Amerisium: Unsur yang Dapat Mengubah Cara Manusia Menaklukkan Luar Angkasa

(Dan Tri) - Hampir setengah abad yang lalu, dua pesawat ruang angkasa Voyager meninggalkan Bumi dengan misi menjelajahi wilayah perbatasan Tata Surya yang belum tersentuh.

Bahkan saat ini, berdiri di tepi ruang antarbintang, mereka masih mengirimkan kembali sinyal yang lemah tetapi berharga, meskipun faktanya panel surya mereka telah lama mati dan semua subsistem mereka telah dimatikan satu per satu.

Kelangsungan hidup yang luar biasa itu bukan berasal dari sihir atau fiksi ilmiah, tetapi dari sebuah objek seukuran tempat sampah: generator termoelektrik radioisotop (RTG), yang menggunakan energi dari peluruhan plutonium-238.

Dengan mekanisme yang sederhana, tidak ada bagian yang bergerak, tidak ada kerusakan seiring waktu, namun cukup untuk mempertahankan daya selama puluhan tahun, inilah daya yang mendorong Voyager menjadi sejarah dan menciptakan standar emas untuk daya luar angkasa selama puluhan tahun.

Namun, plutonium-238 bukanlah sumber daya yang tak terbatas. NASA kini hampir sepenuhnya bergantung pada produksi terbatas ini, sementara permintaan untuk misi luar angkasa terus meningkat.

Hal ini membuka kebutuhan mendesak akan bahan bakar baru yang dapat menggantikan, atau setidaknya melengkapi, plutonium.

Solusi untuk masalah energi jangka panjang misi antarbintang

Dan nama yang akhir-akhir ini banyak dibicarakan adalah amerisium, unsur sintetis yang diam-diam muncul dalam detektor asap yang digunakan banyak rumah tangga setiap hari.

Suatu elemen yang hanya dikenal karena perannya dalam menjaga keselamatan orang dalam detektor asap rumah tangga kini memiliki peluang untuk menjadi kunci ambisi terbesar umat manusia (Foto: Andrew Magill).

Pertama kali diciptakan pada tahun 1944 sebagai bagian dari Proyek Manhattan, amerisium-241 adalah isotop dengan waktu paruh 432 tahun. Waktu paruh ini lima kali lebih lama daripada plutonium-238, menjadikannya kandidat ideal untuk misi yang berlangsung bukan puluhan tahun, melainkan berabad-abad atau lebih.

Khususnya, amerisium-241 tidak perlu diproduksi dari awal. Amerisium-241 terbentuk secara alami dalam limbah nuklir ketika plutonium-241 meluruh. Ini berarti bahwa di antara berton-ton limbah nuklir yang tersimpan di Inggris dan banyak negara lain, terdapat sumber energi jangka panjang bagi industri luar angkasa yang siap dieksploitasi.

Eropa membuka jalan menuju otonomi energi luar angkasa dengan RTG americium

Secara lebih luas, amerisium menawarkan beberapa keuntungan strategis. Eropa telah lama bergantung pada plutonium dari Amerika Serikat dan Rusia, yang sangat membatasi rencananya untuk eksplorasi luar angkasa.

Dengan amerisium, benua ini dapat mencapai swasembada energi penuh, membangun rantai pasokan independen, dan mengurangi risiko geopolitik . Selama dekade terakhir, Universitas Leicester, bersama Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Antariksa Inggris, telah terus menguji RTG (generator termoelektrik radioisotop) amerisium, dengan tujuan mengirimkan unsur tersebut ke luar angkasa untuk pertama kalinya dalam beberapa tahun mendatang.

Tentu saja, amerisium tidak sempurna; amerisium-241 hanya menghasilkan sekitar seperlima panas dari plutonium-238, yang berarti RTG harus lebih besar dan lebih berat untuk menghasilkan jumlah energi yang sama.

Ini merupakan tantangan utama dalam desain kedirgantaraan, di mana setiap kilogram menentukan biaya dan pengoperasian.

Namun, amerisium menunjukkan keunggulannya saat digunakan untuk misi berdaya rendah dan berumur sangat panjang seperti wahana antarbintang, observatorium geologi pada satelit es, atau perangkat yang diperkirakan melayang di luar angkasa selama ratusan tahun tanpa campur tangan manusia.

Ketika pesawat ruang angkasa masa depan meninggalkan Bumi dan menjelajah ke dalam kegelapan tak terbatas, kemungkinan besar amerisium akan membantu mereka terus mengirimkan kembali tanda-tanda kehidupan, bahkan setelah generasi yang meluncurkannya tidak ada lagi (Foto: Livescience).

Pendekatan lain yang menjanjikan adalah menggabungkan amerisium dengan teknologi mesin Stirling, yang dapat mengubah panas menjadi listrik dengan efisiensi hingga 25 persen, jauh lebih tinggi daripada 5 persen pada sistem termoelektrik tradisional.

Jika berhasil, Stirling RTG berbasis amerisium dapat menghasilkan daya yang cukup tanpa meningkatkan jumlah bahan bakar secara signifikan. Meskipun mesin Stirling memiliki komponen yang bergerak dan keandalannya telah menimbulkan kekhawatiran, merancang sistem yang dapat beroperasi dengan beberapa konverter untuk redundansi membuka prospek untuk memecahkan masalah ini.

Uji coba masih berlangsung dan hasil awal dianggap positif.

Kunci bagi misi yang berlangsung selama berabad-abad

Ketika ditempatkan berdampingan dengan plutonium, kedua bahan bakar ini tampak seperti dua filosofi yang berbeda. Plutonium kuat, padat, dan menghasilkan energi tinggi, sehingga cocok untuk misi berdaya tinggi. Sementara itu, amerisium tahan lama dan memiliki umur pakai yang unggul, sehingga cocok untuk misi yang membutuhkan waktu sangat penting.

Tidak sulit untuk membayangkan masa depan di mana kedua isotop tersebut ada berdampingan, melayani tujuan yang berbeda tetapi bersama-sama membawa umat manusia ke cakrawala yang lebih jauh.

Saat ini, NASA telah mengusulkan misi berani yang disebut Interstellar Probe dengan tujuan pergi sejauh 150 miliar kilometer dari Bumi, melampaui batas mana pun yang pernah dicapai manusia.

Agar wahana antariksa dapat bertahan selama berabad-abad dan terus mengirimkan data kembali ke bumi, amerisium hampir merupakan satu-satunya pilihan yang layak dan memenuhi persyaratan umur panjang. Dalam konteks yang lebih luas, amerisium tidak hanya dapat digunakan untuk eksplorasi ruang angkasa, tetapi juga mendukung eksplorasi laut dalam, penelitian iklim kutub, atau menyediakan daya yang stabil ke daerah-daerah terpencil.

Pesawat ruang angkasa Voyager-1 (Foto: NASA).

Terlepas dari tantangan optimalisasi daya dan desain, jelas bahwa amerisium menjadi simbol era baru. Era ini tidak lagi ditentukan oleh daya ledak plutonium, melainkan oleh daya tahan, stabilitas, dan kemampuan untuk beroperasi seiring waktu.

Di alam semesta yang dingin dan luas ini, di mana semua teknologi memiliki batasnya, faktor ketahananlah yang benar-benar menentukan kelangsungan hidup sebuah pesawat ruang angkasa.

Masa depan eksplorasi ruang angkasa, mungkin, tidak akan ditentukan oleh seberapa besar roketnya, tetapi oleh jenis bahan bakar nuklir apa yang diam-diam memancarkan panas di dalam pesawat yang melintasi ruang antarbintang.

Amerisium, dengan kekuatannya yang lembut namun abadi, siap mengambil peran itu.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/americium-nguyen-to-co-the-thay-doi-cach-loai-nguoi-chinh-phuc-khong-giant-20251125154617659.htm