SEJAK 1960, manusia telah meluncurkan hampir 50 misi robotik ke Mars. Seluruh misi tersebut menjadi batu pijakan menuju ambisi yang lebih besar: mengirimkan astronaut dan membangun pemukiman manusia di Planet Merah.
Agar koloni masa depan tidak bergantung pada pengiriman pasokan yang mahal dari Bumi, para pemukim harus dapat memanfaatkan sumber daya lokal untuk menghasilkan udara, air, bahan bangunan, hingga makanan. Langkah awal menuju konsep terraforming, mengubah lingkungan Mars agar dapat mendukung kehidupan, kini mulai dirintis melalui rekayasa biologi.
Para peneliti di Pioneer Labs, sebuah startup penelitian bioteknologi nirlaba yang berbasis di Emeryville, California, berhasil mengembangkan mikroba rekayasa genetik sebagai langkah awal yang dinilai aman untuk mendukung kolonisasi Mars.
“Di Mars, alam akan melakukan pekerjaan yang sama untuk kita seperti di Bumi, menciptakan tanah yang subur, tempat berlindung, oksigen, dan makanan,” kata Erika DeBenedictis, CEO Pioneer Labs.
Tantangan Tanah Beracun Mars
Tantangan utama dalam memanfaatkan tanah Mars adalah sifatnya yang beracun. Meskipun kaya akan bahan baku yang berpotensi berguna bagi kehidupan, tanah Mars (regolith) bercampur dengan zat beracun seperti perklorat dan kadar garam tinggi yang menghambat pertumbuhan sebagian besar organisme.
Metode terdahulu untuk bercocok tanam di Mars menyarankan pembilasan racun, pengangkutan pupuk dari Bumi, atau penggunaan teknik hidroponik. Namun, Pioneer Labs menilai pendekatan-pendekatan tersebut tidak efisien dari segi waktu maupun biaya jika diterapkan dalam skala besar.
Sebagai solusinya, Pioneer Labs mengembangkan mikroba yang dinamai sPL.001. Mikroba ini dirancang mampu bertahan hidup menggunakan simulasi tiruan tanah, air, dan udara Mars tanpa perlu menghilangkan racun atau menambahkan pupuk. Hebatnya lagi, mikroba tersebut dapat menghasilkan bioplastik, jenis material yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembuat pangkalan pemukiman.
“Mars memiliki semua bahan baku kehidupan dalam jumlah berlimpah,” jelas DeBenedictis. “Kehidupan dapat tumbuh sepenuhnya menggunakan nutrisi di dalam regolith Mars yang tidak diproses. Itu hal yang spesial dan berbeda dari tempat lain, seperti Bulan, yang tidak memiliki nutrisi di dalam regolithnya.”
Dalam penelitiannya, para ilmuwan mengambil mikroba Bumi penghasil bioplastik dan secara bertahap memaparkannya pada kondisi yang menyerupai lingkungan Mars.
“Awalnya tidak jelas apakah ini akan berhasil,” ungkap DeBenedictis. “Pertama kali kami menguji pertumbuhan mikroba terestrial dalam kondisi Mars, tidak ada satu pun yang tumbuh! Kami harus terus melangkah dan menguji lebih banyak organisme sebelum menyadari bahwa kami hanya kurang beruntung di awal.”
Seiring berjalannya waktu, mikroba tersebut akhirnya berhasil berevolusi dan mengembangkan toleransi terhadap racun di tanah Mars.
“Sangat keren melihat mikroba ini mulai tumbuh lebih baik pada nutrisi simulasi Mars. Kehidupan selalu menemukan jalannya!” tambah DeBenedictis.
Keamanan Lingkungan dan Batasan Eksperimen
Untuk dapat bertahan hidup, mikroba baru ini membutuhkan pengaduk dan pemanas di dalam bioreactor guna melindunginya dari suhu ekstrem, radiasi, dan atmosfer Mars yang tipis. Mikroba ini juga membutuhkan pasokan nitrogen dalam bentuk asetat karena kadar nitrogen di atmosfer Mars terlalu encer. Selain itu, mikroba ini bersifat non-fotosintetik sehingga tidak bisa membuat makanannya sendiri.
Para peneliti menekankan bahwa keterbatasan tersebut justru disengaja agar mikroba tidak mampu bertahan hidup jika tak sengaja terlepas ke lingkungan luar Mars. Mekanisme ini mencegah risiko kontaminasi biologis terhadap ekosistem alami Mars jika planet tersebut memiliki jejak kehidupan purba.
Samuel McKee, ilmuwan perbaikan DNA dari University of Reading di Inggris yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, menilai wajar jika mikroba ini tidak dapat secara tidak sengaja melakukan terraforming liar di Mars.
“Banyak mikroba teradaptasi atau hasil edit di Bumi tidak bertahan hidup di luar lingkungan yang terkontrol tanpa pasokan makanan tertentu,” ujar McKee. (Space/Z-2)
Tim peneliti mengestimasi bahwa penggunaan mikroba ini dapat menghemat beban misi secara signifikan, di mana seluruh peralatan yang dibutuhkan untuk membangun fasilitas pemukiman awal di Mars dapat diangkut hanya dalam satu kali peluncuran roket.
Meski demikian, DeBenedictis mengakui adanya keterbatasan pada pengujian saat ini.
“Keterbatasan terbesar dari apa yang telah kami lakukan adalah bahwa simulasi Mars bukanlah Mars yang sebenarnya,” kata DeBenedictis. “Kami merekonstruksi kimiawi regolith Mars yang relevan secermat mungkin dari data wahana penjelajah berkuantitas tinggi dari berbagai lokasi di Mars. Namun pada akhirnya, ujian sebenarnya adalah melakukan ini dengan regolith Mars yang asli.” (Space/Z-2)