Sumber Daya Energi Pesawat Antariksa

Ilustrasi pesawat antariksa Cassini saat terbang di antara planet Saturnus dan cincin-cincin Saturnus pada tahun 2017.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Pesawat antariksa dipersenjatai berbagai instrumen canggih untuk mengambil gambar dan mengumpulkan informasi di luar angkasa. Tentu saja diperlukan energi untuk mengoperasikan instrumen dan mengirim informasi ke Bumi.

Lantas, dari mana sumber daya energi tersebut berasal?

Jawabannya sangat tergantung pada misi yang diemban. Untuk memilih sistem sumber daya terbaik bagi sebuah pesawat antariksa, para insinyur harus mempertimbangkan beberapa faktor, misalnya tujuan yang akan ditempuh, jenis studi yang akan dilakukan dan durasi misi.

Tenaga Surya (Energi dari Matahari)

Pesawat antariksa yang ditempatkan di orbit Bumi, atau satelit, cukup dekat dengan Matahari sehingga acap kali menggunakan tenaga surya sebagai sumber daya. Satelit dilengkapi panel surya yang mampu mengubah energi dari Matahari menjadi listrik untuk beroperasi.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

Listrik dari panel surya mengisi baterai sekaligus memberikan daya bagi pesawat antariksa, meskipun kadang-kadang harus bergerak di lokasi yang tidak terpapar sinar Matahari langsung.

Tenaga surya juga telah dimanfaatkan untuk menggerakkan jajaran pesawat antariksa NASA yang menjalankan misi di planet Mars. Di antaranya, Mars Exploration Rovers, Spirit dan Opportunity, Mars’ Phoenix Lander dan InSight Lander, yang menggunakan panel surya sebagai sumber daya.

Sementara pesawat antariksa yang mengemban misi ilmiah jauh dari Matahari, memiliki panel surya berukuran sangat besar. Misalnya, pesawat antariksa Juno NASA yang mengorbit planet Jupiter, dipersenjatai tiga panel surya 9 meter.

Pesawat antariksa Juno yang ditenagai oleh tiga panel surya berukuran besar, mulai mengorbit Jupiter pada tahun 2016.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Sayangnya, tenaga surya tak bisa digunakan untuk semua pesawat antariksa. Jika sebuah pesawat antariksa terbang sangat jauh dari Matahari, maka tenaga surya kurang efisien. Kendala lain yang harus dihadapi wahana penjelajah tenaga surya adalah faktor cuaca dan musim di planet tujuan misi dan radiasi ganas. Selain itu, mustahil untuk menjelajah di lingkungan gelap dan berdebu, seperti gua di Bulan.

Mars planet merah yang berdebu dan berangin. Ketika tertutup debu, panel surya tak akan bisa menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh pesawat antariksa.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/Cornell

Ketika tenaga surya tak berfungsi, pesawat antariksa harus mendapatkan sumber daya alternatif. Jadi para ilmuwan mengembangkan teknologi sumber daya baterai yang bisa menyimpan energi untuk digunakan oleh pesawat antariksa saat dibutuhkan.

Energi dari Baterai

Terkadang, durasi misi direncanakan berlangsung dalam kurun waktu yang relatif singkat. Contohnya prob) Huygens yang mendarat di Titan, bulan terbesar Saturnus, hanya beroperasi selama selama beberapa jam. Jadi sumber daya dari baterai dirasa cukup menyediakan energi bagi probe untuk menjalankan misinya.

Baterai untuk pesawat antariksa didesain setangguh mungkin, karena akan beroperasi di lingkungan ekstrem, baik di ruang angkasa maupun di permukaan dunia-dunia lain. Seiring waktu, para ilmuwan NASA telah menemukan metode untuk meningkatkan kualitas baterai, dan kini mampu menyimpan lebih banyak energi dalam ukuran yang lebih kecil dan tahan lama.

Energi dari Atom

Atom adalah penyusun materi yang ukurannya sangat kecil. Hampir segala sesuatu yang kita ketahui di alam semesta terdiri dari atom. Untuk membentuk suatu ikatan, atom harus menyimpan banyak energi. Tetapi atom yang disebut radioisotop cenderung tidak stabil dan mudah tercerai-berai. Saat mulai tidak stabil, radioisotop melepaskan energi panas.

Radioisotop adalah atom yang cenderung tidak stabil, namun bisa menghasilkan energi panas.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Sumber daya radioisotop memanfaatkan perbedaan suhu antara panas dari atom yang tidak stabil dengan suhu dingin ruang untuk menghasilkan listrik. NASA juga telah menggunakan radioisotop sebagai sumber daya misi pesawat antariksa ke Saturnus, Pluto, bahkan hingga ke ruang antarbintang. Rover Curiosity di Mars juga memanfaatkan sumber daya jenis ini.

Potret selfie Curiosity di Mars. Curiosity memperoleh energi dari baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang dan sistem sumber daya radioisotop.
Kredit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Radioisotop menghasilkan daya yang relatif tahan lama, bahkan di lingkungan paling ekstrem sekalipun. Faktanya, dua pesawat antariksa Voyager NASA yang memecahkan rekor penerbangan terjauh dan masih mampu mengirim kembali informasi ke Bumi setelah 40 tahun di ruang angkasa, menggunakan radioisotop sebagai sumber daya.

Ilustrasi pesawat antariksa Voyager NASA.
Kredit: NASA/JPL-Caltech

Ditulis oleh: Staf spaceplace.nasa.gov

Sumber: What Powers a Spacecraft?

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa