Konsep TitanAir untuk menjelajahi Titan, bulan Saturnus. Ilustrasi: Quinn Morley
Masa depan eksplorasi ruang angkasa membutuhkan ide-ide besar, dan NASA tidak keberatan untuk mempertimbangkan beberapa ide terbesar di luar sana. Program Innovative Advanced Concepts (NIAC) badan antariksa ada untuk tujuan ini, dan telah memilih konsep berikutnya yang layak untuk studi awal.
Putaran terakhir hibah NIAC diberikan kepada 14 tim peneliti, masing-masing menerima $175.000 untuk mengembangkan konsep mereka lebih lanjut, NASA mengumumkan kemarin. Dari 14, 10 adalah penerima NIAC pertama kali. Ini semua adalah studi Tahap I awal, yang harus diselesaikan dalam waktu sembilan bulan.
“Studi NIAC Tahap I awal ini membantu NASA menentukan apakah ide-ide futuristik ini dapat mengatur panggung untuk kemampuan eksplorasi ruang angkasa di masa depan dan memungkinkan misi baru yang menakjubkan,” kata Michael LaPointe, eksekutif program NIAC, dalam pernyataannya.
Sukses di Tahap I dapat melihat beberapa konsep ini pindah ke Tahap II, di mana para peneliti diberikan lebih banyak dana dan dua tahun lagi untuk mengembangkan skema ambisius mereka lebih lanjut. Hanya beberapa orang terpilih yang berhasil mencapai basis ketiga: Fase III.
Hibah NIAC biasanya mencakup spektrum yang luas dari kepentingan berbasis ruang, dan pilihan untuk tahun ini tidak berbeda. NASA menemukan keseimbangan antara ilmu bumi dan antariksa, eksplorasi ruang angkasa, dan, yang sangat penting bagi badan antariksa, melanjutkan agenda Artemis, di mana NASA mencari pengembalian yang berkelanjutan dan berkepanjangan ke Bulan.
Terbang AirTitan
Di antara konsep yang lebih menarik adalah proyek AirTitan yang dibayangkan oleh ilmuwan planet Quinn Morley dari Planet Enterprises. Berbagai konsep untuk menjelajahi bulan Saturnus Titan telah diusulkan sebelumnya, dan NASA sedang mempersiapkan misi Dragonfly, tetapi ide Morley jelas berada di level selanjutnya. Kendaraan otonom AirTitan akan sama nyamannya terbang di atmosfer tebal Titan seperti saat berlayar di danau metananya.
Konsep artis tentang danau di kutub utara Titan, bulan Saturnus. Gambar: NASA/JPL-Caltech
Morley membayangkan penerbangan harian untuk AirTitan, karena transisi mulus dari perahu (eh, methanecraft?) ke pesawat terbang. Selain mengambil sampel atmosfer kompleks Titan, wahana itu akan mengumpulkan dan menganalisis sampel cairan. Memang, Titan memiliki minat astrobiologis yang signifikan, karena Titan dapat menampung bahan kimia organik prebiotik. Konon, danau berminyak yang tebal bisa menimbulkan masalah, tapi sayap tiup bisa “menawarkan ketahanan dan mengurangi masalah penumpukan lumpur,” menurut Morley.
Megakonstelasi satelit untuk astronomi
NASA juga tertarik dengan konsep Great Observatory for Long Wavelengths (GO-LoW) yang diusulkan oleh Mary Knapp dari Massachusetts Institute of Technology. Observatorium berbasis ruang angkasa ini akan terdiri dari ribuan satelit identik yang bekerja di titik Lagrange Bumi-Matahari kelima (L5). Dengan memburu emisi radio pada frekuensi antara 100 kHz dan 15 MHz, susunan satelit dapat mempelajari medan magnet planet ekstrasurya yang jauh dan mendeteksi planet ekstrasurya berbatu yang serupa dengan milik kita.
Penggambaran Great Observatory for Long Wavelengths (GO-LoW) dengan sensor vektor frekuensi rendah. Grafik: Mary Knapp
“Pendekatan gagal cepat, gagal murah adalah penyimpangan drastis dari praktik tradisional,” tulis Knapp, menambahkan bahwa “SpaceX dan pendatang baru lainnya ke pasar kendaraan peluncuran telah mendorong pasar ke biaya yang semakin rendah, melalui inovasi manufaktur dan ekonomi skala di belakang mega-rasi bintang.
Propulsi pelet-balok
NASA menginginkan Artur Davoyan dari University of California, Los Angeles, untuk mengembangkan lebih lanjut konsep sistem propulsi pelet-baloknya, yang dibayangkan oleh insinyur mekanik dan kedirgantaraan sebagai sarana untuk mengangkut pesawat ruang angkasa berat ke target melintasi tata surya dan bahkan ke ruang antarbintang. Sistem propulsi yang diusulkan akan menggunakan sinar pelet — sinar partikel hypervelocity mikroskopis yang didorong oleh laser — untuk mendorong pesawat ruang angkasa ke lokasi yang diinginkan. Tidak seperti konsep lain, balok pelet memungkinkan pengangkutan pesawat ruang angkasa yang berat, yang menurut Davoyan “secara substansial meningkatkan cakupan misi yang memungkinkan.”
Penggambaran Pellet-Beam Propulsion untuk Terobosan Eksplorasi Luar Angkasa
Grafik: Artur Davoyan
Propulsi balok-pellet dapat membawa muatan ke planet luar dalam waktu kurang dari satu tahun dan jarak lebih jauh dari 100 kali jarak Bumi-Matahari (au) dalam waktu sekitar tiga tahun, klaimnya. Untuk studi saat ini, Davoyan akan mempertimbangkan kemanjuran penggunaan balok pelet untuk mengangkut muatan 1 ton ke 500 au dalam waktu kurang dari 20 tahun. Sebagai referensi, Pluto “hanya” berjarak 35,6 au dari Bumi, sementara Voyager 2 milik NASA, yang diluncurkan 45 tahun lalu, sekarang kira-kira berjarak 133 au dari Bumi.
Pipa oksigen di kutub selatan bulan
Prioritas utama untuk program Artemis NASA adalah untuk mempertahankan keberadaan yang berkelanjutan di Bulan, sebuah tantangan yang dapat diatasi oleh badan antariksa dengan menggunakan sumber daya di tempat, seperti mengekstraksi oksigen dari regolith bulan (tanah) dan es air. Peter Curreri dari Lunar Resources di Houston setuju, tapi dia bukan penggemar rencana NASA saat ini, seperti yang dia jelaskan:
Upaya yang didanai saat ini untuk in-situ [on-site] ekstraksi oksigen terdiri dari pembotolan oksigen dalam tangki gas terkompresi atau untuk mencairkan dan menyimpannya di dewars. Pendekatan mana pun membutuhkan truk tangki atau dewar ke berbagai fasilitas untuk digunakan. Proses pemindahan oksigen ini pada penjelajah lebih intensif energi daripada proses ekstraksi dan dianggap sebagai aspek PALING mahal dalam mendapatkan oksigen in-situ untuk digunakan di Bulan mengingat jarak yang jauh dari area ekstraksi sumber daya dari habitat manusia. atau pabrik liquifikasi.
Sebaliknya, Curreri mengusulkan saluran pipa bulan, yang akan dibangun di kutub selatan bulan, karena di situlah sebagian besar air es Bulan berada. Konsep tersebut menarik perhatian NASA, menghasilkan hibah penelitian Tahap I.
Penggambaran Pipa Oksigen Kutub Selatan Bulan. Gambar: Peter Curreri
Pipa tersebut akan memberi pemukim akses konstan ke oksigen yang berharga, sekaligus menghubungkan pemukiman yang tersebar. “Pipa bulan tidak pernah dikejar dan akan merevolusi operasi permukaan bulan untuk program Artemis dan mengurangi biaya dan risiko,” kata Curreri.
Tumbuh batu bata di Mars
NASA juga mengincar Mars, jadi Congrui Grace Jin, seorang insinyur dari Universitas Nebraska-Lincoln, ingin menyempurnakan idenya untuk menanam batu bata di Mars, bukan mengimpornya dari Bumi. Memang, pemukim perlu membangun struktur di Mars, tetapi itu membutuhkan peluncuran material pada misi terpisah, menambah biaya. Lebih praktisnya, penelitian Jin “mengusulkan bahwa, daripada mengirimkan elemen perlengkapan prefabrikasi ke Mars, perlengkapan habitat dapat direalisasikan dengan konstruksi in-situ menggunakan cyanobacteria dan jamur sebagai bahan bangunan.”
Mikroba ini akan dibujuk untuk menghasilkan biomineral dan polimer untuk merekatkan regolith Mars ke dalam blok bangunan. “Blok bangunan yang tumbuh sendiri ini nantinya dapat dirangkai menjadi berbagai struktur, seperti lantai, dinding, partisi, dan furnitur,” tulis Jin.
Ini hanya beberapa dari 14 konsep yang dipilih NASA untuk hibah NIAC tahun ini. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang proposal penelitian lainnya di sini. Dan untuk memperjelas, konsep-konsep ini belum disetujui sebagai proyek nyata—mereka semua masih harus lulus tes mengendus NASA. Beberapa dan mungkin semua ide ini mungkin mati pada pokoknya, tetapi spekulasi semacam ini selalu bermanfaat dan pratinjau sekilas tentang apa yang pada akhirnya mungkin terjadi.