Melayari ruang angkasa mungkin terdengar seperti sesuatu dari fiksi ilmiah, tetapi konsep ini tidak lagi terbatas pada buku atau layar lebar. Pada bulan April, teknologi layar surya generasi mendatang - yang dikenal sebagai Sistem Layar Surya Komposit Lanjutan - akan diluncurkan dengan roket Electron milik Rocket Lab dari Pusat Peluncuran 1 perusahaan itu di Māhia, Selandia Baru. Teknologi ini dapat memajukan perjalanan antariksa di masa depan dan memperluas pemahaman kita tentang Matahari dan tata surya kita.
Layar surya menggunakan tekanan sinar matahari untuk propulsi, dengan mengarah ke atau menjauhi Matahari sehingga foton memantul dari layar reflektif untuk mendorong wahana antariksa. Hal ini menghilangkan sistem propulsi yang berat dan dapat memungkinkan misi dengan durasi lebih lama dan biaya yang lebih rendah. Meskipun massa berkurang, layar surya telah terbatas oleh material dan struktur dari boom, yang bertindak seperti tiang layar perahu layar. Namun, NASA siap mengubah permainan pelayaran untuk masa depan.
Para Pelaut Ringan Baru NASA
Demonstrasi Sistem Layar Surya Komposit Lanjutan menggunakan satelit kecil berukuran dua belas unit (12U) CubeSat yang dibangun oleh NanoAvionics untuk menguji boom komposit baru yang terbuat dari bahan polimer fleksibel dan serat karbon yang lebih kaku dan ringan daripada desain boom sebelumnya. Tujuan utama misi ini adalah untuk berhasil menunjukkan pengembangan boom baru, tetapi setelah dideploy, tim juga berharap dapat membuktikan kinerja layar.
Seperti perahu layar yang berbelok untuk menangkap angin, layar surya dapat menyesuaikan orbitnya dengan memiringkan layarnya. Setelah mengevaluasi penempatan boom, misi akan menguji serangkaian manuver untuk mengubah orbit wahana antariksa dan mengumpulkan data untuk misi masa depan yang mungkin menggunakan layar yang lebih besar.
“Boom cenderung berat dan logam atau terbuat dari komposit ringan dengan desain yang besar - yang sama sekali tidak cocok untuk wahana antariksa kecil saat ini. Layar surya membutuhkan boom yang sangat besar, stabil, dan ringan yang dapat dilipat secara kompak,” kata Keats Wilkie, penyelidik utama misi di Pusat Riset Langley NASA di Hampton, Virginia. “Boom layar ini berbentuk tabung dan dapat dipipihkan dan digulung seperti pengukur pita ke dalam paket kecil sambil menawarkan semua keuntungan bahan komposit, seperti kurangnya pembengkokan dan fleksibilitas selama perubahan suhu.”
Setelah mencapai orbit sinkron dengan Matahari, sekitar 600 mil (1.000 kilometer) di atas Bumi, wahana antariksa akan mulai membuka boom kompositnya, yang membentang dari diagonal layar polimer. Setelah sekitar 25 menit, layar surya akan terbuka sepenuhnya, dengan luas sekitar 860 kaki persegi (80 meter persegi) - sekitar ukuran enam tempat parkir. Kamera yang dipasang di wahana antariksa akan merekam momen penting layar ini, memantau bentuk dan simetrisitasnya selama penempatan.
Dengan layar yang besar, wahana antariksa mungkin terlihat dari Bumi jika kondisi pencahayaan tepat. Setelah sepenuhnya diperluas dan pada orientasi yang tepat, bahan reflektif layar akan bersinar terang seperti Sirius, bintang tercerah di langit malam.
“Tujuh meter dari boom yang dapat dideploy dapat digulung menjadi bentuk yang muat di tangan Anda,” kata Alan Rhodes, insinyur sistem utama misi di Pusat Riset Ames NASA di Silicon Valley, California. “Harapannya adalah bahwa teknologi baru yang diverifikasi pada wahana antariksa ini akan menginspirasi orang lain untuk menggunakannya dalam cara yang belum pernah kita pikirkan.”
Mengaktifkan Layar Surya Masa Depan
Melalui program Teknologi Wahana Antariksa Kecil NASA, penempatan dan operasi yang berhasil dari boom komposit ringan layar surya akan membuktikan kemampuan dan membuka pintu untuk misi skala lebih besar ke Bulan, Mars, dan lebih jauh.
Desain boom ini berpotensi mendukung layar surya masa depan sebesar 5.400 kaki persegi (500 meter persegi), sekitar ukuran lapangan basket, dan teknologi yang dihasilkan dari kesuksesan misi dapat mendukung layar hingga 21.500 kaki persegi (2.000 meter persegi) - sekitar setengah lapangan sepak bola.
“Matahari akan terus membakar selama miliaran tahun, jadi kami memiliki sumber propulsi yang tak terbatas. Alih-alih meluncurkan tangki bahan bakar besar untuk misi masa depan, kami dapat meluncurkan layar yang lebih besar yang menggunakan ‘bahan bakar’ yang sudah tersedia,” kata Rhodes. “Kami akan mendemonstrasikan sistem yang menggunakan sumber daya melimpah ini untuk mengambil langkah-langkah raksasa berikutnya dalam eksplorasi dan ilmu pengetahuan.”
Karena layar menggunakan kekuatan Matahari, mereka dapat memberikan dorongan konstan untuk mendukung misi yang membutuhkan posisi yang unik, seperti misi yang mencari untuk memahami Matahari dan dampaknya pada Bumi. Layar surya telah lama menjadi kemampuan yang diinginkan untuk misi yang dapat membawa sistem peringatan dini untuk memantau cuaca surya. Badai surya dan ejeksi massa koronal dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan di Bumi, membebani jaringan listrik, mengganggu komunikasi radio, dan mempengaruhi pesawat udara dan wahana antariksa.
Comments