Layar elektronik kawat aluminium - Aerospace Black Technology

Belum lama ini, NASA mengumumkan sistem propulsi yang sangat avant-garde dan berteknologi maju untuk kendaraan luar angkasa masa depan. Sistem ini dipimpin oleh anak perusahaan NASA, Marshall Space Center, dan sepenuhnya dikenal sebagai Heliopause Electrostatic Rapid Transit System, juga dikenal sebagai Solar Electric Sail Propulsion System HERTS. Apakah sangat futuristik jika hanya melihat tampilannya saja? Apakah hal ini mengubah pemahaman Anda tentang pesawat terbang?

Komposisi struktural layar elektronik

Layar elektronik tidak selengkap permukaan layar tradisional, dan sebagai bagian utama dari sistem propulsi, terdapat beberapa kabel aluminium yang sangat tipis. Ya, Anda tidak salah. Kabel ramping itu adalah kabel aluminium. Tentu saja, ini bukan kawat aluminium yang umum dalam kehidupan kita sehari-hari. Kabel aluminium ini sangat tipis dan panjang, dengan diameter 1 milimeter, kira-kira sama tebalnya dengan klip kertas, dan sangat panjang, berukuran 12,5 mil, atau sekitar 20 kilometer. Apa konsep panjang ini? Panjangnya hampir sama dengan 219 lapangan sepak bola yang disusun bersama. Layar elektronik biasanya terdiri dari 10-20 kabel aluminium yang memancar dari pusat ke sekeliling. Setelah roket mencapai posisi yang ditentukan, kawat aluminium direntangkan dari tengah ke kedua ujungnya, dan dua roket kecil digunakan untuk mendorong dan menyelesaikan tugas penyebaran kelompok kawat aluminium berbentuk kipas. Lengkapi formulir penyebaran akhir layar elektronik.

Sumber Tenaga Layar Elektronik

Tentu saja, memiliki sistem propulsi layar elektronik saja tidak cukup untuk berlayar di luar angkasa. Aspek penting dari navigasi antarbintang adalah tenaga penggerak. Mesin dirgantara tradisional memerlukan propelan sendiri, yang menyumbang sebagian besar dari total massa roket dan secara serius membatasi muatan dan jarak penerbangan pesawat ruang angkasa. Oleh karena itu, mencari cara yang lebih efektif untuk maju selalu menjadi arah penelitian ilmiah.

Para ilmuwan telah mengalihkan perhatian mereka ke matahari, bos energi utama di tata surya. Layar elektronik digerakkan oleh angin matahari yang dihasilkan oleh matahari. Berbeda dengan angin yang tersusun dari molekul-molekul di Bumi, angin matahari merupakan aliran partikel bermuatan plasma supersonik yang dipancarkan dari lapisan atas atmosfer matahari, tersusun dari partikel-partikel seperti proton dan elektron, dan efek yang dihasilkannya ketika mengalir sangat mirip dengan aliran udara. . Kepadatan angin matahari sangat tipis dan tidak signifikan. Umumnya, di ruang antarplanet dekat Bumi, terdapat beberapa hingga puluhan partikel per sentimeter kubik, sedangkan kepadatan angin di Bumi adalah 268,7 miliar molekul per sentimeter kubik. Namun kekuatan angin matahari jauh lebih kuat dibandingkan angin di Bumi. Kecepatan angin matahari di dekat Bumi umumnya 350-450 kilometer per detik, dan bila kuat bisa mencapai 800 kilometer per detik. Mungkin tidak terasa banyak hanya dengan melihat angkanya. Perlu Anda ketahui bahwa angin terkuat di Bumi adalah topan, dengan kecepatan angin hanya 32,5 meter per detik atau lebih untuk topan Kategori 12. Kecepatan angin sebesar itu sudah menjadi bencana.

Karena tipisnya angin matahari, kita tidak mempunyai persepsi intuitif terhadapnya. Namun kecepatannya yang sangat tinggi adalah kunci dari teknologi hitam layar elektronik. Faktanya, beberapa ilmuwan sebelumnya telah mencoba menggunakan angin matahari untuk penerbangan antarbintang. NASA berhasil meluncurkan satelit kecil bertenaga layar surya pada tahun 2010. Pada bulan Mei tahun yang sama, sebuah wahana antariksa bernama IKAROS dari Badan Antariksa Jepang diluncurkan, membuktikan kemungkinan penggunaan layar surya untuk navigasi antarbintang. Berbeda dengan layar surya sebelumnya yang menggunakan pelat logam sangat tipis dengan efek layar dan mengandalkan tekanan matahari sebagai penggeraknya, proyek layar elektronik ini menggunakan kabel aluminium yang disebutkan di atas. Kabel aluminium ini akan bermuatan positif, memanfaatkan gaya tolak-menolak partikel dalam angin matahari untuk menyediakan tenaga bagi pesawat ruang angkasa dan pesawat ruang angkasa. Secara teori, tidak memerlukan bahan bakar apa pun, asalkan ada sinar matahari, ia bisa terbang, dan kecepatan terbangnya jauh lebih cepat dari pesawat yang ada, dengan kecepatan tinggi yang diperkirakan 400 hingga 750 kilometer per detik.

Pergerakan layar elektronik berkecepatan tinggi

Untuk lebih memahami layar elektronik, unit baru perlu diperkenalkan. Dalam astronomi, satuan astronomi AU biasanya digunakan untuk mewakili jarak, bukan satuan panjang yang biasa kita gunakan. AU mengacu pada jarak rata-rata dari matahari ke bumi, sekitar 149,6 juta kilometer. Karena menipisnya angin matahari saat bergerak semakin menjauhi matahari, untuk memastikan daya dorong dan percepatan yang cukup, luas efektif layar elektronik akan meningkat seiring dengan bertambahnya jangkauan. Pada 1AU, luas efektifnya adalah 601 kilometer persegi, yang hanya sedikit lebih kecil dari luas pusat kota Chicago; Pada 5AU, luas efektifnya bisa mencapai 1.200 kilometer persegi, hampir sama dengan luas Los Angeles.

Keuntungan lain dari layar elektronik adalah jarak akselerasinya jauh melebihi layar surya. Umumnya, jika jangkauan layar surya melebihi 5AU, percepatannya akan terhenti karena hilangnya energi foton matahari. Karena aliran partikel yang terus menerus dan bertambahnya luas efektif, percepatan layar elektronik tidak akan berhenti, tetapi akan terus berlanjut hingga jarak 16-20AU. Sebagai pesawat ruang angkasa manusia pertama yang mencapai tepi tata surya, Voyager menyelesaikan misinya pada tahun 2010 setelah 35 tahun penerbangan. Namun, layar elektronik dapat menyelesaikan tugas ini dalam waktu 12 tahun atau bahkan kurang. Jadi, teknologi hitam ini mungkin bisa menjungkirbalikkan teknologi propulsi yang sudah ada.

Tentu saja, teknologi ini belum memasuki tahap peluncuran, dan jumlah proton yang ditolak oleh kabel serta jumlah elektron yang ditarik oleh kabel masih diuji di Marshall Space Flight Center. Pengujian plasma juga sedang dilakukan untuk memperbaiki model. Diharapkan dalam waktu 10 tahun, layar elektronik akan resmi debut di panggung kedirgantaraan. Faktanya, terlepas dari masa depan layar elektronik, pasti akan ada terobosan teknologi yang luar biasa di ruang angkasa manusia yang akan membalikkan teknologi yang ada, dan jejak kita di luar angkasa juga akan semakin jauh. Hanya ide-ide terobosan yang dapat menghasilkan terobosan teknologi.