Ketika pesawat luar angkasa SpaceX lepas landas dari pantai Texas pada musim panas tahun 2023, hal ini menandai tonggak sejarah yang telah dibahas oleh para insinyur dirgantara selama beberapa dekade, namun hanya sedikit orang yang memperkirakan hal tersebut akan terjadi dalam waktu dekat. Roket baja tahan karat yang megah, lebih tinggi dari gedung 30 lantai, menyalakan 33 mesinnya dan naik ke langit. Misinya tidak berjalan sempurna, tapi terbukti konsepnya bisa berhasil.
Pentingnya menjadi lebih jelas selama uji penerbangan terintegrasi kelima Starship, ketika booster Super Heavy yang kembali berhasil ditangkap di udara oleh lengan mekanis raksasa menara peluncuran. Demonstrasi ini menunjukkan bahwa era baru penerbangan luar angkasa yang dapat digunakan kembali telah dimulai.
Kapal luar angkasa pada akhirnya dimaksudkan untuk membawa lebih dari 100 ton ke orbit rendah Bumi namun tetap dapat digunakan kembali sepenuhnya. Jika SpaceX mencapai tujuan ini, SpaceX bisa menjadi kendaraan peluncuran paling kuat dan hemat biaya yang pernah dibuat. Akibatnya, badan-badan antariksa dan perusahaan-perusahaan dirgantara kini kurang fokus pada apakah Starship akan membentuk kembali industri ini dan lebih fokus pada bagaimana mereka harus meresponsnya.
Analisis independen menegaskan kemampuan Starship
Para peneliti dari German Aerospace Center (DLR) baru-baru ini melakukan salah satu evaluasi independen terlengkap terhadap Starship hingga saat ini. Daripada mengandalkan spesifikasi SpaceX yang dipublikasikan, tim tersebut merekonstruksi kinerja roket dengan mengekstraksi telemetri dari video yang tersedia untuk umum dari empat uji penerbangan terintegrasi pertamanya. Mereka menganalisis data detik demi detik untuk membangun dan memvalidasi model kinerja mereka sendiri.
Temuan mereka menunjukkan bahwa kemampuan Starship realistis dan mengesankan.
Menurut analisis, versi Starship yang sepenuhnya dapat digunakan kembali saat ini dapat membawa sekitar 59 ton ke orbit rendah Bumi. Ini kira-kira sebanding dengan apa yang dapat diluncurkan oleh Falcon Heavy ketika tidak ada boosternya yang dikumpulkan.
Para peneliti juga mengevaluasi rencana pesawat ruang angkasa generasi mendatang SpaceX, yang diharapkan memiliki tangki propelan yang lebih besar dan mesin Raptor 3 yang lebih bertenaga. Model mereka memproyeksikan muatan yang dapat digunakan kembali sekitar 115 ton ke orbit rendah Bumi, dengan kemungkinan mencapai 188 ton dalam konfigurasi yang dapat dibuang. Ini akan melebihi kapasitas angkat roket Saturn V yang legendaris milik NASA.
RLV C5 Eropa mengambil pendekatan berbeda
Studi tersebut juga memperkenalkan konsep Eropa untuk peluncur super berat yang disebut RLV C5. Alih-alih mencoba penggunaan kembali secara penuh sejak awal, desain ini berfokus pada penggunaan kembali sebagian sambil memaksimalkan efisiensi.
Konsep ini menggabungkan booster bersayap yang dapat digunakan kembali dari program SpaceLiner DLR yang sudah berjalan lama dengan tahap atas yang dapat dibuang. Ia menggunakan hidrogen cair dan oksigen cair, kombinasi propelan yang lebih efisien daripada metana dan oksigen yang digunakan oleh mesin Raptor Starship.
Berbeda dengan Starship, booster RLV C5 tidak akan melakukan pendaratan vertikal bertenaga. Setelah memasuki kembali atmosfer, ia melayang dengan sayapnya sebelum ditangkap di udara oleh pesawat subsonik besar. Meski metode pemulihannya tampak futuristik, para peneliti mengatakan metode ini menawarkan manfaat yang signifikan. Karena booster tidak memerlukan cadangan propelan untuk mendarat, lebih banyak bahan bakar yang dapat digunakan untuk mencapai orbit.
Efisiensi versus muatan maksimum
Studi ini menyoroti perbedaan prioritas teknis di balik kedua kendaraan tersebut.
Starship memiliki berat tiga kali lipat dari RLV C5 yang diusulkan saat lepas landas. Sebagian besar dari massa tambahan ini berasal dari perangkat keras yang diperlukan untuk penggunaan kembali secara penuh, termasuk ubin pelindung termal, penguat pendaratan, penguatan struktural, dan sistem pemulihan lainnya.
Akibatnya, hanya sekitar 40% massa Starship yang dimasukkan ke orbit merupakan muatan yang berguna. Sebagai perbandingan, RLV C5 yang dapat digunakan kembali sebagian akan menghabiskan sekitar 74% massanya untuk muatan. Meskipun tidak dapat menandingi kapasitas angkat Starship yang sangat besar, efisiensinya jauh lebih besar.
Misi berbeda, solusi berbeda
Peneliti DLR menekankan bahwa kedua roket tersebut bukanlah pesaing langsung melainkan solusi yang berbeda untuk masalah yang berbeda.
Kapasitas muatan Starship yang sangat besar dan rencana penggunaan kembali yang cepat membuatnya cocok untuk proyek ambisius seperti pangkalan di bulan, misi Mars, dan konstelasi satelit besar.
Sementara itu, RLV C5 dimaksudkan untuk memberi Eropa kemampuan peluncuran super-berat yang independen tanpa biaya besar untuk segera mengembangkan sistem yang sepenuhnya dapat digunakan kembali. Karena dibangun berdasarkan teknologi yang telah dipelajari dalam program SpaceLiner, para peneliti yakin ini bisa menjadi langkah perantara sebelum Eropa mengembangkan peluncur yang sepenuhnya dapat digunakan kembali.
Sebuah konsep melawan roket terbang
Studi ini juga mengakui adanya kenyataan penting.
Starship sudah melakukan uji penerbangan, meskipun ada tantangan teknis yang sedang berlangsung. RLV C5 masih berupa konsep kertas, dan mengubahnya menjadi peluncur operasional memerlukan pengembangan tambahan selama bertahun-tahun.
Starship sendiri masih menghadapi kendala teknis yang besar. Selama uji terbang terintegrasi keempat, kerusakan pada sistem proteksi termal cukup parah sehingga desainnya harus direvisi secara signifikan. Mencapai operasi yang cepat, andal, dan dapat digunakan kembali sepenuhnya masih menjadi salah satu tantangan terbesar yang belum terselesaikan di balik model bisnis roket jangka panjang.
Meskipun demikian, penulis utama Moritz Herberhold dan rekannya menyimpulkan bahwa “RLV C5 menawarkan Eropa jalur yang efektif untuk secara mandiri mengembangkan kemampuan peluncuran super berat yang sebagian dapat digunakan kembali.”
Apakah masa depan adalah milik raksasa yang sepenuhnya dapat digunakan kembali seperti Starship atau sistem yang lebih efisien dan dapat digunakan kembali sebagian, penelitian ini menunjukkan bahwa mungkin ada beberapa jalur sukses menuju penerbangan luar angkasa generasi berikutnya.
