Terobosan Baru: Membran Tipis Tenaga Matahari Bisa Melayang di Lapisan Atmosfer

SEBUAH terobosan baru di dunia sains berhasil membuktikan bahwa perangkat ringan yang digerakkan oleh sinar matahari bisa melayang sendiri di atmosfer bagian atas Bumi. Teknologi ini berpotensi membuka cara baru untuk mempelajari wilayah atmosfer yang selama ini hampir mustahil dijangkau.

Para peneliti dari Harvard, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) berhasil membuat membran tipis berdiameter 1 sentimeter melayang di ruang vakum menggunakan cahaya buatan setara 55% dari intensitas sinar matahari. 

Membran tersebut terbuat dari aluminium oksida dengan lapisan kromium dan memanfaatkan fenomena yang disebut fotofore sis.

Baca juga : Ilmuwan Ungkap Sisa Umur Matahari, Ini yang Akan Terjadi pada Bumi

Fenomena ini terjadi ketika satu sisi material menjadi lebih panas dari sisi lainnya. Molekul gas yang mengenai sisi panas akan memberi dorongan kecil sehingga membuat perangkat melayang. Meski efeknya lemah, hasil ini menunjukkan perangkat bisa berfungsi dalam kondisi atmosfer atas Bumi.

Salah satu penelitinya. yaitu Ben Schafer menyebut hasil eksperimen ini merupakan pencapaian penting karena membuktikan bahwa perangkat bisa berfungsi dalam kondisi atmosfer atas.

“Itu adalah hasil besar yang menunjukkan bahwa metode ini benar-benar bisa bekerja dalam kondisi di atmosfer bagian atas,” kata Ben dikutip dari Live Science.

Baca juga : Kenapa Luar Angkasa Gelap Meski Ada Matahari? Ini Penjelasan Ilmiah dan Fakta Uniknya

Mampu Tembus "Ignorosfer"

Teknologi ini dianggap penting karena bisa menjangkau lapisan atmosfer yang disebut ignorosfer, merupakan wilayah antara 50 hingga 160 kilometer di atas permukaan Bumi. 

Area ini terlalu tinggi untuk dijangkau pesawat, tetapi terlalu rendah untuk satelit orbit rendah. Selama ini, data dari wilayah tersebut hanya bisa diperoleh sesekali melalui roket sonda.

“Kami membicarakan wilayah atmosfer yang kadang disebut ignorosfer, karena sejauh ini tidak ada teknologi yang bisa terbang di sana. Jika kita bisa mengirim perangkat ke sana, data yang diperoleh akan jauh lebih akurat,” ujar Ben.

Wilayah ini sangat penting bagi penelitian karena menjadi lokasi terjadinya aurora, badai geomagnetik yang bisa mengganggu listrik dan satelit, hingga tempat satelit terbakar saat kembali ke Bumi.

“Jika kita bisa mendapatkan data akurat tentang angin, suhu, tekanan, dan sebagainya dari wilayah ini, keakuratan model iklim global akan meningkat signifikan,” tambah Ben.

Riset Ini Menjadi Startup

Untuk mengembangkan teknologi ini lebih jauh, Schafer bersama rekannya, Angela Feldhaus, mendirikan perusahaan rintisan bernama Rarefied Technologies. Tujuan mereka adalah melakukan uji coba atmosfer secara nyata dan membuka peluang komersialisasi.

Perangkat berukuran sekitar 6 cm nantinya bisa digunakan untuk mengangkat sensor mini atau antena komunikasi hingga ke ketinggian 100 km. Perangkat ini akan dilepaskan dari balon stratosfer di ketinggian 50 km, lalu melayang naik ke wilayah ignorosfer. 

Pada siang hari perangkat bisa bertahan di atas, sementara malamnya akan turun sedikit dan kembali naik saat matahari terbit.

David Keith, profesor yang pernah membimbing Schafer dan kini di University of Chicago, menyebut capaian ini sebagai langkah besar. 

“Ini adalah pertama kalinya ada yang berhasil membangun struktur fotoforetik berukuran besar dan benar-benar membuatnya terbang di atmosfer. Penemuan ini membuka kelas perangkat baru pasif, digerakkan oleh sinar matahari, dan sangat cocok untuk menjelajahi atmosfer bagian atas,” kata Keith.

Potensi untuk Komunikasi

Selain untuk penelitian iklim, teknologi ini juga bisa dikembangkan untuk bidang komunikasi. 

“Jika perangkat ini dipasangi paket komunikasi kecil dan diterbangkan ke mesosfer, kemampuannya bisa menyaingi kecepatan data dari satelit orbit rendah,” jelas Schafer.

Namun, ia mengakui masih ada tantangan. Perangkat perlu dibuat lebih ringan dan lebih besar agar dapat membawa muatan komunikasi serta sistem navigasi yang memungkinkan posisinya stabil di atas titik tertentu di Bumi. (Science Daily/Z-1)