Courtesy of InterestingEngineering

Lehigh University Kembangkan Material Revolusioner Untuk Mesin Roket Detonasi Putar

Menciptakan material paduan berbasis tembaga yang tahan terhadap siklus termomekanik ekstrem pada mesin deteksi putar untuk memungkinkan pengembangan mesin roket yang lebih efisien dan tahan lama, sehingga dapat menurunkan biaya peluncuran dan dampak lingkungan.

24 Sep 2025, 19.58 WIB

78 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Proyek ini bertujuan untuk mengatasi tantangan bahan dalam pengembangan mesin detonasio berputar.
Mesin detonasio berputar dapat mengubah cara peluncuran satelit dengan meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya.
Kolaborasi antara universitas, laboratorium penelitian, dan mitra industri sangat penting dalam mempercepat penerapan teknologi baru.

Bethlehem, Amerika Serikat - National Science Foundation memberikan dana sebesar 2 juta dolar kepada tim insinyur yang dipimpin oleh Lehigh University untuk mengatasi masalah utama dalam pengembangan mesin roket yang lebih efisien dan bertenaga tinggi. Mesin ini dikenal sebagai Rotating Detonation Engine (RDE) yang menggunakan gelombang detonasi berputar dalam sebuah ruang berbentuk cincin untuk menghasilkan daya dorong.

RDE menawarkan keunggulan besar dibanding mesin roket dan jet konvensional, seperti daya dorong yang lebih kuat, efisiensi bahan bakar lebih tinggi, dan emisi gas yang lebih rendah. Namun, teknologi ini menghadapi tantangan besar dari material mesin yang tidak mampu bertahan terhadap suhu dan tekanan tinggi yang dihasilkan gelombang detonasi tersebut.

Tim peneliti, yang terdiri dari berbagai universitas ternama serta kolaborasi dengan Air Force Research Laboratory dan beberapa mitra industri, berencana mengkombinasikan percobaan, simulasi komputer, dan desain material berbasis kecerdasan buatan untuk mengembangkan paduan tembaga yang tahan kondisi ekstrem tersebut.

Salah satu inovasi penting dalam proyek ini adalah pembuatan perangkat uji miniatur mesin RDE yang memungkinkan penyaringan material baru secara cepat dan sesuai kondisi nyata saat mesin beroperasi. Melalui perangkat ini, mereka ingin memetakan bagaimana paduan logam bereaksi terhadap stres siklik termomekanik yang tinggi.

Jika berhasil, riset ini tidak hanya akan membawa teknologi RDE ke tahap komersial yang bisa menurunkan biaya peluncuran satelit dan dampak lingkungan, tapi juga menciptakan prinsip desain material struktural baru untuk lingkungan aerospace ekstrem. Proyek ini juga melibatkan program edukasi untuk menyiapkan generasi insinyur masa depan.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/space/engine-spinning-detonation-waves

Analisis Ahli

Natasha Vermaak

"Kombinasi eksperimen, simulasi komputer, dan AI adalah pendekatan modern yang paling efektif untuk menciptakan material baru dengan performa tinggi di lingkungan ekstrem yang belum tertangani."

Lorenzo Valdevit

"Membangun platform pengujian miniatur RDE adalah terobosan karena memungkinkan evaluasi material lebih cepat dan realistis dibandingkan metode konvensional."

Analisis Kami

"Ini adalah langkah penting untuk mengatasi batas material dalam teknologi propulsion yang sedang berkembang pesat. Jika berhasil, riset ini dapat membuka jalan bagi inovasi mesin roket yang tidak hanya lebih efisien tetapi juga lebih ramah lingkungan, yang menjadi kebutuhan utama masa depan penerbangan dan eksplorasi ruang angkasa."

Prediksi Kami

Dengan berhasilnya pengembangan material tahan ekstrem, mesin roket RDE akan semakin mendekati penggunaan praktis di peluncuran satelit, menurunkan biaya dan dampak lingkungan serta mempercepat industri antariksa komersial di Amerika Serikat.

Pertanyaan Terkait

Apa tujuan proyek yang didanai oleh NSF?

Tujuan proyek yang didanai oleh NSF adalah untuk mengembangkan mesin detonasio berputar yang dapat meningkatkan efisiensi dan kinerja propulsi.

Apa itu mesin detonasio berputar (RDE)?

Mesin detonasio berputar (RDE) adalah sistem propulsi yang menggunakan gelombang detonasi untuk menghasilkan dorongan.

Mengapa bahan baru diperlukan untuk RDE?

Bahan baru diperlukan untuk RDE karena suhu dan tekanan ekstrem yang dihasilkan dapat merusak komponen mesin yang ada.

Siapa yang memimpin proyek ini?

Proyek ini dipimpin oleh Natasha Vermaak dari Universitas Lehigh.

Apa yang akan dilakukan tim penelitian untuk mengembangkan bahan baru?

Tim penelitian akan menggunakan pendekatan terpadu yang mencakup eksperimen, simulasi komputer, dan desain bahan berbasis AI untuk mengembangkan paduan tembaga berkinerja tinggi.