Eksplorasi antariksa jangka panjang seperti misi ke Mars atau pembangunan pangkalan permanen di Bulan menghadapi tantangan besar: bagaimana mempertahankan kebutuhan dasar manusia seperti oksigen dan nutrisi di lingkungan yang tidak mendukung kehidupan?
Saat ini, stasiun luar angkasa masih bergantung pada pengiriman rutin dari Bumi untuk pasokan udara bersih dan makanan. Pengiriman ini tidak hanya mahal, tetapi juga menyimpan risiko tinggi karena bergantung pada teknologi roket dan cuaca luar angkasa.
Untuk menjawab tantangan ini, para ilmuwan mengembangkan sistem penunjang kehidupan tertutup atau Closed-Loop Life Support System suatu sistem yang dapat mengolah limbah manusia menjadi sumber daya baru. Salah satu teknologi kuncinya adalah fotosintesis buatan, yaitu proses buatan yang meniru cara kerja tanaman dalam mengubah karbon dioksida (CO₂) menjadi oksigen (O₂) dan biomassa yang dapat digunakan sebagai makanan.
Fotosintesis Buatan ala Stasiun Tiangong
Pada Januari 2025, China berhasil menguji sistem fotosintesis buatan di modul Mengtian milik Stasiun Luar Angkasa Tiangong. Para astronaut melakukan eksperimen dengan menggunakan reaktor biologis kecil yang ditempatkan dalam “laci antariksa”.
Cara kerja sistem ini mencerminkan prinsip fotosintesis alami, tetapi dikendalikan secara teknologi dan dirancang untuk lingkungan mikrogravitasi:
- Bahan Baku
Karbon dioksida yang dihasilkan dari napas astronaut dan air dari sistem daur ulang digunakan sebagai bahan utama reaksi. - Sumber Energi
Energi yang dibutuhkan berasal dari cahaya—baik sinar matahari langsung maupun dari lampu LED khusus. - Katalis Biologis
Mikroorganisme seperti alga atau bakteri fotosintetik mempercepat proses perubahan CO₂ dan H₂O menjadi O₂ dan biomassa. - Produk Akhir
Sistem ini menghasilkan oksigen untuk bernapas dan protein mikroba berkualitas tinggi yang dapat dijadikan bahan makanan.
Eksperimen ini menjadi tonggak penting dalam pengembangan teknologi penunjang kehidupan jangka panjang di luar angkasa.
Hasil dan Temuan
Efisiensi Produksi Oksigen
Sistem menunjukkan kemampuan untuk menghasilkan oksigen dalam jumlah yang cukup untuk mendukung sebagian kebutuhan astronaut. Ini menandakan potensi besar untuk mengurangi ketergantungan pada suplai dari Bumi.
Produksi Biomassa Bernutrisi
Selain oksigen, sistem ini menghasilkan biomassa mikroba yang kaya protein. Biomassa ini dapat digunakan sebagai bahan makanan alternatif di ruang angkasa, dan menjadi solusi potensial untuk memenuhi kebutuhan nutrisi dalam misi jangka panjang.
Stabil di Mikrogravitasi
Hasil pengujian membuktikan bahwa sistem tetap stabil dan berfungsi baik meskipun berada dalam kondisi tanpa gravitasi, yang sebelumnya menjadi tantangan besar dalam pengembangan sistem biologis di luar Bumi.
Implikasi Ilmiah dan Praktis
Untuk Eksplorasi Antariksa
- Kemandirian Sumber Daya: Stasiun luar angkasa dan misi luar Bumi tidak lagi sepenuhnya bergantung pada pengiriman dari Bumi.
- Misi Jangka Panjang: Misi ke Mars, Bulan, atau luar Tata Surya membutuhkan sistem yang dapat mendaur ulang limbah dan menghasilkan sumber daya penting seperti oksigen dan makanan.
- Ekosistem Buatan: Teknologi ini menjadi fondasi untuk menciptakan ekosistem tertutup yang berkelanjutan bagi koloni manusia di luar angkasa.
Untuk Bumi
- Pengurangan Emisi Karbon: Sistem serupa dapat digunakan di Bumi untuk menangkap dan mengolah karbon dioksida dari atmosfer, membantu melawan perubahan iklim.
- Sumber Pangan Alternatif: Biomassa mikroba dapat menjadi solusi pangan masa depan yang hemat lahan dan rendah emisi.
- Ekonomi Karbon Sirkular: Konsep mengubah limbah menjadi sumber daya bernilai tinggi sangat sejalan dengan strategi ekonomi hijau dan berkelanjutan.
Tantangan yang Masih Dihadapi
- Skalabilitas: Sistem saat ini masih berskala laboratorium. Diperlukan pengembangan lebih lanjut agar dapat digunakan secara luas.
- Konsumsi Energi: Proses fotosintesis buatan membutuhkan energi besar, sehingga efisiensi harus terus ditingkatkan.
- Keamanan dan Stabilitas Biologis: Mikroorganisme yang digunakan harus aman, steril, dan stabil untuk jangka panjang.
- Biaya Produksi: Masih mahal, namun diharapkan turun seiring berkembangnya teknologi dan meningkatnya permintaan.
Prospek Masa Depan
Dengan kemajuan ini, kita dapat membayangkan bahwa dalam 10–20 tahun ke depan:
- Modul fotosintesis buatan akan menjadi bagian penting dari stasiun luar angkasa dan pangkalan bulan.
- Teknologi ini akan diadaptasi untuk keperluan sipil di Bumi, seperti di kota-kota dengan tingkat polusi tinggi atau daerah yang kekurangan pangan.
- Akan terbuka jalan untuk kolaborasi internasional dalam pengembangan ekosistem mandiri luar angkasa yang juga berguna bagi umat manusia di planet asalnya.
Eksperimen fotosintesis buatan di Stasiun Tiangong menunjukkan bahwa manusia bisa menciptakan sistem kehidupan buatan yang meniru proses alam. Dari napas astronaut yang mengandung karbon dioksida, tercipta kembali oksigen segar dan makanan mikroba, sebuah daur kehidupan tertutup yang menjadi dasar eksplorasi luar angkasa masa depan.
Teknologi ini bukan hanya tentang bertahan hidup di luar angkasa, tapi juga tentang mewujudkan cara hidup yang lebih berkelanjutan di Bumi. Di tengah krisis iklim dan ancaman kekurangan pangan, inovasi seperti ini membawa harapan baru: bahwa dengan meniru cara kerja alam dan memadukannya dengan teknologi canggih, manusia bisa hidup lebih mandiri, lebih cerdas, dan lebih harmonis dengan lingkungannya, baik di planet ini maupun di planet lain.
REFERENSI:
C, Marcelo. 2025. 400 million tons for 40 years ― China is absorbing the Earth’s atmosphere for this megaproject. Ecoportal.net: https://www.ecoportal.net/en/china-absorbing-the-earths-atmosphere/9333/ diakses pada tanggal 27 Juni 2025.
