Teknologi Propulsi Listrik di Luar Angkasa Ditingkatkan dengan AI

JAKARTA, GENVOICE.ID - Teknologi kunci di luar angkasa untuk misi konstelasi Starlink milik SpaceX dan misi dan asteroid Psyche milik NASA yang bernama Thruster Hall adalah perangkat propulsi listrik berkecepatan tinggi yang menggunakan teknologi plasma. Tim riset KAIST umumkan bahwa Thruster Hall yang ditancang dengan AI untuk CubeSats akan dipasang pada satelit kecil bernama K-HERO untuk menunjukkan kinerjanya di orbit saat peluncuran keempat roket peluncur Korea di bulan November tahun ini.

Plasma adalah salah satu dari empat keadaan materi, di mana gas dipanaskan hingga energi tinggi, menyebabkan gas tersebut terpisah menjadi ion bermuatan dan elektron. Plasma digunakan tidak hanya dalam propulsi listrik luar angkasa, tetapi juga dalam pembuatan semikonduktor, proses display, dan perangkat sterilisasi.

Pada Senin (3/2) kemarin, tim riset dari Laboratorium Propulsi Listrik di Departemen Teknik Nuklir dan Quantum KAIST, yang dipimpin Profesor Wonho Choe, mengumumkan pengembangan teknik berbasis AI untuk memprediksi kinerka Thruster Hall.

Thruster Hall memberikan efisiensi bahan bakar yang tinggi, membutuhkan sedikit propelan untuk menghasilkan percepatan yang signifikan pada pesawat luar angkasa atau satelit, sambil menghasilkan dorongan yang cukup besar dibandingkan dengan konsumsi daya.

Karena keuntungan-keuntungan tersebut, Thruster Hall banyak digunakan dalam berbagai misi luar angkasa, termasuk penerbangan formasi konstelasi satelit, manuver deorbiting untuk mitigasi sampah luar angkasa, dan misi luar angkasa jauh seperti eksplorasi asteroid.

Seiring dengan berkembangnya industri luar angkasa pada era NewSpace, permintaan untuk Thruster Hall yang sesuai dengan berbagai misi semakin meningkat. Untuk mengembangkan Thruster Hall yang sangat efisien dan teroptimasi untuk misi tertentu dengan cepat, sangat penting untuk memprediksi kinerja Thruster secara akurat sejak tahap desain.

Namun, metode konvensional memiliki keterbatasan karena kesulitan dalam menangani fenomena plasma yang kompleks di dalam Thruster Hall atau hanya dapat diterapkan dalam kondisi tertentu, yang mengarah pada akurasi prediksi yang lebih rendah.

Tim riset ini mengembangkan teknik prediksi kinerja berbasis AI dengan akurasi tinggi, yang secara signifikan mengurangi waktu dan biaya terkait dengan desain iteratif, pembuatan, dan pengujian Thruster. Sejak 2003, tim Profesor Wonho Choe telah memimpin riset pengembangan propulsi listrik di Korea.

Tim tersebut menggunakan model ensemble jaringan saraf untuk memprediksi kinerja Thruster menggunakan belasan ribu titik data pelatihan Thruster Hall yang dihasilkan dari alat simulasi numerik buatan mereka.

Alat simulasi numerik buatan tersebut, yang dikembangkan untuk memodelkan fisika plasma dan kinerja dorongan, memainkan peran penting dalam menyediakan data pelatihan berkualitas tinggi. Akurasi simulasi ini telah divalidasi melalui perbandingan dengan data eksperimen dari sepuluh Thruster Hall buatan KAIST, dengan rata-rata kesalahan prediksi kurang dari sepuluh persen.