Aktualita

KEMUNGKINAN PEMBUATAN BETON DI BULAN (LUNAR CONCRETE) SEBAGAI SUATU KAJIAN Setiadi - Peneliti Pusat Teknologi Roket e-mail: [email protected]

Beton, salah satu bahan bangunan beton di bulan (lunar concrete). Umumnya konstruksi yang sangat banyak pemakaiannya beton dibedakan berdasarkan mutu dari di seluruh dunia selain dari baja dan kayu pembuatannya di mana perbedaan m u t u dikarenakan mudah untuk memperoleh bahan tersebut biasanya ditunjukkan oleh perbedaan penyusunnya serta kesederhanaan dalam pada kuat tekannya. Lapan sebagai salah satu pembuatan strukturnya. Beton, pada dasarnya lembaga penelitian j u g a memanfaatkan adalah campuran antara semen, air, pasir dan konstruksi beton untuk membangun fasilitas batu pecah serta bahan tambahan (pozzolana, penelitiannya, misalnya konstruksi bangunan fly ash dan silica fume) y a n g mengeras block house untuk uji statik roket dan menyerupai batu. Anggapan umum yang konstruksi bangunan beton untuk proses bilang bahwa beton akan mengering setelah pengisian propelan ke dalam tabung motor pencampuran, pengadukan dan penuangan r o k e t . merupakan suatu anggapan yang kurang tepat, karena sesungguhnya beton tidak menjadi Sejarah Beton padat karena air menguap, tetapi dalam hal ini semen berhidrasi, kemudian mengikat/ Penggunaan beton dan bahan-bahan mengelem komponen lainnya secara bersama, vulkanik seperti abu pozzolan sebagai dan akhirnya membentuk material seperti pembentuknya telah dimulai sejak zaman batu. Dewasa ini, beton digunakan di hampir Yunani dan Romawi bahkan mungkin semua tempat, yaitu di atas permukaan tanah sebelumnya. Dengan campuran kapur, pembuatan gedung tinggi dan jembatan layang, pozzolan, dan batu apung, bangsa Romawi di bawah permukaan tanah: pondasi dan banyak membangun infrastruktur seperti terowongan, dan di dasar laut: pipa minyak akuaduk, bangunan, drainase dan lain-lain. Di dan anjungan lepas pantai, bahkan beberapa Indonesia penggunaan yang serupa bisa dilihat tahun belakangan ini sedang dikaji pembuatan pada beberapa bangunan kuno yang tersisa, seperti benteng Indrapatra di Aceh yang di-

Bangunan beton untuk tempat uji statik motor roket (dok. bidang struktur 2011)

Bangunan beton untuk proses pengisian propelan ke motor roket (dok. bidang propelan 2011)

`ˆÌi`ÊÜˆÌ ÊÌ iÊ`i“œÊÛiÀȜ˜ÊœvÊ Media Dirgantara, Vol. 9 No. 4 Desember 2014 ˜vˆÝÊ*ÀœÊ* Ê `ˆÌœÀÊ 27 /œÊÀi“œÛiÊÌ ˆÃʘœÌˆVi]ÊۈÈÌ\Ê ÜÜÜ°ˆVi˜ˆ°Vœ“É՘œVŽ° ̓ Aktualita

bangun pada abad ke-7 oleh kerajaan Lamuri serangan korosi dan biaya pemeliharaan yang di mana bahan bangunannya berupa kapur, murah. tanah liat, dan batu gunung. Meskipun begitu, Sementara itu kekurangannya adalah orang Mesir sebelumnya telah menemukan jika sesuatu bentuk yang telah dibuat dengan bahwa pemakaian aditif debu vulkanik memakai beton, maka bentuk tersebut sulit mampu meningkatkan kekuatan tekanan diubah menjadi bentuk lain tanpa kerusakan. beton. Selain itu jika ingin dilakukan penghancuran Tahun 1801 F.Coignet menerbitkan maka akan mahal, karena tidak dapat dipakai tulisan mengenai prinsip-prinsip konstruksi lagi, hal inilah yang membuat beton berbeda dengan meninjau kelemahan bahan beton dengan struktur baja yang tetap bernilai terhadap tariknya. Duapuluh tahun karena masih dapat dimanfaatkan. Selain itu sesudahnya, tepatnya tahun 1824, J. Aspdin beton mempunyai bobot yang lebih besar menemukan dan mengembangkan semen dibandingkan dengan kekuatannya dan juga portland ( portland cement ), dengan mempunyai daya pantul suara yang besar. melakukan pembakaran bersama campuran Bisa dikatakan secara umum beton memiliki kapur dan tanah liat hingga karbon dioksida kuat tekan yang tinggi namun lemah dalam hal terangkat, semen Aspdin merupakan suatu kuat tariknya, jadi jika tidak diberi penguatan kesuksesan, dan penemuan tersebut dengan besi yang cukup maka struktur beton merupakan hal penting dalam sejarah beton. akan mudah gagal. Menurut perkiraan kasar, Selanjutnya tahun 1850 J.L. Lambot untuk nilai kuat tarik sebuah struktur beton sekitar pertama kalinya membuat kapal kecil dari 10 persen dari kuat tekannya, sehingga bahan semen untuk dipamerkan dalam sebuah penguatan sangat diperlukan dalam struktur Expo tahun 1855 di Paris. Kemudian J. beton. Cara penguatan yang umum adalah Moiner, seorang ahli taman dari Perancis, dengan menggunakan tulangan baja, yang jika mematenkan rangka metal sebagai tulangan dipadukan sering disebut dengan beton beton untuk mengatasi tariknya di mana hal bertulang. Kekurangan lain dari struktur ini tersebut akhirnya diaplikasikan untuk tempat adalah diperlukan adanya cetakan sebagai tanamannya. Pada tahun 1886, Koenen alat pembentuk, sehingga setelah dicampur menerbitkan tulisan mengenai teori dan beton akan segera mengeras. Beton yang perancangan struktur beton, dan C.A.P sudah mengeras sebelum pengecoran, tidak Turner mengembangkan pelat slab tanpa dapat didaur ulang. balok tahun 1906. Dari kronologis di atas, abad 19 merupakan awal era beton Lunarcrete atau mooncrete bertulang. Sejarah analisis dasar perhitungan Pembuatan beton dengan bahan beton di Indonesia, diatur dalam Peraturan dasar yang berasal dari butiran ataupun batuan Beton Indonesia 1955 dan Peraturan Beton dari bulan disebut lunarcrete atau moon- Indonesia 1971 (PBI 1955 dan PBI 1971), crete . Bahan dasar untuk lunarcrete akan yang lebih terkenal dengan sebutan sama seperti untuk beton di bumi yang terdiri perhitungan lentur cara – n. Selanjutnya tahun dari: agregat halus dan agregat kasar, air, dan 1991diperbaharui dengan Standard Tata semen. Dalam kasus lunarcrete, agregat akan Cara Perhitungan Struktur Beton untuk digantikan oleh tanah di permukaan bulan yang bangunan gedung yang disebut SK SNI 1991 disebut regolith lunar . Semen tersebut akan (T-15-1991-03), dengan maksud sebagai diproduksi dengan memanfaatkan batuan acuan bagi para perencana dan pelaksana bulan yang memiliki kandungan kalsium tinggi. dalam melakukan pekerjaan struktur beton. Sementara air akan dipasok dari luar bulan, atau dengan menggabungkan oksigen dengan Kelebihan dan Kekurangan Beton hidrogen yang dihasilkan dari tanah bulan. Pada tahun 1986, 40 gram sampel regolith Beton secara umum jika dalam lunar yang didapat dari Apollo 16 di- keadaan mengeras akan sangat keras pergunakan untuk menghasilkan lunarcrete . bagaikan batu dengan kekuatan tinggi, tetapi Beton lunarcrete ini di curing dengan jika dalam keadaan segar beton seperti bubur, menggunakan uap pada campuran agregat sehingga mudah dibentuk sesuai keinginan. dan semen kering. Hal ini menghasilkan suatu Dengan kata lain salah satu kelebihan beton lunarcrete yang mampu menahan tegangan adalah dapat mudah dibentuk sesuai dengan tekan 75 Mpa (Megapascal), dan hanya kebutuhan konstruksi. Selain itu beton juga kehilangan 20 persen dari kekuatan awalnya memiliki kekuatan yang tinggi, tahan terhadap setelah paparan berulang untuk vakum (1 temperatur yang tinggi, tahan terhadap Mpa = 10,2 kg/cm 2 ).

28 Media Dirgantara, Vol. 9 No. 4 Desember 2014 Aktualita

mendorong para peneliti untuk melakukan hal yang sama. Hal ini terbukti dengan adanya peneliti lain yang telah melakukan simulasi pembuatan material tersebut dengan cara yang sama, misalnya dengan menggunakan abu batubara lignit, dan menggunakan regolith lunar tiruan. David Bennett, dari Asosiasi Semen British, berpendapat bahwa lunarcrete sebagai bahan konstruksi untuk basis lunar memiliki keuntungan di mana produksi lunarcrete akan membutuhkan energi kurang dari produksi basis lunar dari baja, aluminium, atau batu bata. Hal ini sangat dipengaruhi oleh adanya variasi suhu +120 sampai -150 derajat Celcius. Selain itu Contoh regolith lunar didapat dari Apollo 16 kemampuan menyerap sinar gamma, (io9.com/.../this-is- lunarcrete -the-substance- penyatuan bahan dasar pada proses well-use-to-build-moon-colo). pembuatan lunarcrete tidak memerlukan Sementara itu pada tahun 2008, Dr waktu yang lama. Meskipun begitu dia Housamm A. Toutanji, seorang profesor dari mengamati, bagaimanapun lunarcrete bukan Unversity of Alabama di Huntsville, dan bahan kedap udara, dan untuk membuatnya Richard N. Grugel Ph.D seorang profesor kedap udara akan memerlukan penerapan dari NASA Marshal Space Flight Center di lapisan epoksi ke bagian struktur lunarcrete . Huntsville Alabama, menggunakan tiruan Bennett juga menunjukkan bahwa bangunan tanah bulan untuk menentukan apakah lunar hipotetis yang terbuat dari lunarcrete lunarcrete dapat dibuat tanpa air, dan dengan kemungkinan besar akan menggunakan blok menggunakan belerang yang diperoleh dari beton ringan untuk kompartemen interior dan debu lunar untuk mengikat agent di mana kamar, dan padat Silika Partikel beton semen proses untuk membuat beton sulfur ini berbasis bermutu tinggi untuk kulit eksterior. memerlukan pemanasan sulfur sebesar 130- 140 derajat Celcius. Setelah paparan siklus Beton Tanpa Air perubahan suhu dilakukan sampai dengan suhu kamar, lunarcrete tiruan tersebut Badan luar angkasa Amerika, mampu menahan tegangan tekan sebesar 17 NASA, berencana meluncurkan pesawat Mpa. Toutanji dan Grugel meyakini kuat tekan ruang angkasa berawak ke bulan pada tahun lunarcrete dapat dinaikkan sampai 20Mpa, 2020, dan berharap tidak hanya untuk jika bahan yang digunakan diperkuat dengan mendarat di bulan, tetapi juga dapat silika yang juga diperoleh dari debu lunar. membangun basis jangka panjang untuk astronot. Untuk dapat memenuhi rencana tersebut para astronot perlu membangun suatu kerangka struktur dengan menggunakan sumber daya yang tersedia dipermukaan bulan di mana struktur tersebut harus mampu menahan lingkungan yang keras di bulan. Untuk alasan tersebut beton tampaknya menjadi bahan bangunan yang sangat mungkin. Seperti telah diuraikan di atas, beton yang umum kita kenal yang ada di bumi terdiri dari semen sebagai pengikat dan air yang dicampur dengan agregat. Tetapi bagaimana mungkin air tersedia di bulan? Menjawab hal itu, Dr Housamm A. Penampakan Debu di Permukaan bulan Toutanji dan Richard N. Grugel Ph.D (achaqori.blogspot.com) menerbitkan sebuah artikel yang menunjukan konsep penciptaan struktur beton di Seperti yang telah dijelaskan permukaan bulan tanpa menggunakan air. sebelumnya bahwa pengujian lunarcrete Toutanji memperhitungkan kemungkinan dalam skala kecil dengan menggunakan beton akan memainkan peran penting dalam regolith telah dilakukan sehingga hal ini membangun fasilitas di permukaan bulan

Media Dirgantara, Vol. 9 No. 4 Desember 2014 29 Aktualita

untuk bertahan hidup di lingkungan yang keras. mengembangkan sumber daya yang Di samping itu dikatakan bahwa bahan baku ditemukan di sana. Selain itu, biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi beton transportasi yang mengangkut material untuk di bulan ada dalam jumlah yang sangat banyak, membangun fasilitas di bulan yang diangkut dan beton yang dihasilkan memungkinkan akan dari bumi akan menjadi suatu penghalang mempunyai kekuatan yang lebih besar juga, sehingga hal tersebut akan memaksa dibandingkan dengan yang dibuat di bumi. para ilmuwan untuk menemukan cara-cara Eksperimen yang dilakukan dari untuk membangun peralatan tertentu dengan model uji skala kecil menunjukkan bahwa menggunakan bahan lain yang hanya beton yang dihasilkan dari tanah bulan dapat ditemukan di permukaan bulan. menahan tekanan 5800 psi ( pound square inchi ) setara 408 kg/cm 2 . Jika dibandingkan dengan beton normal di bumi sebesar 4000 psi setara 282 kg/cm 2 , menunjukkan kekuatan 45 persen lebih besar. Sehingga dapat dikatakan butiran halus tanah bulan merupakan bahan yang baik untuk beton, karena memiliki celah udara yang sangat kecil, yang kurang dari bahan semen. Semakin halus material, akan lebih homogen dan homogenitas sehingga menghasilkan kekuatan yang lebih besar. Konsep dasar kegiatan konstruksi dibulan Kemungkinan Penambangan di bulan? (www.space.com/26644- moon -asteroids..) Pemikiran yang sepertinya agak Sampel Tanah Tiruan Bulan menyimpang namun ini sesuatu yang dapat menjadi nyata. Hal ini dikarenakan material Sebuah tim penelitian yang dipimpin yang akan ditambang adalah material yang oleh Dr Leonhard Bernold, Assosiasi spesifik yang tidak ditemukan di bumi, namun Professor Teknik Sipil di Universitas New material ini sangat dibutuhkan bagi South Wales, telah berhasil menciptakan pengembangan teknologi. Tantangan pertama tiruan tanah baru lunar yang mirip sampel yang yang timbul adalah bagaimana merambah ke dibawa oleh para astronot Apollo 16. Dr. sana, baik itu alat transportasi maupun fasilitas Bernold mengatakan telah menguji sistem lain untuk menetap di bulan, sehingga hal pertambangan lunar di Bumi dengan pertama yang perlu dipikirkan adalah membuatkan area simulasi lingkungan seperti bagaimana mendarat di bulan dengan fasilitas di bulan dan di mana para peneliti juga permanen yang dapat digunakan berulang- mengembangkan cara untuk membuat beton ulang. tanpa air dengan menggunakan materi debu Beberapa tahun ini peneliti Australia bulan, yaitu sebuah komponen dari bahan telah berhasil mengembangkan suatu zat yang permukaan bulan yang dikenal dengan nama terlihat dan berperilaku seperti tanah dari regolith. Dikatakan pula, dengan banyak permukaan bulan, yang dapat dicampur mengetahui sifat regolith di bulan, kita dapat dengan polimer untuk menciptakan ‘beton diciptakan sesuatu yang mensimulasikan hal bulan’, sebuah temuan yang dapat membantu itu, dan mencoba untuk mencocokkan rencana untuk membangun landasan sedekat mungkin yang dapat dilakukan. Pada pendaratan yang aman dan penambangan di dasarnya partikel-partikel kecil berlimpah bulan. Berita yang mengatakan bahwa mineral dipermukaan bulan diciptakan oleh meteorit tanah bulan tersedia berlimpah sangatlah kecil yang memukul permukaan bulan pada menarik bagi para penambang di bumi. kecepatan tinggi selama jutaan tahun, sehingga NASA dan lembaga antariksa lainnya telah mengubah batu besar ke dalam partikel- menunjukkan minat dalam pertambangan lunar partikel kecil. Dikatakan pula oleh beliau, ini, walaupun AS belum meratifikasi perjanjian tanah tiruan juga dapat dicampur dengan tahun 1984, yang mengatur ekstraksi sumber polimer untuk membuat beton lunar sebagai daya bulan. Namun demikian, kalaupun upaya untuk membuat sumber daya material penambangan bulan diizinkan, kondisi di bulan di mana salah satu pemanfaatannya adalah sangatlah berbeda dengan kondisi di bumi, untuk membangun landasan roket di bulan. sehingga mungkin dibutuhkan sebuah mesin Landasan perlu dibuat untuk mengurangi efek baru yang harus diciptakan untuk sandblaster yang cukup berbahaya, karena

30 Media Dirgantara, Vol. 9 No. 4 Desember 2014 Aktualita

ketika roket mendarat akan menerbangkan Sebelumnya, Pizza Hut, salah satu saingan tanah halus dan itu seperti peledakan berat Domino, berhasil mengirim pizza ke sandblaster di sekitarnya. “Segala sesuatu International Space Station (ISS) pada yang kita angkut dari Bumi akan tahun 2001. menghabiskan banyak biaya, jadi kita ingin Perusahaan itu memperkirakan melakukan sebanyak mungkin hal dengan seluruh proyek akan berbiaya Y 1.67 miliar menggunakan dari yang tersedia melimpah di (Rp 185 triliun), di mana Y 560 miliar (Rp 62 sana”. Bernold akhirnya juga mengatakan triliun) diperlukan untuk mengangkut 70 ton bahwa NASA telah menunjukkan minat bahan bangunan dan peralatan pembuatan terhadap temuannya (Leonard David, pizza ke bulan menggunakan 15 roket. columnist space insider ). Sementara itu, Domino’s mengatakan akan menekan biaya Profesor Andrew Dempster, Direktur Pusat dengan menggunakan deposit mineral di bulan Australia untuk Space Engineering Research untuk membuat beton, yang kemungkinan (ACSER) di University of New South Wales akan berbiaya sekitar Y 194 miliar (Rp 21,5 mengatakan tanah tiruan bulan akan membantu triliun). Untuk itu perusahaan konstruksi para peneliti untuk lebih memahami sifat-sifat Maeda Corp telah merancang sebuah debu bulan. “Nilai utama dalam pekerjaan ini restoran Domino berbentuk kubah beton di adalah melakukan dengan tanah di bulan yang permukaan bulan. Kubah itu terdiri dari dua begitu berbeda dengan jenis tanah di bumi, lantai dengan diameter sekitar 26 meter dan dan jenis tanah ini sebagian besar akan ruang bawah tanah terbuat dari lapis baja dan melibatkan mesin pertambangan”, katanya. merupakan tempat untuk mempersiapkan pizza. Sementara itu para pekerjanya Akan ada Restoran Pizza diperlukan untuk tinggal di restoran tersebut. Ide pembuatan restoran ini sendiri pada Domino’s Pizza di Jepang dasarnya sudah tercetus sejak beberapa tahun mengumumkan rencananya untuk membuka lalu, meskipun mereka belum bisa restoran pizza pertama di bulan. Rencana memastikan kapan restoran tersebut akan pesaing dari Pizza Hut itu bertujuan untuk dibuka. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi menandai ulang tahun ke-25 kedatangannya kemungkinan akan adanya banyak orang yang di Jepang, selain itu juga untuk meningkatkan hidup di bulan di masa yang akan datang dan publikasi tentang restoran pizzanya agar dapat juga untuk para astronot yang bekerja di sana. mengalahkan restoran pesaingnya.

Lunarcrete (beton bulan) digunakan untuk bangunan tempat tinggal dibulan (io9.com/.../this-is- lunarcrete -the-substance-well-use-to-build-moon-colo...)

Media Dirgantara, Vol. 9 No. 4 Desember 2014 31