Pendorong Listrik yang Dikembangkan NASA Memungkinkan Satelit Komersial Mempertahankan Orbit dan Memperpanjang Umur Misi
Pesawat luar angkasa Dawn milik NASA menggunakan pendorong ion berefisiensi tinggi untuk mengunjungi Ceres dan Vesta di sabuk asteroid. Metode penggerak listrik ini sekarang diproduksi untuk satelit kecil oleh Orbion Space Technology. (Gambar:NASA)
Sama seperti bahan makanan, satelit memiliki umur simpan.
Di orbit rendah Bumi, satelit mengalami hambatan atmosfer dalam jumlah kecil yang, seiring berjalannya waktu, menyebabkan satelit melambat dan merusak orbitnya. Pendorong digunakan untuk meningkatkan orbit sehingga satelit dapat tetap berada di luar angkasa. Namun ketika bahan bakarnya habis, gaya tariknya bertambah, dan satelit akhirnya akan kembali memasuki atmosfer.
Meskipun diperlukan untuk memastikan satelit-satelit ini bertahan selama bertahun-tahun, sebagian besar pendorong ini menggunakan bahan bakar kimia, yang berat dan memerlukan banyak ruang penyimpanan. Namun sebuah perusahaan dari Upper Peninsula Michigan berupaya memecahkan masalah ini dengan bantuan teknologi yang telah diasah oleh NASA.
Pendorong Aurora Orbion berukuran kecil dan efisien namun cukup kuat untuk mempertahankan orbit satelit kecil selama beberapa tahun. (Gambar:Orbion Space Technology Inc.)
Orbion Space Technology of Houghton, MI, didirikan pada tahun 2016 oleh Brad King dan Jason Sommerville, keduanya memiliki pengalaman sebelumnya mengerjakan proyek di atau didanai oleh NASA. Keduanya melihat adanya pasar dalam mencari cara untuk membuat satelit bertahan lebih lama di orbit atau membawa lebih banyak muatan daripada bahan bakar. Untuk mengatasi tantangan ini diperlukan mesin pendorong yang tidak membutuhkan banyak bahan bakar sama sekali.
Pendorong efek hall, salah satu jenis teknologi pendorong ion, menggunakan listrik daripada reaksi kimia untuk menggerakkan pesawat ruang angkasa. Pendorong efek hall menggunakan muatan medan listrik untuk mempercepat propelan berbentuk gas, paling umum berupa gas mulia seperti xenon. NASA telah menggunakan pendorong ion untuk beberapa misi antarplanet, seperti pesawat ruang angkasa Dawn yang mengunjungi Ceres dan misi Double Asteroid Redirection Test (DART) untuk menabrak asteroid.
Para pendiri Orbion melihat teknologi ini berkembang dari sebuah konsep eksperimental menjadi sering digunakan dalam misi di sekitar tata surya, namun agar perusahaan dapat membuat mesin pendorong ini dapat digunakan oleh operator satelit, mereka harus beralih ke ahlinya.
Pendorong efek Hall ini, yang sedang diuji di Pusat Penelitian Glenn, mengubah listrik dan gas inert menjadi kekuatan yang dapat menggerakkan pesawat ruang angkasa. Orbion Space Technology didirikan untuk menghadirkan efisiensi tinggi dari pendorong ini ke satelit komersial kecil, dan perusahaan tersebut meminta bantuan pusat tersebut untuk mewujudkannya. (Gambar:NASA)
Pusat Penelitian Glenn NASA di Cleveland memiliki peran mendalam dalam mengembangkan pendorong ion untuk misi sains badan tersebut, merancang dan mengevaluasi pendorong untuk misi Dawn dan DART, serta berupaya meningkatkan teknologi secara umum.
Orbion menandatangani Perjanjian Penggunaan Data dengan Glenn untuk menerima informasi rinci dari pengembangan mesin ini, serta lisensi evaluasi non-eksklusif. Salah satu alasan Orbion beralih ke NASA adalah kemajuan lembaga tersebut dalam penelitian material untuk pendorong ion serta pemanas katoda yang dikembangkan Glenn, yang meningkatkan efisiensi listrik dan masa pengoperasian.
“Kami memulai dengan membahas pemanas, namun ada diskusi lain yang membahas lebih banyak aspek yang dapat dimanfaatkan,” kata Timothy Verhey, Ilmuwan Dirgantara di Cabang Sistem Propulsi Listrik di Glenn. “Dalam banyak hal, kami menjadi penjaga pengetahuan bagi banyak perusahaan.”
Selama perjanjian berlangsung, tim Orbion melakukan banyak interaksi dengan peneliti di Glenn. Hal ini mencakup bantuan teknis langsung dan beberapa kunjungan lapangan ke pusat tersebut.
“Kami diundang ke sana untuk melihat mereka membangun komponen yang kompleks dan membuat beberapa catatan tentang cara mereka mengonfigurasi sistem mereka,” kata Jason Makela, Wakil Presiden Teknik di Orbion. “Kita juga bisa mengangkat telepon dan menelepon seseorang di sana, dan mereka akan aneh.”
Hasil akhirnya adalah bahwa pendorong Orbion, yang diberi nama Aurora, memiliki kemampuan yang sama dengan yang dibuat NASA untuk misi luar angkasa, dengan delta-v yang sangat tinggi dan impuls spesifik, pengukuran seberapa besar upaya yang diperlukan untuk mengubah kecepatan, serta efisiensi daya dorong. Produk Orbion juga sangat mudah dikonfigurasi, sehingga memastikan produk tersebut dapat disesuaikan dengan apa pun yang dibutuhkan satelit untuk tetap berada di orbit.
Orbion telah menjual beberapa pendorong Aurora, baik kepada pemerintah maupun perusahaan swasta. Baru-baru ini, perusahaan tersebut menandatangani kontrak dengan operator satelit komersial besar untuk menyediakan pendorong ion untuk konstelasi baru pesawat ruang angkasa pengamat Bumi. Makela mengatakan tanpa kekayaan pengalaman NASA yang dimanfaatkan baik di dalam maupun di luar perusahaan, Orbion tidak akan mampu mencapai posisinya saat ini.
“Senang rasanya bisa menjadi yang terdepan bersama para ahli di bidangnya,” kata Makela. “Kami benar-benar mampu berdiri di atas bahu para raksasa di sini.”
Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini.
