja pada suhu yang sangat rendah dan ekstraksi dari [[regolith]]. Kebanyakan skema [[elektrolisis air]] untuk menghasilkan [[hidrogen]] dan [[oksigen]] dan menyimpannya secara [[kriogenik]] sebagai cairan. Hal ini membutuhkan sejumlah besar peralatan dan daya untuk mencapainya. Sebagai alternatif, dimungkinkan untuk memanaskan air dalam [[Roket termal|roket]] nuklir atau [[Roket termal|panas]] matahari,<ref>[http://www.neofuel.com/space98/ LSP water truck]. Neofuel.com. Retrieved on 2014-06-11.</ref> yang mungkin dapat mengirimkan massa besar dari Bulan ke [[Orbit bumi rendah|orbit Bumi rendah]] (LEO) terlepas dari [[impuls spesifik]] yang jauh lebih rendah, untuk sejumlah peralatan yang diberikan.<ref>[http://www.neofuel.com/moonice1000/ steam rocket factor 1000]. Neofuel.com. Retrieved on 2014-06-11.</ref>
[[Hidrogen peroksida]] [[monopropelan]] (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) dapat dibuat dari air di [[Mars]] dan Bulan.<ref>{{Cite web|url=https://history.nasa.gov/monograph21/Chapter%206.pdf|title=Chapter 6: Viking and the Resources of Mars (from a history of NASA)|publisher=NASA|access-date=2012-08-20}}</ref>
[[Aluminium]] dan juga logam lain telah diusulkan untuk digunakan sebagai propelan roket yang dibuat menggunakan sumber daya bulan,<ref name="Hepp">{{Cite journal|last=Hepp, Aloysius F.|last2=Linne, Diane L.|last3=Groth, Mary F.|last4=Landis, Geoffrey A.|last5=Colvin, James E.|date=1994|title=Production and use of metals and oxygen for lunar propulsion|url=https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=653802&id=8&as=false&or=false&qs=Ntt%3Dlunar%26Ntk%3Dall%26Ntx%3Dmode%2Bmatchall%26Ns%3DHarvestDate%257c0%26N%3D4294808501|journal=AIAA Journal of Propulsion and Power|volume=10|issue=16|pages=834–840|doi=10.2514/3.51397}}</ref> termasuk usulan mereaksikan aluminium dengan air.<ref>{{Cite news|url=https://www.theregister.co.uk/2009/08/24/nasa_alice_test/|title=New NASA rocket fuel 'could be made on Moon, Mars'|last=Page|first=Lewis|date=August 24, 2009|work=[[The Register]]}}</ref>
Untuk Mars, propana metana dapat diproduksi melalui proses [[Reaksi Sabatier|Sabatier]]. [[SpaceX]] telah menyarankan membangun pabrik propelan di Mars yang akan menggunakan proses ini untuk menghasilkan metana ([[Metana|{{Chem|CH|4}}]]) dan oksigen cair (O<sub>2</sub>) dari [[Air di Mars|es air bawah permukaan]] dan {{Chem|CO|2}} atmosfer.<ref name="musk201803journal">{{Cite journal|last=Musk|first=Elon|date=1 March 2018|title=Making Life Multi-Planetary|journal=New Space|volume=6|issue=1|pages=2–11|bibcode=2018NewSp...6....2M|doi=10.1089/space.2018.29013.emu}}</ref>
=== Sel surya ===
Telah lama dikatakan bahwa [[sel surya]] dapat diproduksi dari bahan yang ada di tanah bulan. Silikon, aluminium, dan kaca, tiga bahan utama yang diperlukan untuk produksi sel surya, ditemukan dalam konsentrasi tinggi di tanah bulan dan dapat digunakan untuk menghasilkan sel surya.<ref>{{Cite journal|last=Landis|first=Geoffrey A.|date=2007-05-01|title=Materials refining on the Moon|journal=Acta Astronautica|volume=60|issue=10–11|pages=906–915|bibcode=2007AcAau..60..906L|doi=10.1016/j.actaastro.2006.11.004}}</ref> Faktanya, keadaan vakum pada permukaan bulan menyediakan lingkungan yang sangat baik untuk pengendapan vakum langsung dari bahan film tipis untuk sel surya.<ref>{{Cite journal|last=Curreri|first=Peter|last2=Ethridge|first2=E.C.|last3=Hudson|first3=S.B.|last4=Miller|first4=T.Y.|last5=Grugel|first5=R.N.|last6=Sen|first6=S.|last7=Sadoway|first7=Donald R.|date=2006|title=Process Demonstration For Lunar In Situ Resource Utilization—Molten Oxide Electrolysis|url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20070018263.pdf|journal=MSFC Independent Research and Development Project (No. 5–81), 2.|doi=|pmid=|access-date=2015-09-27}}</ref> Aplikasi potensial lain dari jajaran surya yang dikembangkan untuk penggunaan di bulan adalah memberikan tenaga surya ke Bumi. Dalam bentuk aslinya, yang dikenal sebagai [[satelit tenaga surya]], usulan itu dimaksudkan sebagai sumber daya alternatif untuk [[Bumi]]. Sel surya akan dikirim ke orbit Bumi dan dirakit, kekuatannya dikirim ke Bumi melalui sinar [[gelombang mikro]].<ref>{{Cite web|url=http://www.moonbase-italia.org/PAPERS/D1S2-MB%20Assessment/D2S2-06EnergySupport/D2S2-06EnergySupport.Criswell.pdf|title=Lunar Solar Power System for Energy Prosperity Within the 21st Century|publisher=World Energy Council|archive-url=https://web.archive.org/web/20120326081335/http://www.moonbase-italia.org/PAPERS/D1S2-MB%20Assessment/D2S2-06EnergySupport/D2S2-06EnergySupport.Criswell.pdf|archive-date=2012-03-26|dead-url=yes|access-date=2007-03-26}}</ref>
=== Materi bangunan ===
Kolonisasi planet atau bulan akan membutuhkan bahan bangunan lokal, seperti [[regolith]]. Misalnya, penelitian yang menggunakan tanah Mars buatan yang dicampur dengan [[Epoksi|resin epoksi]] dan [[tetraetoksisilan]], menghasilkan nilai kekuatan, ketahanan, dan parameter fleksibilitas yang cukup tinggi.<ref>{{Cite journal|last=Mukbaniani|first=O. V.|last2=Aneli|first2=J. N.|last3=Markarashvili|first3=E. G.|last4=Tarasashvili|first4=M. V.|last5=Aleksidze|first5=D.|date=April 2016|title=Polymeric composites on the basis of Martian ground for building future mars stations|journal=International Journal of Astrobiology|volume=15|issue=2|pages=155–160|bibcode=2016IJAsB..15..155M|doi=10.1017/S1473550415000270}}</ref> [[Penambangan asteroid]] juga bisa melibatkan ekstraksi logam untuk bahan konstruksi di ruang angkasa, yang mungkin lebih hemat biaya daripada membawa materi tersebut keluar dari gravitasi [[bumi]], atau gravitasi dari benda besar lainnya seperti [[Bulan]] atau [[Mars]]. Asteroid logam mengandung sejumlah besar [[Klasifikasi Goldschmidt|logam siderofilik]], termasuk [[Logam berharga|logam mulia]].<ref>{{Cite journal|last=Day|first=James M.D.|last2=Brandon|first2=Alan D.|last3=Walker|first3=Richard J.|date=2016|title=Highly Siderophile Elements in Earth, Mars, the Moon, and Asteroids|url=https://pubs.geoscienceworld.org/rimg/article/81/1/161-238/141067|journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|language=en|volume=81|issue=1|pages=161–238|doi=10.2138/rmg.2016.81.04|issn=1529-6466}}</ref>
== Lokasi ==
=== Mars ===
Penelitian ISRU untuk Mars difokuskan terutama pada penyediaan [[propelan roket]] untuk perjalanan kembali ke Bumi (baik untuk kru atau misi pengembalian sampel) atau untuk digunakan sebagai bahan bakar di Mars. Banyak teknik yang diusulkan memanfaatkan [[atmosfer Mars]] yang telah dikenali dengan [[Atmosfer Mars|baik]] sebagai bahan baku. Karena ini dapat dengan mudah disimulasikan di Bumi, usulan-usulan ini relatif sederhana untuk diimplementasikan, meskipun tidak berarti bahwa NASA atau ESA akan mendukung pendekatan ini daripada misi langsung yang lebih konvensional.<ref>{{Cite web|url=http://www.esa.int/SPECIALS/Aurora/SEM1PM808BE_0.html|title=Mars Sample Return|publisher=www.esa.int|access-date=2008-02-05}}</ref>
Usulan khas untuk ISRU adalah penggunaan [[reaksi Sabatier]], {{Nowrap|CO<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub> → CH<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O}}, untuk menghasilkan metana pada permukaan Mars, yang digunakan sebagai propelan. Oksigen dibebaskan dari air dengan [[Elektrolisis air|elektrolisis]], dan hidrogen didaur ulang kembali menjadi reaksi Sabatier. Kegunaan dari reaksi ini adalah kesepakatan bahwa hanya hidrogen (yang ringan) yang dianggap perlu dibawa dari Bumi.<ref>{{Cite web|url=http://www.clas.ufl.edu/jur/200109/papers/paper_canton.html|title=Sizing of a Combined Sabatier Reaction and Water Electrolysis Plant for Use in In Situ Resource Utilization on Mars|publisher=www.clas.ufl.edu|access-date=2008-02-05}}</ref>
{{As of|2018}}, [[SpaceX]] [[Pengembangan produk|mengembangkan]] teknologi untuk [[Pabrik propelan SpaceX Mars|pabrik propelan Mars]] yang akan menggunakan variasi pada apa yang dijelaskan dalam paragraf sebelumnya. Alih-alih mengangkut hidrogen dari Bumi untuk digunakan dalam pembuatan metana dan oksigen, mereka berniat untuk menambang air yang diperlukan dari [[Es|es air]] bawah permukaan yang sekarang diketahui berlimpah di banyak permukaan Mars, menghasilkan dan kemudian [[Gas alam cair|menyimpan]] reaktan pasca-Sabatier, dan kemudian menggunakannya sebagai propelan untuk penerbangan kembali [[BFR (roket)|roket BFR]] mereka paling cepat pada 2023.<ref name="spacex-itspresentation201609">{{Cite web|url=http://www.spacex.com/sites/spacex/files/mars_presentation.pdf|title=Making Humans a Multiplanetary Species|date=2016-09-27|publisher=[[SpaceX]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20160928040332/http://www.spacex.com/sites/spacex/files/mars_presentation.pdf|archive-date=2016-09-28|access-date=2016-10-09}}</ref><ref name="sfi20160927">{{Cite news|url=http://www.spaceflightinsider.com/organizations/space-exploration-technologies/elon-musk-shows-off-interplanetary-transport-system/|title=Elon Musk Shows Off Interplanetary Transport System|publisher=Spaceflight Insider|last=Richardson|first=Derek|date=2016-09-27|access-date=2016-10-09}}</ref>
[[Berkas:Footprint.gif|jmpl|Jejak kaki di [[regolith]] bulan.]]
=== Bulan ===
Bulan memiliki [[Bahan|bahan mentah]] berlimpah yang berpotensi relevan dengan sejumlah aplikasi masa depan, dimulai dengan penggunaan bahan bulan untuk memfasilitasi aktivitas manusia di [[Bulan]] itu sendiri dan berkembang ke penggunaan sumber daya bulan untuk mendukung kemampuan industri di masa depan dalam sistem Bumi-bulan.<ref>{{Cite journal|last=Crawford|first=Ian|date=2015|title=Lunar Resources: A Review|journal=Progress in Physical Geography|volume=39|issue=2|pages=137–167|arxiv=1410.6865|bibcode=2015PrPG...39..137C|doi=10.1177/0309133314567585}}</ref> Bahan dataran tinggi bulan, [[Anorthite|anortit]] dapat digunakan sebagai [[bijih]] [[aluminium]]. Smelter dapat menghasilkan aluminium murni, logam kalsium, oksigen dan kaca silika dari anortit. Anortit mentah juga baik untuk membuat serat kaca, produk kaca, dan keramik lainnya.<ref name="mining">{{Cite web|url=http://aerospacescholars.jsc.nasa.gov/HAS/cirr/em/6/6.cfm|title=Mining and Manufacturing on the Moon|publisher=NASA|archive-url=https://web.archive.org/web/20061206083416/http://aerospacescholars.jsc.nasa.gov/HAS/cirr/em/6/6.cfm|archive-date=2006-12-06|dead-url=yes|access-date=2007-01-14}}</ref> Salah satu teknik pemrosesan khusus adalah menggunakan [[Fluor|fluor yang]] dibawa dari Bumi sebagai [[kalium fluorida]] untuk memisahkan bahan baku dari batuan bulan.<ref>{{Cite web|url=http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2005/TM-2005-214014.pdf|title=Refining Lunar Materials for Solar Array Production on the Moon|last=Landis|first=Geoffrey|publisher=NASA|archive-url=https://web.archive.org/web/20061009034854/http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2005/TM-2005-214014.pdf|archive-date=2006-10-09|dead-url=yes|access-date=2007-03-26}}</ref>
Lebih dari dua puluh metode berbeda telah diusulkan untuk ekstraksi [[oksigen]] di Bulan.<ref name="Hepp2">{{Cite journal|last=Hepp, Aloysius F.|last2=Linne, Diane L.|last3=Groth, Mary F.|last4=Landis, Geoffrey A.|last5=Colvin, James E.|date=1994|title=Production and use of metals and oxygen for lunar propulsion|url=https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=653802&id=8&as=false&or=false&qs=Ntt%3Dlunar%26Ntk%3Dall%26Ntx%3Dmode%2Bmatchall%26Ns%3DHarvestDate%257c0%26N%3D4294808501|journal=AIAA Journal of Propulsion and Power|volume=10|issue=16|pages=834–840|doi=10.2514/3.51397}}</ref> Oksigen sering ditemukan dalam mineral dan gelas yang kaya zat [[Besi oksida|besi]] sebagai [[Besi oksida|oksida besi]]. Oksigen dapat diekstraksi dengan memanaskan material ke suhu di atas 900° C dan memaparkannya ke gas hidrogen. Persamaan dasarnya adalah: FeO + H <sub>2</sub> → Fe + H <sub>2</sub> O. Proses ini baru-baru ini telah dibuat jauh lebih praktis dengan ditemukannya sejumlah besar [[regolith]] mengandung [[hidrogen]] di dekat [[Bulan|kutub Bulan]] oleh [[Clementine (pesawat luar angkasa)|pesawat ruang angkasa Clementine]].<ref>{{Cite journal|last=Nozette|first=S.|last2=Lichtenberg|first2=C. L.|last3=Spudis|first3=P.|last4=Bonner|first4=R.|last5=Ort|first5=W.|last6=Malaret|first6=E.|last7=Robinson|first7=M.|last8=Shoemaker|first8=E. M.|date=November 1996|title=The Clementine Bistatic Radar Experiment|journal=Science|volume=274|issue=5292|pages=1495–1498|bibcode=1996Sci...274.1495N|doi=10.1126/science.274.5292.1495|pmid=8929403}}</ref>
Material bulan juga berharga untuk kegunaan lain. Telah diusulkan untuk menggunakan regolith bulan sebagai bahan konstruksi umum<ref>{{Cite web|url=https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=696858&id=2&qs=N%3D4294819768|title=Indigenous lunar construction materials|publisher=AIAA PAPER 91-3481|access-date=2007-01-14}}</ref> melalui teknik pemrosesan seperti [[Sintering|penyinteran]], penekanan-panas, [[pencairan]], dan metode cor [[basal]]. Cor basal digunakan di Bumi untuk konstruksi misalnya, pipa yang memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap abrasi. Cor basal memiliki [[Kekerasan (fisika)|kekerasan yang]] sangat tinggi 8 [[Skala Mohs|Mohs]] ([[Intan|berlian]] 10 Mohs) tetapi juga rentan terhadap dampak mekanis dan [[Thermal Shock|goncangan termal]] yang bisa menjadi masalah di Bulan.<ref>{{Cite web|url=http://www.conforms.com/pdf/ultratech/UTD101.pdf|title=Cast Basalt|publisher=Ultratech|archive-url=https://web.archive.org/web/20060828111855/http://www.conforms.com/pdf/ultratech/UTD101.pdf|archive-date=2006-08-28|dead-url=yes|access-date=2007-01-14}}</ref>
== Referensi ==
[[Kategori:Sumber daya alam]]
[[Kategori:Kolonisasi ruang angkasa]]
[[Kategori:Penjelajahan Bulan]]
[[Kategori:Misi ke Mars]]
<references />{{Nobots}}
| |||