Jessica Frick ingin membangun furnas di luar angkasa. Perusahaannya, Astral Materials yang berbasis di California, sedang merancang mesin-mesin yang dapat membuat bahan berharga di orbit yang dapat digunakan dalam bidang kedokteran, semikonduktor, dan lainnya. Atau, seperti yang dia katakan, “Kami sedang membangun kotak yang menghasilkan uang di luar angkasa.”
Para ilmuwan telah lama menyarankan bahwa lingkungan mikrogravitasi di orbit Bumi dapat memungkinkan produksi produk berkualitas lebih tinggi daripada yang mungkin dilakukan di Bumi. Astronot melakukan eksperimen dengan kristal – komponen penting dari sirkuit elektronik – sejak tahun 1973, di stasiun luar angkasa Skylab milik NASA. Namun, kemajuan berjalan lambat. Selama beberapa dekade, manufaktur di luar angkasa hanya bersifat eksperimental daripada komersial.
Itu semua akan berubah. Sejumlah perusahaan baru memanfaatkan biaya peluncuran ke luar angkasa yang lebih rendah, dikombinasikan dengan cara-cara baru untuk mengembalikan barang ke Bumi, untuk memulai kembali manufaktur di luar angkasa. Bidang ini menjadi “sangat” sibuk, kata Mike Curtis-Rouse, kepala layanan, perakitan, dan manufaktur di organisasi penelitian berbasis di Inggris, Satellite Applications Catapult. Dia menambahkan bahwa pada tahun 2035 “antisipasinya adalah bahwa ekonomi luar angkasa global akan menjadi industri multi-triliun dolar, di mana manufaktur di luar angkasa mungkin berada di kisaran sekitar $100 miliar.”
Pada dasarnya, manufaktur di luar angkasa mengacu pada segala sesuatu yang dibuat di luar angkasa yang kemudian dapat digunakan di Bumi atau di luar angkasa itu sendiri. Ketidakhadiran gravitasi memungkinkan proses manufaktur unik yang tidak dapat direplikasi di Bumi, berkat fisika menarik dari hampir tanpa gravitasi.
Salah satu proses tersebut adalah pertumbuhan kristal, yang memainkan peran penting dalam manufaktur semikonduktor. Di Bumi, para insinyur mengambil kristal biji silikon yang murni tinggi dan merendamnya ke dalam silikon cair untuk membuat kristal silikon yang lebih besar dengan kualitas tinggi yang dapat dipotong menjadi wafer dan digunakan dalam elektronika. Namun, efek gravitasi pada proses pertumbuhan dapat memperkenalkan zat pencemar. “Silikon sekarang memiliki masalah yang tidak bisa diselesaikan,” kata Joshua Western, CEO perusahaan Inggris Space Forge. “Kami pada dasarnya tidak bisa membuatnya lebih murni.”
Mengembangkan kristal-kristal ini di luar angkasa dapat menghasilkan wafer yang lebih murni, kata Western: “Anda hampir dapat menekan tombol reset pada apa yang kami pikir adalah batas dari semikonduktor.”
Penerapan pertumbuhan kristal tidak hanya terbatas pada semikonduktor tetapi juga dapat mengarah pada obat-obatan berkualitas lebih tinggi dan terobosan ilmu material lainnya.
Produk lain yang dibuat di luar angkasa dapat diproduksi dengan manfaat serupa. Pada bulan Januari, Tiongkok mengumumkan bahwa mereka telah membuat paduan logam baru yang inovatif di stasiun luar angkasa Tiangong mereka yang jauh lebih ringan dan lebih kuat daripada paduan sebanding di Bumi. Dan lingkungan unik dengan gravitasi rendah dapat menawarkan kemungkinan baru dalam penelitian medis. “Ketika Anda mematikan gravitasi, Anda dapat membuat sesuatu seperti organ,” kata Mike Gold, presiden bisnis luar angkasa sipil dan internasional di Redwire, perusahaan yang berbasis di Florida yang telah melakukan eksperimen dengan manufaktur di luar angkasa di Stasiun Luar Angkasa Internasional selama bertahun-tahun. “Jika Anda mencoba melakukannya di Bumi, itu akan hancur.”
Tantangan utama untuk manufaktur di luar angkasa adalah bagaimana Anda benar-benar mendapatkan peralatan ke luar angkasa dan produk kembali ke Bumi dengan cara yang membuat produksi dalam skala besar layak. Namun, roket seperti Falcon 9 milik SpaceX telah secara dramatis mengurangi biaya akses ke luar angkasa, sementara perusahaan-perusahaan termasuk Space Forge dan perusahaan California Varda Space Industries sedang mengembangkan kapsul tanpa awak yang dapat mengembalikan bahan ke Bumi.
Varda telah melakukan dua misi untuk mendemonstrasikan kemampuan ini, membawa kapsul turun mendarat di padang gurun Utah dan pedalaman Australia. Pada misi pertamanya tahun lalu, perusahaan berhasil mengembangkan kristal dari obat antivirus bernama ritonavir. Eric Lasker, chief revenue officer Varda, mengatakan potensi pasar dan manfaat kesehatan dapat “sangat dramatis” untuk produk seperti ini. “Ini benar-benar dapat membantu orang di sini,” katanya.
Saat kemampuan manufaktur orbital meningkat dalam beberapa tahun mendatang, hal-hal bisa berkembang dengan cepat. “Saya membayangkan fasilitas manufaktur di orbit akan terlihat seperti pabrik di luar angkasa,” kata Lasker. “Anda akan melihat stasiun atau kendaraan yang sudah jadi. Benar-benar tidak sulit untuk melihat masa depan tersebut.”
Namun, itu adalah masa depan. Saat ini, manufaktur di luar angkasa masih “terlihat seperti barang baru,” kata Curtis-Rouse, tetapi “saya pikir dengan sangat cepat, dalam waktu kurang dari 10 tahun, akan dianggap sebagai bisnis seperti biasa.”