.webp)
Bayangkan bepergian ke luar angkasa tanpa harus menyalakan roket raksasa. Alih-alih melesat dengan mesin pembakaran, kendaraan antariksa cukup memanjat kabel sepanjang puluhan ribu kilometer yang menghubungkan Bumi dengan ruang angkasa.
Konsep tersebut dikenal sebagai space elevator atau lift luar angkasa. Selama lebih dari satu abad, gagasan ini terdengar seperti fiksi ilmiah. Namun kini, para peneliti meyakini perkembangan teknologi material mulai membuka peluang untuk mewujudkannya.
Salah satu organisasi yang mendorong pengembangan konsep tersebut adalah International Space Elevator Consortium (ISEC). Organisasi ini bahkan tengah mengembangkan konsep lift luar angkasa yang dapat menjadi infrastruktur permanen untuk mengangkut manusia dan kargo dari Bumi menuju orbit.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Konsep lift luar angkasa sebenarnya cukup sederhana. Sebuah kabel superkuat akan dipasang dari suatu titik di khatulistiwa Bumi , kemudian membentang melewati orbit geostasioner (GEO) hingga jauh ke luar angkasa.
Di ujung kabel terdapat struktur yang berfungsi sebagai pemberat. Kombinasi rotasi Bumi dan gaya sentrifugal akan membuat kabel tetap tegang. Kendaraan yang disebut climber atau pendaki kemudian bergerak naik-turun sepanjang kabel menggunakan tenaga listrik.
Dengan konsep ini, barang dan manusia tidak perlu terus-menerus dibawa menggunakan roket untuk mencapai orbit. Pete Swan, presiden ISEC, menggambarkan konsep tersebut seperti membangun jembatan permanen menuju luar angkasa, sehingga perjalanan tidak lagi bergantung sepenuhnya pada peluncuran roket.
"Kami benar-benar mendorong pembangunan infrastruktur permanen, seperti jembatan yang menggantikan feri untuk menyeberangi sungai," kata Swan seperti dikutip dari The New York Post.
Kendaraan bisa bergerak secara rutin menggunakan energi listrik, tanpa harus membakar propelan dalam jumlah besar pada setiap perjalanan seperti jika menggunakan roket.
Meski terdengar sederhana, membuat lift luar angkasa bukan perkara mudah. Masalah terbesar justru berada pada material kabel. Kabel harus sangat kuat menahan beratnya sendiri sekaligus beban kendaraan yang bergerak di atasnya.
Di saat yang sama, material tersebut harus cukup ringan agar keseluruhan struktur tidak runtuh akibat gravitasinya sendiri. Material ideal harus memiliki kekuatan tarik yang jauh melampaui baja, tetapi dengan bobot yang jauh lebih ringan.
Selama bertahun-tahun, para peneliti menganggap graphene sebagai salah satu kandidat paling menjanjikan. Graphene merupakan material yang tersusun dari atom karbon dalam struktur dua dimensi yang sangat tipis. Secara teori, material ini memiliki kekuatan dan karakteristik mekanis yang menarik untuk aplikasi lift luar angkasa. Kini perhatian beralih pada graphene polikristalin.
Berbeda dari graphene kristal tunggal, graphene polikristalin tersusun dari banyak butiran kristal yang saling terhubung. Struktur tersebut berpotensi lebih mudah diproduksi dalam ukuran besar.
Inilah yang dianggap penting karena lift luar angkasa membutuhkan material dalam skala yang benar-benar luar biasa. Bayangkan, kabelnya bisa mencapai 100.000 kilometer. Kabel tersebut akan membentang dari sebuah pelabuhan di permukaan Bumi di wilayah khatulistiwa, melewati orbit geostasioner, lalu terus memanjang hingga bagian luar sistem lift.
Menurut konsep ISEC, struktur kabel dapat terdiri atas ribuan lembaran material graphene yang ditumpuk menjadi satu sistem. Meski dimensinya sangat besar, kabel tersebut secara visual justru diperkirakan sangat sulit dilihat dari permukaan Bumi.
Materialnya dapat memantulkan cahaya Matahari sehingga pada kondisi tertentu orang di Bumi mungkin hanya melihat kilatan cahaya tipis dari struktur tersebut. Teknologi graphene pun mulai diproduksi dalam skala lebih besar
Salah satu alasan pendukung konsep ini mulai optimistis adalah kemajuan produksi graphene. Dalam laporan yang dikutip, para insinyur di Korea Selatan disebut telah berhasil membuat graphene polikristalin dengan panjang sekitar 1.000 meter dan lebar setengah meter.
Material tersebut juga dilaporkan dapat diproduksi dengan kecepatan sekitar dua meter per menit. Memang, ukuran tersebut masih sangat jauh dibandingkan kebutuhan sebuah lift luar angkasa.
Namun bagi para pendukungnya, kemampuan memproduksi material dalam skala kilometer merupakan langkah penting menuju produksi yang lebih besar. Masalahnya bukan hanya apakah material tersebut kuat di laboratorium. Para insinyur harus membuktikan apakah material itu dapat diproduksi secara massal, disambungkan, diluncurkan, dirakit, dan bertahan dalam lingkungan ruang angkasa.
Cara Lift Luar Angkasa Bekerja
Setelah kabel terpasang, kendaraan pendaki akan bergerak naik menggunakan energi listrik. Pada tahap awal, kendaraan harus melawan gravitasi Bumi. Perjalanan menuju orbit geostasioner diperkirakan membutuhkan waktu sekitar dua minggu dalam konsep ISEC.
Orbit geostasioner berada sekitar 35.786 kilometer di atas ekuator Bumi. Di titik tersebut, sistem mendapatkan keuntungan besar dari rotasi Bumi. Bagian kabel yang berada di luar orbit geostasioner akan terus terdorong oleh efek rotasi sehingga menghasilkan tegangan pada keseluruhan struktur.
Setelah melewati GEO, mekanismenya menjadi semakin menarik. Kendaraan tidak lagi sepenuhnya bergantung pada sistem penggerak untuk mempertahankan kecepatannya. Energi dari rotasi Bumi dapat dimanfaatkan untuk memberikan momentum kepada muatan.
Dalam konsep yang diajukan ISEC, muatan yang mencapai bagian luar kabel dapat memperoleh kecepatan yang cukup besar untuk dilepaskan menuju ruang angkasa. Jika teknologi tersebut benar-benar berfungsi, efeknya bukan hanya mengurangi kebutuhan peluncuran dari Bumi.
Lift luar angkasa juga berpotensi mengubah logistik perjalanan ke Bulan. Menurut perhitungan ISEC, muatan yang dilepaskan dari bagian luar kabel dapat mencapai Bulan dalam waktu sekitar 14 jam.
Sebagai perbandingan, perjalanan dari Bumi ke Bulan dengan teknologi penerbangan antariksa saat ini membutuhkan waktu beberapa hari. Mars juga berpotensi mendapatkan keuntungan. ISEC memperkirakan perjalanan menuju Planet Merah dapat dipangkas menjadi sekitar 61-120 hari, tergantung posisi Bumi dan Mars.
Konsep tersebut bahkan memungkinkan keberangkatan menuju Mars dilakukan jauh lebih sering daripada sistem misi konvensional yang sangat bergantung pada jendela peluncuran.
"Saya yakin sepuluh tahun pertama lift luar angkasa akan menjadi misi logistik, hanya memindahkan barang ke atas," ujar Swan dengan yakin.
"Setelah kita melewati tahap itu dan bulan mulai dihuni dan Mars membutuhkan lebih banyak lagi, kita akan mulai memiliki lift dua arah, membawa barang ke bawah. Setelah 15 atau 20 tahun, kita bisa mengangkut orang," tutupnya.
