Para peneliti dari European Space Agency sedang menguji apa yang mereka gambarkan sebagai mesin terkecil, namun paling terkendali yang pernah dibuat untuk ruang. Berukuran 10 sentimeter (4 inci) dan membuat cahaya biru redup saat dijalankan, Field Emission Electric Propulsion, atau FEEP, mesin menghasilkan daya dorong rata-rata setara dengan kekuatan satu rambut yang rontok. Tetapi jangkauan dorong dan kemampuan kontrolnya jauh lebih unggul daripada pendorong yang lebih kuat, dan akan menjadi penting untuk misi ruang angkasa masa depan yang akan menguji Teori Relativitas Umum Einstein.
"Sebagian besar sistem propulsi digunakan untuk mendapatkan kendaraan dari A ke B," jelas Davide Nicolini dari Departemen Proyek Ilmiah agensi, yang bertanggung jawab atas penelitian mesin. "Tetapi dengan FEEP, tujuannya adalah untuk mempertahankan pesawat ruang angkasa dalam posisi tetap, mengimbangi bahkan kekuatan terkecil yang mengganggu itu, untuk akurasi yang tidak ada desain mesin lain yang bisa menandingi."
Menonton bagaimana benda-benda berperilaku ketika dipisahkan dari semua pengaruh luar adalah ambisi fisikawan yang sudah lama, tetapi itu tidak dapat dilakukan dalam medan gravitasi bumi. Jadi misi dekade berikutnya yang disebut LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna) akan terbang 1,5 juta km (900.000 mil) ke salah satu titik Lagrangian, L-1. Di sana, gravitasi Matahari dan Bumi saling membatalkan, sehingga perilaku sepasang benda uji yang mengambang bebas dapat dipantau dengan tepat.
Tetapi untuk melepaskan percobaan sepenuhnya dari sisa Semesta masih akan ada beberapa per-turbo yang tersisa untuk diatasi, terutama tekanan cahaya matahari yang sedikit tapi terus menerus. Di situlah FEEP masuk. Ia beroperasi dengan prinsip dasar yang sama dengan mesin ion lain yang diterbangkan ke misi SMART-1 Moon ESA dan pesawat ruang angkasa lainnya: penerapan medan listrik berfungsi untuk mempercepat atom bermuatan listrik (dikenal sebagai ion), menghasilkan daya dorong .
Tetapi sementara dorongan mesin ion lainnya diukur dalam milinewton, kinerja FEEP dinilai dari segi mikronewton - unit seribu kali lebih kecil. Mesinnya memiliki rentang dorong 0,1 - 150 mikron pada tombolnya, dengan kemampuan resolusi lebih baik dari 0,1 mikron pada ambang batas waktu respon seperlima detik (190 milidetik) atau lebih baik.
Mesinnya menggunakan logam cair cesium sebagai propelan. Melalui aksi kapiler — sebuah fenomena yang terkait dengan tegangan permukaan — sesium mengalir di antara sepasang permukaan logam yang berakhir dengan celah setajam silet. Cesium tetap berada di mulut celah sampai medan listrik dihasilkan. Hal ini menyebabkan kerucut kecil terbentuk dalam logam cair yang telah diisi atom yang ditembakkan dari ujungnya untuk menciptakan daya dorong.
Dua belas pendorong akan digunakan untuk LISA Pathfinder. Bekerja bersama dengan sistem propulsi lain yang dirancang oleh NASA, pendorong harus menghasilkan kontrol terarah setidaknya 100 kali lebih akurat daripada pesawat ruang angkasa sebelumnya; hingga sepersejuta milimeter.
LISA melibatkan tiga satelit yang terpisah hingga lima juta km (tiga juta mil) dan dihubungkan oleh laser, yang mengorbit Matahari. Tujuannya adalah untuk mendeteksi riak-riak di ruang dan waktu yang dikenal sebagai gelombang gravitasi, yang diprediksi oleh teori relativitas umum Einstein tetapi sejauh ini tidak terdeteksi. Gelombang akan menyebabkan variasi kecil dalam jarak yang diukur antara satelit.
Mesin itu diuji bulan lalu, dan begitu tes dianalisis dan konsepnya terbukti, teknologi FEEP telah diperuntukkan untuk berbagai misi lain, termasuk pembentukan presisi terbang untuk astronomi, pengamatan Bumi, dan satelit bebas-seret untuk memetakan variasi dalam gravitasi bumi.
Sumber: ESA
