Video: Cara NASA Menjaga Astronot Agar Tetap Dingin di Luar Angkasa

Coba bayangkan jika kamu adalah seorang astronot yang sedang menjalankan misi di Bulan. Selama delapan jam ke depan, kamu harus menjelajah, mengumpulkan sampel sains, melintasi medan perbukitan di Bulan, mengambil sampel bebatuan, dan menyiapkan peralatan-peralatan sains sebagai bagian dari program Artemis.
 
Suhu di permukaan Bulan sangat panas, karena bisa mencapai 120 derajat Celcius. Lantas, bagaimana cara NASA menjaga para astronot agar tetap dingin di dalam pakaian luar angkasa sehingga mereka dapat bekerja dengan aman dan nyaman di Bulan? Untungnya, setiap pakaian luar angkasa telah dilengkapi dengan unit pendingin pribadi yang menjaga para astronot agar tetap dingin dan dapat menjalankan misi dengan baik.
 
Seiring upaya NASA merangkul kemitraan komersial untuk mengoptimalkan teknologi pakaian luar angkasa sebagai bagian dari program Artemis, Spacesuit Evaporation Rejection Flight Experiment (SERFE) terus diuji di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). SERFE dirancang untuk mengevaluasi dan mendemonstrasikan teknologi kontrol termal aktif di lingkungan mikrogravitasi Stasiun Luar Angkasa Internasional. Sementara para insinyur di Pusat Penerbangan Antariksa Johnson NASA, Houston, telah mengelar tes serupa terhadap unit SERFE di darat.

 
Narasi:
 
Coba bayangkan jika kamu adalah seorang astronot yang sedang menjalankan misi di Bulan. Selama delapan jam ke depan, kamu harus menjelajah, mengumpulkan sampel ilmiah, melintasi medan perbukitan di Bulan, mengambil sampel bebatuan dan menyiapkan peralatan-peralatan ilmiah sebagai bagian dari program Artemis.
 
Suhu di permukaan Bulan sangat panas, karena bisa mencapai 120 derajat Celcius. Untungnya, kamu memiliki sistem penopang kehidupan yang portabel, yaitu sebuah ransel yang menyediakan oksigen, air, listrik dan sistem pendingin untuk menghadapi suhu yang begitu terik.
 
Di bawah program Artemis, NASA bersama para mitranya berencana mengembalikan para astronot ke Bulan, karena itu NASA tak pernah berhenti menguji teknologi antariksa baru. Seiring memanasnya Era Baru eksplorasi antariksa, para insinyur berupaya untuk meningkatkan cara yang menjaga agar para astronot tetap dingin di luar angkasa.
 
Di Stasiun Luar Angkasa Internasional, para astronot melakukan aktivitas di luar stasiun yang disebut extravehicular atau spacewalk. Selama era Apollo, spacewalk juga dilakukan di permukaan Bulan, dan melalui program Artemis, manusia akan kembali tinggal dan bekerja di lingkungan Bulan yang tidak bersahabat.
 
Rencana misi masa depan membutuhkan aktivitas spacewalk yang dapat bertahan lebih lama, oleh karena itu para astronot harus dilengkapi dengan pakaian luar angkasa dan sistem yang dapat melindungi dan menjaga mereka agar dapat bertahan hidup dan terjaga kesehatannya.
 
Dan NASA telah mengerjakan teknologi canggih terbaru yang dibutuhkan untuk pakaian luar angkasa generasi berikutnya. Desain referensi NASA yang disebut xEMU (Exploration Extravehicular Mobility Unit), memiliki mobilitas, visibilitas, dan fleksibilitas yang jauh lebih baik. Prototipe ini hanyalah langkah awal.
 
Untuk memenuhi kebutuhan eksplorasi masa depan sebagai bagian dari program Artemis, NASA akan berbagi desain, penelitian dan data terbaru dengan industri komersial yang akan menjalin kemitraan dengan NASA untuk membangun pakaian luar angkasa generasi berikutnya. Dengan kata lain, mereka akan memperoleh manfaaat dari studi terbaru dan pengalaman spacewalk NASA selama 50 tahun lebih.
 
Pada dasarnya, pakaian luar angkasa layaknya sebuah pesawat antariksa yang memiliki banyak komponen penting penopang kehidupan. Tetapi teknologi pakaian luar angkasa cenderung lebih kompleks karena harus memiliki sistem pendingin untuk mengatur suhu yang disebut thermal control loop.
 
Sistem pendingin ini adalah bagian dari sistem penopang kehidupan portabel, atau ransel yang dipakai oleh para astronot saat melakukan aktivitas di luar wahana antariksa. Sistem pendingin dirancang untuk menjaga agar para astronot tetap dingin ketika melakukan spacewalk.
 
Saat para astronot berada di luar wahana antariksa, mereka berisiko terpapar suhu ekstrem yang dapat mencapai 120 derajat Celcius.
 
Thermal control loop adalah bagian dari sistem yang terdiri dari Liquid Cooling Ventilation Garment (LCVG), yang berada di dalam pakaian luar angkasa.
 
LCVG terdiri dari tabung yang diisi dengan air yang bersikulasi dari pompa air di ransel untuk menjaga para astronot agar tetap dingin.
 
Selama program Gemini, para insinyur menyadari bahwa astronot tak sekadar membutuhkan perlindungan dari suhu ekstrem di luar angkasa, tetapi juga dari panas yang dihasilkan dari tubuh mereka sendiri saat mengenakan pakaian luar angkasa. Awalnya, para insinyur menganggap aliran udara akan menjaga suhu agar tetap dingin. Tetapi kini mereka menyadari bahwa pendinginan dengan udara di dalam pakaian luar angkasa tidak cukup untuk menjaga suhu agar tetap dingin.
 
Selama era Apollo, para insinyur menentukan bahwa mengalirkan air dingin melalui garmen yang menutupi tubuh dapat membantu menjaga para astronot dari suhu panas. Menjaga agar para astronot tetap dingin merupakan elemen penopang kehidupan terpenting bagi pakaian luar angkasa.
 
Pakaian luar angkasa yang saat ini dikenakan di Stasiun Luar Angkasa Internasional, dikembangkan pada tahun 1970-an dan juga menggunakan garmen pendingin air. Sirkulasi air masih menjadi cara terbaik untuk mendinginkan astronot. Namun, sirkulasi air dapat ditingkatkan menjadi lebih baik dengan cara memindahkan air melalui sistem teknologi dan bahan terbaru, untuk menghasilkan sistem pendingin esensial yang lebih aman dan lebih dapat diandalkan daripada sebelumnya.
 
Peningkatan itu menghasilkan SERFE, Spacesuit Evaporation Rejection Flight Experiment, yang menyatukan setiap elemen krusial dari sistem pendingin pakaian luar angkasa dalam satu kotak. NASA telah membuat dua unit SERFE. Satu unit diuji di Bumi di bawah gaya gravitasi kita sendiri, sedangkan satu unit lainnya diuji di luar angkasa hampa gravitasi. Di Stasiun Luar Angkasa Internasional, para astronot memanfaatkan lingkungan mikrogravitasi demi berbagai eksperimen sains dan menguji teknologi eksplorasi.
 
Ketika para insinyur mengembangkan pakaian luar angkasa untuk era Apollo dan pesawat ulang-alik, NASA belum memiliki stasiun luar angkasa. Sekarang, Stasiun Luar Angkasa Internasional menyajikan platform yang sempurna bagi para insinyur untuk memanfaatkan lingkungan mikrogravitasi demi menguji sistem pendingin SERFE.
 
Dalam eksperimen tersebut, NASA akan menguji berbagai versi dari sepasang pompa air yang akan digunakan untuk mengedarkan air melalui sistem. NASA akan menguji sensor suhu dan sensor tekanan, lalu menyatukan keduanya ke dalam satu paket kecil dan uji durasi panjang, untuk mengetahui kinerja mereka selama usia pakai yang diharapkan dari sebuah pakaian luar angkasa.
 
SERFE memang telah menunjukkan bagaimana air akan bergerak melalui sistem, tetapi sebuah pakaian luar angkasa membutuhkan lebih dari sekadar sirkulasi air.
 
Saat bekerja, tubuh astronot menghasilkan panas yang akan ditransfer ke cairan pendingin dan garmen ventilasi. Thermal control loop membutuhkan cara yang efektif untuk menghilangkan panas dari air yang beredar melalui sistem. Di situlah peran SWME (Spacesuit Water Membrane Evaporator).
 
SWME terdiri dari beberapa membran serat berpori yang terdapat di dalam logam berlapis. Ketika air hangat mengalir melalui membran berpori dan dibuang ke luar angkasa, air dingin akan bergerak melalui serat berpori dan terus mengalir melalui garmen ventilasi air LCVG untuk mendinginkan astronot.
 
Sebagai sarana untuk menjalankan sistem pendingin dan membuang panas dan gas, unit SERFE mampu beroperasi selama delapan jam, rentang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas di Bulan atau di luar wahana antariksa.
 
Eksperimen dilakukan berulang kali untuk mengetahui daya tahan dan usia pakai thermal control loop di pakaian luar angkasa. Para astronot akan mengambil sampel air dari SERFE untuk analisis, baik saat pakaian luar angkasa tidak digunakan, maupun dikenakan oleh para astronot saat aktivitas spacewalk selama menempuh perjalanan ke Bulan atau Mars. SERFE juga akan sesekali dimatikan, untuk mengantisipasi kontaminasi mikroba yang berpotensi berkembang biak di dalam sistem.
 
Mereka dapat mengganggu filter dan sirkulasi air. Kontaminasi yang terjadi di dalam air dapat menyebabkan permasalahan pada sistem pakaian luar angkasa, jadi para astronot menyisihkan waktu untuk membersihkan air setiap 90 hari.
 
Eksperimen SERFE diharapkan dapat menghasilkan teknologi dan material baru untuk mengatasi permasalahan kontaminasi air dan  mengurangi risiko kerusakan sistem pendingin.
 
Kami tidak ingin khawatir dengan kualitas air, kami ingin memiliki waktu yang menyenangkan di dalam tim, menyediakan sup ayam ke menu eksplorasi, dan berharap sistem pendingin dapat beroperasi dengan baik tanpa permasalahan kontaminasi mikroba.
 
Jadi, para insinyur ingin membuat filter yang mampu melenyapkan mikroba. Jika filter tidak dapat melakukannya, dan mikroba mengalir bersama air melalui pompa, kami tetap mengharapkan sistem dapat beroperasi sebagaimana yang diharapkan. Kami menginginkan para astronot menghabiskan waktu mereka untuk menjelajah, dan tidak terganggu dengan prosedur pemeliharaan pakaian luar angkasa.
 
Seluruh pengujian SERFE di luar angkasa, diduplikasi di Bumi menggunakan unit lain di bawah gaya gravitasi Bumi. Melalui pengujian di Bumi dan pengujian di lingkungan mikrogravitasi stasiun luar angkasa, para insinyur dapat menyimpulkan bagaimana unit pendingin akan beroperasi, baik di Bulan yang gravitasinya enam kali lebih lemah, di Mars yang gravitasinya tiga kali lebih lemah, maupun di semua tempat di antara Bulan dan Mars.
 
Pengetahuan yang diperoleh dari membangun dan menguji unit kembar SERFE sudah terbayar, dan kini para insinyur menerapkannya dalam membangun ransel berukuran penuh untuk prototipe pakaian luar angkasa NASA.
 
Bagaimana kinerja SERFE di lingkungan mikrogravitasi? Dengan mengirim SERFE ke stasiun luar angkasa, kita bisa menguji kinerjanya di lingkungan mikrogravitasi dan meminimalisir risiko yang membahayakan para astronot. Sekarang kekhawatiran kita sedikit berkurang ketika perangkat keras mengalami malfungsi karena kita telah mengetahui cara mengantisipasinya.
 
Syukurlah, SERFE dan SWME dapat bekerja secara maksimal di atas orbit dan di permukaan Bumi. SERFE telah menghasilkan banyak terobosan, melalui kolaborasi multi disiplin ilmu dari para insinyur, ilmuwan, pakar analisis termal dan pakar air, yang akan menghasilkan teknologi baru pakaian luar angkasa untuk mendukung misi ke Bulan dan melampauinya.
 
Desain baru untuk thermal control loop dan kemampuannya untuk menjaga suhu agar para astronot tetap dingin selama misi eksplorasi, diperoleh dari data eksperimen sistem pendingin SERFE.
 
Sumber: Keeping Cool in Space
 
#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa