Ilmuwan Tiongkok mengidentifikasi kerentanan kritis dalam sistem pendaratan di bulan bermesin tunggal milik NASA
Filosofi desain di balik arsitektur bulan Amerika sangat bergantung pada satu mesin utama berperforma tinggi yang bertanggung jawab untuk fase misi penting. Saat turun, mesin tersebut mengatur seluruh perjalanan dari orbit bulan hingga ke permukaan Bulan. Saat pendakian, sistem titik tunggal yang sama menjadi satu-satunya cara untuk mengembalikan astronot ke orbit bulan. Kurangnya redundansi berarti bahwa kegagalan fungsi akan menghilangkan opsi cadangan apa pun, sebuah kekhawatiran yang disorot dalam studi peer-review yang diterbitkan di Chinese Space Science and Technology pada bulan Maret, yang menyatakan bahwa sistem tersebut “mengandung beberapa kelemahan yang mencolok.” Sebaliknya, pendarat bulan yang diusulkan Tiongkok mengadopsi pendekatan multi-mesin. Dikembangkan oleh tim laboratorium nasional yang berbasis di Shanghai, mesin ini menggunakan empat mesin dorong variabel yang secara kolektif menghasilkan lebih dari 30 kilonewton. Bahkan jika satu mesin mati seluruhnya, tiga mesin lainnya masih akan menghasilkan daya dorong yang sebanding dengan mesin utama pesawat ruang angkasa Orion milik NASA. Perdebatan keselamatan pendakian di bulan berpusat pada redundansi versus kendala massa. Di luar sistem propulsi utama, desainnya mencakup lapisan perlindungan tambahan yang dimaksudkan untuk meningkatkan ketahanan misi. Jika mesin utama tidak berfungsi, enam pendorong pengontrol orbit yang lebih kecil masih dapat diaktifkan di permukaan bulan, sehingga memberikan jalur alternatif untuk pendakian cepat. Redundansi ini menimbulkan pertanyaan teknis yang lebih luas: jika beberapa mesin menawarkan keamanan yang lebih baik daripada satu mesin, mengapa mesin tersebut tidak digunakan secara universal, tulis South China Morning Post. Kendalanya adalah massa, karena mesin tambahan biasanya meningkatkan bobot kendaraan secara keseluruhan, sehingga mengurangi efisiensi dan kapasitas muatan. Tim teknik Tiongkok mengatasi masalah ini melalui optimalisasi struktural yang dikenal sebagai tangki sekat umum, yang mengintegrasikan penyimpanan bahan bakar secara lebih efisien dan mengurangi kelebihan massa sambil tetap memungkinkan konfigurasi multi-mesin. Tiongkok memperkenalkan desain tangki baru pada kendaraan luar angkasa berawak yang menggunakan sistem pengumpan tekanan, di mana bahan bakar dan pengoksidasi dipisahkan oleh dinding bersama, yang sering disebut “dasar bersama”. Dalam desain pendarat bulan sebelumnya, kedua propelan disimpan dalam tangki yang benar-benar terpisah, sehingga menambah bobot struktural ekstra dan memakan lebih banyak ruang di dalam kendaraan. Dengan menggabungkannya ke dalam satu struktur dengan penghalang bersama, sistem ini mengurangi duplikasi yang tidak perlu dalam kerangka tangki. Menurut para peneliti, perubahan ini mengurangi bobot pada “tingkat seratus kilogram”, sehingga membuat keseluruhan desain lebih efisien tanpa mengorbankan kapasitas atau kinerja. Uji tembak panas memvalidasi arsitektur tank ringan baru untuk misi luar angkasa. Pengurangan massa yang dihasilkan oleh desain ini memungkinkan penggunaan empat mesin, bukan satu unit utama, sehingga meningkatkan redundansi tanpa melebihi batasan peluncuran. Dibangun dari material komposit, tangki ini mampu mencapai pengurangan bobot lebih dari 20 persen dibandingkan dengan alternatif logam tradisional. Selain menyimpan propelan, struktur ini juga memiliki fungsi ganda sebagai komponen penahan beban pesawat ruang angkasa, secara efektif menjadi bagian dari rangka kendaraan dan meningkatkan efisiensi massa secara keseluruhan. Pendekatan ini didukung oleh validasi eksperimental, dengan makalah yang menggambarkan hasil uji api panas sistem penuh. Pengujian ini memberikan data kinerja dunia nyata dalam kondisi pengoperasian, yang mengonfirmasi kelayakan desain struktural dan propulsi terintegrasi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa keempat mesin dengan daya dorong variabel dapat dikoordinasikan secara erat, menjaga variasi daya dorong dalam waktu kurang dari 100 Newton. Tingkat presisi ini sangat penting untuk mencegah gerakan tidak stabil yang dapat menyebabkan pendarat terjatuh selama fase penerbangan kritis. Percobaan juga menunjukkan bahwa tantangan tekanan dalam tangki sekat umum dapat dikelola secara efektif. Mereplikasi sistem semacam ini akan sulit dilakukan oleh program luar angkasa lainnya. Hal ini memerlukan kontrol tekanan otonom yang sangat presisi di dalam struktur tangki bersama yang beroperasi dengan margin keselamatan yang sangat sempit. Selain itu, hal ini menuntut kinerja yang tersinkronisasi secara ketat di beberapa mesin pelambatan, sebuah tugas yang menjadi jauh lebih kompleks seiring dengan diperkenalkannya setiap mesin tambahan.
Diterbitkan : 2026-06-14 02:36:00
sumber : interestingengineering.com
