Korporasi Roket Antariksa Energia, bagian dari badan antariksa Rusia Roscosmos, mengajukan desain pesawat luar angkasa modular yang dapat menciptakan gravitasi buatan. Konsep ini memanfaatkan rotasi modul hunian keliling modul pusat untuk menghasilkan gaya sentrifugal seperti gravitasi.
Menurut paten yang diterbitkan dan dilaporkan oleh agen berita Rusia TASS, sistem tersebut dibangun dengan modul aksial pusat yang terdiri dari bagian statis dan bagian yang berputar. Kedua bagian ini terhubung melalui sambungan fleksibel yang rapat udara. Dengan cara ini, modul-modul hunian yang tersambung secara radial dapat berputar mengelilingi inti, menciptakan gravitasi sekitar setengah dari gravitasi Bumi (0,5g).
Manfaat Gravitasi Buatan untuk Kesehatan Astronot
Situasi mikrogravitasi berkepanjangan dalam penerbangan luar angkasa menyebabkan penurunan massa otot dan kepadatan tulang. Meskipun astronot rutin berolahraga di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), dampak negatif pada sistem muskuloskeletal tetap menimbulkan risiko kesehatan serius.
Penerapan gravitasi buatan diharapkan mampu mengurangi efek tersebut. Rotasi pada modul hunian menciptakan gaya yang menekan tubuh astronot ke "lantai" pesawat, membantu mempertahankan kekuatan otot dan kesehatan tulang. Penelitian menunjukkan bahwa separuh kekuatan gravitasi Bumi sudah cukup memberikan manfaat signifikan bagi kesehatan manusia selama misi panjang.
Inovasi Desain yang Mengganti Kelemahan Konsep Lama
Berbagai konsep gravitasi buatan sebelumnya, seperti Nautilus-X milik NASA, menggunakan gelang torus yang berputar yang menyulitkan peluncuran dan perakitan. Sistem lama juga menghadapi tantangan keselamatan jika sambungan antara bagian yang berputar dan statis gagal, berisiko mengurung astronot di satu bagian pesawat.
Energia merancang ulang sistem ini dengan memusatkan semua bagian berputar dan segel dalam satu sisi modul berputar. Sistem roda gigi dan bantalan terkonsentrasi sehingga jika terjadi kerusakan, jalur perpindahan kru tetap aman dan tidak terisolasi. Pendekatan ini memperbaiki kelemahan kritis yang ditemukan pada rancangan terdahulu.
Arsitektur Modul Rotasi dan Manajemen Mobilitas
Modul aksial utama terdiri dari dua cangkang: satu statis dan satu berputar yang memiliki permukaan sferis serta silinder. Sambungan fleksibel kedap udara menghubungkan keduanya. Motor listrik menggerakkan cincin roda gigi untuk mengatur kecepatan rotasi.
Setiap modul hunian dilengkapi kompartemen transfer berupa terowongan teleskopik yang memungkinkan perpindahan kru dengan bantuan mekanis bahkan saat pesawat berputar. Kompartemen hunian dapat diperluas dan didesain ulang untuk beragam aktivitas, mulai dari tidur hingga perawatan medis. Pintu pengaman memastikan isolasi bagian tertentu saat darurat.
Langkah-Langkah Perakitan Sistem di Orbit
- Modul aksial diluncurkan terlebih dahulu ke orbit dan ditempatkan di lokasi perakitan.
- Pesawat pengangkut membawa modul hunian yang kemudian mendarat dan berlabuh secara berurutan pada modul aksial.
- Setelah terpasang pada port aksial, modul-moudul relokasi otomatis ke port radial melalui sistem redocking.
- Terowongan teleskopik diperpanjang dan modul hunian diberi tekanan udara.
- Motor listrik perlahan mempercepat putaran hingga mencapai kecepatan optimal untuk gravitasi buatan.
Target Gravitasi dan Efek Pengoperasian
Desain menargetkan rotasi sekitar 5 putaran per menit pada radius sekitar 40 meter untuk menghasilkan gravitasi setengah gaya bumi (0,5g). Kecepatan ini dipilih untuk meminimalkan efek mabuk rotasi namun tetap memberikan beban gravitasi yang cukup untuk mendukung kesehatan astronot.
Zona tengah modul aksial tetap statis dan memungkinkan pelaksanaan eksperimen di kondisi tanpa gravitasi bila diperlukan.
Potensi Dampak bagi Eksplorasi Antariksa Manusia
Paten ini menunjukkan kemajuan signifikan dalam teknologi gravitasi buatan yang bisa memungkinkan misi luar angkasa berjangka panjang dengan risiko kesehatan yang berkurang. Astronot dapat menjalani misi lebih lama tanpa kehilangan kekuatan otot dan tulang secara drastis.
Selain manfaat klinis, sistem ini juga menjadi laboratorium yang memungkinkan studi lebih dalam mengenai respons tubuh manusia terhadap gravitasi parsial. Hasilnya dapat menjadi acuan desain habitat bulan, stasiun orbit masa depan, dan misi menuju Mars yang lebih aman dan berkelanjutan.
Inovasi Rusia dalam kapal antariksa modular ini mengulang kembali upaya global untuk menciptakan lingkungan hidup yang mendukung kesejahteraan astronot dalam kondisi mikrogravitasi, membuka jalan bagi era baru penerbangan luar angkasa manusia yang lebih sehat dan aman.
