Membangun Pesawat Luar Angkasa dari Kertas: Solusi Sederhana untuk Masalah Sampah Orbit
Suatu hari nanti, membangun pesawat luar angkasa mungkin semudah melipat selembar kertas menjadi pesawat terbang dan membiarkan aerodinamika yang bekerja. Tim peneliti dari Universitas Tokyo mensimulasikan pelepasan pesawat kertas dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) untuk melihat apakah ia bisa bertahan saat masuk kembali ke atmosfer.
Dalam studi yang dipublikasikan di Acta Astronautica, para peneliti menunjukkan bahwa origami bisa menjadi solusi bagi masalah sampah di orbit rendah Bumi. Alih-alih mengandalkan logam untuk membangun pesawat luar angkasa, tim tersebut berargumen bahwa selembar kertas biasa bisa menggantikannya dan dengan mudah terbakar saat masuk atmosfer. Untuk penelitian ini, mereka membuat pesawat kertas dengan ekor aluminium dan mengujinya di terowongan angin untuk melihat performanya di luar angkasa.
Pesawat origami ini terbuat dari kertas A4 tanpa lapisan, dengan lapisan lipatan di hidung untuk menggeser pusat massa ke depan dan memastikan stabilitas aerodinamik. "Pesawat semacam ini belum pernah terbang di luar angkasa," tulis mereka. "Tidak jelas apakah dinamika terbangnya di atmosfer yang sangat tipis (orbit rendah Bumi) akan mirip dengan pesawat origami biasa, atau apakah ia akan bertahan atau terbakar saat masuk atmosfer." Tentu, pesawat ini tidak sepenuhnya terbuat dari kertas—beberapa komponen, seperti sayap atau layar pengerem, bisa dibuat dari bahan berbasis kertas.
Untuk mengujinya, para peneliti membuat simulasi peluncuran pesawat kertas dari ISS pada ketinggian 400 km dengan kecepatan 7.800 meter per detik. Pesawat tetap stabil dalam kondisi mirip luar angkasa, tetapi mulai berputar tak terkendali pada ketinggian 120 km di atas permukaan Bumi. Menurut penelitian, hal ini wajar terjadi pada ketinggian tersebut, dan pemanasan aerodinamik yang ekstrem akan membuat pesawat terbakar pada ketinggian 90-110 km.
Mereka juga menguji model fisik di Kashiwa Hypersonic and High Enthalpy Wind Tunnel di Universitas Tokyo. Pesawat mengalami kecepatan Mach 7 selama tujuh detik, di mana hidungnya melengkung dan sayapnya mulai menghitam. Meski tidak hancur sepenuhnya, kemungkinan besar ia akan hancur jika waktu uji diperpanjang.
Saat masuk atmosfer, pesawat luar angkasa tradisional meninggalkan partikel logam dan bahan kimia yang merusak lapisan ozon. Sementara itu, pesawat kertas terbuat dari bahan organik yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Namun, ada beberapa tantangan. Karena ukurannya kecil, pesawat ini sulit dilacak oleh radar. Para peneliti menyarankan pemasangan transceiver navigasi mini. Selain itu, ia sangat sensitif terhadap hambatan udara, sehingga hanya cocok untuk misi jangka pendek dengan muatan kecil.
Pesawat origami ini mungkin tidak cocok untuk berbagai misi, tetapi versi modifikasinya bisa digunakan sebagai probe pasif untuk mengukur kepadatan atmosfer atau misi murah di orbit rendah Bumi. "Dengan biaya yang sangat rendah, pesawat kertas ini bisa diluncurkan dalam jumlah banyak dan diulang secara berkala untuk pengukuran simultan," jelas para peneliti.
Gagasan pesawat luar angkasa ala anak-anak ini mungkin terkesan terlalu sederhana, tetapi penggunaan kertas bisa membantu mengurangi jumlah logam yang memadati orbit Bumi dan berubah menjadi puing-puing sampah antariksa.
(Typos: "kertas biasa bisa menggantikannya" → "kertas biasa bisa menggantikan", "layar pengerem" → "layar pengereman")