Akankah Manusia Membangun Kapal Luar Angkasa?

"Apakah kita akan pernah hidup di antara bintang-bintang?"

Ini adalah pertanyaan besar Rachel Armstrong - dan pertanyaan yang ingin dia jawab. Seorang profesor arsitektur eksperimental di Universitas Newcastle di Inggris, Armstrong telah memikirkan konstruksi nol-g untuk seluruh kariernya dan terutama sejak bergabung dengan Icarus Interstellar, sebuah proyek internasional yang dirancang untuk mempromosikan dan memfasilitasi penerbangan antarbintang di abad ke-21. “Itu ada hubungannya dengan melampaui batas-batas kita dan menjadi lebih dari apa kita sekarang,” katanya. “Pertanyaan kapal luar angkasa sebenarnya adalah tentang sifat kemanusiaan. Dan itu berbeda dengan menanyakan apakah kita bisa membangun kapal luar angkasa."

Bisa atau tidak bisa berubah, tetapi mau tidak mau itu adalah produk kemanusiaan itu sendiri - alasan kita, prioritas kita. Konteks pertanyaan kapal luar angkasa adalah pertumbuhan populasi, kerusakan lingkungan, penelitian ilmiah, dan dorongan untuk mengeksplorasi. Dibandingkan dengan semua itu, mendefinisikan subjek penyelidikan itu mudah: Kapal luar angkasa, menurut Armstrong, adalah kapal yang dapat digunakan untuk mengangkut kehidupan organik ke dunia di luar tata surya kita. Ada dua karakteristik utama yang memisahkan kapal luar angkasa dari jenis lain dari pesawat ruang angkasa: Kemampuan untuk mempertahankan kehidupan di atas kapal untuk waktu yang lama dan kemampuan untuk membawa kehidupan itu ke bulan dan planet lain.

Kehidupan di ruang adalah hal yang bisa kita lakukan. Itulah yang ditawarkan ISS. Apa yang tidak bisa dilakukan ISS adalah berpindah dari jarak galaksi. Propulsi adalah, ketika datang ke kapal luar angkasa, gosok. Para ilmuwan memperkirakan bahwa untuk mencapai sistem bintang lain dalam 100 tahun, sebuah pesawat ruang angkasa harus melakukan perjalanan dengan kecepatan cahaya sekitar 10 persen. Tanpa drive warp, segalanya menjadi rumit.

Dari semua teknologi saat ini atau yang diusulkan, Armstrong berpikir bahwa layar surya adalah yang paling realistis. Layar surya pada dasarnya menggunakan tekanan radiasi yang dipancarkan dari bintang sebagai kekuatan pendorong. Tekanan radiasi dalam hal ini akan mendorong terhadap cermin ultra-tipis besar yang melekat pada pesawat ruang angkasa seperti layar, bergerak maju dengan kecepatan sangat tinggi. Ini adalah jenis propulsi (relatif) yang terjangkau. Faktanya, ini sangat murah sehingga menjadi dasar untuk proyek LightSail yang didanai warga Planetary Society, yang mengadakan penerbangan uji coba pada Juni 2015. Tidak perlu membawa dan menyimpan segala jenis propelan di dalam pesawat.

"Kami benar-benar dapat mulai membangun itu," kata Armstrong.

Tapi ada kekurangannya. Jika potongan tak terduga dari debu ruang dan puing-puing menghantam material tipis layar, semuanya bisa rusak dalam hitungan detik. Armstrong mengatakan penyelidikan robot yang memindai sampah ruang angkasa semacam itu bisa membantu memberikan peringatan dini, tetapi layar masih perlu melakukan manuver mengelak. Jika tidak ada sistem propulsi cadangan di atas kapal, para astronot akan berada di bawah tekanan radiasi dan angin matahari, yang kurang dapat diprediksi.

Ada teknologi penggerak lain yang lebih radikal yang mungkin lebih masuk akal untuk jenis kapal luar angkasa yang lebih besar. Tenaga nuklir paling masuk akal. Kita sudah bisa melakukan fisi nuklir (begitulah cara kita menyalakan reaktor nuklir di Bumi ini), tetapi fusi nuklir akan terjadi banyak lebih efisien. Banyak jenis teknologi konseptual lain yang dibangun dari teknologi fusi, seperti menggunakan laser dan berkas elektron untuk mendorong kapal maju. Sedihnya, kita tampaknya tidak lebih dekat untuk membuat fusi menjadi kenyataan daripada kita satu dekade yang lalu.

Kendala besar lainnya untuk desain kapal luar angkasa adalah kelayakhunian. Adalah satu hal untuk mengirim orang ke luar angkasa dan yang lain untuk membuat mereka tetap hidup. Armstrong mengklaim yang terakhir bisa dilakukan, tetapi hanya dengan tanah.

"Jika kita akan bertahan hidup, kita akan membutuhkan tanah," katanya. "Di situlah bahan organik berada."

Tanah diperlukan untuk pertumbuhan tanaman, yang diperlukan untuk menghasilkan oksigen, buah-buahan, dan sayuran. Berbagai jenis tanaman juga dapat menyediakan satu ton bahan organik berbeda yang membantu dalam berbagai keadaan. Sayangnya, penelitian ini sulit dilakukan. Perjanjian Luar Angkasa Internasional 1967 membatasi eksperimen pada mikroorganisme di lingkungan ekstrem. Dengan asumsi bahwa perjanjian itu dimodifikasi, para ilmuwan harus mencari cara untuk menggunakan proses kimia dinamis untuk melakukan terraform di zona yang sangat terlokalisasi. Ini akan membutuhkan "tanah super."

“Kita dapat merancang kain pelapis kehidupan yang rumit yang melampaui gagasan air dan udara yang dicampur dalam rasio tertentu,” kata Armstrong. "Jika kita secara strategis memperkenalkan berbagai jenis organisme dan bahkan mungkin kain teknologi, kita mungkin menemukan bahwa tanah dapat melakukan jauh lebih banyak daripada yang alami."

Biologi sintetis bahkan dapat membantu kita membuat bioengineer tanaman yang dapat memainkan peran penting dalam lingkungan kapal luar angkasa. Tumbuhan ini dapat dibuat untuk menghasilkan oksigen dalam jumlah yang lebih besar, hidup dengan sumber daya yang lebih sedikit, menyaring sistem air untuk mendaur ulang air yang dapat diminum, menghasilkan buah-buahan dan sayuran dengan kecepatan lebih tinggi, dll.

Tetapi habitat yang berkelanjutan tidak hanya berarti menyediakan sumber daya untuk membantu menumbuhkan kehidupan. Armstrong telah menghabiskan banyak waktu mengeksplorasi 'teknologi hidup' - di mana bahan metabolisme bertindak sebagai "antarmuka kimia atau bahasa di mana struktur buatan seperti, arsitektur, dapat terhubung dengan sistem alami." Bahan-bahan ini pada dasarnya memiliki sifat metabolisme yang memungkinkan mereka untuk berubah menjadi keadaan yang berbeda melalui proses energi. Armstrong sangat tertarik untuk memahami bagaimana bahan-bahan metabolik dapat berpartisipasi dalam penciptaan lanskap ekologis bersama bahan struktural yang lebih konvensional.

Salah satu contoh adalah "tetesan minyak sel protoel" yang dapat bergerak di sekitar lingkungan dan menjalani perilaku kompleks berdasarkan kondisi yang berubah. Ini mungkin berarti menjadi semakin peka cahaya; menanggapi getaran dan getar; mengubah komposisi udara yang berubah dengan melepaskan berbagai jenis produk limbah; atau bahkan memperbaiki sendiri setelah rusak. Kemampuan terakhir itu bisa sangat berguna untuk membuat lapisan lambung pesawat ruang angkasa yang membantu meminimalkan kerusakan yang ditimbulkan oleh benda tak terlihat lainnya yang melayang di sekitar ruang angkasa, seperti batu-batu kecil atau serpihan-serpihan es.

Rintangan-rintangan ini membuatnya tidak mungkin bahwa kita akan memenuhi batas waktu 2100 kapal luar angkasa yang diberlakukan sendiri oleh Armstrong. Bahkan jika kendala teknologi bukan merupakan masalah, kekuatan ekonomi dan politik tidak diragukan lagi akan memperlambat proses. Namun, Armstrong berharap bahwa dengan meningkatnya minat untuk kembali ke Bulan dan membawa manusia ke Mars, kita mungkin akan segera mendirikan stasiun penelitian yang didedikasikan semata-mata untuk mempertimbangkan bagaimana membangun kapal luar angkasa.

"Kami cukup serius tentang menciptakan peradaban antarplanet," kata Armstrong.

“Meskipun kedengarannya seperti fiksi ilmiah, memikirkan kapal luar angkasa mengundang kita untuk berpikir secara strategis tentang cara kita membuat berbagai hal dalam jangka panjang, untuk generasi yang akan datang. Kami tidak tahu apa yang akan terjadi selanjutnya, namun kami harus pergi ke tempat yang tidak diketahui."