Kredit gambar: ESA
Misi SMART-1 Badan Antariksa Eropa akan menggunakan mesin ion revolusioner untuk membantunya mencari bukti bahwa Bulan terbentuk setelah tabrakan keras planet yang lebih kecil dengan Bumi. Mesin ion bekerja dengan mempercepat partikel gas terionisasi dalam aliran konstan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Meskipun daya dorongnya sangat rendah, ia sangat efisien dan membutuhkan sebagian kecil bahan bakar yang digunakan roket tradisional.
Penggemar film fiksi ilmiah tahu bahwa, jika Anda ingin melakukan perjalanan jarak pendek dari planet asal Anda, Anda akan menggunakan 'drive ion' sublight. Namun, apakah fiksi ilmiah seperti drive ion, atau fakta sains?
Jawabannya ada di antara keduanya. Mesin ion berawal paling tidak pada tahun 1959. Dua mesin ion bahkan diuji pada tahun 1964 di satelit Amerika SERT 1 - satu berhasil, yang lain tidak.
Prinsipnya hanyalah fisika konvensional - Anda mengambil gas dan Anda mengionisasi itu, yang berarti Anda memberinya muatan listrik. Ini menciptakan ion gas yang bermuatan positif, bersama dengan elektron. Gas terionisasi melewati medan listrik atau layar di bagian belakang mesin dan ion meninggalkan mesin, menghasilkan dorongan di arah yang berlawanan.
Sangat hemat bahan bakar
Beroperasi di ruang hampa udara dekat, mesin ion menembakkan gas propelan jauh lebih cepat daripada jet dari roket kimia. Karena itu mereka mengirimkan sekitar sepuluh kali lipat dorong per kilogram bahan bakar yang digunakan, menjadikannya sangat 'hemat bahan bakar'.
Meskipun mereka efisien, mesin ion adalah perangkat dorong yang sangat rendah. Jumlah dorongan yang Anda dapatkan untuk jumlah propelan yang digunakan sangat baik, tetapi mereka tidak mendorong dengan sangat kuat. Misalnya, astronot tidak pernah bisa menggunakannya untuk melepas permukaan sebuah planet. Namun, begitu berada di luar angkasa, mereka bisa menggunakannya untuk bermanuver di sekitar, jika mereka tidak terburu-buru untuk berakselerasi dengan cepat. Mengapa? Drive ion dapat mencapai kecepatan tinggi di ruang angkasa, tetapi mereka membutuhkan jarak yang sangat panjang untuk membangun kecepatan tersebut dari waktu ke waktu.
Keuntungan santai
Mesin ion melakukan keajaibannya dengan santai. Senjata listrik mempercepat ion. Jika kekuatan untuk akselerasi ini berasal dari panel surya pesawat ruang angkasa, para ilmuwan menyebutnya 'tenaga surya-listrik'. Panel surya dengan ukuran yang biasanya digunakan pada pesawat ruang angkasa saat ini hanya dapat memasok daya beberapa kilowatt.
Karenanya, mesin ion bertenaga surya tidak dapat bersaing dengan dorongan besar roket kimia. Namun, roket kimia biasa terbakar hanya beberapa menit, sedangkan mesin ion dapat terus mendorong dengan lembut selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun - selama Matahari bersinar dan pasokan propelan bertahan.
Keuntungan lain dari dorongan lembut adalah memungkinkan kontrol pesawat ruang angkasa yang sangat akurat, sangat berguna untuk misi ilmiah yang membutuhkan penunjuk target yang sangat tepat.
Memastikan tempat ESA di luar angkasa
Para insinyur menguji mesin ion sebagai sistem pendorong utama untuk pertama kalinya menggunakan misi Deep Space 1 NASA antara tahun 1998 dan 2001. Misi ESA SMART-1, yang akan diluncurkan pada akhir Agustus 2003, akan menuju ke Bulan dan menunjukkan operasi yang lebih halus dari jenis yang dibutuhkan dalam misi jarak jauh di masa depan. Ini akan menggabungkan tenaga surya-listrik dengan manuver menggunakan gravitasi planet dan bulan untuk pertama kalinya.
SMART-1 akan memastikan kemerdekaan Eropa dalam penggunaan propulsi ion. Misi sains antariksa lainnya diharapkan menggunakan mesin ion untuk manuver kompleks yang dekat dengan orbit Bumi. Misalnya, misi ESA LISA akan mendeteksi gelombang gravitasi yang berasal dari Alam semesta yang jauh. Misi ESA di masa depan ke planet-planet juga akan menggunakan mesin ion untuk mengirim mereka di jalan mereka.
Sekarang fakta sains
Realitas masa kini dari tenaga surya-listrik mungkin tidak cocok dengan keajaiban film film fiksi ilmiah dengan pesawat ruang angkasa terbang di layar bioskop kami. Namun, pekerjaan ESA pada SMART-1 dan misi masa depan adalah memastikan bahwa ion drive sekarang lebih banyak fakta sains daripada fiksi ilmiah.
Sumber Asli: Siaran Berita ESA
