Korosi

Untuk Zeyra yang malas mengerjakan PRnya

Korosi adalah disintegrasi material engineering menjadi atom-atom penyusunnya dan bereaksi dengan lingkungan sekitarnya. Korosi adalah salah satu dari berbagai kegagalan mekanis yang sering menjadi pengganggu utama pekerjaan di dunia teknik, bersama-sama dengan buckling, creep, fatigue, fracture, impact, mechanical overload, rupture, thermal shock, wear, dan yielding.

Dalam istilah umum, korosi merupakan oksidasi elektrokimia dari ogam dalam reaksinya dengan senyawa oksidan seperti oksigen. Yang paling umum adalah peristiwa perkaratan besi, yaitu terbentuknya senyawa oksida besi berwarna kemerahan di atas besi yang disebut dengan karat besi. Proses perkaratan umumnya memperlemah kekuatan logam dan menjadikannya rapuh. Korosi juga terjadi pada keramik dan polimer, namun umumnya hal itu disebut dengan degradasi meski prosesnya sama.

Reaksi yang terjadi ketika proses perkaratan besi yaitu:
-Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hidrogen
Fe(s) --> Fe2+(aq) + 2e- (oksidasi)
2H+ (aq) --> 2H(aq) ( reduksi )

-Atom-atom H bergabung menghasilkan H2
2H(aq) --> H2(g)

-Atom-atom H bergabung dengan oksigen
2H(aq) + 1/2O2(aq) --> H2O(l)

-Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi
Fe + 2H+ (aq) --> 2H(aq) + Fe2+ (aq)
2H(aq) --> H2(g)

-Ion Fe2+ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat kemerah-merahan) dengan menghasilkan ion H+ yang selanjutnya direduksi menjadi H2-
4Fe2+ (aq) + O2(aq) + 4H2O(l) + 2xH2O(l) --> 2Fe2O3(H2O)x(s) + 8H+

Reaksi totalnya menjadi
4Fe(s) + 3O2(aq) + 2x H2O(l) --> 2Fe2O3(H2O)x(s)

Proses lain yang mirip dengan korosi namun memberikan keuntungan di dunia teknik yaitu pasivasi. Pasivasi adalah proses pembentukan senyawa oksida logam di permukaan logam tersebut untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut, Lapisan oksida logam tersebut jarang disebut dengan karat kkarena menguntungkan walau sebenarnya mirip. Pasivasi terjadi pada stainless steel, aluminium, titanium, dan senyawa logam lainnya yang tidak dapat berkarat dalam artian umum, karena sesungguhnya mereka berkarat meski hanya di permukaannya.

Salah satu jenis korosi yang terkenal adalah korosi galvanik. Korosi ini terjadi ketika dua logam yang berbeda terjadi kontak yang mengakibatkan terjadinya aliran elektron. Korosi ini menyebabkan salah satu logam mengalami korosi sedangkan logam lainnya tidak dapat mengalami korosi. Dalam ha ini, logam yang mengalami perkaratan tersebut 'dikorbankan' untuk menahan proses korosi dari logam lainnya. Hal ini umum terjadi dalam dunia industri untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut terhadap suatu komponen, misalnya pipa besi yang ditanam dalam tanah, badan kapal laut, dan sebagainya yang rentan terhadap korosi.

Korosi juga bisa terjadi akibat temperatur tinggi yang mengakibatkan atom-atom dalam suatu material mengalami deteriorasi. Hal ini dapat terjadi jika suatu material dalam temperatur tinggi diekspos ke atmosfer yang mengandung oksigen, sulfur, atau senyawa lainnya yang mampu mengoksidasi material tersebut. Hal ini umum terjadi pada mesin-mesin kendaraan, mesin industri, dan mesin lainnya yang bekerja pada temperatur tinggi. Penggunaan pelumas membantu menurunkan temperatur dan melapisi mesin sehingga mencegah korosi (atau biasa disebut dengan keausan mesin).

Metode yang umum digunakan dalam mencegah korosi diantaranya:
* Perlakuan terhadap permukaan. Hal ini dapat dilakukan dengan pengaplikasian zat pelapis, pelapisan zat reaktif, dan anodisasi.
** Pemberian plat atau lempengan logam, pengecatan, atau pemberian lapisan enamel pada suatu material adalah cara yang umum dilakukan dalam mencegah korosi dengan metode perlakuan terhadap permukaan. Mereka bekerja dengan memberikan perlindungan terhadap suatu material yang mungkin akan berkarat, mencegahnya terekspos ke atmosfer atau senyawa korosif lainnya. Namun dalam proses pelapisan dengan logam, perlu diperhatikan jenis logam yang akan melapisi dan dilapisi karena jika salah akan mengakibatkan korosi galvanik dan menyebabkan korosi yang terjadi lebih parah.
** Pemberian lapisan reaktif umumnya pemberian senyawa yang dapat menyatu dengan material dan menjadi penghambat terjadinya korosi akibat reaksi kimia, bukan karena sifat galvanik dari senyawa tersebut. Senyawa-senyawa tersebut dapat berupa senyawa mineral laut dan surfaktan.
** Anodisasi adalah proses pencegahan korosi dengan mengisi pori-pori logam dengan senyawa anti karat dengan cara merendamnya dalam suatu larutan garam-garaman. Perendaman ini umumnya dilakukan sesaat setelah terjadinya proses pencetakan dengan maksud pendinginan dan sekaligus anodisasi agar logam yang terbentuk menjadi lebih kuat dan tahan korosi. Jika permukaannya tergores, maka proses pasivasi akan terjadi dan melindungi bagian yang tergores, meski logam aslinya tidak mungkin melakukan pasivasi.
* Proteksi katodik, yaitu proteksi pengorbanan anoda dan pemberian arus listrik pencegah korosi.
** Proteksi pengorbanan anoda yaitu proteksi dengan memberikan anoda kepada logam yang akan dilindungi, sehingga logam yang dilindungi menjadi katoda. Logam yang dilindungi akan mendapatkan donor elektron dari anoda sehingga katoda terhindari dari korosi, sedangkan anoda yang kehilangan elektron akan mengalami korosi.
** Pemberian arus listrik pencegah korosi umum dilakukan untuk struktur yang besar di mana pengorbanan anoda tidak dapat dilakukan dengan alasan efisiensi. Arus yang diberikan umumnya berupa arus DC. Arus, yang merupakan aliran elektron, akan melindungi logam tersebut dari korosi.

Kesetimbangan Kimia

Buat Zeyra yang. . .

Dalam proses kimia, kesetimbangan kimia adalah keadaan di mana aktivitas kimia atau konsentrasi antara reaktan dan produk reaksi tidak lagi terjadi perubahan seiring berjalannya waktu selama kondisi fisik reaksi tidak berubah. Biasanya, hal ini merupakan hasil dari reaksi kimia yang dapat terjadi secara terbalik. Dalam kesetimbangan dinamik, laju reaksi yang terjadi antara reaksi maju maupun terbalik tidaklah nol, melainkan konstan dan setara, tidak ada perubahan antara konsentrasi reaktan maupun produk melainkan konstan. Inilah mengapa disebut dengan dinamis, karena selalu bergerak.

Dalam reaksi kimia, ketika reaktan dicampur secara bersama-sama dalam tabung reaksi, dan diberi energi jika diperlukan, seluruh reaktan tidak semuanya berubah menjadi produk hasil reaksi. Setelah beberapa lama, reaksi terbalik yang terjadi, yaitu yang mengubah hasil reaksi menjadi reaktan, akan terjadi namun tidaklah lama. Hal seperti ini akan terus menerus berulang terjadi hingga rasio kesetimbangan antara reaktan dan produk terjadi dan tetap. Walau sejumlah reaktan atau produk diambil, kesetimbangan akan tetap muncul selama kondisi fisik reaksi tetap, atau jika kondisi fisik berubah (temperatur, tekanan, dan sebagainya) maka reaktan dan produk hasil reaksi akan menyesuaikan.

Prinsip Le Chatelier (1884): "Jika kesetimbangan dinamis terganggu dengan mengubah kondisi, maka posisi kesetimbangan akan bergeser melawan perubahan". Kodisi yang dimaksud adalah kondisi fisik (temperatur dan tekanan) maupun jumlah reaktan. Pergeseran kesetimbangan akan terjadi, menyesuaikan terhadap perubahan yang terjadi agar kesetimbangan tetap terjadi. Seperti contoh, jika kita menambahkan reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju hasil reaksi untuk memenuhi kondisi kesetimbangan. Sedangkan jika kita mengambil reaktan, maka reaksi akan bergeser menuju reaktan. Kondisi yang sama juga terjadi jika kondisi fisik reaksi diberlakukan, misalnya terjadi perubahan temperatur dan tekanan.

Contoh kesetimbangan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari:
Mesin roket ketika terjadi reaksi antara oksigen dan hirogen yang terbakar membentuk uap H2O
Sintesis amonia dalam proses Haber-Bosch
Kimia atmosfer, misalnya kesetimbangan jumlah senyawa klor pada lapisan ozon ketika terjadi pencemaran ozon dengan CFC
Kimia oseanik, misalnya kesetimbangan kadar garam dalam tubuh ikan dengan kadar garam laut yang mengelilinginya
Kesetimbangan cairan dalam tubuh hewan, termasuk manusia, misalnya peran senyawa buffer dalam kesetimbangan pH dalam darah dan cairan tubuh

Kesetimbangan kimia dalam ruang tertutup terjadi pada saat kita memiliki reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup, tidak ada yang dapat diambil dari reaktan maupun hasil reaksi, namun masih dapat dilakukan perubahan fisik kondisi (tekanan dan temperatur) yang mengakibatkan reaksi masih berlangsung dinamis.

Larutan elektrolit

Untuk siapa ya??? Tahulah kamu. . .

Dalam ilmu kimia, elektrolit adalah zat yang mengandung ion-ion bebas yang menjadikannya konduktif secara elektrik. Tipe yang paling umum dari elektrolit adalah larutan ion, namun leburan zat elektrolit dan elektrolit padat juga ada.

Elektrolit umumnya ada dalam bentuk larutan asam, basa, atau garam. Beberapa jenis gas juga bisa berfungsi sebagai elektrolit dalam kondisi temperatur tinggi dan tekanan rendah (contoh: ketika terjadi petir dan yang cara kerja TV plasma). Larutan elektrolit juga dapat dihasilkan dari larutan senyawa biologi (DNA dan polipeptida, dimanfaatkan dalam proses pemisahan gen) dan polimer sintetik (disebut polielektrolit; misalnya polistirena sulfonat).

Larutan elektrolit umumnya terbentuk ketika garam-garaman dilarutkan ke dalam pelarut, misalnya air, dan komponen-komponen garam terpisah akibat interaksi termodinamika antara pelarut dan zat terlarut, yang disebut proses solvasi. Contohnya, garam dapur yang dilarutkan ke air. Garam sebagai bentuk padatan akan terlarut menjadi komponen-komponen pembentuknya, yaitu Na+ dan Cl-.

Elektrolit juga bisa dibuat dengan melarutkan zat di mana zat tersebut juga bereaksi dengan air, misalnya pelarutan gas karbon dioksida ke dalam air untuk menghasilkan larutan yang berisi ion H+, karbonat, dan asam karbonat (misal, dalam proses pembuatan minuman berkarbonasi).

Lelehan zat yang biasanya dilarutkan ke dalam pelarut untuk menjadi larutan elektrolit juga dapat menjadi elekrolit juga, misalnya lelehan garam yang dapat menghantarkan listrik.

Kuat lemahnya elektrolit bergantung pada jumlah ion terlarut di dalamnya. Jika zat yang dilarutkan tidak menghasilkan ion-ion, maka itu dikatakan non elektrolit. Atau jika ion-ion yang dihasilkannya sedikit jumlahnya karena kemampuan dissosiatifnya dengan zat pelarut lemah, maka itu dikatakan larutan elektrolit lemah, dan hanya mampu menghantarkan listrik dalam jumlah yang sangat terbatas.

Larutan elektrolit kuat adalam larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang baik, karena zat terarut yang berada di dalam pelarut seluruhnya dapat berubah menjadi ion. Yang tergolong elektrolit kuat yaitu: asam kuat (HCl, HClO3, HClO4, H2SO4, HNO3, dan sebagainya), basa kuat (basa dari golongan alkali dan alkali tanah), dan garam-garaman yang memiliki kelarutan tinggi (NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3, dan sebagainya).

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik secara lemah karena komponen zat terlarutnya tidak seluruhnya berubah menjadi ion, melainkan hanya sebagian. Yang tergolong larutan elektrolit lemah adalah asam lemah, basa lemah, dan garam-garam yang sukar larut (AgCl, CaCrO4, PbI2, dan sebagainya).

Larutan non elektrolit adalah larutan yang komponen zat terlarutnya tidak dapat berubah menjadi ion. Hal ini dikarenakan ikatan molekulnya terlalu kuat sehingga sulit memisahkan diri dalam larutan. Umumnya, larutan dari senyawa polimer dan senyawa polimer itu sendiri merupakan non elektrolit. Contohnya adalah larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, larutan alkohol, dan sebagainya.

Ketika elektroda diletakkan di dalam elektrolit dan tegangan listrik diaplikasikan, elektrolit akan menghantarkan listrik. Reaksi kimia akan terjadi pada katoda yang mengkonsumsi elektron yang dikeluarkan oleh anoda, dan reaksi lainnya terjadi di anoda yang mengeluarkan elektron untuk ditangkap katoda. Hal ini akan menghasilkan awan elektron di sekitar katoda dan kondisi miskin elektron di anoda. Untuk mengatasi hal tersebut, ion-ion yang berada di dalam larutan bergerak mengambil muatan yang terkumpul sehingga terjadi reaksi kimia, sama halnya dengan yang terjadi di anoda, sehingga muatan menjadi netral dan aliran elektron bisa terus terjadi. Kondisi ini sering disebut dengan elektrolisis (elektro: listrik, lisis: mencerna).

Contoh dari elektrolisis adalah ketika larutan garam NaCl dialiri listrik, reaksi katoda yang terjadi adalah:
2H2O + 2e- --> 2OH- + H2
dan gas hidrogen akan terbebaskan dari katoda. Reaksi di anoda:
2H2O --> O2 + 4H+ + 4e-
dan gas oksigen akan menggelembung dari anoda. Ion bermuatan positif Na+ akan bereaksi dengan muatan negatif hasil netralisasi katoda, yaitu OH- dan membentuk NaOH, dan ion bermuatan negatif Cl- akan bereaksi dengan muatan positif hasil netralisasi anoda, yaitu H+, membentuk HCl. Keduanya akan bereaksi dan membentuk NaCl + H2O sehingga larutan ion NaCl akan kembali terbentuk.

Perlu diperhatikan bahwa mengapa bukan Na+ yang mendapatkan elektron agar menjadi netral namun malah H2O, dan bukan Cl- yang melepaskan elektron agar menjadi netral melainkan H2O juga, hal ini dikarenakan Na+ memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi dari H2O sehingga lebih mudah bagi H2O untuk menangkap elektron dibandingkan Na+ karena energi yang diperlukan lebih sedikit. Hal ini juga berlaku bagi Cl- yang memiki tingkat reduktivitas yang tinggi.

Konduktor elektrolitik digunakan dalam berbagai bidang industri, diantaranya:
Baterai
Fuel cell
Proses electroplating
Kapasitor elektrolitik
Higrometer
Proses hidrometalurgi
Pembuatan kaca dengan melelehkan kaca menggunakan arus listrik

Dalam tubuh kita, terutama cairan tubuh dan darah, kesetimbangan cairan ditentukan oleh jumlah ion di dalam tubuh yang dihitung dalam satuan muatan listrik terlarut karena mempengaruhi penyerapan cairan secara intraseluler maupun ekstraseluler. Ion primer dalam tubuh yaitu natrium, kalium, kalsium, magnesium, klor, asam fosfat, dan asam karbonat. Seluruh bentuk kehidupan yang diketahui membutuhkan keseimbangan elektrolit secara intraseluler dan ekstraseluler karena menyangkut transportasi mineral, cairan, dan nutrisi. Ketidakseimbangan gradien elektrolit dapat mempengaruhi hidrasi tubuh, pH darah, dan fungsi otot dan syaraf. Berbadag mekanisme dan fungsi fisiologis diterapkan oeh seluruh makhluk hidup dalam menjaga keseimbangan tersebut secara terkendali.

Claude-Louis Navier

Untuk kelompok mekfluid gw

Claude-Louis Navier lahir pada tanggal 10 Februari 1785 d Dijon, lahir dengan nama Claude Louis Marie Henri Navier. Ia adalah seorang insinyur dan ahli fisika berkebangsaan Prancis yang memiliki spesialisasi di bidang mekanika. Persamaan Navier-Stokes diberikan atas kontribusinya dan George Gabriel Stokes.

Ayah dari Navier adalah seorang pengacara yang merupakan anggota parlemen nasional di Paris ketika terjadi revolusi di Prancis. Namun ia meninggal pada tahun 1793, ketika Navier masih berusia 8 tahun. Setelah sang ayah meninggal, sang ibu kembali ke kampung halamannya di Chalon-sur-Saône dan meninggalkan Navier untuk diurus Pamannya, Emiland Gauthey.

Emiland Gauthey adalah seorang insinyur sipil yang bekerja di Corps des Ponts et Chaussées di Paris. Ia dipercaya sebagai insinyur sipil terkemuka di Prancis dan telah memberikan Navier muda minat terhadap ilmu keteknikan. Navier masuk ke École Polytechnique pada tahun 1802 atas dorongan Gauthey. Dari tingkat dasar hingga tingkat akhir, Navier adalah murid teladan dan menjadi salah satu dari sepuluh siswa terbaik École Polytechnique pada tahun pertama kuliahnya, dan terpilih untuk menyelesaikan bidang pekerjaan khusus di Boulogne pada tahun kedua kuliahnya.

Selama masa kuliahnya di École Polytechnique, ia diajarkan oleh Fourier, seorang ahli matematika ternama dunia yang telah memberikan pengaruh yang cukup tinggi terhadap Navier. Di tahun 1804, Navier masuk ke École des Ponts et Chaussées dan lulus sebagai lulusan terbaik dalam dua tahun kulianya. Tak lama setelah kelulusannya, Emiland Gauthey meninggal dan ia mendapatkan permintaan dari Corps des Ponts et Chaussées untuk melanjutkan pekerjaan pamannya.

Navier mendapatkan gelar professor di tahun 1830 dari École des Ponts et Chaussées. Setelah itu ia mengubah tata cara mengajar ilmu keteknikan di kampus tersebut dan lebih menekankan pada analisis fisika dan matematika. Sebagai tambahan, ia menggantikan Cauchy sebagai profesor di École Polytechnique sejak tahun 1831. Ia juga pernah terlibat dengan Poisson mengenai teori Fourier tentang kalor.

Ia adalah spesialis dalam konstruksi jalan dan jembatan, dan yang pertama mengembangkan teori jembatan suspensi. Proyek besarnya ketika itu adalah membangun jembatan suspensi di atas sungai Seine, namun berakhir dengan kegagalan. Kesulitan utama adalah pemerintah setempat tidak pernah mendukung proyeknya. Kerusakan awal dari jembatan yang hampir selesai itu adalah ketika gorong-gorong setempat mengalami kerusakan, yang menyebabkan perpindahan dari salah satu penyokong jembatan. Kerusakan dari gorong-gorong tersebut dapat ditangani dengan cepat oleh tim dari Corps des Ponts et Chaussées sehingga pembangunan jembatan bisa dilakukan, namun pemerintah setempat secara sepihak memutuskan untuk menghentikan proyek pembangunan jembatan suspensi tersebut.

Navier dikenang hingga saat ini, bukan karena ia adalah ahli konstruksi jalan dan jembatan, melainkan karena persamaan Navier-Stokes dalam dinamika fluida. Ia juga mengerjakan tema aplikasi matematika pada ilmu keteknikan, mekanika elastisitas, dan mekanika fluida, serta rangkaian Fourier dan aplikasinya pada masalah fisika. Ia memberikan persamaan Navier-Stokes untuk fluida inkompresibel di tahun 1821 dan persamaan untuk fluida kental pada tahun 1822.

Perlu diperhatikan bahwa Navier menurunkan persamaan Navier-Stokes meski tidak sepenuhnya dipahami oleh situasi fisis yang dilakukan olehnya. Ia tidak memahami tentang tegangan geser dalam fluida, persamaannya berdasarkan pada modifikasi persamaan Euler yang mengambil gaya-gaya antar molekul dalam fluida.

Navier menerima banyak penghargaan, diantaranya adalah terlilihnya sebagai anggota Académie des Sciences di Paris pada tahun 1824 dan menjadi Chevalier of the Legion of Honour di tahun 1831.

Pada kehidupan politiknya, Navier bergulat dengan Auguste Comte, seorang ahli filosofi yang menjadi pendiri ilmu sosiologi, dan Henri de Saint-Simon yang mencetuskan gerakan ideologi sosialis berdasarkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam kehidupannya di era pergolakan politik yang cukup hebat di eropa ketika itu, ia ikut mempengaruhi pandangan Comte dan Saint-Simon. Navier percaya kepada industrialisasi di mana sains dan teknologi akan menyelesaikan sebagian besar masalah. Ia juga oposisi gerakan militer Napoleon dan revolusi Prancis.

Sejak tahun 1830, Navier dipekerjakan sebagai konsultan oleh pemerintah dalam memanfaatkan sains dan teknologi untuk negara yang lebih baik. Ia telah memberikan saran mengenai transportasi darat, konstruksi jalan dan jembatan. Kemampuannya sebagai insinyur ditambah dengan pandangan politik yang kuat adalah manfaat yang besar bagi komunitas industri di negara tersebut.

Referensi:

1. R M McKeon, Biography in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).
2. A B de Saint-Venant, C Navier, Résumé des leçons donnée à l'École des ponts et chaussées
3. J D Anderson, A History of Aerodynamics (Cambridge, 1997).
4. E F Kranakis, Navier's theory of suspension bridges, From ancient omens to statistical mechanics, Acta Hist. Sci. Nat. Med. 39 (Copenhagen, 1987), 247-258.
5. J Langins, From Bélider to Navier through the École Polytechnique : the consolidation of the science of mathematical engineering in France (Spanish), Mathesis 8 (1) (1992), 13-29.
6. A Picon, Navier and the introduction of suspension bridges in France, Construction History 4(Paris, 1864). (1988), 21-34.

Araucariaceae

Araucariaceae adalah keluarga tumbuhan (kingdom: Plantae) dari divisi Pinophyta (Gimnospermae), kelas Pinopsida, dan ordo Pinales. Di dalam ordo Pinales, Araucariaceae berbagi tempat dengan famili Abietaceae, Cephalotaxaceae, Cheirolepidiaceae (sudah punah), Cupressaceae, Pinaceae, Podocarpaceae, Sciadopityaceae, Taxaceae, dan Taxodiaceae. Semuanya disebut konifer dalam bahasa umum.
Araucariaceae adalah keluarga famili konifer yang paling tua, mencapai keragaman maksimum di jaman Jurassic dan Cretaceous dan tersebar luas hampir di seluruh dunia ketika itu. Pada akhir jaman Cretaceous, ketika dinosaurus punah, Araucariaceae di belahan bumi utara dunia juga demikian.
Terdapat tiga genus dan 41 spesies (Henkel, 1865, menulis 40 spesies) yang tersisa saat ini. Genus yang tersisa yaitu Agathis, Araucaria, dan Wollemia, mereka tersebar secara luas di hutan hujan di belahan bumi selatan, meski ketika zaman Mesozoic mereka tersebar hingga seluruh dunia. Satu genus yang diketahui telah punah saat ini adalah genus Araucarioxylon, fosilnya ditemukan di Petrified Forest di Arizona. Petrified Forest adalah situs fosil hutan terkenal di dunia di mana dalam situs fosil tersebut ditemukan spesies Araucarioxylon arizonicum. Di zaman Triassic, wilayah Arizona merupakan wilayah yang sejuk dan lembab, dan famili Araucariaceae yang pernah hidup di sana diperkirakan mencapai tinggi 50 m di masa hidupnya.
Araucariaceae hidup di kedua belahan bumi pada zaman Mesozoic, namun saat ini mereka terbatas di belahan bumi selatan, terutama di kepulauan Pasifik dan wilayah Asia Tenggara. Kedua wilayah tersebut memiliki kondisi yang menjadikan famili Araucariaceae mampu bertahan hingga saat ini, atau mereka mengalami evolusi yang cepat di zaman Tersier pada dua wilayah dan baru tersebar di masa tersebut, dan evolusi tersebut menghasilkan spesies yang sangat adaptif terhadap radiasi seperti pada spesies yang terdapat pada kepulauan Australasia, di mana hampir semua Araucariaceae yang masih bertahan berada (pengecualian ada pada dua spesies di Amerika Selatan dan dua Agathis di semenanjung Malaysia). Hal ini menunjukkan bahwa konifer mampu bertahan begitu lama di mana saat ini diyakini bahwa Angiospermae telah secara sukses menggantikan dominasi konifer di hutan hujan tropis sejak lama. Beberapa hal mendukung hal tersebut, yaitu kemampuan konifer untuk menyebar melintasi kepulauan, kekacauan akibat aktivitas vulkanik, dan ketahanan pohon famili ini yang menjadikan mereka mampu bertahan dalam aktivitas vulkanik yang kuat, dan kemampuan mendiami lahan baru untuk menghindari persaingan dengan Angiospermae. Selain itu, terdapat bukti bahwa zaman ketika Araucariaceae bersaing dengan Angiospermae terdapat masa di mana frekuensi kebakaran hutan cukup tinggi akibat aktivitas suku Aborigin, atau yang lebih awal lagi, akibat iklim yang kering dan banyaknya petir yang mengakibatkan kebakaran. Pendapat lainnya yang membuat Araucariaceae bertahan adalah kemampuan mereka beradaptasi terhadap kondisi fisik lingkungan, terutama dalam hal presipitasi, kebakaran hutan, dan faktor edafik lainnya, lebih berperan dibandingkan persaingan mereka dengan Angiospermae. Hal ini terlihat pada konifer yang tersebar di belahan bumi utara, mereka bertahan bukan karena faktor biotik (persaingan, herbivora, penyakit), namun abiotik (kekeringan, suhu dingin, kebakaran hutan, atau tanah yang miskin hara) (Kershaw dan Wagstaff, 2001).
Analisis gen dalam filogenetik pepohonan menunjukkan bahwa ketiga genus (Araucaria, Agathis, dan Wollemia) adalah monofiletik, dan Wollemia adalah genus yang paling tua diantara yang lainnya (Setoguchi et al, 1998).
Diversitas terbesar dari famili ini terdapat di Kaledonia Baru (18 spesies), diikuti Australia, Argentina, Selandia Baru, Cili, dan Malaysia, Agathis tersebar hingga Filipina. Semua famili Araucariaceae adalah evergreen, selalu berdaun sepanjang tahun, dicirikan dengan satu batang tegak dan banyak cabang, memberikannya penampilan yang khas. Daunnya dapat berupa daun yang sempit maupun daun lebar, dan seringkali tersusun paralel. Cone jantan berukuran relatif besar, silindris, dengan sejumlah sporofil, polen tidak bersayap. Cone betina muncul dari batang dan menjadi matang dalam waktu dua tahun, berukuran relatif besar dan berair, runtuh ketika sudah matang, bersisik dan hanya memiliki satu biji, serta memiliki empat kotiledon (Silba, 1986).
Ketika famili Araucariaceae muncul di hutan, umumnya mereka adalah dominan dan tumbuh menjadi pohon tertinggi dalam hutan tersebut meski mereka seringkali kesulitan berkembang biak pada wilayah hutan berpopulasi padat.
Araucaria hunsteinii adalah spesies terbesar dari famili ini. Sebuah pohon dari spesies ini yang hidup di Papua Nugini dilaporkan mencapai tinggi 89 m, sementara spesies lainnya mampu mencapai tinggi lebih dari 65 m. Sedangkan pohon tertua dari famili ini adalah pohon dari spesies Agathis australis dan Araucaria araucana yang telah hidup melebihi usia 1000 tahun. Hanya Sequoia yang tercatat mampu melebihi usia tersebut.
Manfaat famili ini bagi manusia adalah:
Sebagai tanaman penghias halaman rumah di wilayah subtropis (Araucaria angustifolia, Araucaria araucana, Araucaria bidwillii, dan Araucaria heterophylla)
Sumber kayu berkualitas tinggi (misal: Agathis), namun telah menjadi masalah karena menjadikan Araucariaceae di Australia, Selandia Baru, dan Malaysia langka, bahkan dalam keadaan terancam (WCMC 2001)
Beberapa spesies memiliki biji yang dapat dimakan, mirip kacang pinus (misalnya Araucaria bidwillii)
Penghasil resin (genus Agathis)

Referensi:
Setoguchi, Hiroaki; Takeshi Asakawa Osawa; Jean-Christophe Pintaud; Tanguy Jaffré and Jean-Marie Veillon. 1998. Phylogenetic relationships within Araucariaceae based on rbcL gene sequences. American Journal of Botany 85(11): 1507-1516.
Kershaw, Peter and Barbara Wagstaff. 2001. The southern conifer family Araucariaceae: history, status, and value for paleoenvironmental reconstruction. Annual Review of Ecology and Systematics 32: 397-414.
Silba, J. 1986. An international census of the Coniferae. Phytologia memoir no. 8. Corvallis, OR: H.N. Moldenke and A.L. Moldenke.
World Conservation Monitoring Centre. 2001. World Conservation Monitoring Centre - Trees. http://www.wcmc.org.uk/cgi-bin/SaCGI.cgi/trees.exe,
Stockey, Ruth A.1994. Mesozoic araucariaceae: Morphology and systematic relationships. Journal of Plant Research 107(1088):493-502.
McKenzie, E.H.C., P.K. Buchanan, and P.R. Johnston. 2002. Checklist of fungi on kauri (Agathis australis) in New Zealand. New Zealand Journal of Botany 40:269-296
Waters, T., C.A. Galley, R. Palmer, S.T. Turvey, and N.M. Wilkinson. 2002. Report of the Oxford University Expedition to New Caledonia.

Nanomotor

Nanomotor adalah alat berukuran molekuler yang mampu mengubah energi menjadi gerakan, umumnya mampu menghasilkan gaya dalam orde pikonewton. Tujuan utama dari cabang penelitian ini adalah motor protein molekuler yang ditemukan di sel hidup dan pembuatan motor molekuler sintetis yang diaplikasikan pada suatu alat. Contohnya motor protein yang mampu membawa muatan, mirip dengan cara kinesin memindahkan berbagai molekul sepanjang jalur mikrotubulus di dalam sel. Menggerakkan dan menghentikan pergerakan motor protein membutuhkan ATP dalam ukuran molekuler yang sensitif terhadap sinar UV. Gelombang sinar UV akan memberikan gelombang pergerakan. Selain dengan protein, nanomotor dapat dibuat dengan material sintetis secara kimiawi.
Para peneliti di Universitas California, Berkeley dipimpin oleh Profesor Alex Zetti telah mengembangkan bantalan rotasi berdasarkan karbon nanotube yang berdinding banyak. Dengan menempelkan piringan emas dengan orde dimensi 100nm ke dinding terluar dari karbon nanotube tersuspensi, mereka mampu merotasikan dinding terluar relatif terhadap dinding dalam secara elektrostatis. Pekerjaan ini dilakukan secara in situ dalam Scanning Electron Microscope. Nanoelectromechanical system (NEMS) ini adalah langkah berikutnya dari miniaturisasi yang mungkin akan menemukan jalan menuju aplikasi komersial di masa depan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Joseph Wang telah membuat terobosan dengam mengembangkan generasi baru nanomotor katalitik yang digerakkan dengan bahan bakar yang sepuluh kali lipat lebih bertenaga dari mesin nano (nanomachine) yang telah ada. Ini adalah langkah besar menuju sumber energi aplikasi untuk mesin nano di masa depan.

Protein Engineering

Protein Engineering adalah aplikasi sains, matematik, dan ekonomi pada proses pengembangan protein. Ini adalah ilmu disiplin yang baru, dengan riset yang menguasai hingga pada pemahaman pelipatan protein dan pengenalan protein untuk prinsip desain protein.
Terdapat dua strategi umum pada protein engineering. Pertama dikenal dengan desain rasional. Ilmuwan menggunakan pengetahuan yang detail dari struktur dan fungsi protein untuk membuat desain yang diinginkan. Manfaat dari strategi ini adalah tidak mahal dan mudah dilakukan, sejak teknis mutagenesis terpadu telah berkembang dengan baik. Tetapi terdapat banyak penolakan dari pengetahuan struktur yang detail dari protein yang sering kali tidak tersedia, dan meski protein itu tersedia, akan sangat sulit untuk memprediksi efek dari berbagai mutasi yang akan dilakukan.
Strategi kedua adalah evolusi terarah. Ini adalah mutagenesis random yang diaplikasikan untuk protein, dan bagian yang terpilih digunakan untuk mengambil varian-varian yang memiliki kualitas yang diinginkan. Langkah selanjutnya, yaitu mutasi dan penyeleksian. Metode ini mirip dengan proses evolusi alami, yang pada umumnya menghasilkan hasil yang lebih superior dari desain rasional. Teknik tambahan yang diketahui sebagai pengacakan DNA mencampurkan dan memasangkan kepingan-kepingan dari varian-varian yang sukses untuk menghasilkan hasil yang lebih baik. Proses ini mirip dengan rekombinasi yang terjadi secara alami ketika reproduksi seksual. Manfaat besar dari teknik evolusi terarah adalah tidak membutuhkan pengetahuan tentang struktur protein yang dibuat dan tidak perlu untuk memprediksi apa efek yang akan diberikan oleh protein hasil mutasi. Faktanya, hasil yang diberikan oleh teknik ini seringkali mengejutkan. Kerugiannya adalah, teknik ini membutuhkan sejumlah protein yang cukup banyak, yang terkadang tidak memadai bagi beberapa jenis protein. Dan produknya harus disaring atau dipisahkan untuk mendapatkan kualitas yang diinginkan. Dan juga, hasil yang diinginkan tidak selalu berhasil disaring.
Kedua strategi tidak mutlak eksklusif, peneliti biasanya memakai kedua strategi tersebut. Di masa depan, detail struktur protein dan fungsinya akan diketahui lebih banyak, sejalan dengan perkembangan teknologi yang akan memperluas kapabilitas protein engineering.

Sejarah Terbentuknya Bulan

Beberapa mekanisme mengindikasikan bahwa bulan terbentuk sekitar 4.5 milyar tahun lalu, sekitar 30-50 juta tahun setelah tata surya terbentuk.
Teori pertama adalah, bulan terbentuk dari material bumi yang terlepas akibat gaya sentrifugal, meninggalkan danau raksasa, yang dipercaya adalah samudra pasifik. Tetapi ide ini memerlukan kecepatan putar yang sangat tinggi dari bumi, dan walaupun ini mungkin terjadi, proses ini seharusnya menghasilkan bulan yang berputar mengikuti garis ekuator. Hal ini tidak terjadi pada bulan saat ini.
Spekulasi lainnya adalah bulan terbentuk entah di mana di alam semesta ini bersamaan dengan terbentuknya planet-planet, lalu terperangkap gravitasi bumi. Tetapi kondisi ini seharusnya menghasilkan pelebaran atmosfer bumi sebagai akibat dari energi material raksasa angkasa sebesar bulan yang melewati bumi.
Hipotesis selanjutnya mengatakan bahwa bulan dan bumi terbentuk secara bersama-sama dalam lingkaran tata surya awal. Bulan terbentuk dari material yang mengelilingi bumi seperti planet-planet yang terbentuk dari material-material yang mengelilingi matahari. Tapi teori ini tidak bisa menjelaskan keberadaan deposit besi di inti bulan yang seharusnya terperangkap di gravitasi inti bumi dan tidak terbentuk menjadi inti bulan.
Seluruh hipotesis di atas tidak dapat menjelaskan momentum sudut yang tinggi dari sistem bumi-bulan.
Teori yang saat ini paling dipercaya adalah teori tumbukan besar. Massa sebesar Mars menabrak bumi purba, melepaskan cukup banyak material ke orbit di sekitar bumi purba dan membentuk bulan melalui pembentukkan massa padat oleh gravitasi di sekitar bumi purba. Pertanyaan yang belum terjawab oleh teori ini adalah seberapa besar massa planet tersebut dan bumi purba yang terlepas menuju orbit dan membentuk bulan?

Hydrothermal Vents

Hydrothermal Vents adalah retakkan di permukaan planet yang secara geothermal memanaskan perairan. Hydrothermal vents biasa ditemukan di dekat daerah yang aktif secara vukanis, area di mana lempeng tektonik bergerak.
Hydrothermal vents biasa ditemukan di bumi karena bumi secara geologis cukup aktif dan perairan berada di atasnya. Di daratan, Hydrothermal vents dapat berupa fumarol, mata air panas, dan geyser. Di bawah laut, Hydrothermal vents biasa disebut Black Smokers.
Di sebagian besar laut dalam, area sekita Hydrothermal vents secara biologis sangatlah subur bagi kehidupan sekitarnya dan menjadi tuan rumah bagi berbagai makhluk hidup yang memanfaatkan bahan kimia terlarut dari lubang Hydrothermal Vents. Archaea kemosintesis membentuk dasar rantai makanan, mensupport berbagai organisme seperti cacing tabung raksasa, udang, dan kerang.
Hydrothermal Vents yang aktif dipercaya berada di satelit Jupiter Europa dan Hydrothermal Vents tua pernah berada di Mars.

Kondisi Fisik Hydrothermal Vents
Perairan yang mengelilingi Hydrothermal Vents biasanya adalah air laut. Massa yang keluar dari Hydrothermal Vents dapat memanaskan air laut hingga 400oC. Bandingkan dengan temperatur di laut dalam pada umumnya yang hanya mencapai 2oC. Tekanan yang tinggi pada kedalaman laut memperluas range temperatur secara signifikan pada kondisi air yang tetap cair sehingga air tidak menguap. Air pada kedalaman 3000 m dan temperatur 407oC menjadi supercritical dan keadaan air yang bergaram memdorong air mendekati titik kritisnya.
Beberapa Hydrothermal Vents mengandung timbunan mineral anhidrat. Tembaga sulfida, besi sulfida, dan seng sulfida. Tingginya kandungan mineral di sekitar Hydrothermal Vents menyebabkan berbagai eksploitasi di sekitarnya oleh berbagai perusahaan tambang.

Komunitas Biologi
Kehidupan, seperti yang diketahui banyak orang, dikendalikan oleh matahari. Tetapi makhluk laut dalam tidak mendapatkan sedikitpun cahaya matahari dan mereka bergantung pada energi dan nutrisi kimia dari Hydrothermal Vents. Sebelumnya ahli biologi kelautan memperkirakan bahwa makhluk laut dalam memanfaatkan nutrisi dari ‘hujan’ sisa-sisa makhluk hidup yang tidak dimanfaatkan makhluk hidup di atasnya. Hal ini membuat mereka tidak memiliki ketergantungan pada tanaman dan energi matahari. Beberapa makhluk hidup di sekitar Hydrothermal vents memang mengkonsumsi ‘hujan’ ini, tapi dengan sistem seperti ini, kehidupan yang terbentuk akan sangat miskin sekali. Tetapi pada kenyataannya, kepadatan makhluk hidup dasar laut di sekitar zona Hydrothermal Vents sangat tinggi, sekitar 10,000 hingga 100,000 lebih tinggi dari perkiraan awal.
Komunitas Hydrothermal Vents mampu mempertahankan kehidupan yang sangat beasr itu karena mereka bergantung pada bakteri kemosintesis sebagai makanan. Massa yang keluar dari Hydrothermal Vents mengandung banyak mineral terlarut dan mendukung populasi besar bakteri kemoautotrofik. Bakteri ini mengandalkan komponen sulfur, umumnya hidrogen sulfida, bahan kimia yang bersifat sangat beracun bagi sebagian besar makhluk hidup, untuk membentuk material organik melalui proses kemosintesis.
Ekosistem ini sangat independen terhadap ketergantungan terhadap matahari, seperti sebagian besar jenis kehidupan di bumi. Tetapi sesungguhnya sebagian makhluk hidup di ekosistem itu masih memanfaatkan oksigen yang diproduksi makhluk fotosintetik. Yang lainnya merupakan makhluk anaerobik, yang merupakan bentuk awal kehidupan di bumi.
Bakteri kemosintetik tumbuh membentuk lapisan tebal yang menarik perhatian makhluk amphipods dan copepods yang melahap bakteri secara langsung. Organisme yang lebih besar seperti siput, udang, kepiting, cacing tabung, ikan, dan gurita membentuk rantai makanan predasi. Jenis makhluk hidup yang dominan di sekitar Hydrothermal vents diantaranya adalah annelida, gastropoda, pogonophorans, crustacea, bivalvia, cacing vestimentiferan, dan udang tanpa mata yang membentuk kehidupan nonmicrobial.
Cacing tabung adalah bagian penting dari komunitas Hydrothermal Vents. Cacing tabung bersimbiosis dengan bakteri kemosintesis di dalam jaringan tubuhnya. Cacing tabung tidak memiliki mulut dan saluran pencernaan, ia hanya menyerap secara langsung nutrisi kimia dari perairan sekitarnya untuk memberi makan bakteri yang hidup di dalam jaringannya. Sebagai gantinya, bakteri memberikan material karbon untuk kehidupan cacing tabung. Makhluk unik lainnya yang ditemukan di sekitar Hydrothermal Vents adalah siput yang dilapisi sisik yang terbuat dari senyawa besi dan material organik, dan cacing Pompeii yang mampu bertahan di lingkungan bertemperatur 80oC.
Telah ditemukan lebih dari 300 species baru di sekitar Hydrothermal Vents dan sebagian dari mereka adalah saudara dari makhluk hidup yang bergantung pada matahari dan terpisah secara geografis dari Hydrothermal Vents.
Bahkan Hydrothermal Vents dipercaya merupakan asal muasal makhluk hidup yang ada di bumi. Hal itu disampaikan oleh GünterWächtershäuser dalam jurnal Proceedings of National Academy of Science. Ia berpendapat bahwa asam amino sederhana dapat terbentuk dari sintesis bahan-bahan kimia di sekitar Hydrothermal Vents dan dibawa pergi oleh aliran air menuju perairan yang lebih dingin di mana suhu yang lebih rendah dan kandungan mineral tanah liat dapat membentuk formasi peptida dan protosel. Ini adalah teori yang sangat menarik karena kandungan CH4 dan NH3 memang banyak terdapat di sekitar Hydrothermal Vents. Keterbatasan utama dari teori ini adalah tingginya temperatur di sekita Hydrothermal Vents yang mengganggu kestabilan molekul organik.

Terraforming

Terraforming adalah suatu proses yang masih bersifat hipotesis, yaitu tentang pengubahan suatu planet dan faktor-faktor kehidupan seperti atmosfer, temperatur, dan ekologi agar sesuai dengan bumi atau setidaknya bisa ditinggali oleh manusia. Kata lain dari Terraforming adalah Planetary Engineering. Para ilmuwan NASA telah mencari kemungkinan untuk merealisasikan terraforming, mengingat temperatur bumi yang mulai meninggi dan mungkin tidak akan bisa ditinggali oleh manusia lagi. Target awal NASA yang paling mungkin adalah tetangga terdekat bumi, Mars.
Awal pemikiran dari Terraforming secara sains berasal dari Carl Sagan, yang berimaginasi bahwa dengan mengirim alga ke planet Venus akan mengurangi jumlah karbon dioksida dari atmosfer planet tersebut. Idenya ditulis di majalah Science tahun 1961. Kondisi atmosfer bumi 3 milyar tahun lalu juga memiliki banyak kandungan gas koarbon dioksida, namun dengan kemunculan alga biru dan uap air, mengubah atmosfer bumi dengan begitu drastis.
Di tahun 1985, Martyn J. Fogg mempublikasikan beberapa artikel tentang Terraforming. Di tahun 1991, ia juga menjadi editor full time tentang rubrik Terraforming di Journal of the British Interplanetary Society, dan di tahun 1985 ia mempublikasikan buku berjudul Terraforming: Engineering Planetary Environments. Ia membagi subjek ilmu Terraforming menjadi 4:

• Planetary Engineering: Teknologi aplikasi yang bertujuan mempengaruhi properti planet secara global.

• Geoengineering: Planetary Engineering yang teraplikasi khusus untuk bumi, Menyangkut semua parameter global seperti efek rumah kaca, komposisi atmosfer, dan insulasi.

• Terraforming: Proses dari Planetary Engineering, terarah secara spesifik pada peningkatan kapasitas dari kondisi lingkungan planet lain di luar bumi untuk mensuport kehidupan yang diketahui manusia. Terraforming tingkat tinggi akan menciptakan pengubahan biosphere planet yang nantinya akan bisa ditinggali oleh manusia.
  

• Astrophysical Engineering: Dibuat untuk mewujudkan tujuan dari aktifitas yang telah disebutkan, berhubungan dengan kehidupan masa depan yang nantinya akan menciptakan skala yang lebih besar dari pada Planetary Engineering 'konvensional'.
  

Fogg juga menciptakan definisi dari seberapa baik suatu planet bisa ditinggali:

• Habitable Planet (HP): Planet dengan lingkungan yang sangat mirip dengan bumi dan menciptakan kenyamanan bagi manusia untuk tinggal di bumi.

• Biocompatible Planet (BP): Planet dengan unsur-unsur kehidupan yang bisa menyokong suatu kehidupan seperti kehidupan di bumi. Jika tidak ditemukan kehidupan, maka planet itu bisa menjadi suatu biosfer yang mungkin cukup kompleks tanpa perlu dilakukan terraforming.
  

• Easily Terraformable Planet (ETP): Sebuah planet yang sedikit mendekati BP, atau dimungkinkan untuk ditinggali dan dipertahankan sehingga dengan teknik Planetary Engineering dan dengan sumber daya terbatas dari suatu kapal luar angkasa atau robot misi.
  

Fogg menyatakan bahwa planet Mars dulunya terdapat kehidupan, tetapi tidak lagi dikategorikan dengan tiga definisi yang ia sebut di atas, hanya bisa dilakukan Terraforming tingkat tinggi.

Pendiri Mars Society, Robert Zubrin menciptakan rencana untuk misi mars yang dinamakan Mars Direct yang diciptakan untuk menciptakan keberadaan manusia yang permanen di planet tersebut dan mendorong dilakukannya Terraforming. Alasan utama dilakukannya Terraforming adalah penciptaan ekologi untuk mensupport kehidupan manusia. Bagaimanapun juga, beberapa peneliti percaya habitat di luar angkasa akan memberikan alasan ekonomi lebih untuk mensupport kolonisasi di luar angkasa. Jika riset tentang nanoteknologi dan proses kimia tingkat tinggi lainnya berlanjut, akan dimungkinkan melakukan Terraforming pada suatu planet pada hitungan abad. Dan di sisi yang lain, ini mungkin akan menjadi alasan untuk memodifikasi setidaknya sedikit tentang suatu jenis kehidupan lain yang bisa kita tinggali.

YANG DIPERLUKAN UNTUK MENYOKONG KEHIDUPAN
Persyaratan absolute untuk menciptakan kehidupan adalah sumber energi, tetapi hal penting lainnya dalam menciptakan suatu kehidupan di suatu planet adalah faktor geofisika, geokimia, dan astrofisika yang harus diketahui terlebih dahulu sebelum dinyatakan mampu menyokong kehidupan. Syarat suatu planet bisa mensupport kehidupan adalah:

• Memiliki bintang yang jaraknya cukup dibandingkan dengan energi yang dikeluarkan bintang tersebut.

• Sudah ada selama miliaran tahun untuk memberi kesempatan pada planet tersebut untuk membentuk suatu keadaan yang sedikit menyokong kehidupan, dan mungkin menciptakan kehidupannya sendiri.
  

• Memancarkan cukup radiasi ultra violet untuk memulai dinamika atmosfer untuk menciptakan formasi ozon, tetapi tidak terlalu banyak ionisasi yang bisa membunuh kehidupan.

• Air ada pada permukaannya. Air adalah sumber utama kehidupan.

• Planet itu memiliki massa yang cukup. Massa yang terlalu kecil memiliki gravitasi yang lebih rendah yang membuat keberadaan atmosfer menjadi hampir tidak mungkin meski global magnetic bisa memainkan peran penting dalam menciptakan keberadaan atmosfer. Adapun dengan planet yang beratmosfer yang tebal miskin materi yang penting untuk menciptakan materi biokimia dasar, memiliki sedikit insulasi, dan miskin transfer kalor dari permukaan (seperti mars yang beratmosfer tipis akan memiliki temperatur yang lebih dingin dari pada bumi jika mereka dalam jarak yang sama) dan rendah perlindungan terhadap serangan dari luar angkasa, dalam bentuk materi (meteor) ataupun energi (radiasi).
  

• Memiliki empat elemen yang vital bagi kehidupan di bumi: Karbon, Hidrogen, Oksigen, dan Nitrogen.

BEBERAPA CONTOH BENDA LANGIT YANG MUNGKIN BISA DIJADIKAN SASARAN TERRAFORMING

• Mars
  

Kandidat terbaik, meski masih diperdebatkan bahwa berapa lama iklim yang telah berubah bisa dipertahanan setelah dilakukan Terraforming. Sangat mungkin bahwa Mars dengan skala waktu geologinya, entah dalam setiap puluhan atau ratusan juta tahun, bisa kehilangan atmosfer dan unsur airnya lagi. Tapi diyakini bahwa Mars mungkin pernah memiliki lingkungan seperti Bumi, dengan atmosfer yang lebih tebal dan keberadaan air yang melimpah yang telah hilang selama ratusan juta tahun berjalan. Mekanisme yang pasti tentang kehilangan itu belum diketahui, meski sejumlah mekanisme hipotetis telah diajukan. Kurangnya magnetosfer memungkinkan solar wind mengerosi atmosfer, dan gravitasi yang relatif lebih rendah mempercepat menipisnya atmosfer Mars. Dan sedikitnya lempeng tektonik adalah kemungkinan lainnya yang mencegah proses daur ulang atmosfer dengan gas yang terkurung di dalam perut Mars.
Inti Planet Mars tersusun terutama oleh besi, yang memungkinkan terbentuknya magnetosfer seperti bumi. Tetapi dengan mendinginnya inti planet Mars mengakibatkan magnetosfer menipis. Hal ini juga mungkin menyebabkan permukaan planet Mars miskin aktifitas geologi yang menyebabkan permukaannya lebih dingin dari pada bumi. Memanaskan kembali inti Mars mungkin menjadi solusi. Salah satu cara, yang belum diketahui keberhasilannya karena belum dicoba, adalah menempatkan magnifying glass raksasa di luar angkasa untuk memanaskan inti planet Mars. Tetapi tetap saja ini belum terbukti keberhasilannya dan hanya usul.
Terraforming pada Mars tentang tiga hal besar: membangun atmosfer yang lebih tebal, mengurangi kada karbon dioksida pada atmosfernya, dan memanaskan inti planet Mars.

• Venus

Terraforming pada Venus melibatkan dua hal besar: menghilangkan ketebalan atmosfer planet yang mencapai 9 MPa dan mengurangi suhu tinggi dari planet tersebut. Sebagian besar atmosfer planet Venus terdiri dari karbon dioksida, yang menyebabkan tingginya suhu permukaan mencapai 500 derajat celcius. Kedua tujuan cukup berkorelasi.

• Europa

Europa adalah bulan dari Jupiter, kandidat potensial sasaran Terraforming. Satu manfaatnya adalah keberadaan air yang cukup jelas yang dengan sangat jelas mampu menyokong kehidupan. Kesulitannya adalah, Europa berada di tengah-tengah sabuk radiasi Jupiter yang besar, dan manusia bisa mati oleh radiasi tersebut dalam sepuluh menit. Diperlukan radiation delfector yang sangat besar, yang saat ini masih impractical. Europa juga membutuhkan suplai oksigen, yang mungkin bisa didapatkan dari elektrolisis air pada permukaannya.

Adaptasi Ekologi Unta

Unta adalah hewan berkuku jari genap dalam genus Camelus. Dromedary atau unta berpunuk satu asli tanah Arab, dan Bactrian adalah unta berpunuk dua. Keduanya biasa hidup di padang pasir di Asia Barat, Asia Tengah, dan Asia Timur. Dan usia hidup unta rata-rata adalah empat puluh atau lima puluh tahun.
Unta dewasa berdiri 1.85 meter (2.15 meter lewat punuk). Unta bisa berlari secepat 65 km/jam dan kecepatan optimal yang bisa dilakukannya dalam waktu lama adalah 40 km/jam.
Seperti yang diketahui, unta hidup di padang pasir yang memiliki range temperatur udara yang mampu membunuh mayoritas makhluk hidup. Selain itu, mereka mampu untuk tidak makan dan minum selama beberapa hari.
Ada banyak hal yang membuat mereka mampu beradaptasi. Salah satunya adalah punuknya. Banyak orang mengira punuknya menyimpan air, tapi sebenarnya tidak. Punuk unta menyimpan lemak khusus, yang pada suatu saat bisa diubah menjadi air dengan bantuan oksigen hasil respirasi. Satu gram lemak yang ada pada punuk unta bisa diubah menjadi satu gram air.
Kemampuan adaptasi lainnya yang luar biasa adalah, sistem respirasinya meninggalkan sedikit sekali jejak uap air. uap air yang keluar dari paru-paru diserap kembali oleh tubuhnya melalui sel khusus yang terdapat di hidung bagian dalam, membentuk kristal dan suatu saat dapat diambil.
Tubuh unta dapat bertahan hingga pada suhu 41 derajat celcius. Lebih dari itu, unta mulai berkeringat. Penguapan dari keringat yang terjadi hanya pada kulitnya, bukan pada rambutnya. Dengan cara pendinginan yang efisien itu, unta mampu menghemat air cukup banyak.
Unta mampu bertahan dengan kehilangan massa sekitar 20%-25% selama berkeringat, di mana mayoritas makhluk hidup hanya mampu bertahan hingga kehilangan massa sekitar 3%-4% sebelum terjadi gagal jantung akibat mengentalnya darah. Meski unta kehilangan banyak cairan tubuh, darahnya tetap terhidrasi, hingga batas 25% tercapai.
Ada banyak hal mengapa darah unta tidak mengental pada kondisi di mana darah mayoritas makhluk hidup sudah mengental. Sel darah merah unta berbentuk oval, bukan bulat seperti makhluk hidup lainnya. Unta juga memiliki sistem imunitas yang cukup unik. Semua mamalia memiliki antibodi berbentuk Y dengan dua rantai panjang sepanjang Y itu dengan dua rantai pendek di setiap ujung dari Y tersebut, tapi unta hanya memiliki dua rantai panjang yang menjadikannya berbentuk lebih kecil sehingga mengurangi kemungkinan darah akan mengental.
Ginjal dan usus mereka sangat efisien dalam menyaring air. Bentuk urin mereka sangat kental dan kotoran mereka sangat kering sehingga bisa langsung dibakar ketika dikeluarkan.
Sangat luar biasa unta ini. Mungkin masih banyak keajaiban alam yang belum kita temukan, bahkan pada makhluk ini.

Sejarah Alat Penunjuk Waktu

Selama ribuan tahun, berbagai alat telah digunakan untuk mengukur dan mengetahui waktu. Sistem pengukuran waktu sexagesimal sudah diketahui sejak 2000 tahun sebelum masehi di Sumer, Mesir kuno. Warga mesir kuno sudah membagi hari menjadi dua belas bagian waktu menggunakan obelisk besar untuk mengetahui gerakan matahari. Mereka juga menemukan jam air, yang mungkin pertama kali digunakan di Precinct Amun-Re, dan lalu mereka dipekerjakan oleh bangsa Yunani Kuno yang memanggil mereka clepsydrae. Dinasti Shang yang dipercaya juga menggunakan jam air di saat yang sama ketika ditemukannya jam itu, yaitu di Mesopotamia pada 2000 tahun sebelum masehi. Beberapa alat penunjuk waktu yang lainnya adalah jam lilin (candle clock) yang digunakan di China, Jepang, Inggris, dan Iraq; tongkat waktu (time stick) yang digunakan di India dan Tibet dan juga beberapa daerah di Eropa; dan jam pasir (hour glass), yang berfungsi sama seperti jam air.

Penunjuk waktu pertama sangat bergantung pada bayangan yang dihasilkan matahari, sehingga tidak begitu berfungsi dengan baik pada cuaca berawan atau di malam hari. Jam pertama yang mengabaikan matahari menggunakan sistem rotasi yang mentransfer energi rotasi menjadi gerak diskret, ditemukan di China pada abad ke 8 setelah masehi, dan insinyur islam menciptakan jam bandul pada abad ke sebelas. Jam mekanis pertama ditemukan di Eropa pada abad ke 14, dan menjadi standar penunjuk waktu bagi seluruh dunia hingga abad ke 20. Di abad ke 20, telah ditemukan quartz oscillator, lalu jam atom mengikuti. Quartz oscillators mudah diproduksi dan sangat akurat. Jam atom sangat akurat dan tidak ada yang bisa mengalahkan keakuratannya. Standar waktu dunia berpatokan pada jam atom.

Beberapa peradaban kuno berpatokan pada pergerakan benda-benda langit, umumnya bulan dan matahari untuk menentukan waktu, tanggal, dan musim. Metode sexagesimal sekarang umum di barat, yang ditemukan 4000 tahun lalu di Mesopotamia dan Mesir. System yangs ama ditemukan di Amerika kuno. Kalender pertama mungkin ditemukan pasca era glasial, para pemburu mengumpulkan tongkat dan tulang untuk menandakan fase bulan dan musim. Lingkaran batu seperti Stonehenge, yang juga dibangun beberapa yang memilki konsep sama di beberapa wilayah di Eropa yang menunjukkan titik balik matahari (solstice) dan keadaan di mana matahari berada tepat di ekuator (equinox).

Jam matahari hanya bisa menunjukkan waktu di siang hari. Jam matahari tertua terdapat di Mesir, berupa obelisk raksasa dan terbuat dari batu schist, yaitu sejenis batu metamorf. Obliesk kuno dibangun pada tahun 3500 sebelum masehi, yang juga merupakan jam tertua dan pertama di dunia.

Jam air populer pertama kali di Yunani Kuno atas petunjuk Plato yang juga sebagai penemunya. Jam air bekerja berdasarkan mengapungnya suatu bahan di atas air di dalam tangki yang diberi air secara konstan secara terus menerus melalui suatu saluran. Di pagi hari, tangki itu akan penuh dan harus diatur kembali. Sayangnya, jam air bermasalah pada temperatur. Seperti yang diketahui, air termasuk zat cair yang mudah menguap, sehingga jam air pada suatu saat akan kekurangan air sehingga tidak akurat lagi. Masalah ini pernah dipecahkan oleh ilmuwan China, Zhang Sixun dengan mengganti air dengan Mercury. Ia mengaplikasikannya pada menara jamnya yang setinggi sepuluh meter, dan jam itu dimodifikasi sehingga berbunyi setiap seperempat jam.

Jam mekanik yang pertama dibuat di Chang’an oleh Biksu Tantric dan ahli matematika Yi Xing dan petugas pemerintah Liang Lingzan. Jam ini dibuat untuk mengatasi keterbatasan jam air yang ketika itu sudah populer di sana. Prinsip kerja jam mekanik itu cukup sederhana, yaitu sama seperti jam air dalam perputarannya. Hanya saja, jam ini menggunakan energi potensial pegas. Dalam satu periode, biasanya setiap 24 jam, pegas diputar dan jam berputar dengan mekanisasi yang cukup kompleks.

Jam mekanik yang menggunakan prinsip gerakan bandul dan roda-roda bergerigi ditemukan pertama kali oleh ilmuwan-ilmuwan Islam Ibn Khalaf al-Muradi. Lalu teknologi tersebut dibawa ke Spanyol dan disebarkan ke setiap bagian benua Eropa dengan bahasa Latin dalam buku yang berisi tentang Teknologi Mekanik Muslim.

Jam lilin dipergunakan ketika tidak ada jam yang bisa dipakai untuk menunjuk waktu di malam hari. Tidak ada yang tahu pasti kapan ditemukannya jam lilin ini, tapi sejarah tentang jam lilin pertama kali disebut di puisi buatan You Jiangu pada tahun 520 M yang juga mensiratkan penggunaan jam ini di malam hari. Jam yang sama juga digunakan di Jepang hingga abad 10.

Jam dupa dipergunakan setelah masyarakat tahu bahwa jam lilin tidak akurat. Jam dupa tidak menggunakan api, tetapi hanya menggunakan arang yang terbakar di ujung dupa. Dengan asap yang sedikit dan tanpa api, jam jenis ini aman dipergunakan di dalam ruangan, dan juga lebih akurat.

Jam astronomik, biasa digunakan oleh ahli astronomi muslim di observatorium dan masjid. Jam ini bisa menggunakan jenis penggerak apapun seperti jam air (seperti yang dibuat Al Jazari pada tahun 1206) ataupun jam penggerak bandul. Yang membedakan jam ini dengan jam lain adalah pada muka penunjuk waktunya. Jam ini benar-benar mengacu pada pergerakan benda-benda langit. Berbeda pada jam peradaban lain yang mengacu pada angka-angka yang statif bagaimanapun sudut kemiringan matahari, jam ini akan mengacu pada penunjuk yang sama pada sudut kemirngan matahari yang sama sepanjang tahun. Jadi bisa dibilang, jam ini akan menunjuk titik yang sama dengan jam matahari. Banyak orang jaman dulu, terutama yang tinggal jauh dari khatulistiwa, yang bingung karena matahari tidak selalu terbit dan terbenam pada jam yang sama sepanjang tahun. Jam ini mengatasi kekurangan itu.

Pembuat jam pertama pada abad pertengahan Eropa adalah pendeta kristen, karena gereja-gereja pada masa itu sangat membutuhkan jam untuk berdoa sehari-hari dan jadwal kerja yang sangat ketat diberlakukan.

Jam pertama dari jaman mereka yang terekam dalam sejarah adalah jam buatan seorang pendeta yang akan menjadi Paus Sylvester II yang dipasang di Magdeburg, Jerman, pada tahun 995 M. Lalu, jam yang lebih canggih dibuat oleh pendeta Peter Lighfoot dari Glastonbury. Ia membuat jam tertua yang masih berdetak dan dalam keadaan yang sangat baik dan kini disimpan di Museum Sains London.

Jam yang pertama dibuat pada abad pertengahan Eropa yang menggunakan muka jam astronomik adalah jam yang dibuat oleh Richard dari Wallingford pada abad ke-14. tetapi jam itu saat ini tidak ada lagi karena dihancurkan oleh pemerintahan Henry VIII dalam kebijakannya tentang pengurangan pengaruh gereja pada pemerintahan. Tapi sang pembuat menjelaskan bahwa jam itu juga memprediksikan posisi bulan dan matahari dan gerhana matahari dan bulan secara akurat.

Pembuat jam profesional pertama datang dari perkumpulan Locksmith dan ahli perhiasan. Pembuatan jam menjadi industri massal selama beberapa tahun dengan datangnya keahlian terspesialisasi. Pembuat jam terkenal adalah Julien Le Roy dari Versailles yang memimpin pembuatan desain case yang ornamental. Paris dan Blois adalah pusat pembuatan jam pada masa itu. Le Roy sendiri adalah generasi kelima pembuat jam di Eropa. Persaingan pembuatan jam telah semakinketat dan persaingan teknologi juga demikian sehingga pencarian teknologi dan metode yang lebih akurat dalam menunjuk waktu.

Jam tangan pertama kali populer pada tahun 1904 oleh pembuat jam berkebangsaan Prancis, Louis cartier. Ia mendapatkan ide itu ketika seorang temannya, Alberto Santos- Dumont, seorang penerbang, memintanya untuk membuat jam yang lebih baik ketika dipergunakan dalam penerbangannya. Sebenarnya jam tangan sudah dibuat oleh Patek Phillipe pada tahun 1868, tapi hanya sebagai ‘jam gelang’ untuk wanita. Louis Cartier hanya menyempurnakan dan mempopulerkan jam tersebut.

Seperti teknologi lainnya, jam tangan semakin populer ketika perang dunia pertama, ketika pertempuran menjadi lebih rumit dan kordinasi antar pasukan menjadi sangat penting.

Chronometer adalah alat yang digunakan dalam perjalanan laut untuk penunjuk waktu berdasarkan garis longitude bumi. Tidak setiap titik di bumi memiliki jam yang menunjuk waktu yang sama, dan itu ditentukan oleh garis bujur/longitude. Perjalanan laut sangat membutuhkan penunjuk waktu yang akurat karena biasanya memakan jarak yang cukup jauh. Waktu standar yang mereka pergunakan ketika itu adalah Greenwich Mean Time, seperti saat ini.

Penunjuk waktu Quartz dibuat berdasarkan penelitian bertahun-tahun yang dilakukan oleh berbagai ilmuwan. Pierre Curie dan Jacques pada tahun 1880 menemukan Piezoelectrics properti dari crystal quartz. Osilator kristal quartz pertama dibuat oleh Walter G Cady dan jam Quartz pertama dibuat oleh Warren Marrison dan J. W. Horton di Bell Telephone Laboratories. Selama beberapa dekade, jam quartz mengalami penyempurnaan dari jam dengan alat penghitungan elektronik yang rumit dan adanya tube vakum yang membatasi penggunaannya di berbagai tempat karena akurasi dari jam ini. Hingga pada tahun 1932 jam Quartz pertama, yang mampu mengukur perbedaan mingguan yang kecil pada rotasi rata-rata bumi, dibuat. Dunia menggunakan acuan pada jam ini, hingga jam atom menjadi acuan jam dunia pada tahun 1969. Seiko adalah pembuat jam quartz pertama secara masal. Biaya pembuatan yang kecil dan akurasi yang tinggi membuat jam ini dipergunakan secara luas.

Jam atom adalah jam paling akurat di dunia, dengan tingkat kesalahan hanya beberapa detik dalam beberapa ribu tahun. Jam ini pertama dibuat pada tahun 1949. dulunya dibuat berdasarkan garis penyerapan oleh molekul amonia, tapi sekarang memakai perputaran atom cesium. Tingkat kesalahan jam atom cesium adalah satu per tiga puluh milyar detik per tahun. SI menyatakan bahwa satu detik adalah 9,192,631,770 putaran radiasi dari tingkat energi dua elektron spin pada keadaan standar dari atom Cesium 133. Jam atom telah menggunakan banyak bahan, mulai dari hidrogen dan uap rubidium. Jam atom hidrogen menawarkan stabilitas yang lebih baik dan wadah yang lebih kecil, sedangkan jam rubidium menggunakan lebih sedikit energi dan biaya pembuatan dan perawatan.




NB:
Dibuat oleh Sapto Andriyono, dengan kemampuan seadanya. Jadi, sorry kalau ada kesalahan, istilah yang dipakai pada artikel asli banyak yang rumit.

Mesin Ion

(English: Ion Thruster, Ion Engine)

Mesin ion adalah suatu bentul propulsi elektrik yang digunakan di penerbangan luar angkasa. Mesin ion menciptakan dorongan dengan cara mempercepat ion, menggunakan gaya elektrostatik atau elektromagnetik. Mesin ion elektrostatik menggunakan gaya Coulomb dan mempercepat ion-ion di medan listrik. Mesin ion elektromagnetik menggunakan gaya Lorentz untuk mengakselerasi ion-ion.
Gaya yang dihasilkan mesin ion lebih kecil dibandingkan dengan mesin roket biasa, tapi bisa mendapatkan impuls spesifik atau efisiensi propellan yang sangat besar.
Mesin ion membutuhkan energi yang cukup tinggi, dan dampaknya pada lingkungan dikarenakan ion-ion yang dihasilkan, mesin ion hanya diaplikasikan pada luar angkasa.

Mesin ion dieksperimenkan pertama kali oleh Robert Goddard di Clark College dari 1916-1917. Teknik eksperimen dilakukan pada keadaan mendekati vakum pada ketinggian yang cukup tinggi, tapi gaya dorong didemonstrasikan oleh hasil ionisasi arus udara pada tekanan atmosfer. Idenya muncul kembali oleh Hermann Oberth dalam bukunya, "Wege zur Raumschiffahrt” (Ways to Spaceflight), tahun 1929, di mana ia menjelaskan pemikiran menghemat massa dalam propulsi elektrik, memprediksi pada penggunaan pada luar angkasa dan menjelaskan pemercepatan elektrostatik pada gas bertekanan.

Sepertinya sudah menjadi rahasia umum bahwa teknologi hemat energi dikembangkan setelah harga bahan bakar fosil melonjak, padahal teorinya sudah ada sejak lama.

Mesin ion yang bekerja penuh pertama kali dibuat oleh Harold F Kaufmann pada tahun 1959 di fasilitas NASA Glenn. Desainnya mirip dengan desain umum dari mesin ion elektrostatik dengan mercury sebagai bahan bakarnya. Tes suborbit mesin direncanakan tahun 1960an dan pada tahun 1964 mesin itu dibawa ke penerbangan suborbit Space Electric Rocket Test 1 (SERT 1). Mesin ion sukses terbang selama 31 menit sebelum akhirnya jatuh ke bumi.

The Hall Effect Thruster dipelajari di USA dan USSR secara independen tahun 1950an dan 1960an. Tetapi konsep Hall Thruster hanya dibangun untuk mendapatkan efisiensi tinggi dan dikerjakan di Soviet. Hall Effect Thruster dioperasikan oleh Soviet sejak tahun 1972 pada satelit-satelitnya. Hingga tahun 1990 mereka menggunakannya terutama untuk menstabilkan posisi dan arah satelit. Sekitar 100 hingga 200 mesin diselesaikan oleh Soviet dan Rusia hingga akhir 1990an. Desain Ion Thruster milik Soviet/Rusia diperkenalkan ke barat pada tahun 1992 setelah tim spesialis propulsi elektrik, di bawah naungan Ballistic Missile Defense Organization, mengunjungi laboratorium milik Soviet/Rusia.

Mesin ion memanfaatkan tembakan ion (atom atau molekul yang dimuat secara elektrik) untuk menciptakan dorongan berdasarkan hukum Newton ketiga. Metode mempercepat ion berbeda-beda, tapi semuanya mengambil manfaat dari tekanan/massa rasio ion-ion. Rasio ini berati mampu menghasilkan kecepatan yang sangat tinggi dari perbedaan potensial yang relatif kecil. Ini bisa mengurangi massa reaksi atau bahan bakar yang dibutuhkan tapi meningkatkan jumlah tenaga yang dihasilkan dibandingkan dengan mesin roket biasa. Mesin ion pada akhirnya mampu menghasilkan impuls yang sangat-sangat tinggi.

Mesin ion elektrik umumnya menggunakan gas xenon, diionisasikan dengan menembakannya dengan elektron berenergi tinggi. Elektron ini bisa didapatkan dari filamen katoda yang panas dan diakselerasi di medan elektrik pada katoda menuju anoda (tipe mesin ion Kaufmann). Cara lainnya, elektron diakselerasi dengan mengosilasikan medan elektrik yang terinduksi oleh koil magnetik, yang menghasilkan penekanan yang berdiri sendiri.

Msin ion menembakan ion positif xenon saja. Dengan alasan menghindari kembalinya ion ke pesawat luar angkasa, diletakkan katoda lainnya dekat mesin yang menghasilkan elektron untuk menetrasilir ion yang ditembakkan.

Hall Effect Thruster mempercepat ion menggunakan potensial elektrik di antara anoda silindris. Bahan propelan (umumnya gas xenon atau bismuth) dibawa ke dekat anoda sehingga terionisasi, dan ion-ion tertarik ke katoda dan mempercepat diri melewatinya, mengambil elektron ketika meninggalkan mesin agar menjadi netral dan menghasilkan dorongan pada kecepatan tinggi.

Field Emission Electric Propulsion (FEEP) menggunakan teknologi yang lebih simpel, mempercepat ion logam cair untuk menciptakan dorongan. Sebagian besar desain menggunakan bahan bakar Caesium atau Indium sebagai propelan. Desain memuat sejumlah kecil reservoir propelan yang menyimpan logam cair, setetes logam cair keluar menuju cincin pemercepat. Caesium dan Indium digunakan karena massa atomnya yang cukup besar, potensial ionisasi yang rendah, dan titik lebur yang rendah. Sekali tetesan logam cair keluar menyentuh emiter, medan elektrik menyala dan cincin akselerator menyebabkan logam cair tidak stabil sehingga terionisasi, menciptakan ion positif yang bisa diakselerasikan di medan elektrik, menghasilkan dorongan. Dan ion keluar bersamaan dengan dinetralisasikannya ion tersebut.

Pulsed Inductive Thruster (PIT) menggunakan banyak gelombang dorongan dari pada menggunakan satu dorongan yang kontinu. PIT terdiri dari koil yang besar yang berbentuk cone mengelilingi tube yang mengeluarkan gas propelan. Amonia biasa digunakan pada PIT. Untuk seterusnya, sama dengan mesin ion pada umumnya.

Lithium Lorentz Force Accelerator (LiLFA)/ MagnetoPlasmaDynamic (MPD) menggunakan Hydrogen, Argon, Amonia, atau Nitrogen sebagai propelannya, kecuali LiLFA menggunakan Lithium. Gas-gas dimasukan ke ruang di mana mereka diionisasikan menjadi plasma oleh medan elektrik antara katoda dan anoda. Plasma lalu menghantarkan listrik antara anoda dan katoda. Ini menghasilkan medan magnetik di sekitar katoda yang melintas bersama medan elektrik, lalu mempercepat plasma dengan gaya Lorentz. Perbedaan LilFA dan MPD adalah LiLFA menggunakan uap Lithium, yang Lithiumnya sendiri bisa disimpan secara padat. Dan katoda MPD secara konstan kontak dengan plasma.

Electrodeless Plasma Thruster, merupakan desain yang unik, yaitu ketiadaan katoda dan anoda serta kemampuannya men-throttle mesin. Alasan dihilangkannya anoda dan katoda adalah erosi oleh ion yang menyebabkan berkurangnya umur mesin. Gas netral diionisasikan oleh gelombang elektromagnetik yang kemudian ditransfer ke ruang lain untuk dipercepat oleh listrik yang berosilasi dan medan magnet. Pemisahan antara ionisasi dan akselerasi memberikan mesin kemampuan untuk mengatur kecepatan aliran propelan dengan mengubah magnitude dorongan dan jumlah impuls.

Perbandingan

Data perbandingan kemampuan mesin ion yang telah ada.

Engine	Propellant	Required Power (kW)	Specific Impulse (s)	Thrust (mN)
NSTAR	Xenon	2.3	3300	92
NEXT	Xenon	10.5	3900	364
NEXIS	Xenon	20.5	6000-7500	400
HiPEP	Xenon	25-50	6000-9000	460-670
RIT 22	Xenon	5	3000-6000	50 - 200
Hall effect	Bismuth	25	3000	1130
Hall effect	Bismuth	140	8000	2500
Hall effect	Xenon	25	3250	950
Hall effect	Xenon	75	2900	2900
FEEP	Liquid Caesium	6x10-5-0.06	6000-10000	0.001-1

Data perbandingan kemampuan mesin ion yang sedang diujicobakan dalam bentuk gelombang.

Engine	Propellant	Required Power (kW)	Specific Impulse (s)	Thrust (mN)
MPDT	Hydrogen	1500	4900	26300
MPDT	Hydrogen	3750	3500	88500
MPDT	Hydrogen	7500	6000	60000
LiLFA	Lithium Vapor	500	4077	12000

Usia Mesin

Keuntungan utama dari mesin ion adalah dorongan yang kecil dan efisiensi propelan. Efisiensi datang dari kecepatan tinggi yang dihasilkan, yang juga membutuhkan banyak energi, dan kemampuannya terutama dibatasi oleh keberadaan tenaga pesawat luar angkasa tersebut.

Dorongan yang kecil dan berkelanjutan dalam waktu lama dibutuhkan untuk menghasilkan perubahan kecepatan. Untuk mencapai perubahan kecepatan ini, mesin didesain untuk bertahan selama mingguan hingga tahunan.

Selain karena masalah energi, usia mesin didasarkan pada seberapa cepat bagian-bagian mesin dapat bertahan, umumnya, dari erosi oleh ion-ion yang dihasilkan. Tes yang dilakukan NASA Solar Electric Propulsion Technology Application Readiness, emsin ion bisa bertahan selama 3.5 tahun pada kemampuan maksimum.

Propelan

Energi ionisasi mewakili seberapa besar persentase energi dibutuhkan untuk menggerakan ion. Propelan ideal umumnya berupa molekul atau atom yang rasio energi antara massa yang besar per energi ionisasi. Sebagai tambahan, propelan seharusnya tidak menimbulkan erosi dan tidak mengkontaminasi mesin agar usia mesin lebih lama.

Beberapa mesin yang sudah ada menggunakan gas xenon karena energi ionisasi yang rendah dan nomor atom yang tinggi, sifat inertnya, dan rendah tingkat erosi. Tetapi xenon sangat rendah dalam suplai dan sangat mahal.

Desain yang lebih tua menggunakan mercury, tetapi sangat beracun, mahal, dan mengkontaminasi mesin dengan limbah logam.

Propelan lain adalah Bismuth, yang terlihat menjanjikan untuk diteliti lebih luas.







Sumber: En.wikipedia.org
Ditranslate oleh Sapto dengan kemampuan seadanya dan penambahan seperlunya yang sebenarnya tidak perlu-perlu amat.