Mesin plasma: Kekuatan pendorong dalam perlombaan menuju Planet Merah

Pada awal Mei 2026, Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) menimbulkan sensasi dengan berhasil menguji sistem propulsi elektromagnetik dengan daya keluaran hingga 120 kW. Peristiwa ini dianggap sebagai awal dari era di mana manusia benar-benar dapat menginjakkan kaki di Mars.

Peningkatan daya 120kW

Selama beberapa dekade, hambatan terbesar untuk perjalanan ruang angkasa adalah bahan bakar. Mesin roket kimia tradisional mengonsumsi bahan bakar dalam jumlah besar tetapi tidak efisien, membuat pesawat ruang angkasa menjadi berat dan lambat. Namun, sistem propulsi elektromagnetik, yang juga dikenal sebagai sistem propulsi plasma (magneto-plasmadinamik - MPD), yang baru-baru ini berhasil diuji di Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA, telah sepenuhnya mengubah keadaan.

Laboratorium Jet Propulsion NASA, tempat mesin lithium-ion baru sedang diuji. Foto: NASA/JPL-Caltech

Konsep MPD telah beredar di kalangan akademisi sejak tahun 1960-an, tetapi belum pernah diterapkan secara praktis. Tidak seperti sistem yang ada, desain ini menggunakan arus listrik dan medan magnet yang kuat untuk mempercepat plasma yang dihasilkan dari litium, sehingga menciptakan daya dorong yang lebih besar pada tingkat daya yang lebih tinggi.

Menurut Science Daily, mesin MPD 120kW, yang menggunakan litium yang diuapkan sebagai propelan alih-alih gas xenon tradisional, dapat mencapai efisiensi hingga 10 kali lipat dari sistem propulsi kimia konvensional. Tingkat daya ini bahkan melampaui sistem propulsi listrik paling kuat yang pernah digunakan NASA pada pesawat ruang angkasa, termasuk sistem yang membantu pesawat ruang angkasa Psyche mencapai kecepatan lebih dari 124.000 mil per jam dengan daya dorongnya yang kecil namun stabil. Keuntungan terbesar dari teknologi ini adalah efisiensi bahan bakarnya, yang berpotensi mengurangi jumlah bahan bakar yang dibutuhkan hingga 90%, sehingga membebaskan ruang untuk peralatan ilmiah , persediaan, dan sistem pendukung kehidupan bagi awak.

Yang terpenting, faktor waktu sangatlah krusial. Jika didukung oleh sumber yang cukup kuat, seperti dari reaktor mikronuklir, mesin MPD dapat mempersingkat perjalanan ke Mars dari 7-9 bulan menjadi hanya beberapa bulan, atau bahkan beberapa minggu. Ini sangat penting, karena semakin singkat waktu penerbangan, semakin rendah risiko paparan radiasi kosmik dan efek tanpa bobot pada tubuh astronot.

Peta kekuatan baru di luar angkasa.

Keberhasilan NASA dianggap oleh para ilmuwan sebagai titik balik yang membuka jalan bagi penerbangan berawak ke Mars pada akhir dekade ini. Tantangan selanjutnya yang diincar para peneliti NASA adalah meningkatkan daya mesin lebih jauh lagi, hingga 500 kW sampai 1 megawatt per unit propulsi dalam beberapa tahun mendatang. Menurut para ahli, jika dikembangkan lebih lanjut, teknologi plasma juga dapat memberi daya pada misi robotik di seluruh tata surya.

Namun, ruang angkasa bukan lagi arena eksklusif NASA. Baru-baru ini, pada bulan Februari lalu, para ilmuwan di Perusahaan Energi Nuklir Rusia meluncurkan mesin roket plasma-listrik yang mampu mendorong pesawat ruang angkasa ke Mars dalam waktu 1-2 bulan. Menurut Interesting Engineering, tidak seperti mesin roket tradisional yang bergantung pada pembakaran bahan bakar, sistem propulsi canggih ini menggunakan akselerator plasma magnetik, menjanjikan pengurangan waktu perjalanan antarplanet yang signifikan dan diperkirakan akan siap digunakan pada tahun 2030.

Sementara AS dan Rusia sedang menguji mesin plasma, Tiongkok juga memfokuskan upayanya pada roket Long March 10 dan stasiun bulan ILRS (bekerja sama dengan Rusia) untuk berfungsi sebagai landasan peluncuran ke Mars pada tahun 2030. Sementara itu, pada Januari 2024, Jepang menjadi negara kelima yang mendaratkan pesawat ruang angkasa di bulan dan berencana untuk melakukan misi eksplorasi Mars menggunakan wahana antariksa. India adalah negara keempat yang mencapai hal ini pada tahun sebelumnya.

Dalam lanskap geopolitik ruang angkasa yang berubah dengan cepat, Korea Selatan muncul sebagai fenomena unik. Para pengamat kini menganggapnya sebagai penyeimbang sejati di Asia, yang mampu bersaing secara setara dalam proyek-proyek eksplorasi planet-planet jauh. Negeri Pagi yang Tenang ini tidak lagi puas hanya dengan membeli satelit atau bergantung pada pihak lain untuk peluncuran; negara ini secara resmi mendirikan Badan Eksplorasi Ruang Angkasa Korea (KASA, sering disebut sebagai NASA-nya Korea Selatan) pada Mei 2024, dengan tujuan mengubah Korea Selatan menjadi kekuatan ruang angkasa global pada tahun 2026.

Ambisi Korea Selatan mencakup eksplorasi Bulan dan Mars, pengembangan teknologi roket, dan peluncuran satelit pengintai/observasi baru. Pada tanggal 3 Mei, satelit CAS500-2 Korea Selatan berhasil diluncurkan ke orbit dari pangkalan ruang angkasa di California, menandai langkah maju yang signifikan dalam kemampuan teknologi satelit dan ambisi pengembangan ruang angkasa negara tersebut. Menurut Forum Pertahanan Indo-Pasifik, Seoul berencana untuk melakukan setidaknya tiga peluncuran pesawat ruang angkasa lagi sebelum tahun 2027 dan berharap untuk meluncurkan satelit militer tambahan.

Disusun oleh KHANH HUNG

Sumber: https://www.sggp.org.vn/dong-co-plasma-luc-day-cua-cuoc-dua-den-hanh-tinh-do-post851991.html