Semua wahana antariksa dan stasiun antariksa membutuhkan radiator – panel yang membuang panas berlebih ke luar angkasa. Semakin tinggi beban panas, semakin besar pula luas permukaan panel-panel ini, yang berarti bobot dan volumenya saat peluncuran harus meningkat seiring dengan kompleksitas mekanisnya. Sistem konvensional membutuhkan pompa, penggerak, dan elektronik kontrol, yang membuatnya berat dan rentan terhadap kegagalan.
Tim dari Toyota Central R&D Labs telah menciptakan radiator yang secara harfiah "menghirup" panas, secara otomatis menyesuaikan luas permukaannya: radiator mengembang saat dipanaskan dan melipat saat didinginkan. Sistem ini sepenuhnya pasif dan tidak memerlukan daya, katup, atau sensor.
Perangkat ini terdiri dari tiga elemen: cangkang fleksibel yang terbuat dari fluorinated ethylene propylene (FEP), penukar panas logam yang sebagian terisi air, dan pegas daya konstan. Lapisan FEP tertutup rapat dan tahan terhadap vakum, radiasi ultraviolet, dan benturan mikrometeorit. Lapisan ini hampir tidak menyerap sinar matahari (α = 0,09) dan memancarkan panas dengan baik (ε = 0,75). Material ini dibentuk menjadi silinder berdiameter 6 cm dan panjang sekitar 85 cm, yang dilas pada sambungannya agar tertutup rapat. Sebuah pegas yang terpasang di ujung cangkang memastikannya dapat ditarik kembali, mirip seperti terompet pesta yang akan terbuka ketika ditiup.
Prinsip pengoperasiannya sederhana dan elegan. Ketika radiator memanas, sebagian air di dalam penukar panas menguap, tekanan uap meningkat, dan cangkang mengembang, sehingga meningkatkan luas permukaan yang memancarkan panas. Ketika suhu turun, uap mengembun, tekanan turun, dan pegas secara otomatis menarik cangkang. Hal ini memungkinkan radiator untuk mengatur perpindahan panas secara otomatis: semakin tinggi suhu, semakin besar permukaan yang memancarkan panas, dan sebaliknya.
Panas ditransfer secara alami di dalam sistem berdasarkan prinsip termosifon. Uap mentransfer energi dari penukar panas ke lapisan luar, setelah itu mengembun dan tetesan cairan mengalir kembali ke bawah karena gaya gravitasi. Siklus ini sepenuhnya tertutup, tanpa pompa atau kontrol eksternal apa pun.
Pengujian yang dilakukan di ruang vakum mengonfirmasi efisiensi sistem. Radiator dibuka pada suhu sekitar 34°C dan dilipat pada suhu 22°C, menghasilkan peningkatan daya panas dari 26 W menjadi 40 W, meningkat hampir 50%.
Perhitungan menunjukkan bahwa di Bulan, dengan suhu latar belakang kosmik mendekati nol mutlak, perangkat ini dapat menghilangkan panas hingga 253 W per meter persegi, yang merupakan 86% dari batas teoritis. Lebih lanjut, radiator ini cukup kaku untuk mempertahankan bentuknya bahkan di bawah gravitasi Bumi, yang berarti ia dapat beroperasi sepenuhnya tanpa dukungan di Bulan, yang gravitasinya enam kali lebih lemah. (Tim Liputan)
Editor : Aan
