AS2105 Astronomi Lingkungan (Space Environment)
Perjalanan Antariksa
Dhani Herdiwijaya
[email protected]
Ruang Angkasa, tantangan sekarang dan masa depan
Dream’s Come True To improve life here, To extend life to there, To find life beyond
Mimpi menaklukkan ruang angkasa sama dengan sejarah manusia sebagai unfinished journey
Long Road to Space?
Sekarang
Penerbangan suborbital dalam 15 tahun dan orbital dalam 25 tahun ke depan Kita belum siap untuk perjalanan antariksa komersial
Definisi Perjalanan antariksa adalah perjalanan manusia di luar atmosfer bumi, baik membayar secara mandiri (space tourism) ataupun biaya negara „
Dennis Tito sebagai antariksawan mandiri pertama kali (space tourist) pada bulan 28 April 2001 selama 7 hari 22 jam 4 menit dan mengelilingi Bumi 128 kali
Industri Perjalanan Antariksa Industri perjalanan antariksa tidak hanya terkait pesawat antariksa, tetapi juga simulasi atau pelatihan antariksawan, baik untuk pendidikan, riset atau hiburan.
Pelatihan di Yuri Gagarin Cosmonaut Training Center, Rusia. Biaya $7000
Zero Gravity Entertainment
Teknologi Antariksa? Korporasi swasta sudah ada dan siap membangun pesawat antariksa. Kemajuan teknologi material komposit dan komputer sebagai modal dasar meyakinkan investor. Industri swasta sudah dapat membangun sistem peluncuran satelit, bahkan sudah mengembangkan peluncuran pesawat antariksa berawak sampai ketinggian sub-orbital dan orbital untuk keperluan komersial
Tantangan • Tingkat kegagalan: 1 banding 100 • Kerjasama teknologi tinggi − Pemerintah, regulator, industri strategis, bahan bakar roket, turism, asuransi, engineering, penerbangan, kebutuhan pasar, investasi, dll.
• Kelayakan dan kebutuhan pasar bagi antariksawan mandiri − Meyakinkan investor
Orbit LEO
Ketinggian Ketinggian suborbital = 100 km Batas Karman
antariksa
Trayektori Perjalanan Antariksa
Cara Peluncuran Roket
Air Launch Sea Launch
Ground Launch
Reusable Launch Vehicles (RLV)
Launch Sites
Suborbital Rockets
Prospek Space Tourism Market Study dengan sampel masyarakat Amerika, Jepang dan Eropa • 1 dari 3 orang Amerika ingin “space tourism) • 7.5% mau membayar $100.000/orang • Jutaan orang Eropa dan Jepang berniat serius jika biaya $10.000/orang
U.S. Space Transportation Outlook January 28, 2008
• Perjalanan Antariksa/Space Tourism bernilai lebih dari $1 milyar/tahun sampai tahun 2021. • Penerbangan sub-orbital (~100 km) mempunyai porsi terbesar dengan potensi 15,000 penumpang dan $700 juta/tahun • Penerbangan sub-orbital secara komersial sebelum tahun 2015 • Penerbangan Orbital (> 150 km) berpotensi 60 penumpang dan pendapatan $300 juta/tahun.
Kompetisi Berhadiah •
Ansari X-Prize $10 juta untuk penerbangan di
ketinggian sub-orbital. Dimenangkan oleh SpaceShipOne (perusahaan Scaled Composite) • Google Lunar X-Prize : $30 juta • America’s Space Prize : $50 juta untuk penerbangan berawak di (ketinggian) orbital • NASA Centennial Challenges
$10 million Ansari X-Prize!
Syarat: Pesawat berawak (satu pilot dan 2 penumpang) di ketinggian sub-orbital dan diulangi dalam 2 minggu. SpaceShipOne terbang di suborbital (112 km) dalam interval 5 hari.
Estimasi Biaya Kondisi Sekarang Penerbangan Antariksa
$20 juta/orang
Kondisi Sekarang Hanya ada 4 korporasi yang sanggup melakukan penerbangan antariksa berawak yaitu AS, Russia, China, dan perusahaan swasta Virgin Galactic. Virgin Galactic’s SpaceShipOne and the White Knight Carrior
Kalangan sipil sebagai turis hanya diakomodasi oleh Russia dan Virgin Galactic. Rusia mendorong industri antariksa dan turis antariksa meluncur ke International Space Station (ISS) dengan biaya $20 juta/orang.
Virgin Galactic z
z z z z
z
Richard Branson mendirikan Spacecraft Building Company untuk membangun SpaceShipTwo Penerbangan awal tahun 2009. Harga tiket $200,000 per orang Tahun ke-5 tiket turun menjadi $50,000 Sudah 7,000 orang memesan tiket dan memberikan deposit. Rencana sampai tahun 2021: Jumlah penumpang 15,000 orang dan pendapatan $700 juta/tahun
Dalam Waktu Dekat? Virgin Galactic akan menginvestasikan $225 juta untuk “spaceport” di New Mexico. Selesai tahun 2010. Spaceport ~ Airport Pendapatan $300,000 juta dalam operasional 5 tahun pertama. Selanjutnya hotel antariksa akan dibangun di International Space Station (ISS)
Legalitas Dalam undang-undang AS, setiap perusahaan yang hendak meluncurkan pesawat antariksa komersial berawak dari daratan Amerika ke ketinggian sub-orbital harus mempunyai lisensi Federal Aviation Administration's Office of Commercial Space Transportation (FAA/AST). Lisensi berguna untuk keselamatan publik dan keselamatan aset/properti
Space Hotel
Biaya murah ke antariksa mendorong pembangunan fasilitas lainnya yang lebih lengkap
Keselamatan Perjalanan Antariksa dengan
Baju Antariksa
Perlu Baju Antariksa? • Tidak ada Oksigen. Dalam waktu 15 detik tubuh akan bereaksi • Darah dan cairan tubuh akan mendidih, kemudian membeku, karena tidak ada tekanan udara • Organ internal (jantung, paru-paru, dll) akan mengembang cepat, karena cairan tubuh yang mendidih
Perlu Baju Antariksa? • Perubahan suhu ekstrim, yaitu 120°C di siang hari dan 100°C di malam hari • Bahaya radiasi antariksa (gelombang elektromagnetik dan partikel energi tinggi)
Perlu Baju Antariksa? •Di dalam pesawat tekanan atmosfer dapat dikontrol, sehingga tidak perlu baju antariksa •Walaupun demikian untuk bekerja dan hidup di antariksa/bulan/Mars, manusia harus membawa lingkungan ideal di Bumi bersamanya astronaut di ISS
Baju Antariksa harus: • Persediaan Oksigen • Perlindungan micrometeoroids • Perlindungan temperatur ekstrim • Perlindungan radiasi antariksa • Menghilangkan panas dan lembab dari keringat • Tidak mengurangi gerak antariksawan • Alat komunikasi, alarm
Evolusi baju antariksa dari yang berat menuju ringkas dan langsing (1969 to 2020?)
Baju Antariksa tahun 1969 • Baju antariksa misi Mercury dibuat sebagai cadangan jika pesawat kehilangan tekanan (kondisi sangat jarang terjadi) • Dilengkapai helm, sepatu dan sarung tangan • Pendinginan dari pesawat dan oksigen diambil dari pesawat melalui selang udara The Mercury space suit (1961-1963)
Baju Antariksa era 1975 • Baju antariksa misi Apollo didesain ulang dan dilengkapi extra vehicular activities (EVA) • Sepatu, sarung tangan, alat komunikasi dan helm bola • Saat “lift-off”, oksigen dan air diambil dari pesawat
Baju Antariksa EVA Lapisan baju antariksa EVA: • 3 lapis nylon untuk menahan tekanan • 5 lapisan Mylar (bahan aluminum) dirajut bersama Dacron dan 2 lapisan Kapton untuk menahan temperatur ekstrim • 2 lapisan Teflon untuk anti sobek The Spacesuit worn by Neil Armstrong on Apollo 11 mission (1969)
Era “space shuttle” • Awalnya antariksawan memakai baju antariksa bertekanan, untuk melindungi jika pesawat kehilangan tekanan Space suits on early shuttle missions
Crew of Challenger just prior to launch
• Ketika pesawat ulang-aling mempunyai frekuensi penerbangan rutin, pemakaian baju antariksa bertekanan ditinggalkan
Baju Antariksa “space shuttle” • Sesudah kecelakaan Challenger tahun 1986, NASA mewajibkan kembali memakai baju antariksa bertekanan, dan dirancang untuk kondisi darurat • Baju dilengkapi parasut dan alat keselamatan di air
Baju untuk keluar Pesawat • Extravehicular Mobility Unit (EMU) digunakan untuk keluar pesawat ulang-alik dan stasiun antariksa • Terdiri 13 lapisan, termasuk sistem pendingin, anti mikrometeorid, anti panas, komunikasi, dll. • Bahan terdiri dari nylon tricot, Spandex, urethane-coated nylon, Dacron, neoprene-coated nylon, Mylar, Gortex, Kevlar, dan Nomex The Extravehicular Mobility Unit
EMU EMU tediri dari: • Sarung tangan, helmet • Sistem pendingin • Sistem komunikasi • Kaca helm anti silau • Sistem minum • Sistem Urine • Sistem batere • Sirkulasi oksigen dan carbon dioxide • …
Berat baju antariksa 141 kg, jika berat antariksawan 80 kg, maka totalnya 221 kg!
MMU • Agar antariksawan mudah bergerak dengan presisi, maka dilengkapi dengan manned maneuvering unit (MMU) yang dipasang pada EMU • MMU berbahan bakar nitrogen
Astronaut Bruce McCandless made the first untethered spacewalk in February 1984 (photo by NASA)
Konstruksi di antariksa • Lebih dari 150 kali keluar pesawat diperlukan untuk membangun International Space Station • Lengan robot untuk memegang antariksawan. Bagaimana jika lepas?
Spacewalk using the robotic arm (NASA)
Antariksawan yang lepas • NASA menggunakan Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER) untuk menolong antariksawan yang lepas kendali • SAFER merupakan roket berbahan bakar nitrogen • Disiapkan untuk kondisi darurat. SAFER belum pernah dipakai SAFER is worn like a backpack
Baju Antariksa Masa Depan • Perjalanan ke planet Mars jauh lebih berat daripada ke ISS • Mars tidak punya magnetosfer dan atmosfer yang cukup tebal yang melindungi antariksawan dari bahaya radiasi dan mikro meteorid • Mars mempunyai badai pasir yang hebat dan temperatur ekstrim • Baju antariksa harus aman dan ringan untuk bekerja lebih fleksibel
Baju Antariksa Masa Depan • Peneliti di MIT mengembangkan sistem Bio-Suit untuk perjalanan ke Mars
Artist’s image of the Bio-Suit
Baju Antariksa Masa Depan • Sistem Bio-Suit selain ringan, mempunyai sensor kimia, sensor temperatur, komputer mikro, dll.
Artwork by Cam Brensiger
Baju Antariksa Masa Depan • NASA mengembangkan “hard suits” yang lebih fleksibel, ringan dan mudah bongkar pasang
The Mark III Hard Suit
The AX-5 Hard Suit
Antariksa akan ditaklukkan?
Dream’s Come True To improve life here, To extend life to there, To find life beyond
