Di mana Anda dapat melakukan perjalanan di luar angkasa tergantung pada seberapa banyak propelan yang Anda miliki di roket Anda dan seberapa efisien Anda dapat menggunakannya. Anda hanya perlu menangkapnya.
Dan saat ini, pesawat ruang angkasa LightSail 2 yang baru dari Planetary Society sedang menguji seberapa baik kerjanya.
Layar surya adalah ide cerdik yang pertama kali dipikirkan oleh Johannes Kepler pada tahun 1600-an, ketika ia membayangkan bahwa layar dan kapal dapat disesuaikan dengan perjalanan ruang angkasa. Tentu saja, dia belum sepenuhnya memahami fisika yang terlibat.
Tetapi dengan penemuan-penemuan besar dalam fisika partikel dan mekanika kuantum pada awal abad ke-20, para ilmuwan menyadari bahwa cahaya itu sendiri dapat bertindak seperti angin yang menghancurkan layar di ruang angkasa.
Meskipun foton tidak memiliki massa, mereka dapat memberikan momentum ketika mereka memantul dari permukaan yang sangat reflektif - ini adalah layar yang ringan. Tidak terlalu banyak, tetapi di ruang hampa udara, tidak ada hambatan udara untuk memperlambat layar. Dengan foton yang cukup, dan waktu yang cukup, pelayaran ringan dapat berakselerasi ke kecepatan yang sangat tinggi.
Dengan menggunakan roket kimia, Anda dapat mengubah seluruh massa Alam Semesta yang dapat diamati menjadi bahan bakar roket dan Anda tidak akan membuat pesawat ruang angkasa kecil bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya 0,2%. Tetapi pelayaran ringan secara teoritis dapat membawa Anda ke kecepatan relativistik, bepergian dari satu bintang ke bintang lainnya dalam kehidupan manusia.
Karena propelan bebas tanpa batas berasal dari Matahari, dan kecepatan tinggi dimungkinkan, mengapa tidak ada layar matahari di mana-mana?
Pertanyaan bagus.
Ini adalah pertanyaan yang telah terobsesi oleh Planetary Society selama bertahun-tahun sekarang, dan mereka akhirnya meluncurkan layar matahari nyata untuk mencoba dan mencari tahu seberapa baik mereka sebenarnya bekerja.
Kembali pada tahun 2005, mereka mencoba meluncurkan berlayar surya pertama di dunia, Cosmos 1, tetapi kegagalan roket menghancurkannya. Kemudian mereka kembali bekerja, mengembangkan LightSail 1, yang diluncurkan pada 2015 dan berhasil menguji penyebaran layar surya mereka di ruang angkasa.
Dan akhirnya, pada 2019, Planetary Society siap untuk benar-benar mencoba berlayar di luar angkasa.
Pada 25 Juni 2019, SpaceX Falcon Heavy meluncur dari Cape Canaveral Florida yang membawa 24 pesawat ruang angkasa untuk misi STP-2 Angkatan Udara AS. Ini adalah ketiga kalinya Falcon Heavy diluncurkan, dan kami semua berharap ini akan berhasil mencapai tahap tengah. Eh, tidak banyak, itu masih ada dalam daftar yang harus dilakukan. Tapi bukan itu tujuan video ini.
Lagi pula, selain satelit Angkatan Udara yang misterius, Falcon Heavy membawa LightSail 2 Planetary Society di atas pesawat ruang angkasa Prox-1, yang dirilis di ketinggian 720 kilometer.
Kemudian pada tanggal 23 Juli 2019, pesawat ruang angkasa menggunakan layar matahari.
Ini membuka array surya berengsel, dan kemudian membuka gulungan booming empat ukuran, seperti pita, terhuyung-huyung 4 layar segitiga, mengerahkan 32 meter persegi area layar.
Penting untuk dicatat bahwa pesawat ruang angkasa ini kecil, dengan berat hanya 5 kg atau 11 pound, seukuran roti.
Saat mengorbit di sekitar Bumi, pesawat ruang angkasa mengayunkan layarnya ke dalam dan ke luar dari sinar matahari, dengan setiap periode menaikkan orbitnya beberapa ratus meter sehari.
Ini terdengar hebat, sayangnya, LightSail 2 tidak memiliki sistem kontrol di papan untuk mengontrol sudutnya dengan cukup hati-hati agar tetap berada di orbit tanpa batas.
Sementara itu menaikkan orbitnya di satu sisi Bumi beberapa ratus meter sehari, ia tidak dapat memiringkan layar dengan tepat untuk mencegah menurunkan orbitnya di sisi lain planet ini. Akhirnya ia akan masuk ke atmosfer Bumi dan terbakar.
Tapi mudah-mudahan, para insinyur di Planetary Society akhirnya akan belajar betapa praktis berlayar surya untuk eksplorasi ruang angkasa.
Masih dalam orbit, dan mengirim kembali gambar-gambar mengagumkan dari planet rumah kita.
Dengan LightSail 2 Planetary Society mengirim data rumah, mengajarkan pengontrol misi untuk berlayar di luar angkasa, ini akan menjadi pelajaran berharga untuk misi masa depan yang mungkin menggunakan teknologi ini sebagai metode propulsi aktual.
Salah satu misi yang sedang dikerjakan adalah Pramuka Asteroid Dekat-Bumi NASA, atau Pramuka NEA. Misi Cubesat ini dapat terbang sebagai muatan sekunder dengan uji pertama Sistem Peluncuran Antariksa NASA, misi EM-1 yang tidak dimuliakan, yang dapat diluncurkan pada awal Juni 2020.
Setelah dikerahkan dari kapsul Orion, NEA Scout akan membentangkan layar surya, dua kali ukuran LightSail 2, dan kemudian menghabiskan dua tahun bepergian ke asteroid dekat Bumi untuk mempelajarinya dari dekat.
Kami belum tahu targetnya, tetapi tujuan potensial mungkin adalah objek Bumi-dekat 1991 VG, yang ditemukan pada 1991 tak lama sebelum melewati jarak dari Bumi ke Bulan. Dan kemudian kembali pada Agustus 2017. Kami ingin mengawasi batu itu sebagai ancaman potensial, tetapi juga harta karun logam dan mineral yang dapat membantu mendukung eksplorasi Tata Surya di masa depan.
Misi lain yang bisa menggunakan layar matahari adalah kerajinan Layang-layang Oversize Jepang untuk Eksplorasi dan Astronautika di Outer Solar System atau OKEANOS. Ini akan menjadi misi ke asteroid Trojan, yang terletak di L4 dan L5 Sun-Jupiter Lagrange Points.
Ini adalah tempat yang ideal untuk mempelajari asteroid karena Jupiter dan gravitasi Matahari telah menjebak banyak orang di satu tempat, dan sebuah misi dapat dengan mudah mencicipi banyak asteroid yang berbeda.
OKEANOS akan memiliki layar surya hibrida, tertutup panel surya yang juga akan digunakan untuk menyediakan listrik untuk instrumen dan mesin ion.
Jepang adalah salah satu negara pertama yang pernah menguji layar surya, dengan misi IKAROS mereka yang dikerahkan pada tahun 2010, dan akhirnya mendapatkan kecepatan ratusan meter per detik menggunakan layar matahari.
OKEANOS bahkan mungkin datang dengan pendarat. Berkat pengalaman mereka dengan Hayabusa2 dan asteroid Ryugu, JAXA telah belajar banyak tentang pendaratan dan pengumpulan sampel dari asteroid kecil.
Jika semuanya berjalan dengan baik, OKEANOS akan diluncurkan pada pertengahan tahun 2020 di atas kendaraan peluncuran H-IIA, menggunakan beberapa bantuan gravitasi untuk melakukan perjalanan ke Jupiter. Dan jika misinya benar-benar berhasil, bahkan mungkin membawa sampel asteroid Trojan kembali ke rumah.
NASA bahkan mempertimbangkan untuk menambahkan layar matahari ke Deep Space Lunar Gateway. Pada acara perencanaan khusus untuk Deep Space Gateway pada tahun 2017, anggota dari Badan Antariksa Kanada mempresentasikan konsep berlayar surya yang dapat ditambahkan ke stasiun. Cahaya yang berkelanjutan dari Matahari akan memberikan dorongan konstan yang bisa digunakan stasiun untuk mempertahankan orbitnya tanpa dorongan. Diadakan di lengan robot Kanada - apa lagi - berlayar surya 50 meter persegi dapat menghemat stasiun 9 kg hidrazin setahun, yang mahal untuk dibawa dari Bumi ke Bulan.
Satu misi yang mungkin Anda kenal adalah konsep Breakthrough Starshot. Alih-alih menggunakan cahaya dari Matahari sebagai pendorong, Breakthrough Starshot berharap untuk menggunakan laser yang kuat yang akan mempercepat satelit kecil ke kecepatan antarbintang.
Ini bisa menjadi pesawat ruang angkasa pertama yang mengirim gambar rumah dari sistem bintang lain. Kami telah menyelesaikan seluruh episode tentang ini dan misi berlayar laser yang lebih berat bernama Project Dragonfly.
Sayangnya, butuh waktu lebih lama bagi badan-badan antariksa untuk memasukkan layar surya ke dalam misi mereka daripada yang saya harapkan. Dapat dimengerti, mereka rumit dan rapuh dan membutuhkan orientasi yang tepat. Masuk akal bahwa perencana misi akan menggunakan roket kimia yang telah terbukti dan benar, atau mesin ion yang efisien untuk mendorong pesawat ruang angkasa mereka melintasi Tata Surya.
Tetapi karena semakin banyak layar surya diluncurkan dan diuji, para insinyur akan menjadi lebih percaya diri pada cara terbaik untuk menggunakannya sebagai bagian dari misi. Saya bisa membayangkan masa depan ketika hampir setiap misi memiliki layar surya cadangan, kalau-kalau ada yang tidak beres dengan mesin utama.
Saya selalu terpesona dengan kemungkinan berlayar matahari, dan saya telah menyaksikan setiap penemuan dan melangkah maju dengan kegembiraan. Saya sangat senang Lembaga Planet telah mencapai sejauh ini dengan tes mereka. Mereka melakukan seluruh misi sebesar $ 7 juta dolar, yang didanai oleh anggota Planetary Society, warga negara dan kampanye Kickstart. Jika Anda ingin mendukung ini dan misi masa depan untuk membantu menjelajahi Tata Surya, kunjungi planetary.org untuk mengetahui lebih lanjut.
