Perjalanan Luar Angkasa Antarbintang Tidak Akan Berhasil Tanpa Sistem Pengereman Yang Lebih Baik

Salah satu kunci yang sangat penting untuk memungkinkan perjalanan antarbintang menjadi mungkin di ruang angkasa adalah membangun sesuatu yang bisa berjalan cepat - sangat cepat. Hal lain yang tidak begitu jelas? Memukul rem dengan efisien.

Meskipun tujuan di balik perjalanan ruang angkasa adalah melakukan perjalanan jarak jauh secepat mungkin, desain harus didasarkan pada misi. Jika Anda mencoba melakukan perjalanan ke padanan kosmologis Bumfuck, Nowhere, berhenti dengan cepat bukanlah hal yang penting - Anda bahkan tidak perlu membangun mekanisme pengereman untuk pesawat ruang angkasa Anda.

Tapi itu bukan titik perjalanan ruang angkasa. Yang kamu ingin pergi ke suatu tempat - baik karena Anda mencoba mempelajari sistem dari jauh, atau Anda mencoba untuk mendarat di dunia baru dan menjelajahinya di permukaan.

Dalam kedua kasus, Anda harus memastikan Anda dapat memperlambat pesawat ruang angkasa Anda sehingga Anda tidak hanya melewatinya dalam sekejap mata (atau lebih buruk, menabrak sesuatu.) Jika Anda hanya melakukan flyby - seperti apa itu Cakrawala Baru Probe melakukan di sabuk Kuiper dengan Pluto dan dunia lain - Anda masih harus cukup lambat untuk benar-benar mengumpulkan data yang berharga. Jika Anda mencoba memasuki ruang orbit planet, maka Anda pastinya perlu memastikan Anda bergerak cukup lambat sehingga Anda tidak hanya terbakar di atmosfer dunia itu - atau menabrak permukaan seperti asteroid tanpa rasa kesucian.

Pesawat yang melakukan perjalanan melalui langit Bumi menggunakan seret untuk memperlambat. Tidak ada gas yang bisa Anda manfaatkan untuk melambat.

Jadi, bagaimana Anda mengerem? Salah satu insinyur teknik mempekerjakan, yang disebut aerobraking, mengambil keuntungan dari gravitasi. Pada dasarnya, sebuah pesawat ruang angkasa harus mengubah kecepatannya saat memasuki orbit elips memanjang di tujuannya. Ini terjadi dengan menggabungkan sistem propulsi terbalik (yaitu menembakkan api ke depan pesawat ruang angkasa) dengan gravitasi dan atmosfer planet itu sendiri. Jika suasananya tebal, maka satu lintasan orbital harus efisien untuk memperlambat pesawat ruang angkasa. Jika tipis atau tidak ada, maka beberapa lintasan orbital akan berfungsi memperlambat pesawat ruang angkasa dengan cukup baik sehingga akhirnya memasuki orbit stabil di sekitar planet atau bulan yang diselidiki.

Tapi ini tidak mudah. Misalnya, mencapai orbit akhir yang stabil di sekitar Mars membutuhkan waktu enam bulan tambahan setelah sebuah pesawat ruang angkasa telah mencapai planet merah. Jika sistem propulsi Anda berbasis bahan kimia, maka atmosfer yang lebih tipis berarti Anda harus membuang lebih banyak bahan bakar untuk memperlambat dan membantu proses aerobraking. Biaya itu jauh lebih tinggi jika Anda mencoba mendarat di permukaan itu sendiri.

Dan ketika datang ke sistem propulsi pesawat ruang angkasa terbarukan - yang masih dalam pengembangan - mekanisme pengereman bahkan kurang dipikirkan dengan baik.Sebagai contoh, mari kita lihat inisiatif Breakthrough Starshot, yang berencana untuk mengirim nanocraft ke Alpha Centauri sekitar seperlima dari kecepatan cahaya, menggunakan berkas cahaya yang mendorong layar surya pesawat ruang angkasa maju.

Layar surya bisa menjadi bentuk propulsi pesawat ruang angkasa yang fantastis untuk kendaraan ringan. Anda hanya mengandalkan kekuatan matahari untuk membuat Anda maju. Tetapi kemudian Anda memiliki pertanyaan yang lebih besar untuk ditentang - bagaimana Anda memperlambat? Seperti layar normal, idenya adalah untuk memungkinkan bentuk layar untuk mengkonfigurasi ulang dirinya sendiri sehingga bisa juga menggunakan kekuatan matahari untuk memperlambat.

Itu banyak lebih mudah diucapkan daripada dilakukan. Lagipula, jika rencana Anda adalah melakukan perjalanan ke sistem bintang baru, Anda tidak akan memiliki kontrol waktu nyata dari layar pesawat ruang angkasa. Anda juga harus berurusan dengan cahaya bintang lain yang berinteraksi dengan layar. Bergerak menuju sistem itu berarti Anda mungkin menuju ke bintang itu (atau bintang) terlebih dahulu.

Para ahli lain sedang mencoba untuk memodifikasi sistem aerobraking dengan cara yang mengambil keuntungan dari bentuk teknologi yang muncul. Salah satu ide paling aneh adalah magnetosfer - sebuah proyek yang baru saja didanai sebagai bagian dari penghargaan NASA II tahap berikutnya melalui Program NASA Innovative Advanced Concepts. Diusulkan oleh Redmond, perusahaan yang berbasis di Washington MSNW, rencananya adalah untuk membuat perisai plasma bermagnit di sekitar pesawat ruang angkasa yang akan berinteraksi dengan atmosfer planet tujuan dan membantu mengurangi kecepatan kendaraan bahkan lebih dari sistem aerobraking konvensional yang bekerja sendiri. Konsepnya bekerja seperti parasut yang tidak terlihat.

Tentu saja, ide ini sepenuhnya konseptual saat ini. Pabrik MSNW menggunakan dana $ 500.000 untuk memajukan penelitian agar magnetosfer berfungsi, tetapi siapa yang tahu apakah mereka akan mendekati untuk mencapai prototipe yang berfungsi.

Sementara itu, pengereman terus menjadi pertimbangan desain yang diabaikan ketika datang ke pengembangan pesawat ruang angkasa. Tidak ada keraguan kecepatan sangat penting, tetapi penting untuk diingat bahwa itu sama seperti ketika kita mengendarai mobil di Bumi ini: melaju kencang hanya akan membawa malapetaka jika kita juga tidak bisa memperlambat hingga berhenti.