NASA Garap Baterai Canggih Agar Robot Pendarat Bisa Menjelajah Venus Lebih Lama

JAKARTA - Selain Planet Mars, Venus juga dikatakan mirip dengan Bumi karena ukuran dan komposisinya. Tetapi, kondisi cuacanya cukup jauh berbeda, yang mengakibatkan robot pendarat atau penjelajah tidak dapat bertahan lama di sana.

Sekarang, NASA sedang merencanakan misi baru ke Venus yang akan berlangsung sedikit lebih lama. The Long-Live In situ Solar System Explorer (LLISSE) adalah pendarat Venus kecil namun perkasa, yang akan mempelajari planet ini selama beberapa bulan.

Tantangannya, NASA diharuskan untuk membuat baterai yang bekerja selama berbulan-bulan dalam kondisi seperti Venus yang dapat melelehkan solder timah, mendidihkan elektrolit dalam sel baterai, dan setara dengan berada satu kilometer di bawah air.

Dengan berbekal baterai yang kuat itu, maka dapat menggerakkan LLISSE di salah satu lingkungan paling ekstrem di Tata Surya ini.

Di permukaan Venus, suhu mencapai sekitar 465 derajat Celcius, yang dapat melelehkan timbal di sirkuit listrik dan memasak baterai standar. Atmosfer Venus juga reaktif dan dapat dengan cepat memengaruhi banyak material seperti tembaga yang digunakan untuk membuat pesawat ruang angkasa tradisional.

Kondisi lingkungan yang ekstrem ini telah membatasi umur semua pendarat Venus sekitar dua jam atau kurang, yang tidak memungkinkan pengumpulan data untuk waktu yang lama.

NASA dan Advanced Thermal Batteries, Inc. (ATB) telah mengambil tantangan ini agar pendarat berumur panjang di permukaan Venus. Hasilnya, baterai pertama dapat beroperasi pada suhu Venus selama satu hari matahari Venus (setara 120 hari Bumi).

Teknologi baru ini menggunakan bahan kimia yang unik dan desain tangguh yang memanfaatkan pendekatan yang sering digunakan untuk menggerakkan rudal pintar.

Sistem baterai itu masih dalam pengembangan, tetapi hasilnya sejauh ini menunjukkan baterai mampu beroperasi di lingkungan yang keras seperti Venus dapat segera menjadi kenyataan dan bisa menyediakan perangkat penyimpanan energi baru untuk eksplorasi masa depan di Venus.

Lebih lanjut, ATB melakukan penelitian dan pengembangan baterai yang signifikan, termasuk baterai garam cair yang tahan lama dengan tingkat pelepasan sendiri yang rendah untuk pendarat LLISSE Venus.

Tujuannya adalah untuk mengembangkan baterai yang dapat bertahan selama 60 hari operasi pengosongan terus menerus untuk mendukung operasi bus pada +25V dan -25V dalam kondisi keras di permukaan Venus.

Baterai termal menggunakan elektrolit suhu tinggi yang padat dan lembam pada suhu kamar standar. Di Venus, baterai termal dapat memanfaatkan kondisi atmosfer sekitar untuk memanaskan elektrolit dan dapat tetap beroperasi tanpa memerlukan insulasi termal.

Elektrokimia baterai termal yang ada melibatkan pelepasan sendiri yang sangat tinggi (reaksi kimia internal yang menghabiskan masa pakai baterai). Modifikasi kimia dan arsitektur baterai diperlukan untuk mengembangkan baterai berumur panjang untuk permukaan Venus.

Pekerjaan pengembangan baterai ATB hingga saat ini berfokus pada anoda paduan litium, katoda logam sulfida, dan elektrolit garam cair halida alkali, dan tim tersebut telah berhasil mengurangi reaksi baterai internal yang mengatur pengosongan sendiri dan mengurangi masa pakai dan kapasitas baterai.

ATB telah mengembangkan baterai yang memenuhi kisaran voltase yang ditargetkan dan telah beroperasi selama 118 hari, hampir dua kali masa pakai yang diperlukan. Baterai berisi 17 sel individu secara seri dan bahan kimia dan struktural yang dirancang khusus untuk memenuhi persyaratan misi LLISSE.

Sekarang setelah kemampuan baterai inti telah didemonstrasikan, pekerjaan yang sedang berlangsung di ATB direncanakan untuk mengoptimalkan desain yang kuat untuk bertahan dari beban kejut dan getaran.

Upaya tambahan akan berfokus pada wadah bejana tekan dan aspek pengemasan untuk baterai akhir. Prototipe lengkap sistem baterai Venus diharapkan akan didemonstrasikan dalam 18 bulan ke depan.

“Demonstrasi teknologi baterai baru-baru ini, dengan arsitektur yang lebih baik dan elektrokimia self-discharge rendah, merupakan pencapaian besar yang mungkin tidak terpikirkan oleh banyak orang," ujar insinyur Proyek ATB, Dr. Kevin Wepasnick, dikutip dari laman NASA, Rabu, 1 Maret.

Teknologi baterai, seperti teknologi lain yang sedang dikembangkan untuk pendarat permukaan Venus yang berumur panjang ini, memiliki berbagai aplikasi sains lainnya termasuk misi untuk menjelajahi Merkurius atau turun ke atmosfer raksasa gas.

Selain itu, teknologi ini dapat menyediakan daya di mana sistem tradisional tidak dapat beroperasi, seperti mesin jet bersuhu tinggi atau lingkungan industri yang keras.

Sebagai informasi, planet kembaran Bumi itu menyimpan petunjuk ilmiah penting tentang Tata Surya, planet di sekitar bintang lain, dan planet rumah kita. Tak ayal, Venus menjadi cukup menarik untuk diteliti lebih lanjut.