Origami Penjelajah Bulan

tirto.id - Tidak ada yang tahu pasti kapan sebenarnya seni origami mulai berkembang. Namun, ada beberapa hal yang dapat dipastikan dari perkembangan sejarahnya.

Pertama, tidak akan ada seni origami tanpa kertas, yang pertama kali muncul dari tanah Tiongkok pada tahun 105 M lalu menyebar ke Korea dan Jepang kurang lebih lima ratus tahun kemudian. Kedua, referensi "origami" pertama kali muncul pada 1680 melalui sebuah puisi pendek karya novelis Jepang, Saikaku Ihara. Terakhir, dari Jepang pula buku panduan melipat kertas ini pertama kali muncul, tepatnya pada 1797, dengan judul Senbazuru orikata. Buku tersebut merupakan hasil karya Akisato Rito.

Dari segala fakta tentang origami tersebut, bisa disimpulkan bahwa seni melipat kertas tersebut setidaknya sudah eksis selama ratusan tahun. Dan kini, seni origami bukan lagi sekadar seni. Di Korea Selatan (Korsel), origami telah menjadi inspirasi bagi pengembangan ban tanpa udara (airless tire) yang rencananya bakal dipasang di kendaraan penjelajah Bulan (rover) milik mereka.

Sebelum bicara lebih jauh soal ban penjelajah Bulan tersebut, ada baiknya kita selami terlebih dahulu korelasi antara origami dan engineering atau rekayasa.

Korelasi antara origami dan rekayasa mulai disadari para insinyur pada dekade 1970-an, ketika mereka menemukan bahwa panel surya bisa dilipat menggunakan pola garis yang terinspirasi origami agar muat di dalam roket yang sempit, sebelum akhirnya dibentangkan kembali begitu berada di luar angkasa. Sejak itu, origami pun mulai mendapatkan tempat tersendiri dalam dunia rekayasa. Banyak insinyur yang akhirnya menggunakan origami sebagai inspirasi untuk mencari solusi atas masalah-masalah teknis modern.

Salah satu aktor paling berpengaruh dalam memopulerkan hubungan antara origami dengan rekayasa teknik adalah Robert Lang, seorang insinyur dan fisikawan lulusan Caltech dan Stanford. Pada tahun 2001, Lang memutuskan untuk keluar dari pekerjaannya sebagai insinyur di bidang laser dan optoelektronika untuk menjadi seniman origami purna waktu.

Dari situ, keahlian Lang pun menarik perhatian dunia sains dan industri. Dia pernah didapuk menjadi konsultan oleh para peneliti dari Lawrence Livermore National Laboratory untuk merancang cara melipat sebuah lensa berukuran seluas lapangan sepak bola menjadi paket kecil yang bisa diluncurkan ke luar angkasa. Lang juga pernah membantu NASA, produsen alat medis, hingga perusahaan otomotif yang ingin mengoptimalkan simulasi komputer kantung udara atau airbag.

Bicara soal airbag, sebelum akhirnya turun tangan secara langsung, Lang sebelumnya sudah pernah memengaruhi perkembangan produk ini. Jadi, dalam pembuatan airbag, prinsip origami digunakan untuk menghitung pola lipatan optimal sehingga kantung bisa tersimpan rapi dalam setir atau dasbor. Impaknya, jumlah uji tabrakan yang dibutuhkan dan biaya produksi dapat dipangkas.

Beranjak ke bidang lain, origami juga punya peran dalam dunia medis. Zhong You, insinyur dari Universitas Oxford, mengembangkan apa yang ia sebut origami stent, yaitu tabung kecil yang digunakan untuk membuka sumbatan di dalam arteri. Sebelum itu, stent konvensional terbuat dari rangka logam yang dilapisi kain, dan kain itu kerap lepas dari rangkanya saat dibuka di dalam pembuluh darah. Adapun, stent buatan You dibuat dari satu material tunggal yang dilipat sehingga mampu melewati arteri dengan mudah lalu terbuka tanpa kendala.

Selain stent, You juga merancang tas belanja dari baja yang bisa dilipat setipis kertas, sekaligus meneliti bagaimana pola origami bisa membuat struktur silinder seperti badan roket menjadi lebih ringan sekaligus lebih kuat. Jadi, tidak cuma pada kertas, prinsip lipat melipat ala origami juga bisa diaplikasikan pada material-material macam baja dan aluminium.

Kemudian, ada pula yang disebut origami DNA. Ini adalah teknik untuk melipat untaian DNA menjadi bentuk dua dimensi atau tiga dimensi di skala nanometer yang digunakan dalam studi biologi molekuler. Struktur-struktur tersebut kemudian bisa difungsikan sebagai "kendaraan" untuk mengantarkan obat ke dalam sel tubuh, sensor biologis, serta cetakan untuk membentuk material lain dengan presisi tinggi.

Nah, kira-kira begitulah peran besar seni origami dalam dunia sains. Dengan demikian, apa yang dilakukan para insinyur Korea dalam mengembangkan ban tanpa udara itu, pada dasarnya, hanyalah kelanjutan dari “tradisi" meminjam prinsip origami untuk keperluan rekayasa teknik.

Ban tanpa udara untuk proyek antariksa itu tadi merupakan hasil karya para peneliti dari Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) dan Unmanned Exploration Laboratory (UEL) yang menghabiskan waktu kurang lebih tiga tahun untuk mengembangkannya. Ban tersebut dirancang untuk tidak membutuhkan udara demi menghilangkan risiko kebocoran di permukaan Bulan yang penuh batu-batu tajam.

Airless tire sendiri bukan teknologi yang benar-benar baru. Michelin, misalnya, sudah mulai mengembangkan teknologi ini serta mengaplikasikannya pada mobil golf dan ATV sejak 2005. Namun, memang, ban tanpa udara seperti ini masih sulit untuk diproduksi massal karena masih banyaknya kendala yang dihadapi, mulai dari soal material sampai biaya. Namun, untuk aplikasi khusus seperti kendaraan penjelajah Bulan, ban tanpa udara muncul sebagai solusi jitu.

Setelah kendaraan penjelajah dilepaskan di permukaan Bulan, ban tersebut mengembang hingga berdiameter 500 milimeter, atau lebih dari dua kali lipat ukuran semula. Tidak ada motor atau mekanisme tambahan yang dibutuhkan untuk proses pengembangan ini karena roda mengembang sendiri berkat elastisitas bahannya.

Bahan pembuat ban adalah rangkaian pita logam elastis yang dianyam membentuk struktur heliks. Logam ini dipilih secara khusus karena mampu menahan suhu ekstrem. Di Bulan, perbedaan suhu antara siang dan malam bisa mencapai lebih dari 300 derajat Celsius dan ban konvensional tidak akan sanggup bertahan dalam kondisi seperti itu.

Sementara itu, inspirasi desainnya datang dari dua sumber sekaligus. Pertama, Da Vinci bridge, sebuah struktur penopang diri sendiri yang dirancang Leonardo da Vinci, yang bertahan bukan karena baut atau lem melainkan karena geometri dan gaya gravitasi yang saling mengunci. Kedua, prinsip lipatan origami yang memungkinkan sebuah material berubah bentuk tanpa memerlukan engsel mekanis yang bisa berkarat atau macet. Engsel dan komponen bergerak adalah masalah besar di lingkungan vakum seperti di Bulan karena debu halus bisa menyusup ke sela-sela mekanisme dan membuatnya berhenti berfungsi.

Ban ini sudah menjalani serangkaian uji coba yang cukup brutal. Tim peneliti bahkan sempat membawanya ke gua lava di Pulau Jeju yang kondisinya dianggap cukup menyerupai lorong-lorong bawah tanah Bulan. Mereka juga menguji roda ini di atas tanah simulasi regolith Bulan, di lingkungan bersuhu sangat tinggi, bahkan mensimulasikan kondisi jatuh bebas setara dengan ketinggian 100 meter dalam gravitasi Bulan. Semua ujian itu dilalui ban ini tanpa cacat.

Di antara rentetan uji coba tersebut, bisa dibilang yang paling krusial adalah tes di Pulau Jeju. Sebab, dalam praktiknya kelak, lorong bawah tanah Bulan bakal punya peran integral dalam kelangsungan hidup si kendaraan jelajah.

Permukaan Bulan adalah tempat yang sangat berbahaya. Tanpa atmosfer dan medan magnet pelindung, radiasi kosmik bisa menghantam begitu saja tanpa halangan. Suhu pun bisa naik dan turun drastis dalam hitungan jam. Lava tube atau lorong lava yang terbentuk akibat aktivitas vulkanik purba Bulan menawarkan perlindungan alami dari semua ancaman itu. Lokasi ini pulalah yang jadi kandidat utama sebagai lokasi koloni manusia di masa depan.

Masalahnya, untuk masuk ke sana, sebuah rover harus bisa menuruni lereng yang sangat curam, bahkan hampir vertikal. Di sinilah desain roda origami ini menjadi sangat relevan. Rover konvensional berukuran besar akan kesulitan bermanuver di mulut lava tube yang sempit dan curam. Sebaliknya, konsep yang dikembangkan KAIST menggunakan beberapa rover kecil yang diangkut oleh satu wahana induk. Rover-rover kecil ini bisa ditampung di dalam wahana induk justru karena rodanya bisa dilipat. Setelah dilepaskan, rodanya mengembang dan mereka menjelajahi gua secara bersamaan. Jika satu gagal, yang lain tetap bisa melanjutkan misi.

Jadi, ambisi antariksa Korea Selatan itu memang nyata adanya. Mereka punya rencana yang jelas dan sudah bekerja keras selama bertahun-tahun merancang berbagai aspek teknis untuk mendukung keberhasilan misi. Semua akan dikemas dalam teknologi super modern, tentu saja. Akan tetapi, di balik segala teknologi mutakhir tersebut, jangan lupa, ada sebuah seni kuno berusia ratusan tahun bernama origami.