Setelah rusaknya helikopter Ingenuity, NASA akan mengembangkan helikopter baru untuk mengambil sampel material Mars. Sebagai gantinya tengah dibuat Dragonfly yang menjadi satu-satunya pesawat antarplanet untuk misi masa depan.
Setelah rusaknya helikopter Ingenuity, NASA akan mengembangkan helikopter baru untuk mengambil sampel material Mars. Sebagai gantinya tengah dibuat Dragonfly yang menjadi satu-satunya pesawat antarplanet untuk misi masa depan.
Nasib helikopter penjelajah Mars, Ingenuity, cukup tragis. Pesawat yang melakukan penerbangan pertama pada 19 April 2021 rusak pada 18 Januari 2024 setelah menghantam pasir Planet Mars. Akibatnya, salah satu rotor penting pesawat rusak hingga menyebabkan tidak dapat terbang lagi.
Setelah kesuksesan spektakuler "Marscopter" yang pertama itu, para perencana misi memiliki ambisi yang tinggi untuk membuat mesin terbang lanjutan. Pada pembukaan konferensi Penerbangan Vertikal Transformatif 2024 yang ditujukan untuk penelitian helikopter,chief engineerdi NASA, Havard Grip, menyampaikan presentasinya tentang banyak kemenangan dan kejatuhan Ingenuity. Helikopter ini dikenal sebagai helikopter pemecah rekor karena berhasil terbang di Mars yang memiliki atmosfer tipis sebelum akhirnya jatuh.
"Kami belajar banyak hal," kata Grip tentang proses yang digunakan badan tersebut untuk merancang Ingenuity, yang telah membuka batas baru dalam penelitian helikopter dengan penerbangannya melalui udara tipis di Mars, mulai dari desain hingga protokol pengujian telah dikembangkan dari awal.
Dari perspektif teknik mesin, Ingenuity meraih kemenangan yang menentukan. Wahana itu dapat menyelesaikan 71 penerbangan yang sukses, selama berada di permukaan Mars, disamping mempunyai beberapa kelemahan.
Perangkat lunak navigasi otonom yang sangat penting bagi keberhasilan misi juga kesulitan untuk mengarahkan pesawat di medan yang ekstrem. Pada penerbangan terakhir helikopter, ketika NASA mengarahkan Ingenuity untuk mendarat di dataran berpasir yang lembut, pesawat itu kehilangan arah, miring tajam. Rotornya yang bergerak cepat menyentuh pasir mematahkan ujung bilahnya.
"Jika dipikir-pikir lagi, kami dapat melihat bagaimana medan tersebut berbeda dari medan lain yang pernah kami lalui," kata Grip, yang sebelumnya menjabat sebagai kepala pilot Ingenuity pada masa-masa awal pembuatan helikopter. "Dan ternyata itu terlalu menantang untuk ditangani oleh Ingenuity, jadi itu adalah pelajaran, bukan?" ungkap dia seperti dikutip dariScientific American.
Ingenuity telah menjalankan misi terakhirnya, tetapi dalam satu dekade, setidaknya salah satu anak teknologinya mungkin akan memulai perjalanan ke planet yang jauh. Beberapa pembicara di konferensi tersebut mempresentasikan desain baru atau terkini untuk helikopter yang memanfaatkan pengetahuan yang diperoleh dari penerbangan luar dunia yang dilakukan induk perintisnya.
Ada alasan kuat untuk memasukkan helikopter dalam misi antarplanet. Penjelajah melalui darat cenderung lambat dan tidak dapat menavigasi medan yang lebih sulit. Di sisi lain, NASA telah merancang helikopter yang mampu mencapai kecepatan puncak hampir 112,6 kilometer per jam di Mars.
Pencapaian Ingenuity sendiri telah memicu kebangkitan dalam ilmu helikopter. NASA telah mengembangkan daftar spesifikasi untuk beberapa helikopter untuk digunakan di planet lain namun sebagian besar tidak akan pernah dibuat. Oleh karenanya setiap konfigurasi baru membantu lembaga itu belajar dan mengulanginya, dengan harapan dapat mengidentifikasi desain terbaik untuk berbagai kondisi yang menantang.
Rencana yang paling dikembangkan termasuk Dragonfly, yang baru-baru ini menerima lampu hijau untuk menuju bulan terbesar Saturnus. Kemungkinan lainnya mencakup beberapa konsep helikopter seperti Helikopter Sains Mars (Mars Science Helicopter) yang tidak memerlukan penjelajah atau pendarat sebagai kapal induk.
Tantangan
Dalam ceramahnya, Grip bercanda bahwa pencapaian terbesar Ingenuity hanyalah menunjukkan bahwa terbang di dunia asing bisa dilakukan. "Ini merupakan perjalanan yang luar biasa," katanya. "Saya beberapa kali khawatir bahwa kami membuatnya tampak terlalu mudah. Terbang di Mars sebenarnya sulit," papar dia.
Banyak tantangan luar biasa yang dihadapi helikopter di Mars. Konsep fisika utama yang mempengaruhi aerodinamika helikopter adalah kepadatan udara, kecepatan suara, dan bilangan Reynolds, yang menunjukkan seberapa turbulen aliran udara di sekitar wahana.
Untuk Mars, para insinyur NASA awalnya hanya berfokus pada kompensasi kepadatan udara unik, yang sering disebut hanya 1 persen kepadatan udara Bumi. Udara yang lemah membuat helikopter lebih sulit menghasilkan daya angkat.
William Warmbrodt, kepala aeromekanik di Pusat Penelitian Ames NASA, mengatakan situasinya juga sedikit berbeda. Wilayah Mars yang secara geologis lebih rendah memiliki kepadatan udara yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan penerbangan helikopter. Namun ketinggian yang lebih tinggi memiliki kepadatan udara kurang dari 1 persen, sehingga memerlukan desain penerbangan yang lebih canggih.
Awalnya desain Ingenuity hanya didasarkan pada mengatasi tantangan kepadatan udara di dataran rendah. Namun ketika tim menguji prototipe pertamanya dalam penerbangan bebas, prototipe tersebut tidak stabil, bergoyang dan bergetar selama pengujian.
Grip mengatakan tim belum berani mencoba lagi sampai mereka memahami bagaimana kecepatan suara dan bilangan Reynolds mempengaruhi penerbangan. Hal ini mencapai puncaknya pada prototipe kedua para peneliti yang benar-benar berhasil.
Untuk membantu merencanakan misi masa depan, para ilmuwan menggunakan data log penerbangan. Data ini digunakan untuk mempelajari cara menangani kondisi atmosfer di Mars, dengan melihat penyesuaian kecil dalam daya dorong yang digunakan Ingenuity secara mandiri untuk menstabilkan dirinya selama penerbangan.
Para ilmuwan dapat menyimpulkan informasi terperinci tentang kecepatan angin untuk ketinggian yang berbeda sesuatu yang tidak mungkin diukur melalui teleskop bumi atau instrumentasi di orbit Mars atau di permukaannya. "Vektor dorong harus mengarah ke angin karena harus mengatasi hambatan badan pesawat akibat angin," jelas Warmbrodt.
Pada catatan umum namun sama pentingnya, Warmbrodt mengatakan tim Ingenuity sangat gembira untuk mengkonfirmasi bahwa perangkat elektronik untuk segmen konsumen dapat menangani eksplorasi antarplanet.
Otak Ingenuity berasal dari prosesor ponsel sederhana, yang mampu menahan peluncuran roket dan pendaratan di Mars yang ekstrem, serta tekanan rendah dan suhu yang bervariasi. Sebelumnya, NASA hanya menggunakan perangkat keras khusus yang memerlukan pengujian mahal untuk membuktikan kelayakan luar angkasa. Kemampuan untuk menggunakan komponen yang tersedia secara komersial, kata Warmbrodt, akan memberi keuntungan biaya yang besar dalam desain masa depan. hay/I-1
