https://frosthead.com

Bagaimana Cahaya Tanah Dapat Membantu Menemukan Tambang Tanah

Di masa ketika ada banyak pembicaraan tentang "Bunda Semua Bom" dan kemungkinan konflik yang melibatkan senjata nuklir, sebuah ranjau darat bisa menjadi artefak konflik di masa lalu, senjata yang tidak ada hubungannya dengan penghancuran massal.

Namun, perangkat biasa terus menimbulkan bentuk teror sendiri di seluruh dunia, kadang-kadang lama setelah perang berakhir. Pada 2015, jumlah orang yang terbunuh atau cacat oleh ranjau darat dan sisa-sisa ledakan perang lainnya meningkat menjadi 6.461, meningkat 75 persen, menurut Pengawasan Ranjau Darat 2016. Lompatan besar itu sebagian besar terkait dengan konflik di Afghanistan, Suriah, Libya, Ukraina dan Yaman.

Hampir 80 persen korban adalah warga sipil, dan hampir 40 persen adalah anak-anak.

Sejak Perjanjian Pelarangan Ranjau Internasional mulai berlaku pada tahun 1999, puluhan juta ranjau anti-personil telah dihancurkan. Tetapi hampir 110 juta tetap terkubur di ladang dan hutan, lapor Monitor Pengawasan Ranjau Darat, yang juga memperkirakan biaya memindahkan tambang — yang mungkin menelan biaya hanya $ 3 untuk menghasilkan — bisa mencapai $ 1.000.

Saat ranjau bergerak

Sebagai proses yang mahal dan metodis untuk mengekstraksi ranjau, bahkan lebih sulit untuk menemukannya. Teknologi andal telah lambat berkembang di luar detektor logam konvensional, dan di beberapa tempat, tikus raksasa masih merupakan metode pendeteksian pilihan.

Para insinyur di Ruhr-Universität Bochum dan Universitas Teknik Ilmenau Jerman membuat kemajuan dalam mengembangkan teknologi radar penembus-tanah, dengan tujuan suatu hari mengimplementasikannya melalui perangkat genggam. Namun, membangun prototipe bisa memakan waktu beberapa tahun.

Di Israel, para ilmuwan di Universitas Ibrani Yerusalem telah mengambil pendekatan yang sangat berbeda — mereka mengandalkan bakteri rekayasa genetika untuk melakukan pekerjaan itu. Dalam sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di Nature Biotechnology, tim peneliti melaporkan bahwa mereka mampu menciptakan mikroba yang menghasilkan molekul fluoresen ketika mereka bersentuhan dengan uap yang bocor dari komponen peledak di tambang.

Bersamaan dengan nutrisi dan air, bakteri E. coli yang direkayasa itu terbungkus dalam manik-manik polimer dengan diameter hanya tiga milimeter. Butiran-butiran tersebar di lapangan uji tempat bahan peledak dikuburkan. Kemudian 24 jam kemudian, menggunakan sistem pemindaian laser, para ilmuwan dapat menemukan tambang berdasarkan di mana tanah bercahaya.

“Begitu Anda tahu di mana sebuah tambang berada, tidaklah sulit untuk menetralisirnya, ” kata Aharon Agranat, yang mengawasi desain dan konstruksi sistem pemindaian jarak jauh. “Masalahnya adalah mengetahui di mana itu. Hal-hal seperti kondisi cuaca dan tanah longsor dapat menyebabkan ranjau bergerak selama bertahun-tahun. Mereka tidak selalu berada di tempat yang sama dengan tempat mereka pertama kali dikuburkan. ”

luminous microbial beads.jpg Manik-manik mikroba bercahaya ini menunjukkan sinyal neon yang dihasilkan oleh bakteri. (Universitas Ibrani)

Dalam apa yang ia gambarkan sebagai "penelitian multidisiplin klasik, " Agranat, seorang fisikawan terapan, bekerja erat dengan Shimshon Belkin, seorang ahli mikrobiologi yang menciptakan sensor bakteri, dan Amos Nussinovitch, seorang ahli biokimia yang merangkum mikroba dalam manik-manik polimer. Mereka memuat sekitar 100.000 sel pendeteksi uap di dalam setiap manik. Laser dalam sistem deteksi Agranat mampu menemukan bahan peledak saat dipasang di gerobak sekitar 70 kaki jauhnya.

"Keuntungan dari fluoresensi adalah bahwa kita hanya dapat mendeteksi laser dari cahaya itu, " ia menjelaskan, "dan tidak ada cahaya yang dipantulkan dari tanah, atau dari bulan, atau dari lampu di dekatnya. Cahaya itu tidak merespons sinar laser kita. Jadi, kita bisa bekerja di luar ruangan. Ini terbukti sangat efektif. "

Mengambil tantangan

Penelitian mereka pada titik ini, Agranat mengakui, berada pada tahap pembuktian konsep. Mereka telah menunjukkan bahwa proses mereka dapat bekerja, tetapi keduanya mengakui ada tantangan yang masih harus mereka atasi sebelum dapat digunakan secara luas.

Belkin mengatakan mereka harus membuat bakteri sensor lebih sensitif dan stabil, dan perlu meningkatkan kecepatan pemindaian untuk menangani area besar yang mengandung ranjau darat.

"Ada banyak asumsi yang terlibat dalam keberhasilan metodologi ini, " catat Agranat. "Sebagai permulaan, apakah itu diberikan bahwa uap yang dikeluarkan oleh tambang akan mencapai permukaan, atau cukup bahwa akan mencapai permukaan sehingga dapat dideteksi?"

Ada pertanyaan lain. “Kita perlu tahu apa yang terjadi di ladang ranjau yang berbeda, ” kata Agranat. “Cara mereka di tanah bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, kondisi iklim berbeda, jenis tanah berbeda, jenis tambang berbeda.

"Apa yang perlu dilakukan sekarang adalah untuk melihat seberapa efektif ini akan terjadi dalam semua situasi yang berbeda."

laser-scanning-system.jpg Ini adalah sistem pemindaian berbasis laser yang digunakan untuk menemukan ranjau darat yang terkubur. (Universitas Ibrani)

Satu lagi tantangan adalah untuk dapat mengecilkan ukuran peralatan pemindaian sehingga dapat dibawa oleh pesawat tak berawak ringan atau drone, yang memungkinkan area yang lebih besar untuk disurvei.

Tetapi mereka terus membuat kemajuan. Sekarang, mereka mengatakan bahwa mereka dapat mendeteksi bahan peledak hanya tiga jam setelah manik-manik berisi bakteri tersebar di sebuah lapangan. Mereka juga memprogram bakteri untuk memiliki rentang hidup terbatas untuk meredakan kekhawatiran tentang memperkenalkan mikroba hasil rekayasa genetika ke lingkungan.

Penelitian lebih lanjut tentu perlu dilakukan, tetapi Agranat didorong oleh hasil sejauh ini.

"Sejauh yang saya tahu, ini adalah kasus pertama penginderaan jauh ranjau darat yang terkubur, " katanya. “Sebagian besar pertanyaan terkait dengan hal-hal seperti efektivitas biaya. Tapi tidak ada showstopper yang bisa kami tunjukkan. ”

Bagaimana Cahaya Tanah Dapat Membantu Menemukan Tambang Tanah