Sains
Ilmuwan Temukan Cara Baru Terbang Cepat ke Bintang Lain: Energi Laser
ANTARIKSA -- Teknologi penerbangan luar angkasa terus berkembang dalam dekade terakhir. Utamanya, sistem propulsi dan kecepatan pesawat luar angkasa yang menjadi kunci memenuhi dahaga umat manusia untuk menjelajahi alam semesta luas.
Masa depan eksplorasi ruang angkasa kini mencakup beberapa rencana ambisius untuk mengirim misi lebih jauh dari Bumi dibandingkan sebelumnya. Membangun infrastruktur di ruang angkasa dan mengirim misi berawak reguler ke bulan dan Mars menjadi program teratas.
Scroll untuk membaca
Scroll untuk membaca
Di luar usulan itu, ada juga rencana untuk mengirim misi robot ke luar tata surya, ke jarak fokus lensa gravitasi matahari, dan bahkan ke bintang terdekat untuk menjelajahi exoplanet (planet di luar tata Surya). Serangkaian tujuan itu memerlukan propulsi generasi berikutnya yang memungkinkan daya dorong tinggi dan akselerasi yang konsisten.
Rangkaian laser terfokus atau directed energy (DE) dan lightsail (layar cahaya atau layar Surya) adalah cara yang sedang diteliti secara ekstensif. Di antaranya instrumen Breakthrough Starshot dan Swarming Proxima Centauri. Di luar keduanya, tim dari McGill University di Montreal telah mengusulkan sistem propulsi energi terarah (DE) jenis baru untuk menjelajahi tata surya.
Baca Juga: Bumi Berhasil Menerima Pesan Sinar Laser Pertama dari Jarak 10 Juta Mil
Dalam makalah baru-baru ini, tim tersebut membagikan hasil awal fasilitas pendorong Laser-Thermal Propulsion (LTP). Hasil itu menunjukkan teknologi tersebut berpotensi memberikan daya dorong tinggi dan impuls spesifik untuk misi antarbintang.
Tim peneliti dipimpin oleh Gabriel R Dube, seorang Undergraduate Research Trainee di McGill Interstellar Flight Experimental Research Group (IFERG) dan Associate Professor Andrew Higgins, Penyelidik Utama IFERG. Anggotanya adalah Emmanuel Duplay, peneliti pascasarjana dari Technische Universiteit Delft (TU Delft); Siera Riel, Asisten Peneliti Musim Panas di IFERG; dan Jason Loiseau, Associate Professor di Royal Military College Of Canada.
Tim tersebut mempresentasikan hasil mereka pada Forum dan Pameran Sains dan Teknologi AIAA 2024, berikut dalam makalah forum tersebut. Higgins dan rekan-rekannya awalnya mengusulkan konsep ini dalam makalah tahun 2022 yang muncul di Acta Astronautica dengan judul "Design of a rapid transit to Mars mission using laser-thermal propulsion."
Seperti yang diberitakan Universe Today saat itu, LTP terinspirasi oleh konsep antarbintang seperti Starshot dan Project Dragonfly (helikopter NASA yang akan ke Titan). Namun, Higgins dan rekan-rekannya di McGill tertarik pada bagaimana teknologi yang sama bisa membuat misi transit cepat ke Mars hanya dalam 45 hari, lalu ke seluruh tata surya.
Baca Juga: Laser Astrobiologi akan Ikut Memburu Kehidupan di Planet Lain
Metode itu menurut mereka, juga bisa memvalidasi teknologi yang terlibat dan bertindak sebagai batu loncatan menuju misi antarbintang (di luar tata Surya). Sepertinya dikatakan Higgins kepada Universe Today saat itu, konsep tersebut muncul di benak mereka selama pandemi Covid-19, ketika mereka tidak dapat masuk ke lab.
“Siswa saya melakukan studi konseptual terperinci tentang bagaimana kita dapat menggunakan jenis susunan laser besar yang dibayangkan untuk Breakthrough Starshot dalam misi jangka pendek di tata surya," kata dia.
Daripada menggunakan laser berdiameter 10 km, 100-GW yang direncanakan untuk Breakthrough Starshot, Higgins dan tim membatasinya pada laser berdiameter 10 meter dengan berkekuatan 100 MW. Hasil mereka menunjukkan laser tersebut mampu menyalurkan tenaga ke pesawat ruang angkasa hingga jarak yang hampir sama dengan bulan.
"Dengan memanaskan propelan hidrogen hingga 10.000 detik K, laser bisa menjadi 'cawan suci' dengan daya dorong dan impuls spesifik tinggi," kata Higgins.
Konsepnya mirip dengan propulsi nuklir-termal (NTP), yang saat ini dikembangkan NASA dan DARPA untuk misi transit cepat ke Mars. Dalam sistem NTP, reaktor nuklir menghasilkan panas yang menyebabkan propelan hidrogen atau deuterium mengembang, yang kemudian difokuskan melalui nozel untuk menghasilkan daya dorong.
Dalam hal itu, laser array bertahap difokuskan ke dalam ruang pemanas hidrogen, yang kemudian dikeluarkan melalui nosel untuk mewujudkan impuls spesifik selama 3.000 detik. Higgins mengatakan, sejak dia dan murid-muridnya bisa kembali masuk ke laboratorium, mereka telah mencoba memverifikasi ide mereka secara eksperimental.
Sumber: Phys.org /Matt Williams, Universe Today
Ikuti Ulasan-Ulasan Menarik Lainnya dari Penulis Klik di Sini
