5 Cara Vacuum berkontribusi pada Simulasi & Penelitian Ruang Angkasa 17 November 2020

Daftar isi

Sistem vakum untuk simulasi ruang angkasa
Sistem vakum untuk propulsi listrik 
Teknologi vakum untuk teleskop
Vakum dalam penelitian dasar - detektor gelombang gravitasi 
Vakum dalam penelitian dasar - gravitasi nol

Teknologi ruang angkasa dan penelitian tidak akan ada tanpa teknologi vakum. Akan tetapi, dengan pekerjaan yang rumit ini, mudah untuk lupa di mana (dan bagaimana) vakum memainkan peran penting.

Sistem vakum untuk simulasi ruang angkasa

Ruang angkasa dimulai pada ketinggian lebih dari 100km di atas permukaan laut, sekitar 2.200 satelit aktif mengorbit Bumi. 

Satelit sangat berharga dan sangat sulit diganti. Karena perbaikan di luar angkasa hampir mustahil, pengujian wajib intensif dilakukan di Bumi sebelum peluncuran. Salah satu tes terpenting untuk disimulasikan adalah bagaimana satelit berfungsi dalam vakum. 

Misalnya, satelit di orbit geostasioner ('GEO', ketinggian 35.800km) menangani tekanan vakum dalam kisaran vakum rendah ultra-tinggi. Tekanan ini harus disimulasikan melalui pengujian, dan pengujian ini sering dilakukan bersamaan dengan pengujian siklus suhu (pengubah vakum termal).

Selain itu, setiap komponen juga diuji secara terpisah sebelum diintegrasikan ke dalam sistem, yang memerlukan ruang pengujian dengan volume 1-1000 m3.

Sistem vakum untuk propulsi listrik 

Propulsi listrik membantu satelit mempertahankan, atau mengubah orbitnya.

Propeler ion Xenon mempercepat ion, menetralkannya, dan mendorongnya keluar dalam jet untuk memosisikan ulang satelit. Keunggulan utama dibandingkan sistem propulsi kimia adalah kemampuan untuk bekerja dengan muatan yang lebih rendah atau waktu operasi yang lebih lama. Dorongan dapat berakselerasi secara konstan, dan untuk waktu yang jauh lebih lama dibandingkan dengan propulsi kimia konvensional. Ini berarti perjalanan ke planet lain, seperti Mars, mungkin ada di masa mendatang. 

Propeler ion ini harus diuji dalam waktu yang lebih lama dalam ruang vakum, dalam kondisi ruang angkasa. Karena propeler ion propulsi listrik umumnya menggunakan Xenon, pengujian vakum harus memenuhi persyaratan khusus: memompa Xenon tidaklah mudah!

Teknologi vakum untuk teleskop

Teknologi vakum digunakan untuk membuat teleskop bekerja. Misalnya, teleskop optik dapat mencapai presisi tertinggi. 

Teleskop optik besar seperti VLT Chile memiliki cermin dengan diameter hingga 10m.

Sensor ini dilapisi dengan lapisan perak yang memantulkan hingga 99% inframerah. Karena cermin ini terpapar atmosfer, lapisan ini terdegradasi seiring waktu.

Teknologi vakum memainkan peran penting dalam pelapisan dan pemeliharaan lapisan ini in-situ, di mana satu atau beberapa pompa kriogenik besar dengan kecepatan pemompaan sekitar 30.000 l/dtk digunakan untuk sputtering DC di ruangan besar di observatorium.

Teknologi vakum juga berperan penting dalam teleskop radio, di mana vakum insulasi menjaga peralatan tetap aman.

Vakum dalam penelitian dasar - detektor gelombang gravitasi 

Detektor gelombang gravitasi mencari gelombang gravitasi yang berasal dari peristiwa khusus di luar angkasa, seperti supernova, tabrakan bintang neutron, atau lubang hitam. Tujuan mereka adalah untuk membuktikan Teori Umum Relativitas Einstein, dan hipotesisnya tentang kontinuum ruang-waktu. 

Aplikasi vakum memastikan detektor yang mendeteksi defleksi massa besar dapat beroperasi dengan presisi yang tepat, memainkan peran dalam peredaman getaran interferometer besar sepanjang 500-4000 m yang menangkap defleksi yang diperkirakan hanya 10-18 meter! 

Ada beberapa detektor gelombang gravitasi di Bumi, termasuk Virgo di Italia, LIGO di AS, dan KAGRA di Jepang. Kita bahkan mungkin memiliki detektor di luar angkasa, di masa mendatang.

Vakum dalam penelitian dasar - gravitasi nol 

Untuk penelitian dan pengembangan teknologi seperti tangki bahan bakar, katup bahan bakar, dan perangkat untuk pesawat ruang angkasa, diperlukan kompensasi gravitasi yang lebih akurat daripada yang dapat diberikan oleh penerbangan parabolik di pesawat terbang.

Teknologi vakum membuat drop tower (atau drop tube) yang mencapai kondisi nol gravitasi ini menjadi mungkin. 