Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong Mengembangkan Bahan Bangunan Berbasis Ragi Baru untuk Mengatasi Tantangan Konstruksi di Lingkungan Ekstrem Mars

Jika manusia suatu hari membangun rumah di Mars, ragi mungkin menjadi salah satu item paling penting dalam daftar kemasan. Ini adalah kesimpulan dari sebuah penelitian baru dari Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong, di mana para peneliti telah mengungkapkan formula biologis baru untuk mencetak ruang tinggal 3D di Planet Merah. Bahan bangunan berbasis biologis yang dapat dicetak ini dirancang untuk konstruksi di Mars.

Membangun rumah di Mars memiliki tantangan yang jelas. Atmosfer di sana hampir vakum, radiasi mematikan, dan suhu turun drastis hingga titik yang sangat rendah. Mengangkut bahan bangunan berat seperti baja atau beton jutaan mil ke luar angkasa secara ekonomi tidak dapat dipertahankan. Sebagian besar proposal sebelumnya menyarankan penggunaan panas ekstrem untuk melelehkan tanah Mars menjadi batu bata, tetapi ini membutuhkan energi dalam jumlah besar, yang tidak akan dimiliki oleh para pemukim awal. Sekarang, insinyur sipil Qiu Jiancheng dan timnya bertanya-tanya apakah para insinyur dapat memanfaatkan iklim keras Mars, daripada melawan suhu yang sangat rendah di planet tersebut.

Inspirasi dan Pembuatan Bahan Baru

Qiu Jiancheng menyatakan, "Inspirasi saya datang dari buah-buahan yang dikeringkan beku yang menjadi lebih keras." Lingkungan Mars seperti "pengering beku alami." Suhu di bawah nol dan tekanan atmosfer yang sangat rendah menyebabkan es langsung menyublim menjadi uap air tanpa meleleh. Qiu Jiancheng menggunakan pasir dan bio-lekatan (gelatin dan ragi rekayasa) untuk menciptakan bahan yang dapat dicetak. Timnya membungkus ragi dengan protein lengket yang terinspirasi dari kerang laut. Gelatin menyatukan campuran dan memberi makan sel-sel yang tumbuh, sementara pasir memberikan massa struktural.

Ketika dicetak dalam kondisi simulasi Mars, senyawa lembap tersebut langsung dibekukan kering oleh vakum yang dingin. Es langsung berubah menjadi uap air, membentuk busa ringan dan berpori. Tim ini saat ini memproduksi kubah uji yang ukurannya sekitar sebesar gabus botol. Meskipun struktur ini kecil, kekuatannya mencapai standar beton kelas rendah. Pengujian menunjukkan bahwa kekuatan tekan bahan biologis ini bisa mencapai 10 hingga 12 megapascal. "Oleh karena itu, ini sebenarnya cukup untuk membangun bangunan satu atau dua lantai di Bumi, karena gravitasi Bumi tiga kali lipat dari Mars," kata Qiu Jiancheng.

"Oleh karena itu, Anda mungkin dapat dengan mudah membangun bangunan bertingkat banyak di Mars dengan bahan ini."

Potensi Sistem Ramah Lingkungan

Namun, penelitian lebih lanjut masih diperlukan. Sebagian besar konsep konstruksi luar angkasa menggunakan peleburan batu setempat untuk membuat batu bata, yang membutuhkan energi dalam jumlah besar. Metode biologis ini mengatasi kebutuhan perlakuan panas tinggi dan menciptakan sistem yang ramah lingkungan. Ketika bangunan tidak lagi dibutuhkan, para pemukim dapat membongkarnya, memanen sel ragi hidup, dan menumbuhkannya kembali dalam bioreaktor. Tentu saja, tantangan tetap ada. Para ilmuwan masih perlu membuktikan bahwa ragi dapat bertahan hidup dalam radiasi dan tekanan atmosfer Mars yang sebenarnya. Proyek awal juga perlu mengirim ratusan ton bahan baku dari Bumi sebelum produksi lokal sepenuhnya dimulai.

Namun, sains dasar adalah mungkin. Qiu Jiancheng menyatakan, "Saya selalu bertanya pada diri sendiri: apakah ada hukum fisika atau mekanisme dasar yang mencegah kita melakukannya?" Dia menunjukkan, "Saat ini saya tidak melihat adanya batasan. Kami sangat yakin dengan perluasan produksi. Jika bahan teknik masa depan di Mars tidak akan beragam seperti teknik di Bumi, itu akan mengejutkan saya, dan biologi pasti akan berkontribusi."

Tampaknya, biologi mungkin merupakan cetak biru untuk bertahan hidup di planet asing. Meskipun ragi adalah jamur bersel tunggal, kerabatnya yang berfilamen (jamur) memainkan peran inti dalam proyek Mycotecture Off-Planet di Pusat Penelitian Ames NASA. Para ilmuwan menumbuhkan akar jamur (miselium) di sekitar simulasi tanah Mars dan limbah organik. Setelah dipanggang dan disegel, struktur yang tumbuh ini membentuk bahan bangunan yang ringan, tahan api, dan pelindung radiasi. Hasil penelitian terkait telah diterbitkan dalam jurnal Chem Circularity pada 10 September.

Prospek Bahan Bangunan Berbasis Ragi

Penelitian ini menunjukkan potensi aplikasi bahan biologis di lingkungan ekstrem, terutama dalam konstruksi di Mars. Biaya transportasi bahan bangunan tradisional mahal, sedangkan bahan bangunan berbasis ragi baru dapat memanfaatkan sumber daya lokal, mengurangi konsumsi energi. Ini tidak hanya sejalan dengan konsep keberlanjutan, tetapi juga menyediakan solusi konstruksi yang lebih fleksibel untuk eksplorasi luar angkasa di masa depan. Meskipun masih perlu mengatasi masalah kelangsungan hidup ragi di lingkungan Mars, inovasi ini memberikan kemungkinan baru bagi manusia untuk membangun rumah di planet asing.