Berlayar di Angkasa

Berlayar di Angkasa

 

Berlayar kok di luar angkasa? Bagaimana caranya? Apakah di luar angkasa yang sepi dan gelap itu ada cukup angin yang dapat mengembangkan layar seperti angin laut yang mengembangkan layar dan mengarahkan kapal-kapal laut? Nah, di sinilah kunci utamanya! Menurut fisika, berlayar di luar angkasa tidak mustahil! Tetapi konsep yang digunakan berbeda dengan konsep berlayar menggunakan kapal laut. Di luar angkasa yang luas itu, ‘kapal layar’ tidak mengembang dan meluncur dengan bantuan angin. Ada sesuatu yang lain yang membantu pelayaran di dunia asing ini. Satu perbedaan utama terletak pada layar yang digunakan. Kapal laut selalu menggunakan layar yang terbuat dari bahan kain yang cukup kuat untuk menerima terpaan angin selama berlayar. ‘Kapal layar luar angkasa’ justru menggunakan layar yang terbuat dari cermin! Kapal yang mengambang di ruang angkasa ini sama sekali tidak tergantung dari angin, tetapi justru sangat tergantung oleh cahaya yang dipancarkan oleh matahari. Karena itulah layar ini mendapat julukan solar sail (solar = matahari, sail = layar).

            Ada tiga hal yang sangat dibutuhkan supaya pesawat luar angkasa yang menggunakan solar sail bisa mengarungi jagad raya dengan mulus.

• Yang pertama dan yang paling utama adalah sinar matahari.
• Yang kedua adalah cermin yang sangat besar (luasnya bisa sebesar luas lapangan sepak bola!) tetapi sangat tipis.
• Yang ketiga adalah roket yang bisa digunakan untuk melemparkan pesawat ke orbit di luar angkasa.

Sesudah diluncurkan dan berhasil keluar dari atmosfer bumi, roket ini dilepaskan sehingga pesawat bisa melayang sendiri dengan layarnya yang unik. Layar ini adalah cermin yang sangat luas tadi. Di luar angkasa, cahaya matahari dapat menyerbu cermin itu (Gambar 1).

 

Sinar-sinar kuning pada Gambar 1 merupakan sinar matahari, sedangkan panah-panah biru menunjukkan lintasan-lintasan orbit pesawat. Panah merah menunjukkan arah gerak pesawat dan perubahannya akibat gaya tekan sinar matahari terhadap solar sail (cermin raksasa). Gambar 1-1 menunjukkan bahwa saat cermin berada pada posisi paralel dengan arah sinar matahari, Disini tidak ada perubahan arah gerak, solar sail tetap pada orbitnya. Ini mirip dengan bumi yang tidak kenal lelah mengorbit mengelilingi matahari. Jika kita mengubah posisi cermin menjadi tegak lurus terhadap serbuan sinar matahari (Gambar 1-2), gaya tekan sinar matahari menyebabkan pesawat terdorong (dipercepat) menjauhi matahari (Gambar 1-3) sehingga pesawat mengelilingi matahari pada orbit baru (lingkaran biru yang besar). Jika posisi cermin diubah lagi sehingga sinar matahari menerpa bagian belakang cermin pada sudut tertentu (Gambar 1-4), tekanan yang dirasakan solar sail menjadi kecil (pesawat diperlambat) sehingga pesawat seakan ditarik mendekati matahari (orbitnya pindah lagi ke lingkaran yang kecil).

            Wah, bukankan itu berarti pesawat luar angkasa ini dikemudikan oleh sinar matahari? Tepat sekali! Posisi dan arah solar sail terhadap sinar matahari sangat mempengaruhi kecepatan dan pergerakannya di luar angkasa. Karena matahari tidak pernah berhenti bersinar, pasokan energi bagi pesawat pun semakin lama semakin banyak. Pesawat ini tidak membutuhkan bahan bakar karena bahan bakarnya adalah sinar matahari yang terus-menerus mendorongnya di luar angkasa. Semakin lama diserbu oleh sinar matahari (semakin banyak tekanan yang diterima cermin) semakin besar pula percepatan (dorongan) yang dihasilkan. Itulah sebabnya cermin yang digunakan sebagai layar harus berukuran super besar (Gambar2)!

 

Semakin besar luas permukaan cermin, semakin banyak pula sinar matahari yang bisa diterima dan digunakan untuk mendorong pesawat luar angkasa masa depan ini. Inilah alasan utama NASA (National Aeronautics and Space Administration) mulai mengembangkan teknologi solar sail ini. Dengan menggunakan solar sail, pesawat luar angkasa yang dikirim untuk menjelajahi jagad raya yang sangat luas ini tidak lagi membutuhkan bahan bakar yang berat dan mahal seperti halnya pesawat luar angkasa yang selama ini digunakan. Ini merupakan penghematan yang luar biasa. (Yohanes Surya).