Impulse Drive: Sub-lightspeed di Star Trek

Trekkies telah membantu mendefinisikan semesta fiksi ilmiah, bersama dengan teknologi yang dimilikinya Star Trek seri, buku, dan film menjanjikan. Salah satu teknologi yang paling dicari dari acara itu adalah warp drive. Sistem propulsi itu digunakan pada pesawat ruang angkasa dari banyak spesies di Trekiverse untuk menyeberang galaksi dalam waktu yang sangat singkat (berbulan-bulan atau bertahun-tahun dibandingkan dengan berabad-abad yang dibutuhkan hanya pada "semata" kecepatan cahaya). Namun, tidak selalu ada alasan untuk menggunakannya warp drive, dan sebagainya, terkadang kapal di Star Trek gunakan impuls kekuatan untuk pergi dengan kecepatan sub-cahaya.

Saat ini, misi eksplorasi menggunakan roket kimia untuk melakukan perjalanan melalui ruang angkasa. Namun, roket-roket itu memiliki beberapa kelemahan. Mereka membutuhkan propelan dalam jumlah besar (bahan bakar) dan umumnya sangat besar dan berat. Mesin impuls, seperti yang digambarkan ada di kapal luar angkasa

Listrik itu konon menggerakkan elektromagnet besar yang menggunakan energi yang tersimpan di ladang untuk menggerakkan kapal atau lebih kemungkinan, plasma super panas yang kemudian dikolimasi oleh medan magnet yang kuat dan meludahkan bagian belakang pesawat untuk mempercepatnya meneruskan. Semuanya terdengar sangat kompleks, dan memang begitu. Ini sebenarnya bisa dilakukan, tetapi tidak dengan teknologi saat ini.

Secara efektif, mesin impuls mewakili langkah maju dari roket bertenaga kimia saat ini. Mereka tidak pergi lebih cepat dari kecepatan cahaya, tetapi mereka lebih cepat dari apa pun yang kita miliki saat ini. Mungkin hanya masalah waktu sebelum seseorang mengetahui cara membangun dan menggunakan mereka.

Bisakah Kita Suatu Hari Memiliki Mesin Impuls?

Kabar baiknya tentang "suatu hari", adalah bahwa premis dasar dari dorongan impuls adalah sehat secara ilmiah. Namun, ada beberapa masalah yang perlu dipertimbangkan. Dalam film-film, kapal luar angkasa dapat menggunakan mesin impuls mereka untuk mempercepat ke sebagian kecil dari kecepatan cahaya. Untuk mencapai kecepatan itu, daya yang dihasilkan oleh mesin impuls harus signifikan. Itu rintangan besar. Saat ini, bahkan dengan tenaga nuklir, tampaknya tidak mungkin bahwa kita dapat menghasilkan arus yang cukup untuk menggerakkan drive seperti itu, terutama untuk kapal besar seperti itu. Jadi, itu satu masalah yang harus diatasi.

Juga, acaranya sering menggambarkan mesin impuls yang digunakan di atmosfer planet dan di nebula, awan gas dan debu. Namun, setiap desain drive seperti impuls bergantung pada operasi mereka dalam ruang hampa. Begitu kapal luar angkasa memasuki wilayah dengan kepadatan partikel tinggi (seperti atmosfer atau awan gas dan debu), mesin akan dianggap tidak berguna. Jadi, kecuali ada sesuatu yang berubah (dan kamu tidak dapat mengubah hukum fisika, Kapten!), Dorongan impuls tetap berada di ranah fiksi ilmiah.

Drive impuls terdengar cukup bagus, bukan? Nah, ada beberapa masalah dengan penggunaannya sebagaimana diuraikan dalam fiksi ilmiah. Satu adalah pelebaran waktu: Kapan saja sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan relativistik, kekhawatiran akan pelebaran waktu muncul. Yaitu, bagaimana garis waktu tetap konsisten ketika pesawat bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya? Sayangnya, tidak ada jalan lain untuk mengatasi hal ini. Itu sebabnya mesin impuls sering terbatas dalam fiksi ilmiah sekitar 25% dari itu kecepatan cahaya di mana efek relativistik akan minimal.

Tantangan lain untuk mesin tersebut adalah di mana mereka beroperasi. Mereka paling efektif dalam ruang hampa, tetapi kita sering melihatnya di Trek ketika mereka memasuki atmosfer atau mencambuk melalui awan gas dan debu yang disebut nebula. Mesin seperti yang dibayangkan saat ini tidak akan bekerja dengan baik di lingkungan seperti itu, jadi itu masalah lain yang harus dipecahkan.

Namun, tidak semua hilang. Drive Ion, yang menggunakan konsep yang sangat mirip dengan teknologi drive impuls telah digunakan di pesawat ruang angkasa selama bertahun-tahun. Namun, karena penggunaan energi yang tinggi, mereka tidak efisien dalam mempercepat kerajinan dengan sangat efisien. Bahkan, mesin ini hanya digunakan sebagai sistem penggerak utama pada pesawat antarplanet. Itu berarti hanya probe yang bepergian ke planet lain yang membawa mesin ion. Ada dorongan ion pada pesawat ruang angkasa Fajar, misalnya, yang ditujukan untuk planet kerdil Ceres.

Karena penggerak ion hanya membutuhkan sejumlah kecil propelan untuk beroperasi, mesinnya beroperasi terus menerus. Jadi, sementara roket kimia mungkin lebih cepat dalam membuat kerajinan dengan kecepatan, ia dengan cepat kehabisan bahan bakar. Tidak begitu banyak dengan drive ion (atau drive impuls masa depan). Drive ion akan mempercepat tayangan selama berhari-hari, berbulan-bulan, dan bertahun-tahun. Ini memungkinkan pesawat ruang angkasa untuk mencapai kecepatan tertinggi yang lebih besar, dan itu penting untuk trekking melintasi tata surya.

Ini masih bukan mesin impuls. Teknologi penggerak ion jelas merupakan aplikasi teknologi penggerak impuls, tetapi gagal menyamai kemampuan akselerasi yang tersedia dari mesin yang digambarkan dalam Star Trek dan media lainnya.

Pelancong ruang angkasa masa depan mungkin bisa menggunakan sesuatu yang bahkan lebih menjanjikan: teknologi drive plasma. Mesin ini menggunakan listrik untuk memanaskan plasma dan kemudian mengeluarkannya dari belakang mesin menggunakan medan magnet yang kuat. Mereka memiliki kemiripan dengan penggerak ion karena mereka menggunakan propelan yang sangat sedikit sehingga mereka dapat beroperasi untuk jangka waktu yang lama, terutama relatif terhadap roket kimia tradisional.

Namun, mereka jauh lebih kuat. Mereka akan mampu mendorong pesawat itu pada tingkat yang tinggi sehingga roket bertenaga plasma (menggunakan teknologi yang tersedia saat ini) bisa mendapatkan kerajinan ke Mars dalam waktu kurang dari sebulan. Bandingkan prestasi ini dengan hampir enam bulan yang dibutuhkan oleh pesawat tradisional.

Apakah itu Star Trek tingkat teknik? Tidak terlalu. Tapi itu jelas merupakan langkah ke arah yang benar.

Meskipun kita mungkin belum memiliki dorongan futuristik, itu bisa terjadi. Dengan pengembangan lebih lanjut, siapa yang tahu? Mungkin drive impuls seperti yang digambarkan dalam film suatu hari akan menjadi kenyataan.

Diedit dan diperbarui oleh Carolyn Collins Petersen.