Solar Impulse 2; Menguji Mimpi, Menantang Nyali

Pesawat bertenaga surya, Solar Impulse 2, menjalani uji terbang mengelilingi dunia sejak Senin (9/3) hingga Juli mendatang. Dengan mengampanyekan penggunaan energi bersih, pesawat yang dikemudikan hanya oleh seorang pilot itu akan menempuh 35.000 kilometer jarak jelajah, melintasi benua dan samudra, siang dan malam, tanpa setetes pun avtur.

Uji terbang ini merupakan pertaruhan atas ikhtiar manusia menaklukkan alam. Agar bisa terbang, pesawat harus ringan karena terbatasnya energi Matahari yang bisa dikonversi menjadi energi listrik.

Nyali dan daya tahan berada di udara seorang diri selama belasan jam hingga lima hari pun diuji. Perjalanan mengitari Bumi itu juga menjajal kemampuan menerbangkan pesawat seberat mobil, tetapi rentang sayapnya lebih lebar dari Boeing 747-8I.

Penerbangan dibagi menjadi 12 etape, bermula dan berakhir di Abu Dhabi, Uni Emirat Arab. Waktu terbang sebenarnya hanya 25 hari. Namun, waktu total perjalanan mencapai lima bulan karena di tiap pemberhentian tim harus mengecek kondisi pesawat, sekaligus mempromosikan dan mendorong penggunaan energi ramah lingkungan.

Jumat (13/3), Solar Impulse 2 (Si2) yang masih ada di Ahmedabad, barat India, memberi kesempatan bagi khalayak ramai mengenal Si2. Pesawat sudah tiba di Ahmedabad sejak Selasa (10/3), setelah menyelesaikan etape II antara Muskat, Oman, ke Ahmedabad. Selanjutnya, Si2 akan menempuh etape III menuju Varanasi, timur laut India.

Tahap paling menantang adalah etape VII antara Nanjing, Tiongkok menuju Hawaii, Amerika Serikat, sejauh 8.172 kilometer. Inilah etape terpanjang dan tersulit dalam misi karena pesawat harus menyeberangi barat Samudra Pasifik selama 120 jam atau 5 hari tanpa henti.

Keberhasilan etape itu akan menentukan perjalanan berikutnya, khususnya etape XI antara New York, AS, ke Eropa Selatan atau Afrika Utara yang melintasi Samudra Atlantik.

Tantangan teknik
Pesawat bertenaga surya sudah ada sejak 1970-an, tapi Si2 adalah yang pertama mengelilingi dunia. Karena itu, ia harus menundukkan tantangan yang belum dilakukan pesawat solar sebelumnya, seperti terbang berhari-hari nonstop, terbang malam, tanpa bantuan avtur.

“Prinsip dasar pesawat agar bisa terbang adalah mampu mengangkat bebannya sendiri,” kata ahli perancangan pesawat di Program Studi Aeronautika dan Astronautika Institut Teknologi Bandung, Taufiq Mulyanto (Kompas, 4 Juni 2014).

Sel surya saat ini hanya mampu mengubah 20-30 persen sinar Matahari yang diterima jadi listrik. Jadi, pesawat butuh sel surya amat besar.

Namun, pesawat yang terlalu besar akan menghasilkan hambatan besar dari udara sekitar sehingga kian boros energi. Karena itu, meski dibuat dalam besaran tertentu, pesawat harus dibuat seringan mungkin. Desain pesawat harus efisien secara aerodinamik, sehingga hanya butuh energi kecil untuk membuat pesawat terbang dengan kecepatan tertentu.

Untuk mendukung pesawat ringan, sel surya yang dipasang di sayap, badan, dan ekor horizontal, harus disusun seefektif mungkin. Material sel surya harus dipilih dari bahan yang memberi efisiensi tinggi.

“Sel surya dengan efisiensi tertinggi saat ini terbuat dari silikon monokristalin,” kata ahli pembangkit listrik tenaga surya yang juga Kepala Balai Besar Teknologi Energi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Andhika Prastawa, Selasa (10/3). Energi dari sinar Matahari itu diubah jadi listrik untuk menggerakkan motor pemutar baling-baling pesawat. Kapasitas simpan baterai yang tinggi juga penting karena baterai sel surya amat berat. Berat empat baterai di bawah sayap Si2 mencapai 633 kilogram atau hampir seperempat berat total pesawat. Karena itu, dengan kapasitas simpan tinggi, berat baterai bisa ditekan seminimal mungkin.

Baterai untuk Si2 terbuat dari polimer lithium. Selain punya intensitas energi tinggi, lanjut Andhika, ambang batas minimal daya dalam baterai agar baterai bisa digunakan lebih rendah dibandingkan baterai jenis lain. Itu membuat penggunaan baterai lebih efisien dan tahan lama.

Tantangan manusia
Meski kendala teknik bisa diatasi 50 perekayasa dan teknisi serta didukung 80 perusahaan teknologi, mengemudikan pesawat amat ringan butuh keterampilan khusus pilot. Apalagi pesawat diterbangkan satu pilot beberapa hari tanpa henti sehingga butuh daya tahan ekstra.

“Inilah pesawat pertama dan satu-satunya di dunia yang memiliki daya tahan tak terbatas tapi sepenuhnya berkelanjutan dalam pemanfaatan energi. Tantangan berikut adalah membuat pilot juga berkelanjutan,” kata André Borschberg, kepala eksekutif proyek Si2 seperti dikutip situs solarimpulse.com. Bersama pendiri proyek Si2 Bertrand Piccard, André akan menerbangkan pesawat bergantian.

Si2 juga dilengkapi sistem autopilot. Namun, pilot tetap dibantu tim dari berbagai disiplin ilmu di Pusat Pengendali Misi (MCC) di Payerne, Monako, untuk mengendalikan pesawat. Tim bertugas memantau parameter teknis penerbangan, kondisi cuaca, mengurus izin memasuki wilayah udara negara lain, membantu pendaratan pesawat, hingga mengendalikan pesawat saat pilot istirahat.

Untuk mencegah pilot lengah karena kelelahan, ada seperangkat sistem antarmuka antara mesin dan manusia untuk mengingatkan pilot bahwa kemiringan pesawat mendekati 5 derajat, batas kemiringan pesawat yang diperbolehkan. Peringatan diberikan dengan memicu getaran pada lengan pilot agar segera tersadar.

Selama mengendalikan pesawat seorang diri tanpa henti, pilot hanya boleh tidur 20 menit, batas waktu maksimal pesawat boleh ditinggalkan. Dalam 24 jam, pilot hanya tidur 2-3 jam. Untuk itu pilot dilatih menghipnosis diri untuk masuk fase tidur terdalam dengan cepat dan bangun dengan kondisi bugar seperti tidur beberapa jam.

Pilot juga dibekali aktivitas fisik di tempat terbatas, meditasi dan yoga untuk menjaga konsentrasi dan kewaspadaan diri. Semua aktivitas itu dilakukan di kursi pilot yang juga berfungsi sebagai tempat tidur dan toilet akibat terbatasnya volume kokpit yang hanya 3,8 meter kubik.

Sebelum uji terbang, André dan Bertrand dilatih di simulator penerbangan selama 72 jam atau tiga hari menghadapi berbagai tekanan fisik, mental, dan spiritual di udara. “Pelatihan intensif itu membuat pilot tak mudah panik menghadapi kondisi terbatas,” kata Penasihat Eksekutif Asosiasi Pilot Garuda Shadrach M Nababan.

Ruang kokpit tak dilengkapi pengatur tekanan, sehingga selama penerbangan, pilot terpapar suhu minus 40 derajat hingga 40 derajat celsius. Untuk itu, baju pilot berbahan serat nilon khusus memancarkan sinar inframerah ke kulit dan menghangatkan tubuh pilot. Saat kondisi jadi panas, baju khusus itu mencegah pilot berkeringat.

Baju juga dilengkapi berbagai sensor agar tim di MCC bisa memantau detak jantung dan kandungan oksigen dalam darah pilot. Berbagai sistem elektronik dilekatkan pada baju sehingga memudahkan pilot berkomunikasi dengan tim MCC.

Untuk mempertahankan energi dan daya tahan, pilot dibekali makanan olahan khusus dari para ahli nutrisi dan dikemas kedap udara agar tetap segar. Jenis makanan yang disiapkan beragam, mulai dari cokelat, roti, sup dingin, puding, yoghurt hingga kacang-kacangan. Asupan itu harus memenuhi kebutuhan harian pilot 2,4 kilogram makanan, 2,5 liter air, dan 1 liter minuman energi.

Apa yang dilakukan tim Si2 mengatasi kendala menerbangkan pesawat berbahan bakar energi surya itu menjelajahi dunia akan jadi lompatan dalam teknologi dirgantara. Hal sama dilakukan Wright bersaudara seabad silam saat pertama kali menerbangkan pesawat berbahan bakar gas yang jadi cikal bakal pesawat modern saat ini.

Kondisi itu membuat peluang penggunaan pesawat tenaga surya demi keperluan komersial di masa depan amat besar. Selain mendorong pemanfaatan energi bersih demi keberlanjutan pemakaian energi dunia, kesempatan mewujudkan Bumi yang lebih baik pun terbuka lebar.(M Zaid Wahyudi)
———————
Versi cetak artikel ini terbit di harian Kompas edisi 14 Maret 2015, di halaman 14 dengan judul “Menguji Mimpi, Menantang Nyali”.