Ketika SpaceX menggulingkan Starship ke landasan peluncuran tahun ini untuk uji coba ketiganya, perusahaan tersebut akan mulai menguji kemampuan wahana antariksa untuk mentransfer bahan bakar roket super-dingin di luar angkasa.
NASA bergantung pada perusahaan roket miliarder Elon Musk untuk mengangkut astronot ke permukaan bulan untuk misi Artemis III dan IV di bawah kontrak senilai $4,2 miliar. Untuk melakukannya, SpaceX harus mempelajari cara mengisi bahan bakar Starship di orbit Bumi rendah, setelah wahana tersebut sudah meluncur dari planet ini. Konsep yang sulit ini dikenal sebagai “transfer propelan kriogenik” — sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya dalam mikrogravitasi.
Rencana NASA untuk mengembalikan astronot ke bulan untuk pertama kalinya dalam setengah abad melibatkan wahana angkasa Orion mereka sendiri, tetapi juga Starship milik SpaceX. Dalam semacam estafet antariksa, Orion akan membawa kru ke orbit bulan, dan Starship akan menyelesaikan tahap terakhir perjalanan dengan bertemu dengan astronot di luar angkasa dan mendaratkan mereka di permukaan. “Tongkat estafet” tersebut bisa diserahkan di stasiun luar angkasa yang belum dibangun, atau langsung dari satu wahana antariksa ke wahana antariksa lainnya.
Badan antariksa AS telah berjanji bahwa Artemis III akan membawa seorang wanita dan seorang orang berkulit berwarna ke bulan untuk pertama kalinya. Namun mengingat Starship telah mencoba penerbangan antariksa dua kali sejauh ini, dan setiap kali berakhir beberapa menit setelah lepas landas dengan ledakan, mungkin tidak mengherankan bahwa NASA baru saja mengumumkan bahwa misi pendaratan di bulan akan ditunda setidaknya satu tahun hingga tahun 2026.
SEE ALSO:
Astronot menguji “lift bulan” penting SpaceX
“Mereka membuat kemajuan yang luar biasa di Boca Chica dengan penerbangan uji mereka,” kata Amit Kshatriya, Wakil Administrator Asosiasi NASA Moon to Mars, merujuk pada landasan peluncuran milik SpaceX di South Texas. “Namun sangat sulit untuk beberapa transfer propelan dan tujuan lain yang mereka miliki agar urutan keberangkatan Bumi itu berhasil untuk kami.”
Mengapa NASA menginginkan depot propelan di luar angkasa?
NASA dan mitra komersial tertarik dengan stasiun bahan bakar antariksa karena dapat memungkinkan wahana antariksa untuk melakukan perjalanan lebih lama dan lebih jauh ke tata surya. Misi masa depan dapat menggunakan es di bulan untuk membuat propelan dengan memisahkan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Jika insinyur dapat mencari tahu cara menyimpan cairan super-dingin di luar angkasa, baik diluncurkan dari Bumi atau diproduksi di tempat lain, maka itu dapat membuat tinggal lama di bulan menjadi mungkin dan bahkan mendukung misi jauh ke Mars.
NASA telah menginvestasikan $370 juta dalam lebih dari selusin perusahaan AS untuk mengembangkan teknologi yang diperlukan untuk menyimpan dan mentransfer bahan bakar roket di luar angkasa. Pendanaan tersebut termasuk $53 juta untuk SpaceX untuk mendemonstrasikan transfer propelan, dari tangki bahan bakar ke kapal, di orbit. Badan antariksa AS telah memilih untuk menggunakan vendor swasta untuk pengangkut pendaratan di bulan untuk mengurangi risiko teknis dan biaya dari program Artemis, yang bertujuan untuk menggunakan bulan sebagai batu loncatan untuk misi eventual ke Mars. SpaceX adalah yang pertama terpilih, dan Blue Origin, perusahaan antariksa pesaing milik miliarder Jeff Bezos, dianugerahi kontrak untuk Artemis V, misi berawak yang dijadwalkan tidak lebih awal dari tahun 2029.
Dalam semacam estafet antariksa, Orion akan membawa kru ke orbit bulan, dan Starship akan menyelesaikan tahap terakhir perjalanan dengan bertemu dengan astronot di luar angkasa dan mendaratkan mereka di permukaan.
Kredit: NASA
Roket dan wahana antariksa Starship milik SpaceX yang setinggi 400 kaki dirancang untuk membawa kargo besar dan banyak orang ke ruang angkasa dalam jarak yang jauh. Starship menggunakan 10 juta pon metana cair dan oksigen, tetapi roket tersebut mengonsumsi sebagian besar bahan bakar itu hanya untuk meloloskan diri dari gravitasi Bumi yang kuat.
Mashable Light Speed
Bagaimana transfer propelan di orbit akan bekerja?
Untuk melanjutkan perjalanan 250.000 mil ke bulan, Starship harus mengisi tangkinya. Rencananya, SpaceX akan mengirimkan versi tanker dari Starship ke orbit Bumi rendah, membentuk depot pengisian bahan bakar di luar angkasa. Versi penumpang Starship akan bersandar pada sebuah tanker, mengisi bahan bakar, dan kemudian melanjutkan penerbangan ke bulan yang tersisa.
Blue Origin juga akan mengandalkan pengisian bahan bakar di orbit.
“Transfer propelan di orbit terdengar kompleks dan menakutkan — tampak seperti sesuatu yang besar dan samar-samar — tetapi ketika Anda benar-benar memecahkannya menjadi beberapa bagian, kami telah mencapai hampir semua bagian yang kompleks tersebut dalam program operasional kami saat ini,” kata Jessica Jensen, Wakil Presiden Operasi dan Integrasi Pelanggan SpaceX.
Astronot NASA menguji pintu sandaran pada prototipe wahana antariksa Orion.
Kredit: NASA / Radislav Sinyak
Penerbangan uji orbital ketiga Starship
Di sisi lain, NASA tampaknya lebih terintimidasi oleh hambatan-hambatan yang ada di depan. Menyusun koreografi untuk kampanye peluncuran ganda Orion dan Starship akan menjadi “tantangan koordinasi yang signifikan,” kata Kshatriya.
SpaceX berencana untuk melakukan uji coba awal di orbit pada bulan Februari ini, dengan mencoba mentransfer 11 ton, atau 10 metrik ton, oksigen cair antara tangki yang terdapat di dalam Starship. Ini adalah langkah pertama menuju tujuan akhir untuk mentransfer propelan antara dua kapal terpisah di luar angkasa.
Tetapi salah satu hal yang membuat pengisian bahan bakar di orbit tampak kabur bagi orang luar adalah misteri di sekitar berapa banyak peluncuran yang akan diperlukan untuk mengangkut bahan bakar ke tanker antariksa. Kompetitor Blue Origin menyarankan proposal SpaceX akan memerlukan 16 peluncuran berturut-turut. Musk memberi tahu seorang wartawan Washington Post melalui X, yang saat itu dikenal sebagai Twitter, bahwa angka tersebut “sangat tidak mungkin,” dan kemungkinan akan berada di antara empat hingga delapan peluncuran.
Dalam telekonferensi Artemis dengan para wartawan minggu ini, Jensen memperkirakan “sekitar 10,” setelah administrator NASA Bill Nelson mendesaknya untuk memberikan angka tersebut.
Keyakinan SpaceX dalam pengisian cepat
Tidak peduli berapa banyak peluncuran berturut-turut yang diperlukan untuk operasi ini, pejabat SpaceX merasa yakin berdasarkan catatan kinerja mereka. Meskipun pengisian bahan bakar cepat mungkin “terlihat sangat mengintimidasi,” SpaceX telah membuktikan bahwa mereka dapat menangani beberapa peluncuran dalam hitungan jam untuk roket Falcon 9 mereka, roket yang secara rutin mengangkat satelit ke orbit.
Perusahaan ini bahkan telah membuktikan bahwa mereka dapat meluncurkan dari landasan peluncuran yang sama dalam waktu beberapa hari.
Wahana antariksa Orion menjauh dari bulan dan kembali ke Bumi selama penerbangan perdana Artemis I.
Kredit: NASA
Selain itu, Jensen menjamin bahwa SpaceX memiliki pengalaman dalam banyak langkah yang terlibat dalam transfer propelan, seperti manuver rendezvous dan docking. Wahana antariksa Dragon mereka telah bersandar lebih dari 30 kali di Stasiun Luar Angkasa Internasional, yang terletak 250 mil di atas Bumi.
“Segala hal yang telah kami pelajari, mulai dari sensor yang kami gunakan, algoritme yang kami gunakan untuk rendezvous, dari melakukan pengembalian — kami akan memanfaatkan semua itu saat dua Starship bersandar bersama,” katanya.