Kepala Roscosmos, Anatoly Perminov, Rusia telah melakukan inisiasi untuk membangun mesin bertenaga nulir bersama dengan NASA hingga 2019 dan menggunakan mesin tersebut untuk penerbangan ke planet Mars.
Mesin tersebut akan membuat penerbangan ke Mars ditempuh dengan waktu 20 kali lebih cepat. Direncanakan peluncuran sebuah pesawat tanpa awak untuk mendarat di salah satu satelit planet Mars yang dijadwalkan pada Oktober tahun ini.
Pesawat ruang angkasa Phobos-Grunt akan dikirimkan ke permukaan Phobos, dengan membawa satelit mikro buatan China, YH-1, yang akan menjadi penjelajahan pertama negara itu ke planet Mars.
Bahkan di masa depan Rusia akan memulai kembali program pariwisata luar angkasa mereka dalam dua tahun, dengan harga tiket yang ditetapkan berada di kisaran 50 juta dolar AS. Rusia berencana meningkatkan pesawat ruang angkasa Soyuz mereka yang akan diluncurkan mulai tahun 2013 dan mengikutsertakan kosmonot Ukraina serta Kazakhstan sebagai awaknya.
Perminov juga mengungkapkan, rencana Rusia membangun tempat peluncuran tambahan di pusat ruang angkasa Baikonur di Kazakhstan pada akhir 2011.
Selasa (5/4/2011) ini, pesawat ruang angkasa Rusia, Soyuz TMA-21, yang membawa tiga astronot akan diluncurkan dari pusat ruang angkasa Baikonur.
Tenaga Nuklir Pesawat
Teknologi pesawat luarangkasa saat ini masih mengutamakan energi solar sebagai energutamanya. Kemampuan efisiensi teknologi sel solar telah berkembang cepat dan mampu sebagai energi utama bagi orbit terdekat dengan bumi serta perlengkapan satelit.
Namun bila dilakulan proyek luar angkasa yang lebih lama, proyek besar dan melibatkan banyak astronout seperti misi pendaratan manusia di Mars maka energi tenaga nuklir akhirnya menjadi pilihan utama.
Pembangkit nuklir pastinya tidak akan bergantung pada sinar matahari. Ia akan dapat menyediakan pasokan energi tidak hanya untuk mendukung kehidupan dan beroperasinya peralatan, tapi juga untuk menjalankan mesin roket nuklir dan elektrik. Penggunaan tenaga nuklir, dalam pesawat luar angkasa jarak jauh, akan menghemat sejumlah besar dana dan memperpendek waktu perjalanan antar planet.
Dalam misi Mars, mesin bertenaga nuklir akan menghemat waktu penerbangan hingga dua pertiga dibandingkan dengan mesin jet yang menggunakan bahan bakar kimia. Pembangkit tenaga nuklir dapat digunakan tidak hanya sebagai sumber listrik, tapi juga sumber panas untuk mendukung aktivitas kehidupan di luar bumi.
Rusia dan AS telah lama melakukan pengembangan tenaga nuklir dalam keperluan luar angkasa. Bahkan Rusia lebih unggul dan lebih dulu dalam seperti teknologi tersebut khususnya suhu maksimum hidrogen dan alat pendorong khusus. Rusia adalah satu-satunya negara di dunia yang dapat menguasai teknologi pembangunan pembangkit tenaga nuklir bagi pesawat luar angkasa. AS hanya sekali melakukan uji coba atas reaktor nuklir seperti milik Soviet, Topaz, pada 1965. Reaktor itu hanya berumur 43 hari, dan satelit yang dipasangi reaktor ini masih berada pada orbitnya menjadi sampah luar angkasa.
Rusia telah meluncurkan sekitar 40 pesawat luar angkasa dengan pembangkit tenaga nuklir di dalamnya. Kebanyakan digunakan bagi keperluan mata-mata dan, sekali diaktifkan, akan berada di orbit rendah bumi untuk beberapa bulan.
Topaz-II memiliki kapasitas sebesar 10 kW. Bandingkan dengan 120 watt yang dihasilkan dari satu meter persegi sel solar, yang nota bene merupakan sumber tenaga utama bagi pesawat luar angkasa.
Para ahli Rusia telah merancang serangkaian konsep pembangkit tenaga nuklir dengan kapasitas terpasang sebesar 25 kilo watt. Ukuran pembangkit tenaga nuklir lebih kecil dibandingkan sel solar, membuatnya lebih mudah untuk diarahkan dan menyesuaikan dengan pesawat luar angkasa, khususnya ketika tingkat akurasi yang tinggi dibutuhkan. Pembangkit tenaga nuklir telah diakui keandalannya, terutama dampaknya terhadap lingkungan. Jika dibandingkan, beratnya termasuk cukup ringan terhadap rasio daya angkut pesawat. Daya angkutnya, pembangkit tenaga nuklir ini tetap akan lebih ringan dibandingkan sel solar.
Sebuah pembangkit dengan kapasitas 50 kW atau maksimal 100 kW lebih akan dapat membantu pengembangan satelit multi fungsi dan pesawat luar angkasa pembawa radar dari generasi terbaru untuk memonitor target darat dan udara dari orbit geostasioner dan geosinkronusnya.
Di masa lalu, penelitian dan pengembangan pembangkit tenaga nuklir berbasis luar angkasa dilakukan baik oleh Rusia maupun AS untuk pertimbangan keamanan radiasi. Dalam perkemabngannya energi nuklir semakin dibutuhkan dan akan menjadi pilihan utama.
Rusia pertama kali telah mengembangkan mesin bertenaga nuklir bagi keperluan pesawat luar angkasa pada era 1960-an. Sejak tahun 1970, negara tersebut telah meluncurkan lebih dari 30 satelit radar militer yang dilengkapi dengan Buk, mesin yang mampu menghasilkan listrik hingga 3 kW.
Pada tahun 1987-1988, sebuah Topol (Topaz), dengan kemampuan menghasilkan tenaga setara 6 kW, berhasil melalui uji coba. Sebagian tenaga yang dihasilkan disalurkan bagi mesin jet, membuat pendorong jet nuklir menjadi kenyataan untuk kali pertama.
Yenisei (Topaz-2) juga menjalani semua uji coba tersebut. Segala upaya dilakukan untuk membangun generator bertenaga nuklir dengan variasi daya yang berbeda-bedar dari beberapa kW hingga puluhan kW, termasuk juga alat pengubah energi.
Tapi, pada 1990, Rusia menghentikan semua pekerjaan yang menyangkut pesawat luar angkasa nuklir akibat kehancuran ekonomi yang melanda negara itu. Hal ini membuat para ahli membutuhkan setidaknya sepuluh tahun untuk menyadari bahwa keputusan mereka telah membawa negara mereka ke dalam resiko besar dan dapat menjadi ancaman bagi keamanan.
Pada 1999, program khusus diadopsi untuk mengembangkan teknologi dasar bagi pesawat luar angkasa khususnya sumber tenaga dan pendorong. Program ini ditujukan untuk meningkatkan pertahanan Negara, kemampuan ilmu pengetahuan dan ekonomi, serta memberikan prioritas bagi sektor pertahanan.
Teknologi masa depan membutuhkan pengamatan wilayah luas sepanjang waktu yang harus dilakukan dari orbit geostasioner. Untuk melakukan itu diperlukan tenagan cukup luar biasa (45-50 kW) dan berat dari pesawatnya sangat besar (9-10 ton) sehingga roket kelas berat semacam Angara belum tentu mampu menempatkan pesawat pengangkut masuk kedalam orbit.
Modul pembawa energi dengan memanfaatkan tenaga nuklir dapat menjadi solusi. Alat ini dapat membantu menempatkan pesawat pada orbit dan memasok tenaga bagi sistem yang ada.
Tenaga nuklir juga dapat menyesuaikan misi-misi berkarakter khusus. Mesin jet listrik-Nuklir akan memungkinkan dilakukannya stasiun antar planet untuk mengamati tubuh sistem tata surya dari titik yang berbeda. Mesin bertenaga nuklir itu akan mempercepat waktu perjalanan dan mengurangi waktu pengiriman. Mesin ini juga akan memperkuat penerbangan, program terbang yang membutuhkan manuver gravitasi, memperpendek periode perjalanan, dan memperlebar “jendela peluncuran.”
Wilayah lain yang dapat digarap yaitu pembangkit energi berbasis planet. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa ekspedisi pertama menuju Mars akan membutuhkan sekitar 50-100 kW energi untuk berjalannya semua tugas di permukaan planet.
Para teknisi Rusia telah merancang serangkaian pembangkit energi berbasis planet tersebut, menggunakan reaktor pemindah thermo-emissive atau reactor lithium berpendingin dengan pemindah energi turbin. Mesin roket nuklir pendorong ini dapat mengirimkan hingga 10 ton angkutan menuji permukaan bulan. Kemampuan ini tidak hanya mampu menunjang pembangunan pangkalan berpenghuni permanen, tapi juga untuk mengirimkan perlengkapan bagi produksi oksigen bulan.
Serangkaian generator nuklir dari pesawat bulan dapat digunakan sebagai alat pendorong bagi kendaraan penjelajah Mars. Ekspedisi Martian juga akan mendapat keuntungan dari pendorong bertenaga nuklir dan sistem penghasil tenaga yang mampu memasok hingga 25 kW pendorong.
Semakin banyak negara yang menunjukkan ketertarikan atas pembangkit tenaga nuklir kecil bagi keperluan proyek luar angkasa. Uni Eropa dan China secara khusus tertarik untuk mendapatkan teknologi nuklir luar angkasa.
Tenaga Nuklir
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari isotop fissil uranium dan plutonium. Reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi Reaktor thermal menggunakan moderator neutron dan Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar
Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan dengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi fissi.
Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-masing.
Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep teori saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah dilaksanakan
Fusi nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya sedikit limbah radioaktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Namun demikian, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Hal ini masih menjadi bidang penelitian aktif dengan skala besar seperti dapat dilihat di JET, ITER, dan Z machine.
Sumber : kompas, antara, wikipedia dan berbagai sumber lainnya
Tidak ada komentar:
Posting Komentar