Akankah Propulsi Fusi Membawa Kita ke Mars?

Foto: Wallpaper Access

Teknologi.id x Indonesian Engineering Association (Jason Wong) – Setelah penerbangan sukses ke bulan, para ilmuwan berpikir bahwa mereka telah mencapai potensi puncak eksplorasi. Namun, apa yang sebenarnya para ilmuwan pelajari adalah bahwa tidak ada yang tidak bisa manusia lakukan mengeksplorasi alam semesta.

Sekarang, pandangan para ilmuwan diarahkan ke Mars, untuk menjelajah dan secara bersamaan, mempelajari lebih lanjut tentang planet tersebut sebagai gantinya Bumi. Dengan berbekal pikiran bahwa planet merah sangat mirip dengan Bumi yang kita tempati.

Oleh karena itu, satu pertanyaan besar menggantung di benak banyak orang yakni, bagaimana kita akan sampai di sana? Sistem saat ini untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa ke luar angkasa adalah penggunaan roket pembakaran kimia, mereka membakar propelan dan mengeluarkan gas panas yang menghasilkan daya dorong.

Namun, satu masalah utama adalah massa propelan yang dibutuhkan. Di pesawat ruang angkasa, massa propelan mencapai 85% dari seluruh massa pesawat ruang angkasa.

Baca juga: Elon Musk Mau Buat Pabrik Tesla di Mars, Kapan?

Sebagai perbandingan, mobil hanya memiliki 4% propelan berdasarkan massa. Lain kekhawatiran utama adalah bahwa misi untuk sampai ke Mars bisa memakan waktu sekitar 7 bulan, artinya roket konvensional tidak cukup cepat, dan roket bertenaga fusi nuklir bisa saja jawaban untuk itu.

Fusi melibatkan penembakan atom ringan, terutama isotop hidrogen dan helium, satu sama lain untuk melebur dan menciptakan energi dalam jumlah besar, yang akan digunakan untuk mengusir propelan.

Sedikit catatan bahwa alat untuk mengukur efisiensi roket disebut impuls spesifik. Ditulis dalam satuan detik (s), itu adalah perubahan momentum per satuan berat propelan, sehingga impuls spesifik lebih tinggi menandakan efisiensi yang lebih tinggi.

Roket konvensional dapat mencapai 400 detik impuls spesifik pada maksimum, sedangkan beberapa perhitungan teoretis menyatakan bahwa propulsi fusi ideal dapat mencapai kisaran 1.000.000.

Sebuah model yang dihasilkan oleh penelitian eksperimental yang dilakukan di Princeton Plasma Physics Laboratorium menunjukkan bahwa perjalanan ke Pluto dengan pesawat ruang angkasa bertenaga fusi bermassa 1000kg akan hanya membutuhkan waktu 4 tahun.

Sebaliknya, 'New Horizons', sebuah wahana antariksa yang diluncurkan oleh NASA pada tahun 2006, mengambil 9,5 tahun untuk mencapai Pluto dengan massa 478kg. Ini berarti akan membutuhkan roket fusi sekitar 3 bulan untuk mencapai Mars.

Namun, keterbatasan utama dari propulsi fusi adalah kebutuhan untuk mempertahankan reaksi fusi, karena sejumlah besar energi diperlukan untuk atom untuk melebur.

Saat ini, salah satu pemimpin kandidat untuk kurungan yang disebut 'Tokamak' sedang dikembangkan oleh Tokamak Energy, yang mengionisasi atom sebelum mengarahkan mereka satu sama lain untuk melebur. Namun demikian, desain ini menempati ruang seluruh gudang, yang sangat tidak layak untuk pesawat ruang angkasa menggunakan.

Bagi seorang astronot, berada di pesawat ruang angkasa kecil untuk waktu yang lama dapat merugikan kesehatan mental dan fisik mereka. Waktu yang lebih lama juga meningkatkan kemungkinan elektronik atau kegagalan mesin.

Keberhasilan fusi pasti akan membawa perubahan monumental dalam eksplorasi ruang angkasa, mungkin meningkatkan laju perkembangan manusia dan memperluas cakrawala.