Wawancara Akankah satelit suatu hari nanti mampu menghasilkan daya dorongnya sendiri menggunakan propelan yang dibuat dari udara? Para ilmuwan dari George Washington University (GWU) dan Laboratorium Fisika Plasma Princeton menghitungnya.
Mereka telah mendapatkan dana lebih dari $1 juta dari pusat jaringan saraf milik pemerintah AS, DARPA, untuk membangun prototipe mesin plasma pernapasan udara (APEB) yang menunjukkan bahwa teknologi tersebut memungkinkan untuk memberi daya pada satelit dengan listrik di orbit Bumi yang sangat rendah.
Di Sini, Registrasi berbicara dengan Anmol Taploo, mahasiswa PhD di GWU yang mengembangkan cara baru menghasilkan plasma untuk mesin futuristik ini.
Reg: Idenya terdengar seperti sesuatu yang keluar dari fiksi ilmiah. dari mana asalnya?
PADA: Konsep mesin ion sudah cukup tua. Saya pikir ada pembicaraan pada tahun 1960an tentang tidak perlu membawa propelan atau bahan bakar ke luar angkasa dan hanya menggunakan [local] sumber daya. Misalnya saja kita bisa menggunakan air sebagai bahan bakar di bulan. Bagaimana jika kita bisa menggunakan logam sebagai propelan atau udara sebagai bahan bakar? Ada berbagai macam teori dan penelitian terbaru dalam dua dekade terakhir adalah saat minat mulai tumbuh.
Reg: Bagaimana akhirnya Anda mengerjakannya?
PADA: Ketika saya memulai studi doktoral, saya tidak tahu tentang bidang ini. Latar belakang saya adalah teknik penerbangan dan lebih banyak bekerja pada mesin turbin gas dan sedikit di pesawat ruang angkasa. Saya punya pengalaman dengan aerodinamika. Saya pernah mendengar tentang mesin plasma pernafasan udara, kedengarannya sangat keren, menarik dan sesuatu yang berpotensi menjadi hal baru. Jadi [my PhD advisor] dia berkata: Mengapa Anda tidak melakukannya sebagai sebuah proyek? Jadi selama lima sampai enam tahun terakhir, itulah topik PhD saya, yang akhirnya menghasilkan penghargaan DARPA, yang dikenal sebagai proyek Charge Harmony. Kami mengajukan tantangan ini dan memenangkan hadiah $1 juta.
Reg: Bisakah Anda menjelaskan cara kerja APEB?
…PADA: Udara mengalir ke dalam mesin dan terdapat senjata elektron yang memancarkan elektron berenergi tinggi. Elektron berenergi tinggi ini berinteraksi dengan udara dan mengionisasi partikel; itu adalah reaksi berantai yang disebut ionisasi. Kemudian mereka akan bersemangat dan memancarkan cahaya yang bersinar. Plasma tercipta dari muatan, ion positif, dan elektron negatif. Sekarang Anda memiliki medan elektromagnetik dan Anda memiliki medan magnet tegak lurus. Partikel bermuatan dipercepat oleh gaya Lorentz dan menciptakan gaya dorong.
Reg: Apa saja keuntungan menggunakan sumber energi yang melimpah dan berkelanjutan untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa?
PADA: Anda sudah memiliki udara di atmosfer, jadi jika Anda bisa menggunakannya sebagai bahan bakar, berarti Anda tidak perlu membawa tangki bahan bakar kemana-mana. Anda dapat memiliki yang sederhana [spacecraft] desain dan biaya awal Anda akan berkurang. Falcon Heavy milik SpaceX memiliki biaya peluncuran terendah, dengan biaya sekitar $1.500 per kilogram. Katakanlah Anda menggunakan tiga atau empat kilogram bahan bakar dan Anda memiliki bobot ekstra, jadi bayangkan berapa banyak uang yang dapat Anda hemat untuk peluncuran satelit.
Reg: Seberapa rendah Anda perlu menerbangkan satelit dengan APEB untuk mendapatkan cukup udara?
PADA: Menurut saya, hanya kita yang mengincar orbit yang sangat rendah, sekitar 70 hingga 90 kilometer. Orbit semacam ini dikenal sebagai orbit yang membersihkan dirinya sendiri atau orbit yang membersihkan dirinya sendiri.
Reg: Anda menyebutkan bahwa pada akhirnya Anda akan memulai sebuah perusahaan. Apa keuntungan komersial dari satelit yang mengorbit lebih dekat ke Bumi?
PADA: Ada tiga kasus bisnis yang kuat dengan teknologi ini. Salah satunya adalah pencitraan berkualitas sangat tinggi karena Anda sepuluh kali lebih dekat ke Bumi dibandingkan dengan satelit geostasioner yang mengorbit Bumi rendah. Anda memiliki gambar beresolusi sangat tinggi dan itu sangat penting. Manajemen bencana, pertahanan militer – tentu saja merupakan pasar yang sangat besar. Yang kedua adalah komunikasi.
Masalah ketiga dan terbesar adalah sampah luar angkasa. Karena Anda mengorbit pada ketinggian rendah, Anda mengalami hambatan. Jadi katakanlah satelit Anda lepas kendali – saya tidak berbicara tentang bahan bakarnya, karena jumlah bahan bakarnya tidak terbatas – satelit secara otomatis keluar dari orbit karena tarikan ketinggian dan terbakar saat masuk kembali, sehingga Anda mencegah sampah luar angkasa.
Reg: Apa tujuan Anda dalam proyek DARPA Change Harmony?
PADA: Tonggak sejarah lain dalam kontrak DARPA adalah mencapai rasio gaya dorong dan gaya tarik (thrust-to-drag) yang lebih besar dari satu.
Reg: Apakah teknologi ini hanya berguna untuk satelit yang mengorbit bumi?
PADA: Tidak, kami telah menunjukkan bahwa ia dapat bekerja dengan banyak gas, sehingga berpotensi digunakan untuk planet yang berbeda. Bukan hanya untuk Bumi, ia berpotensi digunakan untuk pesawat ruang angkasa yang mengorbit Mars, Venus, atau mungkin planet mirip Titan pada ketinggian yang sangat rendah.
Reg: Menurut Anda, kapan kita bisa menempatkan ini pada satelit sungguhan di luar angkasa?
PADA: Tujuan saya adalah lima tahun ke depan. Mungkin saya terlalu optimis. ®
+ There are no comments
Add yours