Ilmuwan Daur Ulang Plastik untuk Membuat Peralatan di Bulan

Penggunaan plastik daur ulang yang dipadukan dengan material menyerupai tanah Bulan berpotensi membantu astronaut memproduksi peralatan langsung di lingkungan Bulan. Penelitian tim Concordia University, Kanada, menunjukkan bahwa campuran tersebut dapat diolah menggunakan teknologi cetak 3D untuk menghasilkan sejumlah komponen fungsional, sebagaimana dilansir dari Detik iNET. Inovasi ini menawarkan pendekatan untuk mengurangi ketergantungan misi antariksa pada pasokan material dari Bumi.

Biaya pengiriman barang ke Bulan disebut dapat melampaui USD 1 juta per kilogram, bergantung pada estimasi yang digunakan. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Composites Part B: Engineering tersebut dikerjakan oleh Farshad Malekpour dan Mehdi Hojjati. Penelitian ini memanfaatkan poly(ether ketone ketone) (PEKK), yaitu polimer termoplastik berkinerja tinggi, sebagai bahan utama yang dicampur dengan material simulasi tanah Bulan.

Regolith merupakan lapisan debu dan pecahan batuan yang menyelimuti permukaan Bulan. Material tersebut berpotensi digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan komponen, sehingga kebutuhan membawa seluruh bahan produksi dari Bumi bisa ditekan.

Untuk membuat bahan cetak, para peneliti terlebih dahulu mengumpulkan komponen PEKK hasil pencetakan sebelumnya. Plastik itu kemudian dihancurkan hingga menjadi serbuk, dicampurkan dengan simulasi regolith, dan diproses menjadi filamen yang dapat digunakan pada printer 3D. Melalui metode tersebut, tim berhasil menghasilkan beberapa objek, termasuk kunci inggris dan struktur ringan yang dirancang untuk meredam energi benturan. Hasil ini memperlihatkan potensi penggunaan material daur ulang untuk membuat peralatan sekaligus komponen yang memiliki fungsi khusus.

Material berpotensi membantu menyerap benturan

Salah satu sasaran pengembangan campuran tersebut adalah pembuatan struktur yang dapat berubah bentuk ketika menerima tekanan. Karakteristik ini berpotensi dimanfaatkan untuk membantu menyerap gaya saat wahana antariksa melakukan pendaratan. Mehdi Hojjati, profesor di Departemen Teknik Mesin, Industri, dan Dirgantara Concordia University, menjelaskan bahwa penelitian tersebut termasuk upaya awal yang menggabungkan plastik berkinerja tinggi bekas dari kebutuhan antariksa dengan material simulasi regolith dalam proses produksi berulang.

"Penelitian ini merupakan salah satu yang pertama menunjukkan pendekatan manufaktur siklus tertutup yang menggabungkan daur ulang polimer berkinerja tinggi untuk keperluan antariksa dengan regolith Bulan," ujar Mehdi Hojjati. Konsep manufaktur siklus tertutup atau closed-loop manufacturing memungkinkan material yang sudah digunakan diproses kembali menjadi bahan produksi. Dengan demikian, komponen tidak harus langsung dibuang setelah menyelesaikan satu siklus pemakaian.

Pengujian menunjukkan peluang dan keterbatasan

Dalam eksperimen tersebut, PEKK berhasil didaur ulang sebanyak tiga kali tanpa menunjukkan penurunan signifikan pada sifat termal maupun mekanisnya. Hasil ini menjadi salah satu temuan penting karena penggunaan ulang material merupakan bagian dari pendekatan produksi yang dikembangkan oleh tim peneliti.

Campuran dengan simulasi tanah Bulan juga memperlihatkan manfaat selama proses pemanasan. Penambahan material tersebut membantu mengurangi penyusutan dan perubahan bentuk, dua aspek yang perlu diperhatikan ketika komponen diproduksi ulang. Kemampuan mempertahankan bentuk menjadi relevan untuk sistem produksi di Bulan, tempat fasilitas pengolahan material diperkirakan sangat terbatas.

Karena itu, penggunaan kembali bahan yang tersedia dapat menjadi bagian penting dari upaya memenuhi kebutuhan peralatan selama misi berlangsung. Meski demikian, campuran PEKK dan simulasi regolith masih memiliki kekurangan. Partikel mineral di dalam material memicu terbentuknya lebih banyak rongga kecil, sehingga komposit yang dihasilkan cenderung lebih rapuh dibandingkan PEKK tanpa campuran.

Kondisi tersebut membuat material ini lebih sesuai untuk pengembangan komponen penyerap benturan daripada langsung digunakan sebagai bahan utama struktur bangunan permanen. Pemanfaatannya masih perlu mempertimbangkan karakteristik mekanis yang diperoleh dalam pengujian.

Teknologi masih memerlukan pengujian di Bulan

Penelitian ini memiliki batasan yang perlu diperhatikan. Bahan yang digunakan merupakan simulasi tanah Bulan, bukan sampel regolith asli yang diambil langsung dari permukaan Bulan.

Selain itu, teknologi tersebut belum diuji secara langsung dalam kondisi lingkungan Bulan. Oleh sebab itu, hasil eksperimen yang tersedia belum membuktikan bahwa proses produksi dan penggunaan komponennya dapat berjalan dengan hasil serupa di luar Bumi.

Walaupun masih berada pada tahap awal, pendekatan ini memperlihatkan kemungkinan pemanfaatan plastik bekas dan material lokal untuk mendukung kegiatan antariksa. Jika nantinya dikembangkan dan diuji dalam kondisi sebenarnya, metode tersebut berpotensi membantu astronaut membuat serta menggunakan kembali peralatan tanpa selalu bergantung pada pengiriman material dari Bumi.