Antariksa

Mungkinkah Moss Gurun Ultra-Resisten Menjadi Kunci untuk ‘Menghijaukan’ Mars?

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Pengungkapan: Securities.io dapat menerima kompensasi saat Anda memakai tautan ke produk yang kami ulas. Hal ini tidak memengaruhi penilaian editorial kami. Kami bukan penasihat investasi terdaftar; ini bukan saran investasi. Baca pengungkapan afiliasi kami.

Menghijaukan Mars

Science fiction writers and scientists have long dreamed of how to transform Mars into a lush and green planet, a process called terraformation. This would be a very ambitious project, as Mars is currently a very harsh environment. It has a very thin atmosphere, no liquid water, and serious levels of radiation. The temperature is also, on average, -65C/-85F.

It is assumed that some level of megaprojects will be needed to terraform Mars. For example, we might need menghangatkan planet dengan nanorod logam yang diproduksi dalam jumlah industri. We might also mengekstrak sebagian air yang terperangkap di samudra bawah tanah 10-15km deep under the planet’s crust.

Namun bahkan jika upaya ini menghangatkan planet sedikit, menebalkan atmosfernya, dan menyediakan lebih banyak kelembapan serta air cair, pada awalnya tetap akan menjadi tempat yang sangat keras. Untungnya, penelitian tentang ekosistem gurun di Bumi memberi kami gambaran tentang bagaimana kita dapat membuat kehidupan mulai berkembang di Mars.

Membangun Tanah

Beberapa organisme Bumi dapat tumbuh dalam kondisi sangat keras langsung di atas batu, seperti lumut kerak dan sianobakteri. Mereka sering menjadi bentuk kehidupan terakhir yang bertahan di tempat seperti gurun, batu telanjang, dan puncak gunung.

Namun, mereka tumbuh sangat lambat dan tidak mungkin mengumpulkan biomassa yang cukup untuk benar‑benar mempercepat munculnya ekosistem Mars yang kuat.

Ini menjadi masalah, karena ekosistem yang lebih kompleks memerlukan tanah sesungguhnya, yang harus mengandung banyak bahan organik. Tanah bukan hanya mineral dan tidak dapat diproduksi secara industri; tanah harus dihasilkan oleh ekosistem itu sendiri setelah manusia memulainya.

Untuk ini, diperlukan produksi biomassa berbasis karbon yang lebih besar daripada yang dapat dihasilkan oleh lumut kerak.

Yang lebih menjanjikan adalah lumut, berkat ketahanannya terhadap suhu dan stres air, sambil tetap tumbuh melalui fotosintesis dan menghasilkan biomassa yang signifikan.

Bagian kunci dalam menghijaukan gurun Mars adalah menciptakan kerak tanah biologis (BSC). BSC adalah jenis penutup tanah yang luas ditemukan di daerah kering. BSC terdiri dari kompleks organik tanaman kriptogamik seperti lumut kerak dan lumut, mikroba seperti sianobakteri, serta sekresi dari organisme‑organisme ini yang tercampur dengan partikel tanah.

Di beberapa wilayah gurun, BSC menutupi hingga 70% area, secara signifikan meningkatkan kapasitas penahanan air dan stabilitas struktural pasir di bawahnya.

Menariknya, BSC bertanggung jawab atas 1/4 total fiksasi nitrogen biologis di ekosistem daratan di seluruh dunia, dan sering disebut sebagai “kulit hidup” Bumi.

Lumut Ajaib

Peneliti dari Laboratorium Kunci Negara untuk Ekologi Gurun dan Oasis di Institut Ekologi dan Geografi Xinjiang serta Pusat Ilmu Antariksa Nasional di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok bekerja sama untuk mengidentifikasi lumut yang dapat melakukan tugas tersebut di Mars.

Mereka mempublikasikan hasilnya dalam publikasi ilmiah berjudul “Lumut gurun ekstremotoleran Syntrichia caninervis adalah tanaman pionir yang menjanjikan untuk menjajah lingkungan ekstraterestrial.”

Syntrichia caninervis, yang juga dikenal sebagai lumut sekrup stepa, adalah jenis lumut yang khusus bertahan di lingkungan gurun yang keras. Lumut ini dapat ditemukan di seluruh dunia, dari Antartika hingga Dataran Tinggi Tibet, Afrika Utara, dan gurun Amerika Utara.

Sumber: Cell

Syntrichia sangat tahan terhadap pengeringan, dapat pulih setelah kehilangan air >98%.

Lumut ini juga dapat bertahan pada suhu serendah −196°C, jauh lebih dingin daripada suhu terburuk yang pernah tercatat di Mars, apalagi dibandingkan dengan cuaca yang lebih “ramah” di wilayah ekuatorial yang dapat naik di atas suhu beku air.

Tidak Terpengaruh pada Stres Air

Ketahanan ekstrem Syntrichia terhadap kekeringan tidak dapat diremehkan. Tanaman ini dapat kehilangan hampir seluruh airnya dan tetap hidup, berubah menjadi hijau gelap lalu hitam.

Lebih mengesankan lagi, tanaman yang mengering kembali menjadi hijau dan dengan cepat memulihkan kapasitas fotosintesisnya dalam hitungan detik setelah direhidrasi.

Sumber: Cell

Tanaman ini tetap aktif secara fotosintetik di bawah tutupan salju dan dapat mempertahankan pertumbuhan yang kuat, menyumbang hingga 49% dari total fiksasi karbon tahunan mereka selama siklus beku-cair yang sering terjadi di musim semi.

Hal ini mungkin sangat penting jika cuaca Mars tetap hampir di atas titik beku pada tahap awal.

Kelangsungan Hidup pada Dingin

Wilayah di luar ekuator Mars, serta daerah yang terkena badai pasir atau periode musim dingin, akan mengekspos ekosistem Mars yang baru lahir pada periode dingin yang brutal selama minggu atau bulan.

Para peneliti Tiongkok mengambil Syntrichia dan memaparkannya pada suhu -80°C/-112°F selama bertahun‑tahun. Bahkan setelah 5 tahun perlakuan tersebut, tidak kurang dari 90% tanaman masih bertahan.

Mereka juga mengujinya selama hingga sebulan dalam nitrogen cair pada suhu -196°C/-320°F. Bahkan demikian, Syntrichia melihat hampir semua tanaman tumbuh kembali ketika dipindahkan ke suhu yang lebih hangat.

Sumber: Cell

Jadi, dapat diasumsikan dengan aman bahwa, bahkan saat ini, tanpa upaya terraforming, tidak ada musim dingin Mars yang dapat membunuh Syntrichia.

Ketahanan terhadap Radiasi

Dataran tinggi seperti di Tibet merupakan lingkungan yang sulit tidak hanya karena dingin atau kekeringan tetapi juga karena tingkat radiasi akibat ketinggian. Jadi tidak mengherankan bahwa Syntrichia juga sangat tahan radiasi.

Para peneliti memaparkan lumut pada berbagai tingkat radiasi dan mengukur tingkat pemulihannya.

Mereka menemukan bahwa hingga 500 Gy (gray, satuan pengukuran radiasi), radiasi bahkan secara kuat mempromosikan regenerasi cabang baru.

Sumber: Cell

Di atas tingkat ini, regenerasi cabang baru melambat, tetapi tidak terhenti, hingga 8.000 Gy, yang mulai menyebabkan kerusakan parah. 16.000 Gy terbukti mematikan.

Sebagai perbandingan, setengah populasi manusia akan mati pada hanya 2,5–4,5 Gy, dengan kejang parah dan kematian terjadi sekitar 50 Gy.

Menguji Kondisi Mirip Mars

Para peneliti menggunakan Planetary Atmospheres Simulation Facility (PASF) milik Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok untuk melihat bagaimana lumut akan bertahan dalam kondisi “nyata” Mars. Alih‑alih menguji kondisi secara terpisah, seperti kering, dingin, radiasi, dll., PASF juga menambahkan atmosfer oksigen rendah dan nitrogen rendah yang belum diuji secara terpisah.

Meskipun tidak sepenuhnya identik, fasilitas ini menciptakan simulasi yang sangat realistis dari kondisi pertumbuhan Mars saat ini.

Sumber: Cell

Secara keseluruhan, semua tanaman bertahan dalam kondisi Mars hingga 7 hari dan sepenuhnya pulih setelahnya ketika terpapar kondisi mirip Mars dalam keadaan kering.

Ketika terpapar dalam keadaan terhidrasi penuh, mereka juga bertahan, tetapi regenerasi lebih lambat, dan cabang baru lebih sedikit.

Sumber: Cell

Namun, tampaknya kombinasi oksigen rendah, radiasi, dan dingin menciptakan lingkungan yang sedikit terlalu keras bahkan bagi lumut sekrup stepa untuk tumbuh aktif, tetapi lumut tersebut masih dapat bertahan.

Evolusi Alami dan Buatan

Berbagai Adaptasi

Para peneliti juga membahas mekanisme yang memungkinkan lumut sekrup stepa bertahan dalam kondisi keras tempatnya hidup. Di antaranya:

  • Keadaan dormansi metabolik selektif di bawah kondisi stres, secara strategis mempertahankan metabolit kunci.
  • Kadar tinggi sukrosa dan maltosa setelah stres, berfungsi sebagai agen osmotik & pelindung yang membantu mempertahankan dan menstabilkan arsitektur seluler.
    • Gula‑gula tersebut menyediakan energi yang dibutuhkan untuk pemulihan cepat setelah kondisi stres berakhir.
  • Kemampuan kuat untuk menyerap spesies oksigen reaktif setelah stres dengan mengakumulasi kadar tinggi katalase, glutathione S‑transferase, dan peroksidase.
  • Gen katalase terkait stres dan duplikasi tandem gen S. caninervis yang mengkode protein fotoprotektif yang dipicu cahaya awal.
  • Daun yang saling tumpang tindih yang menghemat air dan melindungi tanaman dari sinar matahari intens serta awn putih di puncak daun yang memantulkan radiasi matahari kuat dan meningkatkan efisiensi penggunaan air
    • Selama dehidrasi, daun menjadi sangat melengkung dan menyusut, serta sudut daun menjadi lebih kecil.

Mengoptimalkan Kehidupan untuk Mars

Evolusi Alami

Kemampuan bertahan yang luar biasa dari Syntrichia caninervis membuka jalan bagi lumut ini untuk secara bertahap beradaptasi dengan kondisi Mars jika diberikan sedikit bantuan.

Hal ini dapat terjadi secara alami, selama beberapa mikrobioma menyediakan kondisi pertumbuhan di area kecil, misalnya mungkin di ngarai dan kawah beraltitude rendah di sekitar ekuator yang secara alami lebih hangat dan memiliki atmosfer yang lebih padat.

Dari area pertumbuhan awal ini, seleksi alam dan mutasi spontan dapat memilih sifat‑sifat yang diperlukan untuk menjajah seluruh planet.

Evolusi Terarah

Manusia saat ini secara rutin menggunakan evolusi terarah untuk menciptakan enzim dan organisme baru bagi tujuan mereka sendiri dan produksi industri, sebuah prestasi yang dianugerahi Nobel Kimia pada 2018. Strategi yang sama dapat diterapkan untuk menciptakan sianobakteri, lumut kerak, dan lumut yang lebih tahan terhadap Mars.

Sebagai contoh, kita dapat memulai dari kondisi hampir mirip Mars, yang hanya sedikit lebih baik tetapi masih lebih keras daripada Bumi, memungkinkan Syntrichia (dan organisme lain) tumbuh. Dan kemudian, secara bertahap mengubah kondisi sehingga hanya sub‑bagian populasi yang bertahan, membawa sifat baru dan ketahanan yang lebih kuat.

Dengan mengulang proses ini ratusan kali, kita mungkin mendapatkan spesies baru yang mampu bertahan dalam kondisi Mars seperti saat ini.

Bahkan jika tidak mencapai tujuan tersebut, lumut dan mikroorganisme yang dihasilkan kemungkinan akan lebih mampu bertahan di Mars yang sebagian atau kurang terterraformed dibandingkan organisme asli langsung dari Bumi.

Rekayasa Genetika

Para peneliti juga dapat meningkatkan kemampuan lumut untuk bertahan di Mars dengan merangsang gen‑gen yang sudah diketahui terlibat dalam toleransi terhadap dingin/kekeringan/radiasi.

Hal ini dapat dilakukan dengan meningkatkan tingkat ekspresi gen Syntrichia caninervis yang sudah ada seperti katalase, glutathione S‑transferase, dan peroksidase yang disebutkan sebelumnya. Atau dengan menambahkan gen baru dari spesies lain.

Menentukan apa faktor pembatas pertumbuhan dalam kondisi mirip Mars juga akan menjadi kunci. Apakah itu ketahanan yang tidak memadai terhadap radiasi? Terhadap dingin? Terhadap kondisi atmosfer?

Berinvestasi di Mars

Kami masih terlalu awal untuk berinvestasi dalam megaproyek terraforming atau properti Mars. Namun beberapa perusahaan bekerja keras membangun blok‑blok dasar yang akan memungkinkan pendaratan manusia pertama di Mars, dan kemudian menjajah planet tersebut.

Bagian kunci akan menjadi roket dapat digunakan kembali, secara dramatis mengurangi biaya peluncuran peralatan ke orbit dan ruang jauh. Upaya ini saat ini dipimpin terutama oleh SpaceX (SPCX ) milik Elon Musk, sebuah perusahaan swasta, dengan perusahaan roket lain yang cepat mengejar.

Faktor lain adalah menciptakan ekonomi berbasis ruang angkasa yang mandiri dan ekonomi Mars, yang dapat mendukung upaya terraforming tanpa bergantung pada kesediaan orang Bumi untuk membiayainya “secara gratis” (ikuti tautan untuk detail lebih lanjut tentang cara kerjanya).

Anda dapat berinvestasi di perusahaan antariksa melalui banyak broker, dan Anda dapat menemukan di sini, di securities.io, rekomendasi kami untuk broker terbaik di AS, Kanada, Australia, Inggris, serta banyak negara lainnya.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan antariksa tertentu, Anda juga dapat melihat ETF seperti ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), atau SPDR S&P Aerospace & Defense ETF, yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan industri antariksa.

Atau Anda dapat membaca artikel kami tentang “10 Saham Antariksa dan Pertahanan Teratas”.

Berinvestasi di Perusahaan Antariksa

1.  Virgin Galactic

SPCE Grafik Harga

Perusahaan ini didirikan oleh Richard Branson dan berfokus pada pariwisata antariksa.

Tiket berada dalam kisaran $250.000‑450.000, dengan daftar tunggu yang panjang. Pelanggan pertama tampaknya sangat antusias dengan pengalaman mereka:

“Saya selalu tahu itu akan menjadi pengalaman paling luar biasa dalam hidup saya. Saya selalu tahu itu. Dan orang‑orang memberi tahu saya bahwa itu akan terjadi. Tetapi ketika itu terjadi… dan berada pada level lain dibandingkan pengalaman yang Anda kira akan Anda dapatkan… maka sangat sulit dijelaskan.”

“Ini adalah hari terbaik dalam hidup saya, hari paling sensasional dalam hidup saya. Dan Anda tidak bisa mendapatkan yang lebih baik dari itu. Itu melampaui impian terliar saya.”

Seperti yang kami bahas sebelumnya, pariwisata antariksa mungkin menjadi PUSAT ekonomi Mars di masa depan.

Ini karena tidak hanya Mars akan memberikan pengalaman unik, tetapi juga akan memiliki beberapa fitur paling mengesankan di seluruh tata surya:

  • Ngukuran ngarai terbesar di tata surya (panjang 4.000 km, lebar 200 km, dan kedalaman hingga 7 km).
  • Gunung berapi setinggi 21,9 km (72.000 kaki) dan kira‑kira sebesar Prancis atau negara bagian Arizona.

Sumber: Wikipedia

Sebelum Mars, Virgin Galactic (SPCE ) berusaha menjadi pemimpin pariwisata orbital (dan nanti mungkin lunar), lebih sesuai dengan kemampuan teknis kami saat ini sebelum pendaratan Mars oleh China atau SpaceX.

Virgin Galactic telah bekerja meningkatkan ekonomi unitnya, dengan sistem peluncuran baru, “Delta”, yang dapat mengangkut 6 penumpang dibandingkan 4, dan melakukan 8 penerbangan/bulan dibandingkan hanya satu.

Bersama, dua metrik yang ditingkatkan ini seharusnya meningkatkan pendapatan per unit sebesar 12×, dengan waktu pengembalian kurang dari 6 bulan untuk setiap pesawat Delta. Uji terbang Delta diharapkan pada pertengahan 2025.

Pasar khawatir ketika diumumkan bahwa Branson tidak akan berinvestasi lebih lanjut ke Virgin Galactic. Terutama setelah pemutusan hubungan kerja 185 karyawan dan penangguhan penerbangan antariksa pada 2024, untuk menunggu kedatangan pesawat Delta dan mengurangi laju pembakaran kas.

Namun, Virgin Galactic diproyeksikan memiliki cukup kas untuk beroperasi hingga 2025 atau 2026. Jadi jika pengembangan sistem penerbangan Delta berjalan lancar (sebuah proposisi berisiko dalam industri antariksa), perusahaan dapat fokus memulai kembali dan meningkatkan arus kas, dengan sistem yang menguntungkan per unit. Dan membuat perusahaan menjadi arus kas positif pada 2026.

(Perlu dicatat bahwa Virgin Galactic berbeda dari Virgin Orbit. Virgin Orbit mengajukan kebangkrutan pada April 2023, dan menyediakan layanan peluncuran untuk satelit kecil, dengan Rocket Lab (RKLB ) mengakuisisi fasilitas Long Beach perusahaan, serta aset manufaktur dan peralatannya.)

Kebangkrutan terbaru Virgin Orbit dan pemisahan dari Virgin Galactic oleh pendiri Richard Branson telah merusak citra perusahaan di mata investor, mengakibatkan harga saham jatuh drastis pada 2023 & 2024.

Pada saat yang sama, kepuasan pelanggan sebelumnya, rencana jelas untuk desain yang menguntungkan (pesawat Delta), dan daftar tunggu panjang calon klien menunjukkan bahwa perusahaan masih dapat bertahan bahkan tanpa mengumpulkan dana lebih lanjut. Jadi banyak yang bergantung pada keberhasilan pengembangan, manufaktur, dan operasi pesawat Delta serta pencapaiannya sebelum akhir 2025.

Jika demikian, penilaian yang jauh lebih rendah akan menciptakan peluang bagi investor untuk membeli saham perusahaan dengan diskon.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Grafik Harga

Perusahaan ini memproduksi organisme sesuai permintaan untuk aplikasi spesifik, termasuk aplikasi biomedis serta program ilmu industri dan material. Ia juga memiliki segmen biosekuritas yang besar, yang berkembang pesat selama pandemi.

Dalam kebanyakan kasus, beberapa bentuk evolusi terarah digunakan dalam produksi dan seleksi produk Gingko. Jika umat manusia serius menjajah Mars, spesialisasi Gingko dalam menciptakan organisme khusus melalui rekayasa genetika dan evolusi terarah dapat menjadikannya kontraktor utama dan mitra untuk proyek‑proyek ini.

Ginkgo Bioworks (DNA ) telah memperluas jangkauan aplikasinya dalam beberapa tahun terakhir, dengan banyak program penelitian dan kemitraan:

Perusahaan menghasilkan uang dengan dibayar di muka untuk proses pengembangan dan kemudian melalui royalti pada produk jadi.

Kemitraan Gingko terus berkembang, dengan:

  • Kemitraan yang berkembang dengan Novo Nordisk.
  • Kemitraan dengan perusahaan perdagangan Jepang Sojitz Corporation.
  • Pendanaan DARPA untuk protein baru guna mengendalikan es dalam lingkungan cuaca sangat dingin.
  • Kesepakatan $331 juta dengan Pfizer.
  • Kesepakatan $490 juta dengan Merck untuk mengoptimalkan produksi biologik.
  • Kesepakatan $406 juta dengan Boehringer Ingelheim untuk target yang tidak dapat diobati.

Ginkgo Bioworks juga bermitra dengan semua perusahaan pertanian besar, yang sebagian besar memiliki kepentingan dalam produksi biofuel dan mikrobiologi. Beberapa di antaranya meliputi Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta, dan lainnya.

Pengalaman Gingko dalam desain khusus urutan genetik, organisme, dan seleksi, serta dalam pemantauan biosekuritas, menjadikannya penyedia utama bagi setiap industri yang ingin memanfaatkan enzim dan antibodi untuk aplikasi spesifik mereka.

Sebagai penyedia layanan, Gingko berada pada posisi yang baik untuk memanfaatkan pertumbuhan industri biologi sintetis secara keseluruhan.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.