PILARadio.com – NASA kembali menunjukkan kemajuan teknologi luar angkasa melalui pengembangan toilet berteknologi tinggi yang mampu mengubah air kencing menjadi air minum layak konsumsi. Inovasi ini bukan sekadar menghadirkan fasilitas sanitasi bagi astronaut, tetapi menjadi bagian penting dari sistem pendukung kehidupan selama menjalankan misi di luar angkasa.
Badan Antariksa Amerika Serikat tersebut menggelontorkan dana sekitar 23 juta dolar AS atau setara Rp411 miliar untuk mengembangkan dua unit toilet canggih yang dirancang mampu mendaur ulang urine menjadi air minum. Nilai investasi yang sangat besar ini menjadi perhatian publik karena teknologi tersebut dinilai sebagai salah satu inovasi paling penting dalam mendukung eksplorasi luar angkasa jangka panjang.
Dana sebesar Rp411 miliar tersebut digunakan untuk membangun dua unit toilet dengan fungsi yang sama. Satu unit dipasang di Stasiun Luar Angkasa Internasional (International Space Station/ISS), sementara satu unit lainnya dipersiapkan untuk kapsul Orion yang akan digunakan dalam misi Artemis II. Sistem ini merupakan hasil penyempurnaan penelitian yang telah dilakukan NASA selama hampir 40 tahun.
Mengapa astronaut harus mendaur ulang air?
Berbeda dengan kehidupan di Bumi yang memiliki sumber air melimpah, seluruh kebutuhan air di luar angkasa harus dikelola secara sangat efisien. Mengirim air dari Bumi menuju luar angkasa membutuhkan biaya yang sangat mahal karena setiap kilogram muatan memerlukan roket dan bahan bakar tambahan.
Oleh karena itu, NASA mengembangkan sistem daur ulang air agar setiap tetes cairan dapat dimanfaatkan kembali. Teknologi tersebut memungkinkan air yang berasal dari urine, keringat, hingga uap napas astronaut diproses menjadi air bersih yang aman untuk diminum.
Konsep ini menjadi salah satu fondasi utama bagi misi luar angkasa jangka panjang, terutama ketika manusia nantinya melakukan perjalanan menuju Bulan maupun Mars yang membutuhkan waktu berbulan-bulan hingga bertahun-tahun.
Toilet canggih bernama Universal Waste Management System
Toilet yang saat ini digunakan di ISS dikenal dengan nama Universal Waste Management System (UWMS). Perangkat tersebut mulai beroperasi setelah dikirim menggunakan kapsul kargo Cygnus milik Northrop Grumman pada tahun 2020.
Dibandingkan toilet luar angkasa generasi sebelumnya, UWMS memiliki desain yang lebih ringkas dengan bobot sekitar 45 kilogram. Meski lebih ringan, kemampuannya jauh lebih baik dalam mengolah limbah cair maupun limbah padat.
Sebagian besar komponen toilet dibuat menggunakan bahan titanium yang dipilih karena tahan terhadap korosi akibat paparan urine serta bahan kimia asam yang digunakan selama proses pengolahan limbah.
Selain itu, NASA juga melakukan berbagai penyempurnaan pada desainnya agar lebih nyaman digunakan seluruh awak, termasuk astronaut perempuan. Corong penampung urine didesain lebih ergonomis sehingga proses penggunaannya menjadi lebih mudah dibandingkan desain toilet luar angkasa generasi sebelumnya.
Cara kerja toilet NASA mengubah urine menjadi air minum
Teknologi yang digunakan toilet NASA sebenarnya merupakan gabungan berbagai sistem pemurnian air yang bekerja secara bertahap.
Di lingkungan gravitasi mikro, cairan tidak dapat mengalir ke bawah seperti di Bumi. Oleh karena itu, toilet memanfaatkan sistem hisapan udara berkecepatan tinggi untuk mengarahkan urine menuju unit pengolahan.
Tahapan pertama dimulai ketika urine masuk ke dalam Urine Processor Assembly. Di dalam alat ini terdapat centrifuge atau mesin pemutar berkecepatan tinggi yang menghasilkan gravitasi buatan.
Melalui proses tersebut, cairan dipisahkan sehingga air dapat diekstraksi dari berbagai zat sisa yang terkandung di dalam urine.
Selanjutnya air dipanaskan dalam kondisi vakum parsial. Teknik ini memungkinkan air menguap pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan titik didih normal sehingga proses pemurnian menjadi lebih hemat energi.
Uap air yang dihasilkan kemudian didinginkan hingga berubah kembali menjadi cairan.
Namun prosesnya belum berhenti sampai di situ.
Air hasil kondensasi kemudian dialirkan menuju Water Processor Assembly untuk menjalani beberapa tahap penyaringan lanjutan.
Pada tahap ini, air melewati sistem filtrasi berlapis yang mampu menghilangkan partikel kecil, garam mineral, senyawa organik, hingga berbagai kontaminan lain.
Setelah itu dilakukan proses reaksi katalitik guna menghilangkan senyawa kimia yang masih tersisa.
Sebagai tahap akhir, air diberikan dosis iodin dalam jumlah tertentu untuk membunuh mikroorganisme sehingga benar-benar aman dikonsumsi para astronaut.
Tingkat keberhasilan mencapai 98 persen
Salah satu pencapaian terbesar sistem ini adalah tingkat efisiensi yang sangat tinggi.
NASA mengungkapkan bahwa sekitar 98 persen cairan yang masuk ke sistem dapat dipulihkan kembali menjadi air bersih.
Cairan tersebut tidak hanya berasal dari urine, tetapi juga dari keringat, embun hasil pernapasan, serta kelembapan udara di dalam stasiun luar angkasa.
Sisa sekitar dua persen berupa limbah pekat atau brine yang hingga kini masih menjadi tantangan untuk didaur ulang sepenuhnya.
Meski demikian, tingkat efisiensi 98 persen sudah dianggap sebagai lompatan besar dibandingkan teknologi generasi sebelumnya.
Penelitian berlangsung hampir empat dekade
Keberhasilan NASA mengembangkan sistem ini tidak terjadi dalam waktu singkat.
Penelitian mengenai sistem daur ulang air sebenarnya telah dimulai sejak era 1970-an.
Saat Stasiun Luar Angkasa Skylab beroperasi pada 1973 hingga 1974, seluruh kebutuhan air astronaut masih harus dikirim langsung dari Bumi.
Metode tersebut terbukti tidak efisien dan membutuhkan biaya yang sangat besar.
Pada dekade 1980-an hingga 1990-an, NASA mencoba berbagai pendekatan baru.
Beberapa di antaranya menggunakan membran osmosis balik.
Namun teknologi tersebut cepat mengalami kerusakan sehingga tidak layak digunakan dalam misi jangka panjang.
Penelitian lain memanfaatkan metode distilasi termoelektrik, tetapi hasilnya juga belum memenuhi harapan.
Setelah melalui berbagai percobaan, NASA akhirnya memilih pendekatan berbasis centrifuge yang dinilai paling stabil dan efisien.
Teknologi tersebut kemudian dikembangkan lebih lanjut hingga sistem pemulihan air generasi pertama mulai dipasang di ISS pada tahun 2008.
Sempat mengalami berbagai kendala
Meski kini dikenal sangat andal, sistem daur ulang air NASA pernah menghadapi sejumlah kendala teknis.
Pada awal pengoperasian di ISS, motor centrifuge diketahui menyerap daya listrik lebih besar dari perkiraan.
Akibatnya sistem beberapa kali mati secara otomatis sehingga proses pemurnian air terganggu.
NASA kemudian melakukan berbagai penyempurnaan, termasuk menambahkan unit pengolah limbah pekat atau brine.
Perbaikan tersebut berhasil meningkatkan efisiensi hingga mencapai angka sekitar 98 persen seperti yang digunakan saat ini.
Toilet Orion juga sempat mengalami gangguan
Versi terbaru toilet luar angkasa juga dipasang di kapsul Orion yang dipersiapkan untuk misi Artemis II.
Namun dalam pengujian pada April 2026, sistem tersebut dilaporkan sempat mengalami gangguan.
Masalah muncul pada selang saluran urine yang tidak bekerja sebagaimana mestinya.
Selain itu, kru juga sempat mencium aroma seperti kabel terbakar dari unit toilet tersebut.
Sebagai langkah antisipasi, astronaut sementara waktu menggunakan alat penampung darurat hingga teknisi berhasil mengidentifikasi sumber gangguan.
Insiden tersebut menjadi bahan evaluasi sebelum kapsul Orion digunakan untuk misi luar angkasa berikutnya.
Mengapa biaya pengembangannya sangat mahal?
Nilai investasi mencapai Rp411 miliar mungkin terdengar fantastis bagi sebagian orang.
Namun NASA menilai biaya tersebut sebanding dengan manfaat yang diberikan.
Jika tidak memiliki sistem daur ulang air, setiap misi harus membawa pasokan air dalam jumlah sangat besar dari Bumi.
Konsekuensinya adalah meningkatnya bobot roket, konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi, serta biaya peluncuran yang jauh lebih mahal.
Alternatif lain seperti penggunaan kantong penampung limbah sebagaimana pada era misi Apollo juga dinilai tidak lagi memadai untuk misi yang berlangsung selama berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan.
Karena itu, teknologi daur ulang air menjadi solusi paling efektif untuk mendukung eksplorasi antariksa masa depan.
Menjadi bekal penting menuju Bulan dan Mars
Teknologi pemurnian air ini diperkirakan akan memainkan peran penting dalam program Artemis yang menargetkan pembangunan pangkalan permanen di Bulan.
Selain itu, sistem serupa juga diproyeksikan menjadi bagian dari misi berawak menuju Mars yang diperkirakan membutuhkan perjalanan selama beberapa bulan.
Dalam perjalanan sepanjang itu, kemampuan mendaur ulang hampir seluruh kebutuhan air menjadi syarat mutlak agar astronaut dapat bertahan hidup tanpa harus bergantung pada pasokan dari Bumi.
Dengan tingkat efisiensi yang terus meningkat, teknologi yang dikembangkan NASA menjadi salah satu contoh bagaimana inovasi sains mampu menjawab tantangan eksplorasi luar angkasa. Toilet canggih yang mampu mengubah air kencing menjadi air minum bukan hanya menunjukkan kemajuan teknologi, tetapi juga menjadi fondasi penting bagi misi manusia menjelajahi Bulan, Mars, hingga tujuan eksplorasi antariksa yang lebih jauh di masa depan.
Sumber : www.cnnindonesia.com
