Penyelidik dari European Space Agency sedang menguji apa yang mereka gambarkan sebagai mesin terkecil, namun terkawal dengan tepat yang pernah dibina untuk ruang angkasa. Berukuran 10 sentimeter (4 inci) dan menjadikan cahaya biru samar ketika berjalan, mesin Field Emission Electric Propulsion, atau FEEP, menghasilkan daya tujahan rata-rata yang setara dengan kekuatan satu rambut yang jatuh. Tetapi julat tuju dan kebolehkendaliannya jauh lebih unggul daripada pendorong yang lebih kuat, dan akan penting untuk misi ruang angkasa masa depan yang akan menguji Teori Relativiti Umum Einstein.
"Sebilangan besar sistem pendorong digunakan untuk mendapatkan kenderaan dari A ke B," jelas Davide Nicolini dari Jabatan Projek Ilmiah agensi itu, yang bertanggungjawab dalam penyelidikan mesin. "Tetapi dengan FEEP, tujuannya adalah untuk mempertahankan pesawat ruang angkasa dalam posisi tetap, mengimbangi bahkan kekuatan terkecil yang mengganggu, hingga ketepatan yang tidak dapat ditandingi oleh desain mesin lain."
Menonton bagaimana tingkah laku objek ketika dipisahkan dari semua pengaruh luar adalah cita-cita lama ahli fizik, tetapi tidak dapat dilakukan dalam medan graviti Bumi. Jadi misi dekad berikutnya yang disebut LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna) akan terbang 1.5 juta km (900.000 batu) ke salah satu titik Lagrangian, L-1. Di sana, graviti Matahari dan Bumi saling membatalkan, sehingga tingkah laku sepasang objek uji terapung bebas dapat dipantau dengan tepat.
Tetapi untuk melepaskan percubaan sepenuhnya dari alam semesta yang lain, masih akan ada beberapa pergolakan yang tersisa untuk diatasi, terutama tekanan cahaya matahari yang sedikit tetapi berterusan. Di situlah FEEP masuk. Ia beroperasi berdasarkan prinsip asas yang sama dengan enjin ion lain yang diterbangkan di atas misi SMART-1 Moon ESA dan kapal angkasa lain: penerapan medan elektrik berfungsi untuk mempercepat atom yang dicas elektrik (dikenali sebagai ion), menghasilkan daya tuju .
Tetapi semasa daya tuju enjin ion lain diukur dalam milinewtons, prestasi FEEP dinilai dari segi mikronewtons - unit seribu kali lebih kecil. Mesin mempunyai julat tujahan 0.1 - 150 mikronewtons, dengan kemampuan resolusi lebih baik daripada 0.1 mikronewtons dalam tindak balas masa seperlima saat (190 milisaat) atau lebih baik.
Enjin menggunakan cesium logam cair sebagai pendorong. Melalui tindakan kapilari - fenomena yang berkaitan dengan ketegangan permukaan - cesium mengalir di antara sepasang permukaan logam yang berakhir dengan celah tajam. Sesium tetap di mulut celah sehingga medan elektrik dihasilkan. Ini menyebabkan kerucut kecil terbentuk di dalam logam cair yang telah mengeluarkan atom yang menembak dari hujungnya untuk menghasilkan tujahan.
Dua belas pendorong akan digunakan untuk Pathfinder LISA. Bekerjasama dengan sistem pendorong lain yang dirancang oleh NASA, pendorong harus menghasilkan kawalan arah sekurang-kurangnya 100 kali lebih tepat daripada kapal angkasa sebelumnya; hingga seperseribu milimeter.
LISA melibatkan tiga satelit sehingga jarak lima juta km (tiga juta batu) dan dihubungkan dengan laser, mengorbit Matahari. Tujuannya adalah untuk mengesan riak di ruang dan waktu yang dikenali sebagai gelombang graviti, yang diramalkan oleh teori relativiti umum Einstein tetapi sejauh ini tidak dapat dikesan. Gelombang akan menyebabkan variasi kecil pada jarak yang diukur antara satelit.
Mesin diuji bulan lalu, dan setelah ujian dianalisis dan konsepnya terbukti, teknologi FEEP telah diperuntukkan untuk pelbagai misi lain, termasuk pembentukan ketepatan terbang untuk astronomi, pemerhatian Bumi dan satelit bebas seret untuk variasi pemetaan dalam graviti Bumi.
Sumber: ESA
