Suasana Perkantoran di Masa Depan

Masih ingat ruangan  holodeck dalam film fiksi ilmiah Star Trek yang terkenal itu? Dalam  holodeck semua kru pesawat ruang angkasa hasil imajinasi Gene Roddenberry itu bisa merealisasi semua keinginan dan fantasinya. Ruangan yang lebih banyak difungsikan sebagai sarana rekreasi kru pesawat itu dapat diprogram untuk menampilkan segala bentuk hologram yang tampak nyata dan dapat berinteraksi dengan  siapa pun yang ada di dalamnya. Suatu saat kapten pesawat Enterprise itu berlayar di laut fantasi seakan ia sedang berada di planet Bumi dan benar-benar berlayar di laut yang sesungguhnya. Di saat lain salah satu kru sering menenggelamkan dirinya dalam fantasi cerita misteri Sherlock Holmes yang dunianya benar-benar menjadi nyata dalam holodeck. Apakah teknologi kita dapat merealisasikan imaginasi pembuat film laris dunia itu?

Mari kita menengok kembali penemuan hologram yang menjadi inspirasi Gene Roddenberry dalam menciptakan  holodeck yang luar biasa itu. Teknologi yang menjadi latar belakang terciptanya hologram lahir dari fisikawan Hungaria, Dennis Gabor, yang mengembangkan teori holografi sejak tahun 1947. Istilah hologram berasal dari Bahasa Yunani  Holos (penuh atau lengkap) dan Gram (pesan atau informasi). Hologram didefinisikan sebagai media yang menyimpan semua informasi yang lengkap. Awalnya Gabor sedang berusaha meneliti mikroskop elektron. Ia mengembangkan teori untuk mengembangkan kemampuan mikroskop elektron itu. Pada saat ia berusaha membuktikan teorinya tersebut ia tidak menggunakan pancaran elektron, tetapi justru menggunakan cahaya. Hasilnya, ia justru menciptakan hologram pertama di dunia. Tentunya hologram pertama ini masih tidak sempurna dan banyak kekurangan. Ini disebabkan kurang memadainya sinar/cahaya yang digunakan. Sinar yang dibutuhkan untuk menciptakan hologram yang lebih baik adalah sinar LASER yang baru dikembangkan pada tahun 1960.

LASER merupakan singkatan dari  Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Cahaya laser merupakan cahaya yang memiliki beberapa karakteristik khusus yang membedakannya dengan cahaya biasa. Sinar laser merupakan cahaya monokromatik (satu panjang gelombang yang spesifik), koheren (pada frekuensi dan fasa yang sama), dan menuju satu arah yang sama sehingga cahayanya menjadi sangat kuat, terkonsentrasi (terpusat), dan terkoordinir dengan baik. Untuk memahami perbedaan sinar laser dengan cahaya lampu biasa kita bisa menganalogikannya  dengan melihat kondisi lalu lintas di suatu jalan raya satu arah, misalnya di  jalan tol bebas hambatan. Di jalan tol itu kita bisa melihat banyak jenis mobil  dengan bermacam warna, bentuk, ukuran, dan merk. Semuanya berjalan pada kecepatan yang berbeda-beda. Ini menggambarkan cahaya yang biasa kita temui di sekitar kita, seperti cahaya lampu senter. Masing-masing gelombang cahaya merambat pada berbagai panjang gelombang, frekuensi, dan fasa yang berbeda-beda satu sama lain. Misalnya di jalan tol tadi kita kemudian melihat sederetan mobil yang persis sama bentuknya, warna, jenis, ukuran, dan merknya. Semua bergerak dengan kecepatan yang sama persis dan semuanya berada pada jarak yang sama satu sama lain. Kita terus melihat pasukan yang terkoordinir dengan rapi ini melaju tanpa pernah terjadi ketidakberaturan. Inilah yang dianalogikan dengan sinar laser. Keseragaman dalam semua aspek ini menggambarkan  sifat monokromatik dan koheren sinar laser. Karena itulah sinar laser bisa menghasilkan hologram yang lebih berkualitas.

Untuk membuat sebuah hologram, sinar  laser (Gambar 1) diarahkan pada sebuah pembagi (beam splitter) yang membaginya menjadi dua bagian, sinar 1 dan sinar 2. Sinar 1 merupakan referensi atau acuan (reference beam), sedangkan sinar 2 merupakan sinar yang nantinya diarahkan ke obyek yang akan dibuat hologramnya (disebut  object beam). Sinar 1 memantul pada cermin yang berfungsi untuk mengarahkan sinar pada film. Sinar 2 juga dipantulkan pada cermin yang berfungsi untuk mengarahkannya pada obyek. Saat mengenai obyek, sejumlah sinar (yang berasal dari sinar 2 tadi) dipantulkan oleh obyek sehingga pantulannya itu berinterferensi dengan sinar 1 saat mencapai film. Interferensi gelombang cahaya inilah yang dicatat informasinya dalam film tersebut. Informasi ini merupakan informasi atau data lengkap mengenai pola interferensi yang sangat bergantung pada bentuk permukaan obyek yang memantulkan sinar tadi. Jika film tersebut disinari lagi dengan sinar 1 (reference), informasi pola interferensi cahaya tadi dapat ditampilkan dalam bentuk tiga dimensi yang selama ini kita kenal sebagai hologram. Holografi atau proses pembuatan hologram ini terus dikembangkan supaya tampilan tiga dimensinya semakin sempurna dan semakin persis dengan obyek aslinya. Salah satu teknologi yang  menjadi kunci utama perkembangan teknik holografi adalah teknologi sinar lasernya. Sinar laser yang 100% koheren sangat mahal dan susah didapatkan. Inilah inti penelitian yang sedang gencar dijalankan oleh para peneliti dunia saat ini.

Supaya ruangan kantor kita bisa seperti holodeck pesawat Enterprise yang canggih itu, teknologi holografi harus didukung lagi oleh kamera-kamera berkualitas, komputer canggih yang super cepat, serta jaringan internet yang dapat diandalkan. Dunia yang dipenuhi hologram (holographic environment) ini menggunakan konsep tele-emersi. Sejumlah kamera digunakan untuk merekam obyek-obyek yang akan dibuat hologramnya. Kamera yang digunakan harus banyak karena harus bisa merekam semua sudut pandang yang ada supaya hologram yang dihasilkan benar-benar tampak jelas dalam tiga dimensi. Berbagai sensor elektronik digunakan untuk mendeteksi adanya pergerakan (perubahan posisi) obyek. Data-data ini diolah oleh komputer dan kemudian disebarkan melalui internet supaya dapat diproyeksikan di berbagai tempat.  

 Suasana perkantoran di masa depan akan banyak melibatkan teknologi tele-emersi ini. Seorang arsitek yang  akan mempresentasikan rancangannya (Gambar 2) dapat tampil lebih meyakinkan dengan bantuan hologram yang dapat ditampilkan dalam ruangan presentasi. Rancangannya dapat dilihat dalam bentuk tiga dimensi yang sangat jelas dan  indah. Kreativitas sang arsitek dapat dimaksimalkan dan semua yang melihat hologram itu dapat langsung mengerti ide yang akan disampaikan. Asyiknya lagi, jika kita punya klien yang berada di lokasi yang berjauhan, misalnya di kota atau negara yang berbeda, kita dapat tetap melakukan presentasi atau mengadakan  berbagai rapat penting tanpa perlu melangkah keluar dari kantor masing-masing. Kita hanya perlu menghubungi kantor-kantor klien dan memanfaatkan tele-emersi yang seketika itu pula dapat menampilkan ruangan kantor mereka di dalam ruangan kantor kita. Ruangan kantor kita pun langsung muncul seketika dalam kantor-kantor mereka. Kita tidak perlu lagi direpotkan masalah jarak dan transportasi. Semua jadi lebih mudah dan praktis. Kita bahkan bisa tetap mengerjakan pekerjaan kita di kantor tanpa perlu meninggalkan rumah sama sekali. Kita bisa melakukan semuanya dari rumah! Ini lebih hebat dari teknologi holodeck dalam film Star Trek! Potensi yang lebih besar lagi terdapat di dunia kedokteran. Dokter-dokter bedah ahli yang mungkin hanya ada di  kota-kota besar kini dapat membantu berbagai operasi penting di lokasi-lokasi yang selama ini susah dijangkau. Pasien dapat dibantu dengan lebih cepat sehingga dapat meningkatkan kemungkinan kesembuhannya. Mahasiswa kedokteran pun  dapat berlatih tanpa perlu pasien yang sebenarnya. Hanya dengan hologram mereka bisa mengerjakan semuanya.Kita bahkan tidak  anya dapat melihat dan menyentuh hologram, tetapi kita juga dapat mencium aromanya dengan bantuan sensor-sensor canggih yang saat ini masih dalam tahap pengembangan. Kita tidak perlu lagi berpisah dengan keluarga walaupun kita sedang  berada di lokasi yang berjauhan. Dunia futuristik ini merupakan bukti kehebatan teknologi.(bermimpi_15)

Space Elevator

Naik lift ke bulan? Bagaimana caranya? Apakah ada lift yang bisa mencapai ketinggian itu? Keajaiban fisika dan nanoteknologi yang fantastis membuat impian ini bisa menjadi nyata! Walaupun jika lift itu tidak mencapai bulan, setidaknya lift itu bisa membawa kita menuju satelit yang mengorbit mengelilingi bumi pada jarak yang lebih  dekat dibanding orbit bulan. Lift ini dapat dibangun dengan sangat mudah  di dunia nanoteknologi menggunakan konsep fisika yang sangat sederhana.

Apa yang dibutuhkan untuk membuat lift ini? Satu hal yang pasti: bahan yang sangat kuat dan sangat panjang semacam kabel raksasa yang bisa menjulur dari bumi ke satelit yang sedang mengorbit  itu. Itu lho, yang seperti di cerita dongeng Jack and the Bean Stalk itu! Tetapi kita tentunya tidak mau seperti Jack yang harus memanjat setinggi itu sampai mencapai negeri khayangan. Kita ingin meluncur ke luar angkasa di dalam sebuah ‘lift’ yang nyaman dan mampu membawa kita ke angkasa dalam sekejap. Hmm… rasanya jalan-jalan ke luar angkasa bisa menjadi agenda mingguan! Pasti seru menjelajahi jagad raya ini! Siapa sih yang bisa menyediakan keajaiban ini? Siapa lagi kalau bukan ilmuwan-ilmuwan pintar dari National Aeronautics and Space Administration (NASA) yang tersohor itu.

Apa rencana NASA dalam mewujudkan impian ini? Pertama-tama, kita tentunya membutuhkan sebuah menara yang sangat tinggi yang bisa dijadikan ‘stasiun’ keberangkatan ke  angkasa. Menara ini harus lebih tinggi dari menara tertinggi yang ada di bumi saat ini. Menara ini harus mencapai ketinggian 50 km! Padahal bangunan tertinggi yang ada saat ini hanya sekitar 0,5 km. Pasti susah sekali membangun struktur yang setinggi itu! Kenapa harus setinggi itu? Ketinggian ini ternyata dibutuhkan untuk ‘menancapkan’ ujung kabel panjang yang menghubungkan bumi dengan satelit di  luar angkasa. Menara yang sangat tinggi dan kabel yang sangat panjang ini dapat dibuat dengan teknologi yang sudah ada saat ini. Kenapa selama ini tidak pernah ada  yang membuat menara setinggi itu jika memang manusia sudah mampu untuk membangunnya? Jawabnya sederhana saja! Biaya konstruksi bangunan setinggi itu sangat mahal. Lagipula, selama ini belum ada kebutuhan mendesak akan bangunan setinggi ini. Lalu bagaimana cara NASA mengakali  biaya pembangunan proyek yang luar biasa ini? Dengan bantuan Nanoteknologi!

Nanoteknologi merupakan teknologi  yang mengutak-atik material dalam ukuran nanometer (1 nanometer = seper  satu milyar meter). Dengan demikian, nanoteknologi merupakan teknologi yang sangat presisi. Teknologi yang menakjubkan ini dapat membantu cita-cita NASA untuk menekan biayapembangunan menara super tinggi dan kabel super panjang tadi. Mengapa bisa lebih murah dengan Nanoteknologi? Karena melalui bantuan nanoteknologi para ilmuwan bisa mengatur susunan atom-atom yang digunakan sesuai kemauan mereka. Mereka bahkan bisa diprogram untuk melakukan self-assembly. Ini berarti, proses pembangunan kabel yang luar biasa panjang itu dapat berlangsung secara otomatis! Tenaga kerja manusia yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proyek ini dapat dikurangi. Proses pembangunannya pun bisa dipercepat.

Nanoteknologi juga sudah berhasil menyodorkan suatu material hebat yang sangat ringan, tetapi kekuatannya 100 kali lebih kuat dari baja! Material hebat ini diberi nama Carbon Nano-Tube (CNT). Material ini hanya tersusun dari atom karbon (C), seperti grafit dan berlian. Kuat tetapi sangat ringan sehingga menara dapat dibuat lebih tinggi dan kabel dapat dibuat lebih panjang dan kuat tanpa takut jatuh/roboh karena beratnya sendiri.  

Hal berikut yang sangat dibutuhkan adalah sesuatu yang cukup berat yang mengorbit mengelilingi bumi. Asteroid dapat dimanfaatkan untuk tujuan ini! Asteroid ini berfungsi sebagai beban yang menstabilkan kabel serta satelit geostasioner yang sedang mengorbit itu  (Gambar 1). Tanpa beban penstabil (counterweight), kabel dan satelit bisa  jatuh menimpa bumi karena tertarik gravitasi, walaupun bahan konstruksinya merupakan material yang sangat ringan. Asteroid ini nantinya dihubungkan dengan satelit menggunakan kabel yang sama. Asteroid ini dapat diarahkan supaya mengorbit pada ketinggian tertentu mengelilingi bumi dengan cara menembaknya dengan rudal. Tabrakan dengan rudal tersebut dapat menggeser posisi asteroid sehingga berada pada jangkauan gravitasi bumi. Dengan demikian asteroid akan terus mengorbit mengelilingi bumi pada ketinggian yang sama.

OK, rencana konstruksi bangunan dan lintasan/kabelnya tampaknya sudah cukup baik. Lalu bagaimana dengan ‘lift’nya sendiri? Yang pasti bentuknya tidak sama dengan lift yang biasa kita lihat di gedung-gedung bertingkat. Lift ke luar angkasa ini berupa sebuah pesawat luar angkasa yang akan membawa penumpang dari bumi menuju satelit yang sedang mengorbit. Pesawat ini berbeda dengan pesawat luar angkasa yang  saat ini digunakan para  astronot untuk menjalankan misi-misi mereka. Pesawat luar angkasa yang mereka gunakan harus diluncurkan menggunakan roket yang bisa melemparkan  pesawat sampai ke luar atmosfer bumi. Pesawat yang akan menjadi lift  kita nanti tidak  membutuhkan roket semacam itu. Pesawat modern ini memanfaatkan konsep magnetic levitation (maglev). Teknologi maglev saat ini digunakan untuk kereta api (Maglev Trains) yang melayang (tidak menyentuh permukaan rel kereta) setinggi 5-10 cm di atas rel kereta. Kereta maglev bisa melayang di atas rel karena ada gaya tolak-menolak antara magnet-magnet yang dijejerkan di sepanjang rel dengan magnet-magnet yang dijejerkan di sepanjang dasar kereta, yang memiliki kutub yang berlawanan dengan magnet-magnet di sepanjang rel tadi. Karena permukaan kereta dan rel tidak pernah bersentuhan (melayang) maka tidak terjadi gesekan antara kedua permukaan itu. Ini berarti kereta bisa meluncur dengan saat cepat! Itupun tanpa memerlukan banyak energi karena kereta meluncur dengan memanfaatkan gaya-gaya magnet yang mendorong dan menariknya sepanjang lintasan. Konsep inilah yang digunakan untuk lift luar angkasa kita. Pesawat maglev (Gambar 2) meluncur tanpa bersentuhan dengan kabel raksasa super panjang yang menjadi lintasannya. CNT yang ringan dan kuat tadi ternyata memiliki kelebihan lain. Material ajaib ini dapat bersifat magnet! Padahal biasanya semua material karbon tidak pernah menunjukkan sifat magnet.  Ini membuatnya semakin ideal untuk dijadikan bahan pembuat kabel raksasa kita. Perjalanan ke luar angkasa pun dapat ditempuh sangat cepat dan mengasyikkan! Mengasyikkan karena kita dapat mengintip ke luar jendela pesawat saat sedang meluncur, sambil menikmati keindahan pemandangan bumi dan luar angkasa.

Indah sekali mimpi itu! Apa ini benar-benar bisa terwujud? Mengapa tidak? NASA sangat bersemangat mengembangkan nanoteknologi yang akan menjadi tulang punggung proyek ini,  serta semua proyek NASA lainnya. Semangat NASA yang sangat tinggi ini dapat dimengerti karena saat ini semua proyek dan misi menjelajah ruang angkasa memakan biaya yang sangat besar. Dengan nanoteknologi semua biaya dapat diperkecil sehingga memungkinkan penjelajahan dan misi-misi yang lebih luar biasa dari yang selama ini direncanakan. Nantinya, tidak hanya para astronot saja yang bisa menikmati perjalanan ke luar angkasa. Semua orang bisa berlibur ke luar angkasa! Kita pun bisa semakin memahami jagad raya melalui penelitian-penelitian yang tentunya dapat dijalankan dengan lebih cepat dan mudah dengan adanya lift ini. (bermimpi_14)

Perjalanan Menembus Waktu

Film-film dan novel-novel fiksi ilmiah yang mengangkat tema tentang perjalanan menembus waktu (menggunakan berbagai bentuk mesin waktu) semakin menjamur seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu Fisika. Apakah film-film semacam Star Trek, Time Machine, Back to the Future, dan, yang baru saja dirilis, Timeline hanya melambangkan hebatnya imajinasi para pembuat film? Atau sebenarnya cerita novel dan film-film semacam ini sudah mulai beranjak dari kategori fiksi ilmiah menjadi suatu terobosan terbaru teknologi modern yang benar-benar ada di kehidupan nyata? Para fisikawan pun tidak mau ketinggalan menganalisa aspek ilmiah dari teknologi-teknologi yang ditampilkan dalam film-film yang berhasil mengeruk keuntungan besar itu. Dulu para fisikawan yang berani mengangkat topik  time travel dianggap terlalu asyik berkhayal. Tetapi sekarang justru para fisikawan kebingungan mencari bukti-bukti yang bisa menunjukkan secara pasti bahwa perjalanan seru menembus waktu ini  tidak mungkin bisa dilakukan! Konsep-konsep fisika yang ada justru mendukung teori time travelling ini! Siapa sangka bahwa sebenarnya kita pun sudah sering melakukan perjalanan menembus waktu  dalam kehidupan sehari-hari kita! Dan tanpa menggunakan mesin waktu! Jalan  menuju fenomena fantastis ini dibuka oleh fisikawan ternama, Albert Einstein, dengan teori relativitasnya.

Untuk bisa memahami konsep perjalanan menembus waktu, kita harus memahami dulu yang dimaksud dengan Waktu (Time). Dalam fisika, waktu merupakan salah satu besaran pokok yang melambangkan periode atau interval yang bisa diukur secara pasti (satuan internasionalnya adalah  detik). Kita tahu bahwa 1 hari terdiri dari 24 jam, 1 jam 60 menit, dan 1 menit 60 detik. 1 detik didefinisikan sebagai jumlah osilasi atom Cesium-133 (9.192.631.770 osilasi) pada jam atom. Dengan konstanta-konstanta yang terlibat ini, kita tentunya langsung menyimpulkan bahwa waktu memiliki nilai absolut (eksak) dan bukan merupakan besaran yang nilainya relatif  terhadap suatu acuan tertentu. Tetapi Einstein mengubah pandangan ini saat  mengemukakan teori relativitasnya. Menurut Einstein, semakin besar kecepatan gerak suatu benda atau partikel, waktu akan berjalan semakin lambat bagi benda atau partikel tersebut. Saat kecepatannya mendekati kecepatan cahaya, waktu berjalan sangat lambat. Bagaimana kalau ada benda atau partikel yang bisa bergerak dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya? Waktu akan berjalan begitu  lambatnya sehingga benda yang bergerak dengan kecepatan setinggi itu bisa kembali ke posisi awal dengan sangat cepat. Saking cepatnya, benda itu sudah kembali berada di posisi awalnya sebelum benda itu mulai bergerak! Ini berarti  benda itu sudah melakukan perjalanan menembus waktu ke masa lalunya sendiri!

Teori relativitas Einstein dapat dibuktikan dengan perjalanan ke ruang. Para astronot meninggalkan bumi menggunakan pesawat ulang-alik yang meluncur dengan kecepatan sangat tinggi. Jika mereka melakukan perjalanan selama 1 tahun di ruang angkasa dan kemudian kembali ke bumi, mereka bisa menemukan bahwa bumi mencatat waktu perjalanan mereka mencapai 10 tahun! Ini berarti dua orang atau benda yang bergerak dengan kecepatan berbeda akan mengalami durasi waktu yang berbeda pula. Ini juga berarti bahwa para astronot itu sudah berada di masa depan mereka karena orang-orang yang ditinggalkannya kini menjadi 10 tahun lebih tua dari saat mereka pergi meninggalkan bumi (padahal mereka hanya pergi selama 1  tahun)! Dalam kehidupan  sehari-hari kita juga sering mengalami hal ini saat kita bepergian menggunakan pesawat terbang. Kecepatan gerak pesawat memungkinkan kita untuk ‘lompat’ ke masa depan kita, walaupun lompatannya tidak jauh (hanya beberapa nanodetik) sehingga kita biasanya tidak menyadarinya. Jam atom  yang sangat akurat dapat membuktikan bahwa kita sudah lompat beberapa nanodetik (1 nanodetik = 10-9 detik) ke masa depan! Efek yang kita rasakan adalah fenomena yang kita sebut Jet Lag.

Nah, kalau kecepatan bisa membuat kita lompat ke masa depan, bagaimana caranya kita bisa lompat ke masa lalu? Bukankah dibutuhkan kecepatan yang melebihi kecepatan cahaya supaya kita bisa kembali ke masa lalu kita? Padahal kita tahu tidak ada (belum ada) satu pun benda atau partikel yang bisa bergerak melebihi kecepatan cahaya. Einstein kembali tampil dengan teori relativitasnya untuk menjawab ini! Si jenius ini menyatakan bahwa gaya tarik gravitasi dapat memperlambat waktu! Menurut Einstein, jam dinding yang dipasang di ruang bawah tanah (lebih dekat ke pusat bumi sehingga mengalami gaya tarik gravitasi yang lebih besar) berjalan lebih lambat dibanding jam dinding yang dipasang di tingkat tertinggi suatu gedung. Tentu saja perbedaannya sangat kecil dan hanya bisa dideteksi oleh jam atom. Tetapi ini berarti bahwa waktu berjalan lebih cepat di ruang angkasa (karena sangat jauh dari pusat bumi sehingga gravitasinya sangat kecil, bahkan mendekati nol). Misalnya kita pergi ke ruang angkasa menjauhi pusat bumi,  dan kemudian kembali lagi ke bumi (misalnya selama 1 tahun). Jika kita punya saudara kembar yang menunggu kita di bumi, kita bisa melihat sendiri bahwa saat kita mendarat, kembaran kita (yang lahirnya bersamaan dengan kita) sudah  9 tahun lebih tua dari kita! Inilah yang dikenal sebagai The Twin Paradox. Jadi, yang mempengaruhi waktu bukan hanya kecepatan, tetapi juga gravitasi. Ini berarti kita bisa kembali ke masa lalu kita dengan memanfaatkan medan gravitasi yang sangat kuat.

Black hole atau lubang hitam merupakan medan yang memiliki gravitasi paling kuat. Saking kuatnya, lubang hitam ini bisa menyedot apa saja ke dalamnya! Tidak ada yang bisa menghindari tarikan gravitasinya, termasuk cahaya. Cahaya atau partikel lain yang tersedot lubang  hitam akan langsung dilahap habis (dari sinilah asal istilah Lubang HITAM). Semua yang tadinya ada menjadi tidak ada. Banyak ilmuwan yang memperkirakan lubang hitam bisa menjadi pintu untuk kembali ke masa lalu karena gravitasinya yang begitu kuat. Tetapi semua partikel akan hancur jika masuk ke lubang hitam! Bagaimana bisa kembali ke masa lalu jika kita sudah keburu hancur? 

Para fisikawan akhirnya melirik ‘adik’ dari lubang hitam, yang kita kenal sebagai  Wormhole (Lubang Cacing).  Wormhole juga merupakan medan yang memiliki gravitasi yang sangat kuat, tetapi tidak seperti ‘kakak’nya. Jika suatu benda atau partikel masuk ke salah satu ujung lubang cacing, partikel itu masih bisa keluar di ujung lainnya (ada ‘pintu masuk’ dan ‘pintu keluar’nya). Jalur yang harus ditempuh dalam wormhole jauh lebih pendek dibanding jalur konvensional (merupakan jalan pintas). Ini analogi  dengan terowongan di bawah bukit. Perjalanan melalui bukit tentunya lebih jauh dibanding jarak yang harus ditempuh jika kita melewati terowongan yang terletak di bawah bukit tersebut. Pembentukan  wormhole didukung oleh, lagi-lagi, teori relativitas Einstein. Menurut Einstein, massa dapat menyebabkan waktu ruang (spacetime) menjadi melengkung (curved). Bagaimana caranya?

Misalnya ada dua orang saling berhadapan dan memegang sehelai kain yang dibentangkan kuat-kuat. Lalu di atas kain tersebut  kita letakkan buah semangka yang berat. Pasti buah semangka itu akan berguling ke tengah-tengah kain yang ujung-ujungnya dipegang kuat-kuat itu sehingga kain melengkung (membentuk cekungan) akibat massa buah  semangka. Jika kita meletakkan satu buah anggur di pinggir kain itu, pasti buah itu akan langsung ‘tersedot’ oleh cekungan tadi. Cekungan ini dapat dianggap sebagai pintu masuk lubang cacing. Tetapi ini baru merupakan bidang dua dimensi.  Spacetime ada dalam empat dimensi: 3 dimensi ruang (atas-bawah, kanan-kiri, depan-belakang) dan 1 dimensi waktu. Supaya menjadi empat dimensi, kain tadi kita lipat sehingga ada dua permukaan yang dipisahkan jarak tertentu, yang disebut  Hyperspace. Kita letakkan lagi buah semangka di atas permukaan kain teratas sehingga membentuk cekungan seperti tadi. Permukaan yang kedua (tepat di tengahnya) juga diberi massa yang besarnya sama (dari arah berlawanan) sehingga membentuk cekungan yang kedua (dapat dianggap sebagai pintu keluar lubang cacing). Seluruh permukaan kain melambangkan  spacetime yang merupakan ruang/jarak konvensional. Kedua cekungan pada  spacetime akan bertemu dan membentuk lorong (Gambar 1) yang kemudian kita sebut sebagai Lubang Cacing. Misalnya Bumi terletak di pintu masuk wormhole, dan Sirius, bintang yang berjarak 9 tahun cahaya dari Bumi, terletak di pintu keluarnya. Untuk bepergian dari Bumi ke Sirius secara konvensional kita harus menempuh perjalanan sejauh 9 tahun cahaya. 1 tahun cahaya merupakan jarak yang ditempuh cahaya selama 1 tahun. Kecepatan cahaya adalah 300.000 km/detik. Ini berarti 9 tahun cahaya = 300.000 km/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam x 24 jam/hari x 365 hari/tahun x 9 tahun = 8,51472 x 1013 km. Padahal perjalanan terjauh yang pernah ditempuh manusia adalah 400.000 km (yaitu  perjalanan ke bulan). Wormhole memungkinkan kita untuk ‘memotong jalan’ sehingga bisa sampai di Sirius hanya dalam waktu beberapa saat saja. Kita pun bisa menjelajahi jagad raya dalam waktu yang singkat!  Gambar 1  Wormhole menjadi jalan pintas dari Bumi ke Sirius  

Misalnya ada  wormhole yang pintu masuknya tidak jauh dari atmosfer Bumi, tetapi pintu keluarnya berada di dekat bintang yang dipenuhi partikel netron (neutron star) yang memiliki gravitasi sangat tinggi. Kita tahu bahwa pada ketinggian di atas atmosfer bumi gaya gravitasi bumi semakin kecil karena menjauhi pusat bumi. Ini berarti di pintu masuk wormhole waktu berjalan cepat, tetapi di pintu keluarnya waktu berjalan sangat lambat (karena adanya gravitasi bintang). Dengan demikian, jika kita memasuki  wormhole tersebut kita bisa melakukan perjalanan dalam lorong waktu menuju masa lalu maupun masa depan! Satu hal yang pasti: pembuatan  wormhole memang tidak mudah, tetapi menurut Fisika hal ini tidak mustahil! (bermimpi_13)

Perang di Luar Angkasa

            Ini bukan seperti perang bintang yang digambarkan dalam film legendaris Star Wars. Perang ini terjadi di luar angkasa dalam upaya mencegah terjadinya perang di bumi ini. Bagaimana caranya? Seperti apa perang yang terjadi di luar angkasa ini? Perang ini adalah Perang Teknologi!

Ada beberapa teknologi canggih yang menjadi senjata utama perang ini. Laser kimia, particle beams, dan pesawat luar angkasa khusus militer. Yuk kita lihat satu per satu kecanggihan senjata rahasia ini.

Laser kimia merupakan senjata yang memanfaatkan sinar laser yang dihasilkan dari pencampuran beberapa bahan kimia. Bahan kimia yang digunakan bisa bermacam-macam. Yang saat ini menjadi favorit para  peneliti adalah Hidrogen Fluorida (HF), Deuterium Fluorida (DF), dan Chemical Oxygen Iodine Laser (COIL).

Konsep LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) melibatkan elektron yang tereksitasi. Apa artinya elektron yang tereksitasi? Seperti kita tahu, elektron-elektron dalam sebuah atom selalu mengorbit pada jarak-jarak tertentu. Setiap orbitnya memiliki tingkat energi yang berbeda-beda. Jadi, kalau kita memberikan energi tambahan pada atom tertentu, elektron yang mendapat tambahan energi ini bisa melompat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Inilah yang disebut keadaan tereksitasi. Elektron yang tereksitasi ini bagaikan elektron nyasar sehingga elektron ini tidak stabil di tempatnya yang baru. Elektron ini akan terus berusaha untuk kembali ke tempatnya semula. Saat elektron yang tereksitasi itu ‘pulang’ ke orbitnya semula, energi tambahan tadi dilepaskan dalam bentuk foton. Foton adalah energi cahaya dengan panjang gelombang tertentu, yang sesuai dengan tingkat energinya. Cahaya laser ini bersifat monokromatik (hanya memiliki satu panjang gelombang yang spesifik), koheren (pada frekuensi yang sama), dan menuju satu arah yang sama sehingga cahayanya menjadi sangat kuat, terkonsentrasi, dan terkoordinir dengan baik.  Pada laser HF, atom fluor bereaksi dengan molekul hidrogen sehingga membentuk molekul hidrogen fluorida yang  berada dalam keadaan tereksitasi. Reaksi ini menghasilkan gelombang pada panjang gelombang sekitar 2,7-2,9 mikron. Dengan panjang gelombang ini,  gelombang yang terbentuk tidak bisa menembus atmosfer bumi sehingga hanya digunakan untuk senjata di luar angkasa saja. Pada laser DF, molekul yang digunakan untuk bereaksi dengan atom fluor adalah deuterium. Panjang gelombangnya lebih besar dari laser HF (sekitar 3,5 mikron) karena deuterium memiliki massa lebih besar dari hidrogen. Pada sistem COIL, klor direaksikan dengan  hidrogen peroksida. Ini menyebabkan tereksitasinya atom-atom oksigen, yang kemudian mentransfer energinya ke atom-atom yodium (iodine). Energi tambahan ini menyebabkan tereksitasinya atom-atom yodium sehingga menghasilkan laser dengan panjang gelombang sekitar 1,3 mikron.  

  

Bagaimana senjata laser kimia ini  digunakan dalam perang di luar angkasa? Coba kita bayangkan ilustrasi ini. Ada dua negara yang sedang bermusuhan sehingga berusaha untuk saling menjatuhkan. Salah satu negara yang sudah memiliki teknologi yang sangat maju menembakkan rudal yang diprogram untuk menabrak negara musuhnya itu. Karena negara itu letaknya sangat jauh, rudal itu harus ditembakkan pada sudut yang cukup tinggi sehingga mencapai ketinggian yang cukup untuk dapat mencapai  targetnya. Tetapi ternyata negara musuhnya itu juga sudah memiliki teknologi yang sangat canggih. Mereka bisa mendeteksi adanya rudal yang ditembakkan dan mengarah ke negaranya. Mereka langsung mengambil tindakan untuk menghindari tabrakan rudal yang bisa menghancurkan negara mereka itu. Mereka memiliki persenjataan di luar angkasa. Ada satelit yang sudah dilengkapi dengan laser kimia milik mereka. Saat rudal itu mencapai ketinggian maksimalnya, laser kimia langsung ditembakkan sehingga menghancurkan rudal sebelum mencapai targetnya (Gambar 1). Karena sudah hancur di ketinggian tersebut, rudal itu tidak lagi berbahaya sehingga kedua negara tadi terhindar dari perang yang menyeramkan.

Nah, inilah fungsi utama dari perang teknologi ini. Dengan adanya teknologi yang canggih ini, perang yang sebenarnya di bumi dapat dihindari. Tetapi ada sedikit kelemahan senjata laser kimia ini. Karena laser kimia ini harus diletakkan di satelit yang sedang mengorbit di luar angkasa, proses menembak rudal yang sedang meluncur cepat bukan merupakan proses yang mudah. Justru proses ini sangat susah karena satelit yang membawa senjata laser ini tidak dalam keadaan diam. Satelit yang sedang mengorbit selalu bergerak sepanjang orbitnya sehinggaposisinya selalu berpindah-pindah. Ini sangat menyulitkan prosesmenembak target yang juga bergerak pada kecepatan tinggi. Untuk itu diperlukan particle beams.

Particle beams merupakan senjata yang bisa menembakkan partikel-partikel subatomik (dengan cara mempercepat elektron dan proton, atau atom-atom hidrogen) pada kecepatan yang sangat tinggi, bahkan mendekati kecepatan cahaya. Karena kecepatannya mendekati kecepatan cahaya, target yang sedang meluncur cepat pun dapat ditembak dengan cukup mudah. Senjata ini pun dapat menghasilkan energi yang jauh lebih besar dari senjata laser sehingga dapat dapat menghancurkan targetnya dengan lebih sempurna.

Senjata yang berikutnya adalah  pesawat luar angkasa yang khusus dirancang untuk keperluan militer. Model yang digunakan untuk pesawat ini adalah desain pesawat X-33 yang kecil dan lincah. Ada satu hambatan yang dihadapi para peneliti yang sedang berusaha mengembangkan teknologi canggih yang bisa melindungi bumi dari peperangan ini. Senjata-senjata yang dikembangkan ini dimaksudkan untuk penggunaan di luar angkasa. Karena itu, kita membutuhkan sumber tenaga yang terletak di luar angkasa. Kita semua tahu betapa mahalnya mengirimkan dan mengorbitkan sesuatu ke luar angkasa. Semakin  berat semakin besar pula biaya yang dibutuhkan. Karena itu, kita memerlukan suatu bahan yangringan yang dapat dikirim ke luar angkasa sebagai stasiun penghasil energi. Bahan yang ringan ini harus cukup kuat untuk menjadi sumber tenaga di luar angkasa. Bahan lightweight inilah yang sedang gencar dikembangkan dalam berbagai penelitian nanoteknologi.

Nanoteknologi merupakan teknologi  yang mengutak-atik atom-atom dan molekul-molekul dalam ukuran nano  (1 nanometer =  1/1.000.000.000 meter). Dengan nanoteknologi, kita nantinya  bisa menyusun atom-atom atau molekul-molekul supaya berbaris sesuai dengan keinginan kita, tanpa ada satu pun atom atau molekul yang ‘nyasar’ atau berada  di tempat yang salah. Ketepatan inilah yang menyebabkan tingginya kualitas materi-materi yang didesain pada skala nano (nanoscale designed materials). Materi-materi berkualitas  tinggi ini sering disebut smart materials karena biasanya dirancang khusus untuk keperluan tertentu. Materi yang dibutuhkan untuk sumber tenaga di luar angkasa merupakan salah satu smart material yang dirancang khusus sehingga materi ini dapat bertahan pada kondisi lingkungan di luar angkasa yang sangat berbeda dengan kondisi atmosfer bumi. Materi yang hebat ini dapat dibuat  sangat tipis karena tidak ada atom atau molekul pengotor yang ‘nyasar’ seperti halnya pada berbagai materi yang dihasilkan oleh teknologi makro. Karena tipis (mungkin hanya satu lapis atom saja) materi ini pun menjadi sangat ringan. Ringan tetapi kuat dan hebat!

Inilah perang di masa depan. Bukan perang yang menyebabkan jatuhnya banyak korban jiwa, tetapi perang teknologi yang menuntut kita untuk selalu lebih pintar dari ‘musuh’ kita.(bermimpi_11)

Mobil Hijau

Mobil Hijau? Jangan salah sangka dulu! Mobil-mobil masa depan ini disebut Mobil Hijau bukan karena warnanya. Justru warna mobil-mobil ini bermacam-macam, bukan hanya hijau. Mobil ini disebut Mobil Hijau atau Kendaraan Hijau (Green Vehicle) karena menggunakan teknologi yang ramah lingkungan. Para produsen mobil masa depan ini berani menjamin bahwa mobil-mobilnya bisa menurunkan tingkat pencemaran akibat kendaraan-kendaraan yang ada saat ini karena mereka menggunakan  udara sebagai bahan bakarnya. Selain mengurangi polusi, mobil-mobil ramah lingkungan ini juga lebih ekonomis. Harga bahan bakar gas dan minyak yang  kita gunakan saat ini semakin lama semakin menjulang tinggi. Masyarakat selalu mengeluh karena harga bahan bakar sering mengalami kenaikan. Kenaikan harga bahan bakar ini pada akhirnya menyebabkan kenaikan harga barang-barang kebutuhan hidup lainnya. Mobil yang menggunakan bahan bakar udara dapat menjadi jawaban atas permasalahan tersebut karena udara terdapat di sekeliling kita dalam jumlah sangat berlimpah.

Salah satu tipe mobil hijau yang sedang dikembangkan saat ini adalah e.Volution. Mesin mobil ini dapat dijalankan dengan menggunakan udara yang dikompresikan ke dalamnya, atau dapat pula berfungsi sebagai mesin pembakar (internal combustion engine). Udara yang sudah dikompresi (bertekanan tinggi) disimpan dalam tangki bertekanan 4.351 psi. Udara masuk ke mesin dan mengalir menuju ekspander sehingga volumenya bertambah dan tekanannya berkurang. Udara kemudian mendorong piston sehingga pada akhirnya mesin mobil bisa mulai bekerja. Mobil  e.Volution ini hadir juga dalam tipe yang menggabungkan bahan bakar udara dengan bahan bakar minyak dan gas biasa. Dalam tipe hybrid ini perubahan sumber bahan bakar dapat dikendalikan secara elektronik. Jika mobil hendak dijalankan pada kecepatan di bawah 60 km/jam maka bahan bakar yang digunakan adalah udara, sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi bahan bakar tradisional dapat digunakan. Tangki udara dengan kapasitas 300 liter udara diletakkan di bagian bawah mobil. 300  liter udara ini dapat digunakan untuk menempuh jarak 200 km pada kecepatan maksimal 96,5 km/jam. Untuk mengisi kembali tangki udara sampai penuh, kita bisa menggunakan pompa udara tekanan tinggi selama tiga menit saja. Jika kita sedang santai di rumah, kita bisa mengisi tangki menggunakan sumber listrik biasa yang ada di rumah selama empat jam.

E.Volution bukan satu-satunya mobil yang menggunakan teknologi yang ramah lingkungan. Ada mobil lain yang meniru konsep mesin uap dalam rangka mendapatkan kendaraan yang hampir tidak menghasilkan polusi karena sama sekali tidak melibatkan proses pembakaran. Mobil LN2000 ini justru menggunakan cairan Nitrogen yang sangat dingin (-196oC) untuk mesin kriogeniknya. Kenapa Nitrogen? Komposisi udara di bumi melibatkan lebih dari 78% gas Nitrogen. Itu berarti gas Nitrogen merupakan komponen utama atmosfer bumi. Jika kita menggunakan cairan Nitrogen yang kemudian diuapkan menjadi gas Nitrogen, maka gas Nitrogen yang  dikeluarkan tersebut bukan merupakan polusi bagi lingkungan. Lagipula Nitrogen cair tersedia di bumi dalam jumlah sangat berlimpah sehingga sangat mudah didapat. Satu lagi keuntungan mobil yang menggunakan nitrogen cair ini: massa total mobil jadi lebih ringan sehingga penggunaan nitrogen bisa lebih ekonomis. 

Gambar 1 menunjukkan komponen-komponen yang menjalankan mobil kriogenik (cryocar) ini. Nitrogen cair yang sangat dingin disimpan dalam tangki baja (stainless steel) berkapasitas 24 galon. Tangki ini dilengkapi dengan vakum supaya bisa menyimpan cairan super dingin tersebut selama beberapa minggu. Dengan menggunakan vakum pada tangki  penyimpan ini kita tidak lagi membutuhkan proses pendinginan (refrigerasi) untuk mempertahankan nitrogen dalam keadaan cair. Kita juga tidak memerlukan tangki yang bertekanan khusus dan tidak perlu merisaukan kemungkinan terjadinya ledakan gas beracun. Seluruh proses dimulai dengan pemompaan nitrogen cair menuju alat penukar panas tambahan yang berfungsi sebagai  economizer. Pompa juga berfungsi untuk menaikkan tekanan nitrogen cair sampai  500-600 psi (tekanan operasi sistem). Proses pemompaan ini sangat efisien karena yang harus dipompa bukan dalam bentuk gas, tetapi justru dalam bentuk cairan. Dalam  economizer terjadi pertukaran panas awal antara nitrogen cair yang dingin dengan gas nitrogen sisa yang keluar dari ekspander. Gas keluaran ekspander ini memiliki temperatur lebih tinggi dari temperatur nitrogen cair sehingga nitrogen cair dapat secara alamiah menyerap panas gas sisa yang keluar dari ekspander tersebut. Dengan adanya penukar panas tambahan ini proses pertukaran panas di alat penukar panas utama bisa dilakukan secara lebih ekonomis dan efisien. Pada penukar panas utama terjadi penyerapan panas oleh nitrogen cair (yang sudah dipanaskan sebelumnya di economizer) dengan udara sekitar. Pipa penukar panas utama ini dikipas supaya terjadi kontak dengan udara sekitar sehingga pipa dipanaskan oleh udara tersebut dan tidak terbentuk frost. Cairan nitrogen tersebut akhirnya mendidih menjadi gas nitrogen yang bertekanan tinggi yang nantinya akan digunakan untuk menggerakkan ekspander. Ekspander berfungsi untuk mengubah energi yang terkandung dalam gas nitrogen tekanan  tinggi ini menjadi kerja yang bisa menggerakkan roda-roda mobil dan menjadi sumber tenaga bagi sistem yang membutuhkan listrik. Dari ekspander gas nitrogen sisa dikeluarkan menuju exhaust (pembuangan). Sebelum dibuang, gas nitrogen yang masih memiliki panas ini masih bisa dimanfaatkan dulu.  Gas sisa ini dilewatkan lagi ke economizer sebagai pemanas awal nitrogen cair tadi. Sesudah melewati economizer barulah gas sisa tersebut dibuang ke udara melalui exhaust. Gas yang dibuang ke udara ini tidak mengandung polusi karena hanya terdiri dari gas nitrogen yang memang terdapat dalam  jumlah berlimpah di atmosfer bumi.

Seluruh proses ini digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 2. 

Selain kedua mobil yang memanfaatkan  udara, ada lagi alternatif lain mobil yang ramah lingkungan. Mobil hypercar ini menggunakan bahan bakar gas hidrogen yang menjamin tingkat emisi  sangat rendah bahkan mencapai nol.

Semua produsen mobil-mobil masa depan ini sedang berlomba mengembangkan dan menyempurnakan teknologi yang mereka gunakan untuk memproduksi mobil-mobil ramah lingkungan ini. Teknologi-teknologi yang canggih yang menggerakkan mobil-mobil masa depan ini dapat membantu kita mengembalikan kondisi alam yang sudah mulai rusak ini. Tingkat pencemaran lingkungan bisa dikurangi sehingga pada akhirnya kita bisa kembali menghirup udara segar yang sehat bagi tubuh kita. Belum lagi aspek ekonominya! Saat kita beralih dari bahan bakar tradisional, yang semakin lama semakin mahal, ke pemanfaatan udara yang tersedia dalam jumlah sangat berlimpah di sekeliling kita, kita dapat menekan pula tingkat pengeluaran kita. Harga-harga barang yang biasanya sangat dipengaruhi oleh setiap kenaikan harga  bahan bakar pada akhirnya bisa lebih stabil sehingga kita pun bisa mempertahankan cara hidup  yang lebih ekonomis. Berkurangnya penggunaan bahan bakartradisional yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (suatu saat pasti akan  habis) juga dapat mengurangi terjadinya berbagai perselisihan antara negara-negara yang selama ini sering berperang karena memperebutkan sumber-sumber minyak. (bermimpi_10)

Mengunjungi Planet Lain Lewat Dunia Maya

            Dalam beberapa tahun terakhir, kita  bisa melihat bahwa negara-negara maju seperti Amerika Serikat semakin giat memperbanyak misi-misi ruang angkasanya dalam rangka penelitian Planet Mars. Planet merah ini begitu mempesona ilmuwan-ilmuwan dunia sehingga mereka begitu ingin memecahkan misteri yang menyelubunginya. Keinginan mengunjungi dan mempelajari Mars tidak hanya menjangkiti para ilmuwan, tetapi juga para pengusaha film, pengarang buku, dan masyarakat umum. Film-film dan novel fiksi ilmiah yang mengangkat tema tentang ‘dunia’ lain itu begitu mempesona anak-anak sampai orang dewasa. Penelitian-penelitian yang mengarah pada usaha mengembangkan alat transportasi yang bisa digunakan untuk mengunjungi planet merah ini semakin gencar diadakan oleh lembaga-lembaga bergengsi semacam NASA (National Aeronautics and Space Administration). Penelitian-penelitian yang didukung otak-otak jenius dunia itu pun  semakin lama semakin menunjukkan hasil yang menjanjikan. Tidak lama lagi  ilmuwan-ilmuwan kita akan berhasil menciptakan semua yang dibutuhkan untuk bepergian ke Mars. Lalu bagaimana dengan masalah komunikasi? Sudah pasti masalah ini merupakan masalah serius karena kita di bumi pasti ingin mengetahui keadaan para astronot yang menjelajahi dunia baru itu. Kita pun mengharapkan mereka bisa memberitakan penemuan-penemuan gemilang saat mengunjungi planet tersebut. Tentu saja kita membutuhkan sarana komunikasi untuk bisa terus berhubungan dengan mereka. InterPlanetary Networking (IPN) mungkin merupakan jawabannya. 

            IPN merupakan sistem jaringan (internet) yang menghubungkan bumi dengan planet-planet lain dalam sistem tata surya kita. Sistem internet antar planet ini mirip dengan internet yang sudah kita kenal saat ini, tetapi sudah dilengkapi lagi dengan berbagai teknologi baru. Di bumi, sistem internet yang kita gunakan merupakan sistem jaringan yang saling terhubungkan (network of  connected networks).  Interplanetary Internet merupakan sistem yang tidak saling terhubungkan (network of  disconnected internets). Perbedaan yang sangat mendasar inilah yang menuntut pengembangan  baru dari sistem internet yang sudah kita kenal saat ini. Teknologi internet yang kita gunakan sebagai sarana komunikasi di bumi mengalami perkembangan begitu pesat hanya dalam waktu beberapa tahun saja. Hambatan utama yang merintangi perkembangan teknologi internet antar planet adalah besarnya jarak yang memisahkan bumi dengan planet-planet lain. Internet di bumi hanya perlu mengatasi jarak yang lebih kecil dari 1 detik cahaya. Kecepatan cahaya adalah 300.000 km/detik. Itu berarti 1 detik cahaya = 300.000 km (yaitu jarak yang bisa ditempuh cahaya selama 1 detik). Padahal jarak antar planet mencapai jutaan kilometer. Jarak terdekat antara Bumi dengan Mars mencapai 56 juta kilometer, sedangkan jarak terjauhnya 400 juta kilometer. Ini berarti kita membutuhkan sistem komunikasi yang bisa menghubungkan jarak beberapa menit cahaya, atau bahkan beberapa jam cahaya. 1 jam cahaya = 300.000 km/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam x 1 jam = 1,08 x 109 km. Internet yang kita gunakan di bumi saja kadang-kadang membuat kita kesal karena kecepatan sambungannya tidak memuaskan. Apalagi kalau internetnya harus menghubungkan dua planet yang jaraknya sedemikian jauhnya! Tentu sambungannya lebih lama lagi! Karena itulah kita memerlukan teknik yang berbeda untuk menyelesaikan masalah ini. Sistem yang menghubungkan planet-planet ini harus bisa mengatasi juga masalah-masalah lainnya seperti  space junk (sisa-sisa asteroid dan berbagai pesawat ruang angkasa yang hancur dan bertebaran di ruang angkasa) dan satelit alami  yang terkadang menghalangi/menutup jalannya sinyal komunikasi sehingga mengganggu proses pengiriman dan penerimaan sinyal. Belum lagi antena yang digunakan untuk penerima sinyal harus memiliki kekuatan yang sangat baik sehingga terkadang antena-antena ini terlalu berat untuk dibawa ke ruang angkasa.

Berbagai misi ke Mars yang sudah dijalankan selama ini menunjukkan bahwa sistem internet yang baik sangat dibutuhkan untuk mempercepat proses pengiriman data. Salah satu misi ke Planet Mars, yang disebut Mars Pathfinder (1997), mencatat waktu pengiriman data sekitar 300 bit per detiknya (bit = binary digit). Komputer-komputer yang kita gunakan sehari-hari saja bisa melakukan pengiriman data setidaknya 200 kali lebih  cepat dari kecepatan tersebut! Sistem internet yang menghubungkan Bumi dengan Mars setidaknya harus bisa melakukan transfer data pada kecepatan 11.000 bit per detik supaya bisa melakukan pengiriman gambar-gambar permukaan planet Mars secara lebih detil.

Para peneliti yang mengembangkan IPN bahkan bercita-cita untuk melakukan pengiriman data antar planet pada kecepatan yang mencapai 1 MB (1 MB = 1 MegaByte = 8.388.608 bit) per detik. Pada kecepatan tersebut kita bisa merasakan sendiri pengalaman mengunjungi planet merah itu walaupun hanya melalui dunia maya. Bagaimana cara mencapai teknologi ini? Yang pasti kita harus mengirimkan  satelit-satelit untuk mengorbit di sekeliling planet Mars. Sebanyak 6 satelit kecil (microsatellites) nantinya akan melakukan  relay data dari pesawat-pesawat dan  robot-robot yang dikirimkan ke permukaan planet untuk mengambil data (misalnya gambar-gambar permukaan planet). Data-data dari masing-masing microsatellite ini kemudian dikirimkan ke satu satelit yang paling besar, yaitu  Mars Aerostationery Relay Satellite atau MARSAT. Dari Marsat, semua data yang sudah terkumpul kemudian dikirimkan ke satelit bumi. Satelit bumi mengirimkan data-data ini ke bumi supaya bisa diperiksa dan diteliti oleh para ilmuwan. Dengan sistem yang menghubungkan beberapa satelit ini (Gambar 1) kita bisa melakukan pemantauan pada Planet Mars secara terus-menerus sehingga data yang bisa kita kumpulkan pun semakin lengkap. Robot-robot dan pesawat yang  dikirimkan untuk mendekati dan mendarat di permukaan planet merah itu pun bisa dioptimalkan fungsinya sehingga tidak perlu membawa terlalu  banyak peralatan  komunikasi untuk mengirimkan data secara langsung ke bumi. Robot-robot itu hanya perlu mengirimkan data ke salah satu microsatellite yang mengorbit sangat dekat dengan atmosfer Mars. Ini berarti robot-robot itu bisa membawa peralatan lain yang mungkin lebih diperlukan dalam menjalankan misi penelitiannya di Mars.

Masalah komunikasi dan pengiriman datanya sudah diambil alih oleh satelit-satelit yang terus-menerus mengelilingi planet tersebut. 

Untuk sistem pengiriman datanya sendiri, para ahli komputer sudah menyiapkan berbagai rancangan sistem baru yang mirip dengan Internet Protocol (IP) dan Transmission Control Protocol (TCP) yang kita gunakan dalam sistem internet di bumi. Untuk keperluan IPN ini, sistem pengiriman data yang disebut Parcel Transfer Protocol (PTP) dirancang supaya dapat tetap berjalan walaupun ada beberapa bagian data yang hilang selama proses pengirimannya. Semua gangguan-gangguan (noise) yang muncul saat mengarungi jarak yang begitu jauh ini juga harus bisa diatasi sehingga  tidak mengganggu proses pengiriman data.

Proses pengiriman data melalui IPN melibatkan metode  store and forward. Metode ini memungkinkan pengiriman data dalam bentuk paket-paket data sehingga menghindari kemungkinan hilangnya sebagian data selama proses pengiriman jarak jauh tersebut.

Tentu saja beberapa masalah teknis lainnya harus diperhitungkan juga, misalnya masalah kekuatan dan kualitas bahan-bahan yang digunakan untuk membuat komponen-komponen satelit. Kita tidak bisa dengan mudah mengirimkan teknisi untuk memperbaiki komponen-komponen yang rusak karena jaraknya yang begitu jauh dari bumi. Ini berarti komponen-komponen microsatellites dan Marsat harus memiliki kualitas yang jauh lebih baik dari komponen-komponen satelit bumi. Para ahli komputer juga harus memutar otak untuk menyiapkan program komputer yang tidak bisa ditembus para hacker yang sering mengganggu sistem internet di bumi selama ini. Jika sistem pengiriman data antar planet ini diganggu oleh aktivitas hacker, banyak informasi-informasi penting yang bisa hilang atau rusak sebelum berhasil dikirimkan ke bumi. Kalau ada misi ke Planet Mars yang melibatkan pengiriman astronot (manned mission), segala kerusakan dan kehilangan data akibat gangguan hacker ini bisa berakibat fatal karena menyangkut kelangsungan hidup para astronot tersebut.

Dengan pesatnya perkembangan teknologi komputer, masalah ini bisa diatasi dalam beberapa tahun mendatang. Bahkan untuk selanjutnya ada kemungkinan kita juga bisa mengunjungi planet-planet lain yang lebih jauh dari Mars melalui dunia maya.(bermimpi_09)