NASA sedang mendorong batas baru dalam propulsi ruang angkasa dengan menguji mesin prototipe yang disebut 25 kali lebih bertenaga daripada sistem propulsi listrik yang selama ini dipakai. Langkah ini langsung dikaitkan dengan ambisi mempercepat perjalanan ke Mars, terutama karena dorongan yang kuat saja tidak cukup tanpa kestabilan tenaga untuk menempuh ruang yang sangat jauh.
Prototipe itu dikenal sebagai lithium-fed magnetoplasmadynamic thruster. Mesin ini memakai listrik dan medan magnet untuk melepaskan partikel lithium bermuatan ke arah belakang wahana, sehingga menghasilkan dorongan berkelanjutan, bukan ledakan singkat seperti roket kimia.
Cara kerja seperti ini menjadi penting untuk misi ruang dalam. Alih-alih mengandalkan hentakan besar saat lepas landas, mesin ion memberi akselerasi bertahap yang perlahan menaikkan kecepatan wahana hingga sangat tinggi di luar angkasa.
Selain itu, sistem seperti ini juga jauh lebih hemat propelan. Ion engine disebut membutuhkan sekitar 90% lebih sedikit propelan dibanding roket tradisional, sehingga wahana bisa membawa beban lebih ringan dan menjangkau jarak yang lebih jauh.
Skala baru untuk propulsi ruang dalam
NASA sebenarnya bukan pendatang baru dalam penggunaan propulsi ion. Teknologi ini sudah dipakai dalam misi antariksa seperti Deep Space 1, Dawn, DART, dan Psyche.
Namun, prototipe yang sedang diuji berada pada level yang jauh lebih besar dari sistem yang selama ini dipakai. Pengujian di Jet Propulsion Laboratory menunjukkan daya sebesar 120 kilowatt, jauh di atas mesin yang menggerakkan wahana Psyche.
Tim peneliti belum berhenti pada angka itu. Target berikutnya adalah peningkatan ke 500 kilowatt, lalu 1 megawatt, hingga akhirnya 4 megawatt.
Pada skala terakhir itu, beberapa mesin dinilai dapat bekerja bersama untuk mendorong wahana berawak menuju Mars. Karena itu, peningkatan daya bukan sekadar soal angka teknis, tetapi juga soal apakah propulsi seperti ini cukup realistis untuk perjalanan manusia ke planet merah.
Mengapa sumber energi jadi penentu
Masalah terbesar pada propulsi ion selama ini ada pada pasokan energi. Banyak sistem masih bergantung pada panel surya, yang efektif di dekat Bumi tetapi makin tidak praktis saat wahana bergerak lebih dalam ke ruang angkasa dan cahaya Matahari melemah.
Di titik inilah konsep SR-1 atau Space Reactor-1 Freedom menjadi relevan. Reaktor nuklir kompak itu dirancang untuk menghasilkan listrik terus-menerus di ruang angkasa, sehingga bisa menjadi sumber daya yang stabil bagi sistem propulsi canggih.
Dalam skema ini, reaktor menyediakan energi, lalu mesin ion mengubahnya menjadi dorongan berkelanjutan. Kombinasi tersebut membuat perjalanan ke Mars dinilai bisa berjalan lebih cepat dan lebih masuk akal secara teknis.
Persaingan di ruang dalam makin serius
Uji mesin di ruang vakum memang tidak semenarik peluncuran roket, tetapi dampaknya besar bagi masa depan eksplorasi antariksa. Propulsi menjadi salah satu kunci untuk basis bulan, infrastruktur ruang dalam, misi Mars, dan wahana bertenaga nuklir.
Amerika Serikat, China, dan program antariksa besar lain sama-sama mengejar kemampuan serupa. Siapa pun yang lebih dulu menguasai perjalanan jarak jauh yang cepat dan efisien akan memegang keunggulan penting dalam fase berikutnya eksplorasi ruang angkasa.
Bagi NASA, mesin baru ini menunjukkan bahwa jalan ke Mars tidak hanya ditentukan oleh roket yang lebih besar. Jalan itu juga bergantung pada listrik yang stabil dan mesin yang mampu mengubahnya menjadi dorongan kuat untuk membawa manusia melaju lebih jauh dari sebelumnya.