Orang sudah lama bermimpi bepergian ke planet yang jauh; masalah yang sama telah dibahas dalam fiksi ilmiah selama lebih dari satu abad. Dalam kenyataannya, banyak masalah yang menghalangi kita untuk melakukan hal tersebut, termasuk kurangnya teknologi yang memadai. Tetapi ini tidak menghentikan para ilmuwan untuk berteori tentang cara-cara yang mungkin untuk menaklukkan luar angkasa, yang suatu hari nanti akan menjadi sangat nyata.
Mesin ion
Ion Thrusters mungkin bukan orang baru bagi penggemar Star Wars, karena mereka diterbangkan oleh TIE Fighters. Ini juga merupakan teknologi mapan yang digunakan oleh wahana Dawn, diluncurkan pada September 1997, untuk mempelajari planet kerdil Vesta dan Ceres.
Mesin ion bekerja ketika atom xenon dibombardir dengan elektron untuk membentuk ion. Di bagian belakang mesin ada jerat logam, bermuatan 1000 volt, yang menembakkan ion dengan kecepatan luar biasa. Daya dorongnya cukup kecil, tetapi karena ruang angkasa adalah lingkungan tanpa gesekan dan gravitasi nol, ia terus meningkat. Kecepatan tertinggi fajar adalah 38.600 km / jam.
Mesin ion membutuhkan bahan bakar minimal. Mereka 10 kali lebih efisien daripada mesin kimia. Mereka mendapatkan energinya dari panel surya yang besar, sehingga tidak perlu membangun fasilitas penyimpanan bahan bakar. Ini juga memberi pendorong ion, dalam teori, sumber energi yang tidak ada habisnya.
Masalah saat ini dengan mesin ion adalah bahwa mereka terlalu lambat untuk mengangkut orang. Mereka dapat digunakan, misalnya, untuk mengangkut peralatan dan persediaan ke koloni Mars.
Video promosi:
Ramjet bussard
Seperti disebutkan di atas, salah satu tantangan terbesar yang dihadapi perjalanan luar angkasa adalah jumlah bahan bakar yang dibutuhkan. Untuk mengatasi masalah ini pada 1960-an, diusulkan untuk membuat apa yang disebut Bussard Interstellar Ramjet.
Idenya adalah bahwa pesawat ruang angkasa mengambil proton yang tersebar di seluruh alam semesta saat melakukan perjalanan. Jika proton ini kemudian dapat disintesis, pesawat ruang angkasa pada dasarnya menerbangkan roket nuklir.
Benar, ada sejumlah masalah dengan konsep Ramjet. Anda hanya dapat meningkatkan sejumlah proton, dan saat proton diangkat, resistensi yang signifikan juga akan lahir. Selain itu, ada pertanyaan kecil tentang membuat perangkat fusi nuklir yang berfungsi stabil.
Gerakan impuls nuklir
Ide menggunakan tenaga nuklir untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa sudah ada sejak tahun 1950-an. Proyek Orion adalah prakarsa NASA, yang memutuskan untuk membangun sebuah kapal seukuran gedung pencakar langit yang bagus, diluncurkan dari ledakan bom nuklir di bawahnya. Anda sudah mulai menebak tentang masalah yang terkait dengan proyek tersebut. Pertama-tama, setelah proyek ini, sejumlah besar radiasi harus tetap ada, dan para astronot sendiri akan mengalami keracunan radiasi.
Saat bom meledak, itu akan membuat pulsa elektromagnetik yang akan menghancurkan elektronik onboard. Dan ini jika peluncurannya masih berhasil dan tidak menimbulkan kerugian yang fatal. Proyek Orion dianggap terutama karena dapat membawa kita ke Mars dalam tiga bulan. Kapal biasa akan memakan waktu delapan belas.
Jelas, Project Orion sudah mati, tetapi ide di baliknya tetap hidup. Voyager 1, Voyager 2 dan Cassini menggunakan bentuk energi nuklir berdasarkan peluruhan plutonium, mengubahnya menjadi listrik, untuk penerbangan mereka. Sayangnya, cadangan plutonium yang diperlukan di planet kita telah habis, dan cukup sulit untuk memulai kembali produksi, karena ini adalah produk sampingan dari pembuatan bom nuklir.
Gerakan pada sinar laser
Insinyur dirgantara Leic Mirabeau datang dengan ide untuk menggunakan gerakan laser pada tahun 1988 saat mengerjakan proyek pertahanan rudal Star Wars. Alat Mirabeau seharusnya berbentuk kerucut. Sinar laser yang kuat akan ditembakkan dari ujung sempit kerucut yang berisi reflektor parabola.
Ini akan memanaskan udara di dalam hingga 30.000 derajat, menyebabkan ledakan yang menciptakan gaya dorong. Mirabeau percaya bahwa perangkat semacam itu akan muncul dalam 20 tahun ke depan, tetapi rekan-rekannya memandang gagasan ini dengan skeptis.
Pesawat ruang angkasa antarbintang "Daedalus"
British Interplanetary Society telah melakukan penelitian selama lima tahun, dimulai pada tahun 1973, mengeksplorasi kemungkinan pengiriman manusia ke Barnard's Star, yang jaraknya enam tahun cahaya. Solusi mereka adalah pesawat ruang angkasa antarplanet "Daedalus". Daedalus adalah pesawat ruang angkasa raksasa, juga seukuran gedung pencakar langit yang bagus, dan pasti akan dipasang di orbit Bumi.
Seperti Proyek Orion, ia harus menggunakan mesin fusi. Pelet bahan bakar akan disuntikkan dengan kecepatan tinggi ke dalam ruang reaksi, di mana berkas elektron berenergi tinggi akan menyalakannya. Tahap pertama seharusnya mengangkat bumi 46.000 ton bahan bakar, yang kedua - bagian kecil dari kapal dengan 4.000 ton bahan bakar. Bahan bakarnya seharusnya helium-3.
Helium-3 sangat langka di Bumi, tetapi diyakini jauh lebih melimpah di Bulan; itu juga dapat ditemukan di awan kosmik. Mengumpulkan jumlah yang dibutuhkan akan memakan waktu 20 tahun. Helium-3 juga sangat sulit terbakar sebagai bahan bakar karena membutuhkan banyak panas. Tetapi jika proyek itu terbakar habis, perangkat itu akan berakselerasi hingga 12,2% dari kecepatan cahaya dan akan mencapai Bintang Barnard dalam 50 tahun.
Pada tahun 2009, penelitian dimulai dalam kerangka proyek Icarus, yang seharusnya menunjukkan seperti apa perjalanan antarbintang setelah kemajuan ilmiah selama bertahun-tahun.
Mengendarai asteroid
Salah satu masalah terbesar perjalanan ruang angkasa adalah dampak sinar kosmik. Jika seseorang membutuhkan waktu 1000 hari untuk sampai ke Mars, mereka akan menerima radiasi sedemikian rupa sehingga kemungkinan terkena kanker akan meningkat dari 1 menjadi 19 persen.
Pesawat luar angkasa itu terbuat dari bahan ringan, dan perisai radiasi terlalu berat. Oleh karena itu, seorang profesor fisika di Massachusetts Institute of Technology percaya bahwa cara terbaik untuk melakukan perjalanan jarak jauh adalah dengan mendarat di asteroid dan membuat terowongan di bawah permukaannya.
Asteroid tersebut harus memiliki lebar 10 meter dan dalam beberapa juta kilometer dari Bumi dan Mars agar rencana tersebut dapat berfungsi. Sejauh ini, lima asteroid seperti itu telah diketahui, dan semuanya akan lewat di dekat Bumi pada tahun 2100. Perjalanannya akan satu arah, karena tidak ada asteroid yang terbang bolak-balik. Namun, penemuan baru terus terjadi, oleh karena itu, mungkin kita akan menemukan asteroid yang terbang dari Mars menuju kita pada waktu yang tepat.
Layar surya
Meskipun layar hampir tidak berteknologi tinggi menurut standar saat ini, dalam konteks luar angkasa mereka menerima pembaruan yang baik. Alih-alih menggunakan angin, layar ini akan menggunakan energi matahari. Layar surya akan memberi sedikit dorongan pada pesawat ruang angkasa, tetapi karena tidak ada gesekan di luar angkasa, layar ini secara bertahap akan menambah kecepatan.
Misalnya, layar surya selebar 400 meter dapat menempuh jarak lebih dari dua miliar kilometer setahun. Ini lebih cepat dari yang bisa dilalui kapal bertenaga kimia. Ini juga akan lebih murah.
Proyek layar surya juga tidak jarang. Salah satu dari NASA disebut Sunjammer, dinamai menurut cerita pendek oleh Arthur Clarke. Layar Sunjammer dapat dibuat dari bahan Kapton dan tebal lima mikron, beratnya kurang dari 20 kilogram dan bila dikemas bisa sebesar mesin cuci.
Varian lain, dibuat untuk menghormati Carl Sagan, harus segera mengorbit. Ada juga teori bahwa layar surya dapat membawa pesawat ruang angkasa ke tata surya lain. Layar seperti itu akan menjadi seukuran kota besar dan pusat aktifnya akan menjadi laser yang kuat.
Layar magnetis
Sebagian besar proton dan elektron yang dipancarkan dari Matahari berkisar antara 400 hingga 600 kilometer per detik. Layar magnetis dapat menggunakan energi mereka dan mendorong mereka. Lingkaran bahan konduktif dapat menghasilkan medan magnet yang tegak lurus dengan angin matahari, dan ini akan mendorong pesawat ke arah yang diinginkan.
Masalahnya adalah panjang layar magnetis harus 100 kilometer. Teknologi yang memungkinkan untuk membuat layar dari bahan superkonduktor sebesar ini dan mempertahankan suhu yang dibutuhkan tidak tersedia sekarang. Layar magnet tetap teori sampai teknologi dikembangkan.
Lubang cacing
Berasal dari fiksi ilmiah, lubang cacing telah menginspirasi orang-orang sejak lahirnya teori pada tahun 1921. Meskipun keberadaan mereka diizinkan, belum ada bukti langsung tentang hal ini yang ditemukan. Lubang cacing pada dasarnya adalah terowongan di ruang angkasa yang secara teori dapat dilewati suatu benda. Pada saat yang sama, lubang cacing tidak stabil - jika seseorang ingin melewati salah satunya, dindingnya bisa runtuh.
Untuk perjalanan yang aman melalui lubang cacing, peralatan harus menggunakan gaya anti gravitasi. Fisikawan percaya bahwa kita tidak akan mengumpulkan cukup energi. Jika ada lubang cacing yang bisa dilewati orang, itu pasti bukan di alam; namun, peradaban yang cukup maju dapat membangunnya. Oleh karena itu, hingga kita bertemu atau membangunnya, wormhole akan tetap menjadi fiksi ilmiah.
Warp Drive
Dipopulerkan oleh Star Trek, gagasan penggerak warp memungkinkan Anda melakukan perjalanan lebih cepat daripada kecepatan cahaya tanpa melanggar hukum fisika. Meski demikian, para ilmuwan percaya pada kemungkinan penerapannya. Fisikawan Miguel Alcubierre pertama kali mengajukan idenya: untuk membuat pesawat ruang angkasa dalam bentuk bola rugby dengan cincin datar di sekelilingnya. Benar, agar kapal bisa terbang, Anda membutuhkan bola antimateri seukuran Jupiter.
Untuk membuat pesawat luar angkasa seperti itu menjadi mungkin, Harold White dari NASA membuat perubahan pada proyek tersebut. Secara teori, kapalnya yang dimodifikasi akan membutuhkan lebih sedikit antimateri, sekitar 500 kilogram. Ia akan mampu membelokkan ruang-waktu dan mencapai kecepatan 10 kali lebih cepat dari kecepatan cahaya. Perjalanan menuju bintang terdekat akan memakan waktu empat hingga lima bulan.
Sayangnya, antimateri sangat tidak stabil. Hanya sepertiga gram antimateri yang dapat melepaskan energi sebanyak yang dilepaskan dalam pemboman Hiroshima. Proyek Antimateri dalam White akan ditarik oleh 1,5 juta Hiroshima, yang akan cukup untuk menghancurkan Bumi.
