Inti dari program luar angkasa jangka panjang kita selalu diwarnai oleh asumsi yang agak mengawang dan klaim-klaim yang klise. Jika astronot bisa kembali ke bulan, kita akan menemukan es di sana. Dan jika es itu ditemukan dalam jumlah yang mencukupi, kita akan menguraikannya menjadi hidrogen dan oksigen, lalu—yada yada—bahan bakar itu akan dipakai untuk menerjang lebih dalam ke tata surya, mungkin bahkan ke Mars. Dan bila kita sampai di Mars, kita akan menemukan lebih banyak lagi es di Planet Merah. Kita akan menambangnya, menggabungkannya dengan karbon dioksida di atmosfer, dan yada yada, itu akan dipakai untuk menerbangkan para astronot pulang.
Gagasan ini sudah ada sejak era Apollo dan belakangan digaungkan oleh tokoh-tokoh seperti mantan administrator NASA Bill Nelson dan pendiri SpaceX, Elon Musk. Namun, faktanya: belum pernah ada yang sukses mengubah air menjadi bahan bakar roket, apalagi untuk pesawat ruang angkasa berukuran signifikan. Sebuah startup bernama General Galactic, yang dipimpin oleh dua insinyur berusia dua puluhan, bercita-cita menjadi yang pertama.
Musim gugur ini, General Galactic berencana meluncurkan satelit seberat 1.100 pon, dengan menggunakan air sebagai satu-satunya propelan di orbit. Jika berhasil, ini bukan hanya bisa mulai memecahkan masalah *yada yada* tadi, tapi juga membuat satelit AS lebih lincah bermanuver di tengah meningkatnya potensi konflik di ruang angkasa.
“Semua orang ingin membangun pangkalan di bulan atau Mars atau apalah. Siapa yang akan membayarnya? Bagaimana cara kerjanya yang sebenarnya?” tanya Halen Mattison, CEO General Galactic. “Visi kami adalah membangun pom bensin di Mars,” tambahnya, “tapi pada akhirnya juga membangun jaringan pengisian bahan bakar” di antaranya.
Itu rencana yang sangat-sangat jangka panjang, setidaknya. Untuk permulaan, Mattison—mantan insinyur SpaceX—dan CTO-nya, Luke Neise, veteran dari Varda Space, telah membeli slot pada peluncuran roket Falcon 9. Lepas landas dijadwalkan pada Oktober atau lebih telat di musim gugur.
Secara garis besar—dengan penyederhanaan yang ekstrem—ada dua jenis mesin utama yang bisa dipakai di pesawat ruang angkasa. Anda bisa mengambil bahan bakar seperti metana cair, mungkin menggabungkannya dengan oksidator, lalu membakarnya. Itu disebut propulsi kimia, dan setiap roket besar yang pernah Anda lihat lepas landas menggunakan varian dari metode itu, karena memberikan daya dorong yang besar, meski efisiensinya tidak terlalu tinggi.
Atau, Anda bisa mengambil gas seperti xenon, menyetrumnya dengan listrik, dan menyemburkannya keluar pesawat, baik sebagai gas terionisasi maupun plasma. Itu disebut propulsi listrik—sekali lagi, saya sangat menyederhanakan. Dan “daya dorongnya sangat, sangat rendah. Orang-orang biasa bercanda menyebutnya ‘sendawa di angkasa’,” kata Mattison. “Tapi ia bertahan selamanya. Efisiensinya gila-gilaan.” Cukup banyak ‘sendawa’ dalam kurun waktu yang lama sebenarnya bisa cukup efektif. Propulsi listrik digunakan untuk menjaga satelit di orbit yang benar dan menggerakkan penjelajah angkasa seperti Dawn, yang dikirim NASA untuk mengeksplorasi sabuk asteroid.
Air bukanlah bahan ideal untuk propulsi listrik maupun kimia. Tapi ia mungkin cukup baik untuk keduanya. Tidak seperti, misalnya, metana cair, Anda tidak perlu khawatir air secara tidak sengaja meledakkan pesawat Anda atau menjaganya tetap dingin pada suhu -260 derajat Fahrenheit atau membuatnya mendidih dan menguap ketika satelit menghadap matahari.
General Galactic berencana mendemonstrasikan kedua metode ini selama misi Trinity-nya. Untuk propulsi kimia, mereka akan menggunakan elektrolisis untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen, lalu membakar hidrogennya, dengan oksigen sebagai oksidator. Untuk sistem propulsi listrik—yang ini disebut “Hall thruster“—mereka akan memisahkan air, lalu memberikan energi listrik yang cukup sehingga oksigen berubah menjadi plasma. Dari situ, medan magnet digunakan untuk membentuk plasma dan menyemburkannya keluar.