2014, Satelit Gunakan Angin Surya Tanpa Roket

Jari-jari listrik merupakan benang tipis yang akan jauh lebih mudah menangkap angin surya dari pada menggunakan layar foil.

Dan beberapa tahun terakhir penjelajahan ruang angkasa mengalami kemajuan pesat, dimulai dengan penjelajahan Mars dan rencana pengiriman manusia ke permukaannya. Tapi ada satu riset yang saya temukan tentang jari-jari listrik yang berfungsi sebagai layar menggunakan tenaga angin surya. Walaupun dorongan angin surya di luar angkasa tidak sebesar dorongan angin di bumi, kemungkinan layar ini akan dibuat sangat besar.

Studi ini dijelaskan Pekka Janhunen, Sini Merikallio, Petri Toivanen, Jouni Envall dan Jouni Polkko pada pertemuan International Astronautical Congress, Naples-Italy, kemudian dipublikasikan melalui Forskning bulan ini.

Propulsi Angin Surya Tanpa Bahan Bakar

Pesawat dan satelit ruang angkasa jenis baru dikabarkan bisa menggunakan benang panjang terbuat dari logam yang sangat tipis dan halus untuk mengeksploitasi kekuatan angin surya (solar wind), hal ini bisa menjadi cara yang terbaik untuk mengeksplorasi tata surya. Percobaan pertama akan dilakukan pada tahun 2013 dengan peluncuran satelit Finlandia.

Benang Angin Surya / Credit: Forskning.no

Saat ini ide-ide menjelajahi matahari sering melibatkan ukuran besar foil ultrathin yang memantulkan cahaya matahari. Cahaya partikel (foton) akan mengerahkan kekuatan kecil ketika menjelajah ruang angkasa. Sebuah layar foton diuji pada Japanese Ikaros Space Probe yang mengorbit di Venus, tapi Pekka Janhunen dari Finnish Kumpula Space Centre mempunyai pendekatan lain.

Pada pertemuan terakhir International Astronautical Congress di Naples mereka menjelaskan rencana sebuah pesawat ruang angkasa yang menjelajah dengan menggunakan angin surya. Angin surya terdiri dari inti hidrogen dan elektron berasal dari ledakan Matahari.

Meskipun pada tempat tertentu di ruang angkasa, angin surya bisa saja jauh, dan jauh lebih lemah daripada angin bumi, tapi masih dapat digunakan sebagai propulsi.

Angin Surya Bermuatan Listrik

Layar yang dikembangkan Janhunen mempunyai satu keuntungan besar daripada layar foton, sistem ini tidak benar-benar harus memiliki layar. Seperti tulang rusuk pada payung atau jari-jari roda sepeda yang terkembang keluar dengan pusatnya berputar.

Jari-jari ini merupakan benang tipis yang akan jauh lebih mudah daripada menggunakan foil. Gaya sentrifugal akan menjaganya tetap diperpanjang sesuai perputaran pesawat luar angkasa. Benang ini juga akan jauh lebih ringan dari foil dan mengambil sedikit tempat ketika digulung, kemudian berat dan volume menjadi faktor kunci ketika mengirim data apa pun dari Bumi. Benang itu nantinya akan diberi muatan listrik, sehingga angin matahari tidak melewatinya begitu saja.

Angin surya memiliki muatan listrik, inti hidrogen memiliki muatan positif dan elektron bermuatan negatif. Janhunen akan memberi benang tipis dalam layarnya yang bermuatan positif kuat. Ini akan menciptakan medan listrik positif yang akan menyebar di antara benang seperti layar tak terlihat.

Ketika elektron bermuatan negatif pada angin surya bertabrakan dengan bidang positif maka akan melambat, seperti ketika angin mendorong perahu layar di Bumi. Sementara, Janhunen menyarankan perjalanan pesawat pesawat menuju sabuk asteroid. Pesawat ruang angkasa tanpa layar surya pastinya akan dilengkapi dengan roket. Pada awal perjalanan kemudian sebagian besar diarahkan karena tarikan medan gravitasi sebuah planet.

Pesawat berlayar ini akan memberikan kekuatan yang lemah, tapi bergerak stabil yang diperoleh dari angin surya selama perjalanan. Dan layar dapat diarahkan dengan mengubah muatan positif. Jika mengurangi muatan positif di salah satu sisi benang, maka pengaruh angin surya di sisi ini akan berkurang, dengan demikian akan merubah sudut (manuver).

Dengan mengatur arus listrik tersebut, pesawat dapat dikemudikan di sepanjang lintasan asteroid yang jauh lebih cepat dan efisien dari pada yang dapat dicapai dengan sistem gravitasi lateral atau retrorockets dan planet.

Pesawat ruang angkasa tidak akan perlu membawa bahan bakar yang berat, sumber bahan bakar dari Matahari akan terus memancar selama miliaran tahun.

Janhunen dan rekannya mengalokasikan dana Uni Eropa pada bulan Desember 2010 untuk membangun dua prototipe yang paling penting dalam layar elektronik. Proyek ini akan selesai pada bulan Desember 2013, namun pada bulan Maret jari-jari benang 10 meter akan dikirim ke ruang angkasa melalui satelit yang dibangun di Estonia. Pada tahun 2014 sebuah benang sepanjang 100 meter akan digunakan pada satelit mahasiswa pertama Finlandia, Aalto-1.

Kemudian Janhunen berharap Uni Eropa akan memberikan lampu hijau untuk proyek Wind Solar Electric Sail Test (SWEST) berikutnya. Hal ini akan melibatkan sebuah satelit yang lebih besar dengan empat benang yang masing-masing akan diperpanjang 1 kilometer. Sementara dalam perhitungan mereka, sebuah pesawat ruang angkasa masa depan skala penuh mungkin akan menggunakan jari-jari benang sepanjang 20 km untuk menangkap angin surya.