China Ingin Bangun Pesawat Ruang Angkasa yang Panjangnya 1 Kilometer; Untuk Apa?

CakapCakap – Cakap People! China ingin membangun pesawat ruang angkasa ultra-besar yang panjangnya mencapai 0,6 mil (1 kilometer). Tapi seberapa layak ide itu, dan untuk apa pesawat luar angkasa sebesar itu?

Proyek ini merupakan bagian dari proposal penelitian dari National Natural Science Foundation of China, sebuah lembaga pendanaan yang dikelola oleh Kementerian Sains dan Teknologi negara itu.

Melansir Live Science, sebuah outline penelitian yang diposting di situs yayasan itu menjelaskan pesawat luar angkasa yang sangat besar seperti “peralatan kedirgantaraan strategis utama untuk penggunaan sumber daya ruang angkasa di masa depan, eksplorasi misteri alam semesta, dan kehidupan jangka panjang di orbit.”

Yayasan tersebut ingin para ilmuwan melakukan penelitian tentang metode desain baru yang ringan yang dapat membatasi jumlah bahan konstruksi yang harus diangkat ke orbit, dan teknik baru untuk merakit struktur masif seperti itu dengan aman di luar angkasa. Jika didanai, studi kelayakan akan berjalan selama lima tahun dan memiliki anggaran 15 juta yuan ($2,3 juta).

Proyek ini mungkin terdengar seperti fiksi ilmiah, tetapi mantan kepala teknolog NASA Mason Peck mengatakan ide itu tidak sepenuhnya mustahil, dan tantangannya lebih merupakan masalah teknik daripada sains fundamental.

“Saya pikir itu sepenuhnya layak,” kata Peck, yang sekarang menjadi seorang profesor teknik kedirgantaraan di Cornell University, kepada Live Science.

“Saya akan menggambarkan masalah di sini bukan sebagai hambatan yang tidak dapat diatasi, melainkan masalah skala.”

Sejauh ini tantangan terbesar adalah label harga, kata Peck, karena biaya besar untuk meluncurkan objek dan material ke luar angkasa. Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), yang lebarnya hanya 361 kaki (110 meter) pada titik terlebarnya menurut NASA, menelan biaya sekitar $100 miliar untuk pembangunannya, kata Peck, jadi membangun sesuatu yang 10 kali lebih besar akan membebani anggaran bahkan di negara yang paling dermawan sekalipun.

Teknik membangun juga dapat mengurangi biaya untuk membawa pesawat luar angkasa raksasa ke luar angkasa. Pendekatan konvensional adalah membangun komponen di Bumi dan kemudian merakitnya seperti Lego di orbit, kata Peck, tetapi teknologi pencetakan 3D berpotensi mengubah bahan mentah yang ringkas menjadi komponen struktural dengan dimensi yang jauh lebih besar di ruang angkasa.

Pilihan yang lebih menarik adalah mendapatkan bahan baku dari bulan, yang memiliki gravitasi rendah dibandingkan dengan Bumi, yang berarti bahwa meluncurkan bahan dari permukaannya ke luar angkasa akan jauh lebih mudah, menurut Peck. Namun, yang pertama membutuhkan infrastruktur peluncuran di bulan dan karena itu bukan pilihan dalam jangka pendek.

Pesawat ruang angkasa besar, masalah besar

Struktur dengan proporsi yang begitu besar juga akan menghadapi masalah yang unik. Setiap kali pesawat ruang angkasa dikenai gaya, baik dari manuver di orbit atau berlabuh dengan kendaraan lain, gerakan tersebut memberikan energi ke struktur pesawat ruang angkasa yang menyebabkannya bergetar dan bengkok, jelas Peck. Dengan struktur sebesar itu, getaran ini akan membutuhkan waktu lama untuk mereda sehingga kemungkinan pesawat ruang angkasa akan membutuhkan peredam kejut atau kontrol aktif untuk menangkal getaran tersebut, katanya.

Desainer juga harus berhati-hati saat memutuskan ketinggian yang harus dilalui pesawat ruang angkasa, kata Peck. Pada ketinggian yang lebih rendah, tarikan dari atmosfer luar memperlambat kendaraan, mengharuskan mereka untuk terus-menerus mendorong diri mereka kembali ke orbit yang stabil. Ini sudah menjadi masalah bagi ISS, kata Peck, tetapi untuk struktur yang jauh lebih besar, yang memiliki lebih banyak hambatan yang bekerja padanya dan akan membutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk mendorong kembali ke tempatnya, itu akan menjadi perhatian utama.

Di sisi lain, meluncurkan ke ketinggian yang lebih tinggi jauh lebih mahal, dan tingkat radiasi meningkat dengan cepat semakin jauh dari atmosfer bumi yang didapat suatu objek, yang akan menjadi masalah jika pesawat ruang angkasa menampung manusia.

Membangun struktur seperti itu mungkin secara teknis mungkin, tetapi itu tidak layak dalam arti praktis, kata Michael Lembeck, seorang profesor teknik kedirgantaraan di University of Illinois di Urbana-Champaign yang telah bekerja pada program luar angkasa pemerintah dan komersial.

“Ini seperti kita berbicara tentang membangun Starship Enterprise,” katanya kepada Live Science. “Ini fantastis, tidak layak, dan menyenangkan untuk dipikirkan, tetapi tidak terlalu realistis untuk tingkat teknologi kami,” mengingat biayanya, katanya.

Mengingat anggaran proyek penelitian yang kecil, kemungkinan hanya dimaksudkan sebagai studi akademis kecil untuk memetakan kontur paling awal dari proyek semacam itu dan mengidentifikasi kesenjangan teknologi, kata Lembeck. Sebagai perbandingan, anggaran untuk membangun kapsul untuk membawa astronot ke ISS saja membutuhkan anggaran sebesar $3 miliar. “Jadi tingkat upaya di sini sangat kecil dibandingkan dengan hasil yang diinginkan,” tambahnya.

Untuk apa pesawat luar angkasa sebesar itu?

Ada juga pertanyaan tentang untuk apa pesawat luar angkasa sebesar itu akan digunakan. Lembeck mengatakan kemungkinan termasuk fasilitas manufaktur ruang angkasa yang memanfaatkan gayaberat mikro dan tenaga surya yang melimpah untuk membangun produk bernilai tinggi seperti semikonduktor dan peralatan optik, atau habitat jangka panjang untuk kehidupan di luar dunia. Tetapi keduanya akan memerlukan biaya pemeliharaan yang sangat besar.

“Stasiun luar angkasa adalah perusahaan senilai $3 miliar per tahun,” tambah Lembeck. “Kalikan itu untuk fasilitas yang lebih besar dan dengan cepat menjadi perusahaan yang agak besar dan mahal untuk dilakukan.”

China juga telah menyatakan ketertarikannya untuk membangun susunan tenaga surya yang sangat besar di orbit dan memancarkan daya kembali ke Bumi melalui sinar gelombang mikro, tetapi Peck mengatakan ekonomi dari proyek semacam itu tidak menumpuk. Peck telah melakukan beberapa perhitungan back-of-the-envelope dan memperkirakan biayanya sekitar $1.000 per watt, dibandingkan dengan hanya $2 per watt untuk energi yang dihasilkan dari panel surya di Bumi.

Mungkin aplikasi yang paling menjanjikan untuk struktur ruang angkasa sebesar itu adalah ilmiah, kata Peck. Teleskop ruang angkasa dengan skala itu berpotensi melihat fitur di permukaan planet di tata surya lain. “Itu bisa menjadi transformatif untuk pemahaman kita tentang planet ekstrasurya dan potensi kehidupan di alam semesta,” tambahnya.