Di tengah ambisi mengirim manusia kembali ke Bulan, NASA sedang menaruh perhatian pada satu persoalan yang sering luput dari sorotan: bagaimana menjaga listrik tetap menyala saat permukaan Bulan gelap selama berhari-hari. Untuk itu, badan antariksa Amerika Serikat itu menguji sistem penyimpanan energi berukuran kira-kira sedan kecil yang disebut regenerative fuel cell.
Teknologi ini dipandang penting karena wilayah Bulan yang akan digunakan untuk misi jangka panjang tidak bisa bergantung pada panel surya semata. Di sana, malam lunar berlangsung sekitar dua minggu, sehingga suplai energi yang stabil menjadi tantangan besar bagi habitat maupun rover.
Cara kerja yang berbeda dari baterai biasa
Meski disebut mirip baterai isi ulang, sistem ini bekerja dengan mekanisme yang tidak sama. Regenerative fuel cell menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan listrik, panas, dan air, lalu air itu dipecah kembali menjadi hidrogen dan oksigen agar bisa dipakai lagi.
NASA menyebut perangkat ini sebagai struktur besar yang memuat sekitar 270 sensor dan 1.000 komponen. Walau dimensinya masif, para peneliti menilai bobotnya tetap lebih ringan dibanding sistem baterai dengan kapasitas setara.
Keunggulan lain yang ditonjolkan NASA adalah kapasitas penyimpanannya. Badan antariksa itu menyebut regenerative fuel cell bisa menyimpan energi hingga 3,4 kali lebih besar dibanding baterai dengan massa yang sama.
Mengapa Bulan membutuhkan solusi seperti ini
Permukaan Bulan menghadirkan kondisi yang keras bagi operasi jangka panjang. Siklus siang dan malamnya berlangsung sekitar 14 hari, sementara suhu dapat berubah dari 292 derajat di bawah nol hingga 248 derajat Fahrenheit.
Situasi itu membuat tenaga surya tidak cukup andal untuk kebutuhan yang terus berjalan. Karena itu, NASA juga menimbang reaktor nuklir dan sistem energi baru lain, tetapi belum ada teknologi yang dinilai mampu menopang operasi sepanjang satu malam lunar penuh.
Regenerative fuel cell lalu muncul sebagai opsi yang menarik untuk habitat, eksplorasi rover, dan sistem pendukung lain di bawah payung Artemis. Dr. Kerrigan Cain dari Glenn Research Center menilai pengembangan hunian manusia jangka panjang di Bulan membutuhkan solusi penyimpanan energi yang benar-benar sesuai kebutuhan.
Tahap uji masih berjalan
Pengujian teknologi ini dilakukan di pusat pengujian NASA di Cleveland, Ohio. Di sana, silinder fuel cell tersebut harus diangkat dengan derek kecil, lalu para ilmuwan menjalankan eksperimen dari ruang kontrol secara jarak jauh.
Pengisian ulang tetap menjadi bagian yang belum sempurna. Saat ini, sistem itu masih membutuhkan array fotovoltaik atau sumber daya eksternal lain untuk menjalankan siklus pengisian, dan efisiensinya belum sepenuhnya stabil.
NASA bersama mitra industrinya terus mendorong pengembangan agar teknologi ini siap dipakai di luar laboratorium. Giner, Inc. bekerja sama dengan NASA dalam pembuatan water electrolyzers, sementara Infinity Fuel Cell and Hydrogen, Inc. menyerahkan prototipe regenerative fuel cell dengan daya tahan baterai setidaknya 500 jam pada 2024.
Terhubung dengan rencana Artemis
Pekerjaan ini berjalan seiring dengan dorongan program Artemis menuju permukaan Bulan. NASA baru saja mencapai tonggak penting ketika Artemis II membawa empat astronaut mengelilingi Bulan selama sembilan hari, menjadi misi berawak pertama dalam proyek luar angkasa dalam-negeri baru itu.
Langkah berikutnya dijadwalkan pada 2027, saat NASA akan menguji lander komersial di orbit rendah Bumi. Setelah itu, badan antariksa tersebut menargetkan kembalinya manusia ke Bulan pada 2028.
Bagi NASA, regenerative fuel cell bukan sekadar percobaan laboratorium. Teknologi ini dianggap cocok untuk mendukung operasi permukaan yang lebih panjang, termasuk kebutuhan habitat dan rover, terutama jika misi Bulan mulai bergerak ke arah basis permanen.
Target pengembangan juga sudah dipasang jelas. Sejak 2019, tim peneliti telah mencapai beberapa tonggak penting, dan penyelesaian tahap saat ini dibidik pada September 2027, dengan fokus berikutnya pada penyimpanan gas hasil siklus pengisian ulang baru itu.
NASA menempatkan teknologi energi ini dalam jalur yang sangat strategis untuk rencana jangka panjangnya di Bulan. Dengan pendaratan lunar pada awal 2028, operasi misi berkelanjutan pada akhir 2028 dan seterusnya, serta target membangun basis Bulan pertama pada 2030, kebutuhan energi yang tahan lama menjadi salah satu fondasi paling penting.
