Ilmuwan Berencana Bangun Tempat Penyimpanan ‘Kiamat’ di Bulan

Cerita ini aslinya muncul di Menggiling dan merupakan bagian dari Meja Iklim kolaborasi.

Pada musim gugur tahun 2016, suhu yang melonjak menyebabkan lapisan tanah beku yang menyelimuti lereng gunung terpencil di Norwegia mencair. Banjir yang terjadi kemudian merusak terowongan masuk Gudang Benih Global Svalbard, yang dibangun di gunung sebagai benteng untuk melindungi benih-benih dunia. Derasnya air menandakan peringatan yang mengerikan: Bahkan gudang “kiamat” senilai jutaan dolar yang dirancang untuk membentengi pasokan pangan dunia tidak dapat lolos dari amukan planet yang memanas.

Ketika umat manusia terus melampaui ambang batas iklim utamarisiko keamanan yang mengancam keberlangsungan repositori juga terus meningkat. Diluncurkan pada tahun 2008 sebagai situs “aman dari kegagalan” selama lebih dari 1,3 juta sampel benih, brankas tersebut berada di kepulauan di atas Lingkaran Arktik yang oleh para peneliti telah diidentifikasi sebagai wilayah yang mengalami pemanasan enam kali lebih cepat Ancaman-ancaman yang mengancam ini, sebagian, merupakan bagian dari visi besar yang diperkenalkan oleh tim ilmuwan AS studi baru yang diterbitkan dalam jurnal BioScience: tempat penyimpanan baru yang lebih aman, kali ini tidak hanya untuk benih, tetapi untuk sampel tanaman, hewan, dan mikroba.

Oh, dan mereka ingin membangunnya di bulan.

“Di museum sejarah alam, kami memikirkan jenis material apa yang akan kami simpan, dan di mana kami akan menyimpannya, dan bagaimana kami akan menyimpannya?” kata Lynne Parenti dari Museum Sejarah Alam Nasional Smithsonian, yang turut menulis makalah tersebut. Seiring dengan meningkatnya jumlah spesies menghadapi ancaman kepunahan akibat perubahan iklim dan hilangnya habitat terus meningkat, menurutnya sudah saatnya kita mempertimbangkan kembali cara terbaik untuk memastikan kelangsungan hidup mereka di masa depan. Selain Svalbard, ada lebih dari 1.750 bank gen di seluruh dunia yang menyimpan sampel spesies yang diawetkan untuk berjaga-jaga jika mereka perlu dihidupkan kembali di masa mendatang. Menurut Parenti, brankas ini saja tidak lagi menjadi polis asuransi yang memadai.

“Bulan adalah lokasi yang ideal karena letaknya yang terpencil, dan aman dari bencana-bencana di Bumi,” kata Parenti. “Jika kami bisa melakukan ini, kami rasa ini akan berhasil.”

Otomatis, dan tanpa perlu perawatan manusia, biorepositori bulan yang diusulkan akan menampung sel-sel yang dikriopreservasi, disimpan pada suhu yang sangat dingin sehingga aktivitas biologis terhenti. Sel-sel yang dikriopreservasi kemungkinan dapat tetap hidup selama ratusan tahun, dengan tujuan agar koleksi tersebut suatu hari dapat dicairkan dan digunakan untuk memulihkan DNA dan seluruh organisme. Bukti konsep semu sudah ada: Tim sebelumnya sel hidup yang dikriopreservasi dari ikan goby bintangdengan harapan bahwa sel-sel kulit ini suatu hari dapat meregenerasi populasi.

“Saya telah memikirkan tentang cara melindungi spesies dalam biorepositori pasif seperti Svalbard Seed Vault, tempat tidak diperlukan orang atau energi untuk memelihara benih,” kata Mary Hagedorn, penulis utama makalah tersebut dan kolega Parenti di Smithsonian. Tidak ada tempat di Bumi yang cukup dingin untuk memiliki repositori yang harus disimpan pada suhu –196 derajat Celsius atau lebih rendah—prasyarat untuk penyimpanan jangka panjang sel hidup yang dikriopreservasi—jadi dia dan timnya beralih ke kemungkinan bulan, tempat beberapa area mencapai suhu yang jauh lebih dingin dari itu.

Jika diwujudkan menjadi kenyataan, penulis studi berpendapat bahwa kubah bulan akan membantu mengamankan keanekaragaman hayati ekosistem dunia jika terjadi bencana di Bumi.

Kedengarannya seperti fiksi ilmiah, dan tantangan untuk melaksanakannya sangat ekstrem—mulai dari bagaimana memastikan adanya cukup keragaman genetik dalam sampel yang disimpan untuk membuat populasi kembali Bumi menjadi mungkin, hingga kurangnya bukti yang cukup bahwa regenerasi spesies dari sel yang dikriopreservasi dalam jangka panjang dapat dilakukan, hingga biaya yang sangat mahal yang diperlukan untuk memulainya. (Tim Hagedorn saat ini belum memiliki perkiraan biaya atau jangka waktunya.)

Namun, beberapa minggu lalu, tim tersebut melangkah lebih jauh menuju perwujudan visi ini dengan memperluas jajaran mereka hingga mencakup Garret Fitzpatrick dan insinyur lain dari Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics. Sebelumnya dalam kariernya, Fitzpatrick bekerja untuk NASAdi mana ia memimpin upaya untuk merancang sistem untuk mengangkut sampel biologis ke Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk eksperimen. Mengirim jaringan dalam keadaan stasis kriogenik ke bulan merupakan tantangan terkait tetapi jauh lebih sulit.

Fitzpatrick dan timnya berfokus pertama-tama pada pengembangan misi demonstrasi yang akan mengirim sel beku ke Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk menjawab satu pertanyaan di atas semua pertanyaan lainnya: “Dapatkah kita mempertahankan kisaran suhu yang cukup, tidak hanya di lokasi pendaratan, tetapi di seluruh fase misi,” tanya Fitzpatrick, “dari integrasi dalam wahana peluncur hingga peluncuran, transit ke bulan, pendaratan, kemungkinan penyimpanan, sebelum akhirnya tiba di tujuan akhirnya?”

“Ini hampir merupakan dua masalah teknik yang berbeda,” kata Fitzpatrick tentang tantangan ganda dalam mengirim sampel kriogenik ke luar angkasa dan kemudian menyimpannya di permukaan bulan.

Cara mengkriopreservasi sel spesies Bumi di bulan merupakan masalah khusus. Namun, yang mengejutkan, tim pesaing sudah mengerjakannya. Mereka bahkan beberapa langkah lebih maju.

Sekelompok insinyur di Universitas Arizona telah merancang sebuah sistem untuk menyimpan sampel biologis di bulan. Desain Universitas Arizona dimulai di laboratorium SpaceTREx milik profesor kedirgantaraan Jekan Thanga sebagai proyek mahasiswa yang mengeksplorasi kasus penggunaan potensial untuk tabung lava yang ditemukan di bulan di awal tahun 2010anyang dapat menyediakan tempat berlindung yang sangat dibutuhkan bagi keberadaan manusia di bulan—termasuk biorepositori seperti yang diusulkan Hagedorn dan rekan-rekannya, atau “bahtera bulan” sebagaimana tim Thanga menyebutnya.

tabung lava terbentuk ketika bagian luar magma yang mengalir mengeras sementara bagian dalam terus melanjutkan perjalanannya, meninggalkan tabung kosong di belakang. Mereka ditemukan di seluruh Bumi dan diyakini menghiasi bagian bawah permukaan benda-benda planet lain yang juga pernah mengalami periode aktivitas vulkanik, kategori yang mencakup bulan. Menurut ilmuwan planet, sisa-sisa masa lalu bulan yang meleleh ini akan memberikan sumber perlindungan alami terhadap banyak ancaman yang dihadapi astronot di permukaan—melindungi mereka, peralatan mereka, dan sampel apa pun yang mungkin mereka lindungi dari bahaya seperti radiasi matahari dan luar angkasa yang tidak tersaring, serta meteorit yang menghantam secara acak dan dengan kecepatan yang melebihi 36.000 mil per jam.

Thanga dan timnya telah membuat sketsa sistem yang akan menggunakan panel surya dan baterai untuk menyediakan daya guna mendorong suhu di dalam tabung lava hingga mencapai titik beku yang dibutuhkan untuk membuat bahtera bulan mereka. Inilah perbedaan yang jelas antara desain Thanga dan eksperimen pemikiran Hagedorn. Jika kelompok Thanga bertujuan untuk mendinginkan bahtera secara aktif, Hagedorn dan tim Smithsonian telah membayangkan sebuah tempat penyimpanan yang menggunakan fitur alami bulan untuk menjaga sampel tetap kriogenik.

“Ide di balik usulan kami adalah, sejauh yang kami bisa lakukan, itu akan bersifat pasif,” kata Parenti. Ia menunjukkan bahwa orang-orang telah lama berspekulasi tentang ide membangun sesuatu yang menyimpan material di bulan, tetapi semua ide tersebut membutuhkan kru untuk merawatnya.

Untuk mempertahankan pembekuan yang dalam secara pasif, mereka mengusulkan pembangunan tempat penyimpanan di kutub selatan bulan, di mana, di dalam beberapa kawah, kebetulan geometri langit telah sejajar untuk menciptakan area bayangan permanen, dan suhunya bisa serendah -196 derajat celcius. Kondisi tersebut berarti bahwa sampel dapat disimpan tanpa perlu awak, dan sampel dapat dipertahankan hanya dengan penjelajah dan robot.

Meskipun secara teori semua ini menjadikan bayangan kutub permanen ini ideal untuk proyek semacam itu, “kami tidak tahu dasar-dasar tempat itu,” bantah Thanga. Bulan lalu, NASA membatalkan misi itu akan menjadi penjelajah pertama yang menjelajahi kutub sebagian karena tantangan teknis yang ada. “Ini adalah salah satu hal yang ironis,” kata Thanga. “Itu dekat Bumi, tetapi mungkin salah satu tempat paling ekstrem di seluruh tata surya.”

Namun, Fitzpatrick merasa yakin bahwa peta jalan bulan NASA saat ini akan memberikan banyak kesempatan untuk menjelajahi dan memahami wilayah kutub yang gelap, termasuk misi yang dijadwalkan untuk akhir tahun ini yang berencana mendarat di punggung bukit yang menghadap bayangan kutubNamun, saat NASA berupaya menjelajahi wilayah tersebut, Thanga menegaskan, ada kemungkinan kita hanya akan belajar lebih banyak tentang betapa sulitnya bertahan hidup dan beroperasi dalam suhu dingin seperti itu.

“Hanya beroperasi dalam kondisi kriogenik, itu sama sekali bukan hal yang mudah,” kata Thanga. “Benda-benda mekanis melakukan hal-hal aneh. Benda-benda itu bisa membeku, terkunci, dan sebagainya, dalam kondisi seperti di luar angkasa. Bahkan dalam kondisi yang cukup dingin dalam ruang hampa, kita memiliki fenomena yang disebut pengelasan dingin,” di mana dua potong logam menyatu saat bersentuhan.

Thanga berpendapat bahwa hal yang lebih masuk akal untuk dilakukan adalah membuat bahtera di dalam tabung lava karena rekan-rekannya di bidang ilmu planet memperkirakan tabung tersebut akan sangat mirip dengan yang ada di Bumi, meskipun jauh lebih dingin, sehingga para peneliti dan teknisi dapat memahami apa yang dapat diharapkan dan bagaimana merencanakannya.

Namun, seperti konsep Hagedorn, harga dan jadwalnya belum ditetapkan. Namun Thanga berharap bahwa, setelah desainnya selesai (yang mungkin memerlukan waktu bertahun-tahun), roket itu dapat dibangun dan dirakit lebih cepat dan lebih murah daripada Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Label harga akhir akan tetap mencapai miliaran, biaya yang, bagi sebagian orang, mungkin lebih baik dihabiskan untuk solusi yang lebih pasti di Bumi. Di Svalbard Global Seed Vault, setelah banjir 2016, yang pada akhirnya tidak membahayakan sampel apa pun tetapi mendorong serangkaian kekhawatiran mengenai kapasitas brankas untuk memberikan perlindungan yang aman, arsitek fasilitas tersebut mengakui bahwa kemungkinan mencairnya lapisan es, atau kasus cuaca ekstrem lainnya, telah tidak ada dalam rencana pembangunan aslinya. Bernilai jutaan dolar tindakan pencegahan telah diambil sejak saat itu.

Di dalam Tahun 2019dinding terowongan pintu masuk brankas itu kedap air, sumber panas disingkirkan, dan parit drainase digali untuk mencegah air bocor masuk. Seorang juru bicara di Crop Trust, sebuah organisasi yang membantu mengelola brankas itu bersama pemerintah Norwegia dan Nordic Genetic Resource Center, memberi tahu Grist bahwa fasilitas itu “aman.” “Fasilitas itu beroperasi di lokasi yang mudah diakses dengan sistem pendingin modern yang menjaga suhunya pada -18 derajat Celsius, yang ideal untuk penyimpanan benih. Beberapa kali penyimpanan dilakukan setiap tahun dan para penyimpan dapat mengakses benih mereka sesuai kebutuhan. Fasilitas itu diawasi dengan ketat untuk melindungi Gudang Benih dan isinya,” kata juru bicara itu.

“Perubahan iklim mengancam banyak aspek pembangunan, termasuk keanekaragaman tanaman pangan dan ketahanan pangan di seluruh dunia. Ini merupakan ancaman yang jauh lebih besar daripada risiko yang ditimbulkan perubahan iklim terhadap Svalbard Global Seed Vault,” imbuh mereka.

Ketika ditanya tentang usulan untuk biorepositori bulan yang sebagian dimotivasi oleh risiko iklim ekstrem yang menghambat penyimpanan benih, Stefan Schmitz, direktur eksekutif Crop Trust, secara terpisah mengatakan kepada Grist bahwa gagasan biorepositori di bulan menyoroti keharusan untuk melestarikan dan menyediakan keragaman tanaman pangan di Bumi. “Sistem yang kita terapkan saat ini, pelajaran yang kita petik, dan benih yang kita jaga merupakan sumber daya yang tak ternilai saat manusia memandang ke bulan dan bintang-bintang,” kata Schmitz. “Kolaborasi, kerja sama, dan konservasi di Bumi, saat ini, memastikan bahwa manusia dapat menggapai bulan, dan seterusnya.”

Bagi Thanga dan Hagedorn, membatasi upaya konservasi modern pada sistem yang ada saja tidaklah cukup.

Karena adanya risiko “kekacauan skala besar dan “gangguan” yang disebabkan oleh perubahan iklim, perang nuklir, gunung berapi super, dampak asteroid, dan bencana alam potensial lainnya, kata Thanga, brankas di bulan akan menjadi cara untuk menyimpan “salinan cadangan utama” kehidupan di Bumi pada jarak yang aman. Selain pilihan untuk mempertahankan suhu secara aktif atau pasif, Thanga percaya bahwa kedua proposal yang bersaing itu pada akhirnya adalah “ide yang sangat mirip,” sebuah fakta yang “mengungkapkan semacam kebenaran yang lebih besar” tentang pentingnya bahtera semacam itu. Bahkan, ia bertemu dengan tim Smithsonian melalui panggilan Zoom musim panas lalu untuk membahas kepentingan bersama mereka.

Bagaimana dengan kritik bahwa proyek tersebut mungkin terlalu mahal atau terlalu mengada-ada? Baik Hagedorn maupun Thanga yakin bahwa yang dibutuhkan agar versi bahtera tersebut menjadi kenyataan hanyalah komitmen yang jelas dan ambisius dari pemerintah.

“Dengan dana yang cukup dan dukungan NASA, kita bisa melakukannya sekarang,” kata Hagedorn. “Pikirkan tentang pernyataan presiden di awal tahun 1960-an, bahwa ‘kita akan mendaratkan manusia di bulan pada akhir dekade ini.’ Itu adalah lompatan yang jauh lebih besar dalam sains dan teknologi daripada yang kita usulkan.”