Apakah wanita ini baru saja menemukan roket yang akan membawa kita ke Mars? | Berita Sains dan Teknologi

Dr Fatima Brahimi telah menciptakan konsep baru untuk rudal fusi yang dapat mendorong manusia ke Mars dan sekitarnya.

Seorang fisikawan di Laboratorium Fisika Plasma Princeton Departemen Energi AS (PPPL) telah merancang roket yang akan menggunakan medan magnet untuk meluncurkan partikel plasma – gas bermuatan listrik – ke ruang hampa udara.

Menurut hukum gerak kedua dan ketiga Newton, mempertahankan momentum berarti mendorong rudal ke depan – dan dengan kecepatan sepuluh kali lebih cepat daripada perangkat serupa.

Sementara motor penggerak plasma yang terbukti di luar angkasa saat ini menggunakan medan listrik untuk mendorong partikel, desain rudal baru akan mempercepatnya menggunakan rekoneksi magnetik.

Proses ini ditemukan di seluruh alam semesta tetapi paling terlihat oleh umat manusia di permukaan matahari. Ketika garis-garis medan magnet bertemu di sana, sebelum memutuskan hubungan dan kemudian menghubungkan kembali, ini menghasilkan energi yang sangat besar.

Energi serupa dihasilkan di dalam mesin berbentuk cincin yang dikenal sebagai tokamaks, perangkat kurungan magnetis yang juga merupakan kandidat utama untuk reaktor fusi nuklir praktis.

“Saya telah memasak konsep ini untuk beberapa waktu,” kata fisikawan peneliti utama di PPPL, Dr. Fatima Ibrahimi, yang telah menerbitkan makalahnya yang merinci penemuan ini di jurnal Plasma Physics.

“Ide itu muncul pada saya pada tahun 2017 ketika saya sedang duduk di geladak dan memikirkan tentang kesamaan antara knalpot mobil dan partikel knalpot berkecepatan tinggi yang dihasilkan oleh eksperimen National Globe Ring (NSTX) dari PPPL,” katanya.

NSTX adalah unggulan dari fasilitas fusi utama laboratorium saat ini, yang sedang diselidiki dengan pendanaan dari Departemen Energi AS.

Dr. Ibrahimi menambahkan, “Saat beroperasi, tokamak ini menghasilkan gelembung magnetis yang disebut plasmid yang bergerak dengan kecepatan sekitar 20 kilometer per detik, yang menurut saya sangat seperti dorongan.”

Fusi nuklir adalah gaya yang menggerakkan matahari dan bintang. Ia menggabungkan unsur-unsur cahaya dalam bentuk plasma – keadaan materi panas dan bermuatan yang terdiri dari elektron bebas dan inti atom yang mewakili 99% dari alam semesta tampak – untuk menghasilkan energi dalam jumlah besar.

Jika sebuah reaktor dapat direkonstruksi beroperasi dengan prinsip yang sama di lapangan, hal itu akan memberikan “pasokan energi yang hampir tidak pernah habis untuk pembangkit listrik” menurut PPPl.

Konsep baru Dr. Brahimi memberikan kinerja yang jauh lebih baik daripada pendorong plasma saat ini dalam simulasi komputer – menghasilkan gas buang dengan kecepatan hingga ratusan kilometer per detik, sepuluh kali lebih cepat dari mesin penggerak lainnya.

Fisikawan tersebut mengatakan bahwa kecepatan yang lebih cepat pada awal penerbangan pesawat ruang angkasa ini dapat membuat exoplanet dapat dijangkau oleh astronot.

“Perjalanan jarak jauh membutuhkan waktu berbulan-bulan atau bertahun-tahun karena daya dorong spesifik mesin roket kimia sangat rendah, sehingga kendaraan membutuhkan waktu untuk mencapai kecepatan,” katanya.

“Tapi jika kita membangun pendorong berdasarkan koneksi kembali magnet, maka kita bisa menyelesaikan misi jarak jauh dalam waktu yang lebih singkat.”

Dia menegaskan bahwa konsep motivasinya berasal langsung dari penelitiannya tentang energi fusi. “Pekerjaan ini terinspirasi oleh pekerjaan fusi sebelumnya dan ini adalah pertama kalinya plasmoid diusulkan dan dihubungkan kembali ke penggerak ruang angkasa,” kata Dr. Ibrahimi. “Langkah selanjutnya adalah membangun prototipe!”