Layar surya

Pengarang: Leandro Alegsa

18-05-2022

Layar surya (atau layar cahaya atau layar foton) adalah metode yang diusulkan untuk propulsi pesawat ruang angkasa menggunakan tekanan radiasi yang diberikan oleh sinar matahari. Kata 'layar' adalah analogi dengan perahu yang menggunakan layar untuk menggunakan angin untuk bergerak. Konsep ini pertama kali diusulkan pada abad ke-17 oleh Johannes Kepler. Dia memiliki teori bahwa layar dapat disesuaikan dengan "angin surgawi".

Pada tahun 1865, James Clerk Maxwell mempublikasikan teorinya tentang medan dan radiasi elektromagnetik. Dia menunjukkan bahwa cahaya (salah satu bentuk radiasi elektromagnetik) dapat memberikan tekanan pada suatu objek. Tekanan ini disebut tekanan radiasi. Hal ini memberikan dasar bagi ilmu di balik layar surya. Radiasi matahari memberikan tekanan pada layar karena pantulan dan sebagian kecil yang diserap.

Tekanan matahari bekerja pada pesawat ruang angkasa, di ruang angkasa atau di orbit di sekitar planet. Pesawat ruang angkasa yang biasa pergi ke Mars, misalnya, akan bergeser ribuan kilometer oleh tekanan matahari. Efek-efeknya diprediksi dalam perencanaan. Hal ini telah dilakukan sejak masa awal pesawat antariksa antarplanet pada tahun 1960-an. Tekanan matahari juga mempengaruhi orientasi pesawat, faktor yang termasuk dalam desain pesawat ruang angkasa.

Konsep layar surya kemudian digunakan fiksi ilmiah, seperti karya Jules Verne.

Seperti apa bentuk layar surya (dengan pesawat ruang angkasa kecil).

Teori

Gagasan layar surya adalah menggunakan tekanan radiasi dari Matahari untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa, mungkin dengan menggunakan cermin besar (permukaan reflektif cahaya yang besar). Kerugian dari metode ini adalah daya dorong yang dihasilkan sangat kecil. Keuntungannya adalah tidak diperlukan propelan (selama ada cahaya). Hasilnya, metode ini dianggap sebagai opsi yang memungkinkan untuk pesawat ruang angkasa di masa depan. Hingga saat ini, hanya versi uji kecil yang telah digunakan sebagai eksperimen.

Gaya total yang diberikan pada layar surya 800 kali 800 meter, misalnya, sekitar 5 newton (1,1 lbf) pada jarak Bumi dari Matahari, menjadikannya sistem propulsi dorong rendah, mirip dengan pesawat ruang angkasa yang didorong oleh mesin listrik. Karena tidak menggunakan propelan, gaya yang diberikan hampir terus-menerus. Efek kolektif dari waktu ke waktu cukup besar untuk dianggap sebagai cara untuk mendorong pesawat ruang angkasa.

Sejarah

Rencana penggunaan pertama konsep ini dibuat pada tahun 1970-an oleh Bruce Murray dan Louis Friedman, dua peneliti di Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California.

Pada tanggal 21 Mei 2010, Badan Eksplorasi Antariksa Jepang (JAXA) berhasil meluncurkan layar surya, IKAROS (Interplanetary Kite-Craft Accelerated by Radiation Of The Sun). Ini menggunakan layar surya di ruang angkasa antara Bumi dan Venus. Ini adalah penggunaan layar surya pertama yang berhasil.

Pada tahun 2010, NASA meluncurkan pesawat layar surya NANOSEL-D2. Ini adalah keberhasilan pertama dari pesawat layar surya NASA.

Pada tanggal 2 Juli 2019, Planet Society, yang berbasis di Amerika Serikat, meluncurkan satelit LightSail 2, yang dirancang menggunakan teknologi layar surya. Satelit ringan ini diluncurkan dengan roket Falcon Heavy SpaceX dari Kennedy Space Center di Florida. Ini adalah misi anggaran rendah yang didanai oleh sumbangan dari 50.000 anggota. Total anggaran kurang dari 7 juta USD. Pada akhir Juli 2019, LightSail 2 membuka layar surya. Butuh waktu sekitar 3 menit untuk melakukannya.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan layar surya?

J: Layar surya (atau layar cahaya atau layar foton) adalah sebuah metode yang diusulkan untuk menggerakkan wahana antariksa dengan menggunakan tekanan radiasi yang diberikan oleh sinar matahari.

T: Siapa yang pertama kali mengusulkan konsep layar surya?

J: Konsep ini pertama kali diusulkan pada abad ke-17 oleh Johannes Kepler.

T: Apa yang dipublikasikan oleh James Clerk Maxwell yang menjadi dasar ilmu pengetahuan di balik layar surya?

J: James Clerk Maxwell mempublikasikan teorinya tentang medan elektromagnetik dan radiasi, yang menunjukkan bahwa cahaya (salah satu bentuk radiasi elektromagnetik) dapat memberikan tekanan pada suatu objek, yang dikenal sebagai tekanan radiasi.

T: Bagaimana tekanan matahari bekerja pada wahana antariksa?

J: Tekanan matahari bekerja pada wahana antariksa, baik di ruang angkasa maupun di orbitnya mengelilingi planet, menggeser wahana antariksa sejauh ribuan kilometer dan memengaruhi orientasinya.

T: Kapan efek ini pertama kali diperhitungkan ketika merencanakan misi antarplanet?

J: Hal ini telah dilakukan sejak masa awal pesawat ruang angkasa antarplanet pada tahun 1960-an.

T: Dalam konteks apa lagi konsep layar surya telah digunakan?

J: Konsep layar surya juga telah digunakan dalam fiksi ilmiah, seperti karya-karya Jules Verne.