Teknologi Elektromagnetik Drive (EM Drive) Memberikan Langkah Baru dalam Menjelajahi Ruang Angkasa

Perjalanan luar angkasa merupakan perjalanan yang jauh dan memakan waktu yang lama serta dana dengan jumlah yang tidak sedikit. Hanya lembaga-lembaga tertentu yang memiliki modal dan dana dalam jumlah besarlah yang dapat membuat roket-roket pengirim satelit dan benda-benda antariksa lainnya ke luar angkasa. Seringkali pengiriman roket dilakukan oleh badan-badan antariksa internasional seperti NASA yang merupakan badan antariksa milik Amerika Serikat, ESA sebagai badan antariksa milik Eropa, Space-X milik Elon Musk, JAXA milik  Jepang, dan badan antariksa lainnya.  Dalam sekali perjalanan luar angkasa, sebuah roket membutuhkan jumlah bahan bakar yang banyak dengan bobot yang sangat berat. Dalam hal inilah setiap roket dirancang dalam dimensi yang besar, sehingga dapat menampung lebih banyak bahan bakar.

Gambar 1. Mesin EM Drive (kuning emas) sedang diuji sistem arah maju (White et al, 2016)

Berdasarkan hal tersebut, ilmuwan-ilmuwan dan para ahli berpikir untuk menciptakan sebuah mesin roket yang dapat mendorong roket tanpa harus membawa bahan bakar yang sangat berat dari bumi. Salah satu teknologi itu adalah EM Drive. EM Drive merupakan teknologi yang menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai pendorong. Akan tetapi, ada banyak kritik terhadap kinerja dari EM Drive. Permasalahannya adalah EM Drive bekerja dengan tidak menggunakan knalpot seperti pada mesin-mesin penggerak pada umumnya. EM Drive menggunakan gelombang elektromagnetik murni sebagai penggerak di ruang hampa. Hal ini sangat melanggar hukum ketiga Newton dalam pelajaran fisika dasar, yaitu tentang hukum aksi dan reaksi. Aturan fisika dasar menjelaskan bahwa benda akan mendapatkan reaksi apabila diberikan aksi terlebih dahulu. Contohnya, sepeda akan bergerak apabila dikayuh, motor akan bergerak apabila mesinnya dinyalakan dan akan menghasilkan asap dari knalpot. Ini adalah bentuk-bentuk reaksi terhadap aksi dari hukum aksi-reaksi. Dalam hal ini, energi dalam jumlah tertentu dibutuhkan untuk dapat melakukan aksi.

EM Drive didesain dengan bentuk seperti kerucut. Bagian depan berbentuk lingkaran berdiameter lebih kecil daripada bagian belakang. Bagian belakang dirancang dengan diameter lebih besar agar dapat memberikan gaya dorong. Kedua bagian ditutup sehingga tidak ada tempat pembuangan seperti mesin pada umumnya. Dalam desainnya, EM Drive tidak dilengkapi bahan bakar (propellant) di bagian manapun baik di bagian depan, maupun bagian belakang. Dan dalam keadaan tanpa bahan bakar, EM Drive tetap dapat memberikan gaya dorong. Hal ini memberikan kesimpulan sementara bahwa mesin EM Drive dikatakan melanggar hukum aksi-reaksi. Hal ini bertolak belakang dengan mesin roket yang memiliki bahan bakar. Sebagai akibat dari pembakaran bahan bakar, energy yang dihasilkannya inilah yang memberikan gaya dorong ke atas.

Keberlanjutan penelitian mengenai EM Drive diuji dalam ruang vakum di Laboratorium Eagleworks, NASA untuk mengevaluasi kinerja dorong dari maju dan mundur. Tes nol menunjukkan bahwa sistem secara konsisten bekerja dengan hasil rasio kekuatan daya dorong sebesar 1,2 ± 0,1 mN/kW (White et al, 2016). Hasil ini membuktikan bahwa sistem bekerja walaupun terlihat jelas bahwa hukum ketiga Newton tentang aksi-reaksi dilanggar. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Dr. Harold White, et al., kita diyakinkan bahwa EM Drive dapat digunakan lebih lanjut untuk tujuan observasi luar angkasa.

Teknologi EM Drive memiliki kelebihan tersendiri sebagai mesin penggerak roket-roket atau satelit-satelit observsi luar angkasa. Salah satunya adalah EM Drive tidak memerlukan bahan bakar dalam jumlah besar dengan berat berton-ton yang tentunya akan membuat desain lebih ringan dan efisien.  EM Drive mengubah energi listrik secara langsung sebagai tenaga pendorong dengan menggunakan tekanan radiasi pada frekuensi gelombang mikro (Shawyer, 2008). Sistem ini tidak memerlukan sebuah propelen sebagai tempat pembuangan sisa pembakaran mesin seperti pada teknologi mesin roket lainnya.

Perkembangan penelitian EM Drive akan membuka peluang baru untuk pergi ke tempat-tempat yang jauh dengan waktu yang lebih singkat dan bahan bakar yang lebih sedikit. Selama ini, yang menjadi persoalan utama dalam menuju lokasi jauh seperti ke planet Mars adalah bahan bakar roket yang mahal dan berat. Tentunya semakin jauh perjalanan ruang angkasa, bahan bakar yang diperlukan akan semakin banyak juga guna mendorong roket sampai ke tempat tujuan. Keterbatasan teknologi menyebabkan lambatnya perkembangan penelitian tentang planet-planet potensial laik huni yang jauh seperti planet Proxima b yang massanya 1,3 massa Bumi dan mengorbit bintang Proxima Centauri. Proxima b berada di zona laik huni, yakni pada jarak yang membuat kondisi planet Proxima b dalam keadaan seimbang. Dalam keadaan ini air di permukaan planet Proxima b tetap dalam keadaan cair (Anglada-Escud´e, et al, 2016).

Dengan demikian, potensi yang telah dicapai dalam riset EM Drive memberikan satu langkah lebih maju menuju terwujudnya perjalanan antariksa jarak jauh dengan lebih menghemat waktu dan dana. Harapannya, dalam 20 tahun ke depan teknologi EM Drive sudah bisa dirasakan manfaatnya dalam penelitian luar angkasa, terutama sistem keplanetan laik huni yang jauh dan juga penelitian-penelitian lain yang mencakup astrofisika dan alam semesta. Semakin berkembangnya teknologi luar angkasa mudah-mudahan dapat memerkaya pemahaman kita tentang ruang angkasa yang maha luas ini.

Referensi :

  1. Guillem Anglada-Escud´e, et al. 2016. “A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”. July, 13, 2016.
  2. Harold White, et al. 2016. “Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum”. Journal Propulsion and Power. Houston, Texas, November, 17, 2016. DOI: 2514/1.B36120
  3. Roger Shawyer. 2015. “Microwave Propulsion – Progress in the EmDrive Programme”. IAC- 08 – C4.4.7, United Kingdom, 2008.

 

Oleh :

Wayan Dadang

Mahasiswa Teknik Elektro, Universitas Sriwijaya, Palembang

Email : wayandadang@ymail.com

%d bloggers like this: