Bagaimana Roket Mendarat Kembali Di Bumi? Teknologi Luar Biasa Terlibat

Lautan adalah kuburan roket. Puing-puing dari ribuan roket, satelit, dan pesawat ulang-alik yang terbakar mengotori dasar laut. Menggunakan kembali roket berarti lebih sedikit limbah, lebih sedikit biaya, dan kemampuan untuk kembali dari tujuan jauh lebih mudah.

Melihat pesawat ruang angkasa mendarat dan lepas landas dengan mudah adalah sesuatu yang telah kita lihat ribuan kali di film. Sekarang kita juga melihatnya di kehidupan nyata. SpaceX kini telah berhasil meluncurkan dan mendaratkan lebih dari 50 roket sejak mereka mulai mencoba pada tahun 2015.

Jadi, bagaimana roket bisa mendarat kembali di Bumi? Artikel ini akan membahas teknologi luar biasa di balik roket yang dapat digunakan kembali.

Tantangan Mendarat Roket

Ada beberapa tantangan dengan roket pendaratan, bahkan ketika roket itu hanya dapat digunakan kembali sebagian.

• Bahan bakar: Untuk melarikan diri dari atmosfer Bumi, sebuah roket diperlukan untuk mencapai kecepatan luar biasa 17.500 mil per jam, atau dikenal sebagai kecepatan lepas. Ini membutuhkan sejumlah besar bahan bakar. Bahan bakarnya biasanya oksigen cair yang sangat mahal. Untuk mendaratkan roket dengan sukses, bahan bakar diperlukan sebagai cadangan.
  instagram viewer
• Perlindungan termal: Agar dapat digunakan kembali, seluruh roket harus dilengkapi dengan perlindungan termal, sesuatu yang biasanya hanya tersisa untuk bagian yang akan jatuh kembali ke Bumi. Ini mencegah bagian roket dari kerusakan atau kehancuran saat masuk kembali ke atmosfer bumi. Ini juga berlaku untuk roket diarahkan ke Mars.
• Roda pendaratan: Roket juga membutuhkan roda pendarat. Ini harus dibuat seringan mungkin sambil tetap mempertahankan kekuatan yang dibutuhkan untuk mendukung roket masif (Falcon 9, salah satu roket SpaceX, berbobot 550 ton).
• Berat: Semakin berat pesawat ruang angkasa, semakin banyak bahan bakar yang dibutuhkan, dan semakin sulit untuk masuk kembali. Tangki bahan bakar yang kosong menambah hambatan dan berat pada roket, itulah sebabnya tangki bahan bakar biasanya dijatuhkan dan dibiarkan terbakar di atmosfer. Selanjutnya, perlindungan termal dan roda pendarat akan menambah bobot yang signifikan.

Seperti yang telah kami sebutkan, SpaceX telah mengelola prestasi luar biasa ini berkali-kali sekarang. Jadi apa teknologi luar biasa di balik roket yang dapat digunakan kembali?

Pencetakan 3D

Pencetakan 3D adalah merevolusi industri di seluruh dunia, tidak terkecuali teknologi di balik roket. Faktanya, beberapa roket sekarang hampir seluruhnya dicetak 3D.

Salah satu keuntungan dari pencetakan 3D adalah bahwa para insinyur dapat menghasilkan lebih sedikit bagian secara keseluruhan. Bagian yang dicetak bisa jauh lebih kompleks dan tidak memerlukan alat manufaktur yang mahal dan unik untuk setiap bagian. Ini menurunkan biaya pembuatan roket dan meningkatkan efisiensi proses manufaktur.

Tangki bahan bakar pencetakan 3D berarti Anda tidak memerlukan jahitan pada logam—titik lemah khas yang dapat menyebabkan masalah pada roket. Keuntungan utama lain dari pencetakan 3D adalah kemampuan untuk menghasilkan bagian optik dari bahan ringan, mengurangi berat keseluruhan roket.

Retropropulsi dan Bimbingan

Agar roket dapat mendarat, gaya dorong mundur harus lebih besar dari berat roket. Itu juga perlu di-vektor, yang berarti daya dorongnya terarah dan dapat digunakan untuk menstabilkan penurunan roket.

Untuk retropropulsi untuk menstabilkan roket, diperlukan informasi yang sangat akurat tentang posisi, ketinggian, dan sudut roket. Ini membutuhkan sistem berteknologi tinggi yang memberikan pengukuran akurat dan real-time dengan umpan balik langsung ke pendorong. Ini disebut sistem kontrol reaksi (RCS).

Sistem Kontrol Reaksi

RCS memberikan sejumlah kecil daya dorong ke beberapa arah untuk mengontrol ketinggian dan rotasi roket. Pertimbangkan fakta bahwa rotasi dapat mencakup roll, pitch, dan yaw, dan bahwa RCS harus mencegah semua ini secara bersamaan sambil juga mengendalikan penurunan roket.

RCS menggunakan beberapa pendorong yang diposisikan dalam konfigurasi optimal di sekitar roket. Tantangan utama dengan pendorong adalah memastikan bahwa bahan bakar dihemat.

Salah satu contohnya adalah sistem roket Merlin SpaceX. Ini adalah rangkaian 10 mesin terpisah yang dikendalikan oleh sistem kontrol rangkap tiga. Masing-masing dari 10 mesin memiliki unit pemrosesan, dan setiap unit pemrosesan menggunakan tiga komputer yang terus memantau satu sama lain untuk mengurangi kemungkinan kesalahan secara drastis.

Mesin Merlin menggunakan RP-1 (minyak tanah yang sangat halus) dan oksigen cair sebagai propelan. Versi terbaru mesin dapat mencekik (mengontrol berapa banyak daya yang digunakannya) hingga 39% dari daya dorong maksimumnya, yang penting untuk kontrol tingkat tinggi saat mendaratkan roket.

Sirip kisi

Sirip kisi digunakan untuk memandu roket yang dapat digunakan kembali seperti Falcon 9 ke posisi pendaratannya. Diciptakan pada tahun 50-an, sirip kisi telah digunakan di beberapa rudal.

Sirip kisi memiliki tampilan penghancur kentang yang menonjol pada sudut tegak lurus dari roket. Mereka digunakan karena memungkinkan kontrol tingkat tinggi atas penerbangan roket pada kecepatan hipersonik dan supersonik. Sebaliknya, sayap tradisional menyebabkan gelombang kejut dan meningkatkan hambatan pada kecepatan yang jauh lebih tinggi ini.

Karena sirip kisi memungkinkan aliran udara melalui sirip itu sendiri, ia memiliki hambatan yang jauh lebih sedikit, sementara roket dapat diputar atau distabilkan dengan memutar atau melempar sirip seperti sayap, tetapi lebih efisien.

Alasan lain denda grid digunakan adalah bahwa, dengan roket yang dapat digunakan kembali, mereka secara teknis terbang mundur ketika mereka mendarat. Ini berarti ujung depan dan belakang roket harus sangat mirip sehingga dapat dikendalikan di kedua arah.

Roda Pendarat

Jelas, roket yang dapat digunakan kembali akan membutuhkan semacam roda pendarat. Ini harus cukup ringan untuk tidak secara drastis meningkatkan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk penerbangan dan masuk kembali tetapi juga cukup kuat untuk menahan berat roket.

Saat ini, roket SpaceX menggunakan 4 kaki pendaratan yang dilipat ke badan roket selama penerbangan. Ini kemudian dilipat menggunakan gravitasi sebelum mendarat.

Namun, Elon Musk menyatakan pada Januari 2021 bahwa untuk roket terbesar SpaceX yang pernah ada, booster Super Heavy, mereka akan bertujuan untuk "menangkap" roket menggunakan lengan menara peluncuran. Ini akan mengurangi bobot roket karena tidak lagi membutuhkan kaki pendaratan.

Mendarat di menara peluncuran juga berarti bahwa roket tidak perlu diangkut untuk digunakan kembali. Sebaliknya, itu hanya perlu dipasang kembali dan diisi bahan bakar di tempat itu.

Itu Bukan Segalanya

Roket telah lepas landas dan terbang ke luar angkasa selama beberapa dekade, tetapi mengembalikannya dengan selamat ke Bumi untuk digunakan kembali membutuhkan banyak terobosan teknologi.

Kami tidak dapat membahas semua teknologi luar biasa yang digunakan dalam roket yang dapat mendarat kembali di Bumi, tetapi kami harap Anda mempelajari sesuatu yang baru di artikel ini! Teknologi luar angkasa berkembang pesat, dan menarik untuk mempertimbangkan apa yang mungkin terjadi dalam beberapa tahun mendatang.

Cara Menonton SpaceX Diluncurkan Langsung

Ingin mengejar penerbangan SpaceX berikutnya ke luar angkasa? Di sinilah Anda dapat menonton peluncuran berikutnya.

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis