Inionline.id – Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat (NASA) mengebor kerak es di satelit alami Planet Jupiter dan Saturnus, Europa dan Enceladus. Penggalian ini bertujuan untuk mencari bukti-bukti alien di alam semesta.
Selama dua dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan bahwa sejumlah besar bulan es mengorbit planet-planet raksasa terluar di tata surya kita. Banyak dari bulan-bulan ini menunjukkan bukti kuat lautan global di bawah lapisan esnya.
Baik Europa dan Enceladus menunjukkan bukti kuat lautan di bawah permukaan lapisan es air setebal satu kilometer.
Untuk melakukan pengeboran tersebut, NASA menggunakan cyrobot, wahana berbentuk silinder yang menggunakan panas untuk melelehkan es di bawahnya. Air yang meleleh kemudian mengalir di sekitar probe sebelum membeku kembali di belakangnya.
Studi terbaru mencapai kemajuan yang signifikan dalam menyempurnakan pemahaman tentang lingkungan cangkang es, merinci arsitektur misi, dan mematangkan subsistem dan teknologi penting.
Secara khusus para peneliti mengidentifikasi empat subsistem utama yang mendorong peta jalan untuk mengembangkan arsitektur siap terbang: subsistem daya, termal, mobilitas, dan komunikasi.
Pertama, inti dari cryobot adalah sistem tenaga nuklir yang menghasilkan panas berkelanjutan yang diperlukan untuk mencairkan es berkilo-kilometer.
Berbagai sistem tenaga nuklir yang sesuai dengan sistem cryobot telah diidentifikasi, termasuk Sistem Tenaga Radioisotop (RPS) yang sudah dikenal yang telah mendukung banyak misi luar angkasa, dan reaktor fisi yang mungkin dikembangkan di tahun-tahun mendatang.
Dua kendala utama yang mendorong desain sistem tenaga listrik adalah: (1) total daya dan kepadatan yang cukup untuk memfasilitasi peleburan yang efisien (sekitar 10 kW), dan (2) integrasi dalam bejana struktural untuk melindungi sistem tenaga dari tekanan tinggi di kedalaman laut, mengutip laman resmi NASA.
Tantangan-tantangan ini dapat dipecahkan dan memiliki beberapa preseden sejarah: misi Cassini NASA memiliki sistem tenaga termal 14 kW.
Selain itu, beberapa Generator Termoelektrik Radioisotop (RTG) dikerahkan ke dasar lautan pada tahun 1960-an dan 1970-an sebagai sumber tenaga untuk suar navigasi.
Alat ini beroperasi dalam tekanan yang sebanding dengan lautan Europa. Namun, sistem tenaga cryobot memerlukan upaya terpadu dan kolaborasi erat dengan Departemen Energi selama pematangan konsep misi.
Kedua, sistem manajemen termal diperlukan untuk mengelola panas yang dihasilkan oleh sistem tenaga nuklir di kapal, menjaga suhu internal yang aman, dan mendistribusikan panas ke lingkungan untuk kinerja yang efisien.
Sistem ini memerlukan dua sirkuit fluida yang dipompa secara independen. Satu yang menyirkulasikan fluida kerja internal melalui saluran yang tertanam di kulit dan satu lagi yang mensirkulasikan air es yang meleleh ke lingkungan sekitarnya.
Beberapa dari teknologi ini telah didemonstrasikan dalam skala kecil dan skala penuh namun diperlukan lebih banyak upaya untuk memvalidasi kinerja pada kisaran kondisi es yang diperkirakan terjadi di bagian luar tata surya.
Selain itu, cangkang es Europa dan Enceladus akan mengandung kotoran seperti debu dan garam, yang jika terkonsentrasi cukup, mungkin memerlukan sistem tambahan untuk menembusnya.
Kombinasi “pengaliran air” dan pemotongan mekanis telah terbukti efektif dalam membersihkan puing-puing mulai dari partikel halus hingga balok garam padat dari bawah probe.
Beberapa kotoran seperti batuan yang lebih besar, rongga, atau badan air mungkin tetap tidak dapat ditembus.
Cryobot pun harus menggunakan sensor pemetaan dan mekanisme kemudian yang menghadap ke bawah-keduanya telah didemonstrasikan dalam prototipe terestrial, meskipun belum dalam sistem yang terintegrasi.
Pekerjaan masa depan dengan prioritas tinggi mencakup definisi lingkungan es yang lebih ketat dan probabilistik untuk mengukur kemungkinan potensi bahaya mobilitas dan demonstrasi terpadu sistem mitigasi bahaya pada sistem cryobot yang mirip penerbangan.
Europa Clipper juga akan memberikan observasi penting untuk membatasi prevalensi dan karakteristik bahaya pada cryobot.
Terakhir, misi cryobot memerlukan tautan komunikasi yang kuat dan redundan melalui lapisan es agar pendarat dapat menyampaikan data ke aset relai yang mengorbit atau langsung ke Bumi.
Kabel serat optik adalah standar industri untuk berkomunikasi dengan wahana pendeteksi lelehan terestrial dan kendaraan laut dalam namun memerlukan validasi yang cermat untuk diterapkan melalui cangkang es, yang bersifat aktif.
Pergerakan es di cangkang ini bisa mematahkan kabel. Sebuah tim yang dipimpin oleh Dr. Kate Craft di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins telah menyelidiki kecenderungan tambatan yang tertanam dalam es pecah selama peristiwa pergeseran es, serta metode untuk mengurangi kerusakan tersebut.
Meskipun hasil awal dari penelitian ini sangat menggembirakan, tim lain sedang mengeksplorasi teknik nirkabel untuk berkomunikasi melalui es, termasuk frekuensi radio, akustik, dan transceiver magnetik.
Sistem komunikasi ini harus diintegrasikan ke ujung belakang wahana dan digunakan saat turun. Proyek-proyek saat ini yang didanai oleh program COLDTech NASA mengambil langkah pertama untuk mengatasi risiko-risiko utama pada sistem komunikasi.
Pekerjaan di masa depan harus memvalidasi kinerja di berbagai kondisi dan menunjukkan integrasi pada cryobot.
Sementara subsistem daya, termal, mobilitas, dan komunikasi menjadi pusat perhatian, peserta lokakarya juga mendiskusikan sistem dan teknologi penting lainnya yang memerlukan pematangan untuk memungkinkan misi cryobot.
Topik-topik ini mencakup rangkaian instrumen terintegrasi dengan akomodasi untuk pengambilan sampel cairan dan lubang yang menghadap ke luar, strategi perlindungan dan sterilisasi planet, pemilihan bahan untuk mitigasi korosi, mekanisme penahan es, dan otonomi.
Namun, tidak satu pun dari teknologi ini yang diidentifikasi sebagai risiko atau tantangan besar dalam peta jalan konsep misi cryobot.
Secara keseluruhan, temuan konsensus dari para peserta lokakarya adalah bahwa konsep misi ini tetap layak, menarik secara ilmiah, dan merupakan cara jangka pendek yang paling masuk akal untuk secara langsung mencari kehidupan di lautan.
Dukungan yang berkelanjutan akan memungkinkan para ilmuwan dan insinyur untuk membuat kemajuan lebih jauh dalam mempersiapkan cryobot untuk peluang misi di masa depan.
Potensi deteksi langsung kehidupan di dunia lain nampaknya lebih mungkin dilakukan dibandingkan sebelumnya.
