Thursday, 13 June 2013

Solar Power Satellite IV

Satelit Sel Surya, Teknologi Penyuplai Sumber Energi Terbarukan Di Masa Depan: 

Tenaga surya yang dikumpulkan di luar angkasa dapat digunakan untuk menyediakan energi terbarukan di masa depan. Hal tersebut kemungkinan dapat terjadi berkat penelitian inovatif yang dilakukan oleh para insinyur di University of Strathclyde di Glasgow. 

Para peneliti dari University of Strathclyde telah menguji peralatan ruang angkasa yang akan menyediakan platform untuk panel surya yang akan mengumpulkan energi dan kemudian ditransfer ke bumi ditransfer kembali ke bumi melalui gelombang mikro atau laser.

Panel Surya tersebut akan menjadi sumber energi yang dapat diandalkan dan memungkinkan mengirimkan energi ke daerah terpencil di dunia, misalnya seperti memberikan daya ke daerah bencana atau daerah terpencil yang sulit dijangkau dengan cara tradisional. 


Launch costs 

Without doubt, the most obvious problem for the SPS concept is the current cost of space launches. Current rates on the Space Shuttle run between $3,000 and $5,000 per pound ($6,600/kg and $11,000/kg) to low Earth orbit, depending on whose numbers are used. Calculations show that launch costs of less than about $180-225 per pound ($400-500/kg) to LEO (Low Earth orbit) seem to be necessary.

However, economies of scale for expendable vehicles could give rather large reductions in launch cost for this kind of launched mass. Thousands of rocket launches could very well reduce the costs by ten to twenty times, using standard costing models. This puts the economics of an SPS design into the practicable range. Reusable vehicles could quite conceivably attack the launch problem as well, but are not a well-developed technology.

Much of the material launched need not be delivered to its eventual orbit immediately, which raises the possibility that high efficiency (but slower) engines could move SPS material from LEO to GEO at acceptable cost. Examples include ion thrusters or nuclear propulsion. They might even be designed to be reusable.

Power beaming from geostationary orbit by microwaves has the difficulty that the required 'optical aperture' sizes are very large. For example, the 1978 NASA SPS study required a 1-km diameter transmitting antenna, and a 10 km diameter receiving rectenna, for a microwave beam at 2.45 GHz. These sizes can be somewhat decreased by using shorter wavelengths, although they have increased atmospheric absorption and even potential beam blockage by rain or water droplets.

Because of the thinned array curse, it is not possible to make a narrower beam by combining the beams of several smaller satellites. The large size of the transmitting and receiving antennas means that the minimum practical power level for an SPS will necessarily be high; small SPS systems will be possible, but uneconomic.

To give an idea of the scale of the problem, assuming an (arbitrary, as no space-ready design has been adequately tested) solar panel mass of 20 kg per kilowatt (without considering the mass of the supporting structure, antenna, or any significant mass reduction of any focusing mirrors) a 4 GW power station would weigh about 80,000 metric tons, all of which would, in current circumstances, be launched from the Earth.

Very lightweight designs could likely achieve 1 kg/kW, meaning 4,000 metric tons for the solar panels for the same 4 GW capacity station. This would be the equivalent of between 40 and 80 heavy-lift launch vehicle (HLLV) launches to send the material to low earth orbit, where it would likely be converted into subassembly solar arrays, which then could use high-efficiency ion-engine style rockets to (slowly) reach GEO (Geostationary orbit).

With an estimated serial launch cost for shuttle-based HLLVs of $500 million to $800 million, total launch costs would range between $20 billion (low cost HLLV, low weight panels) and $320 billion ('expensive' HLLV, heavier panels).

Economies of scale on such a large launch program could be as high as 90% (if a learning factor of 30% could be achieved for each doubling of production) over the cost of a single launch today. In addition, there would be the cost of an assembly area in LEO (which could be spread over several power satellites), and probably one or more smaller one(s) in GEO. The costs of these supporting efforts would also contribute to total costs.

So how much money could an SPS be expected to make? For every one gigawatt rating, current SPS designs will generate 8.75 terawatt-hours of electricity per year, or 175 TW•h over a twenty-year lifetime. With current market prices of $0.22 per kW•h (UK, January 2006) and an SPS's ability to send its energy to places of greatest demand (depending on rectenna siting issues), this would equate to $1.93 billion per year or $38.6 billion over its lifetime.

The example 4 GW 'economy' SPS above could therefore generate in excess of $154 billion over its lifetime. Assuming facilities are available, it may turn out to be substantially cheaper to recast on-site steel in GEO, than to launch it from Earth. If true, then the initial launch cost could be spread over multiple SPS lifespans.

"Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Canggih dapat kita kuasai bersama asal kita dapat bekerja bersama-sama"

Extraterrestrial materials

Gerard O'Neill, noting the problem of high launch costs in the early 1970s, proposed building the SPS's in orbit with materials from the Moon. Launch costs from the Moon are about 100 times lower than from Earth, due to the lower gravity. This 1970s proposal assumed the then-advertised future launch costing of NASA's space shuttle. This approach would require substantial up front capital investment to establish mass drivers on the Moon.

Nevertheless, on 30 April 1979, the Final Report ("Lunar Resources Utilization for Space Construction") by General Dynamics' Convair Division, under NASA contract NAS9-15560, concluded that use of lunar resources would be cheaper than terrestrial materials for a system of as few as thirty Solar Power Satellites of 10GW capacity each.

In 1980, when it became obvious NASA's launch cost estimates for the space shuttle were grossly optimistic, O'Neill et al published another route to manufacturing using lunar materials with much lower startup costs This 1980s SPS concept relied less on human presence in space and more on partially self-replicating systems on the lunar surface under telepresence control of workers stationed on Earth. Again, this proposal suffers from the current lack of such automated systems on Earth, much less on the Moon.

Asteroid mining has also been seriously considered. A NASA design study evaluated a 10,000 ton mining vehicle (to be assembled in orbit) that would return a 500,000 ton asteroid 'fragment' to geostationary orbit. Only about 3000 tons of the mining ship would be traditional aerospace-grade payload. The rest would be reaction mass for the mass-driver engine; which could be arranged to be the spent rocket stages used to launch the payload.

Assuming, likely unrealistically, that 100% of the returned asteroid was useful, and that the asteroid miner itself couldn't be reused, that represents nearly a 95% reduction in launch costs. However, the true merits of such a method would depend on a thorough mineral survey of the candidate asteroids; thus far, we have only estimates of their composition. There has been no such survey. Once built, NASA's CEV should be capable of beginning such a survey, Congressional money and imagination permitting.

"Kita harus kembali ke dasar pembangunan, BACK TO BASIC!, untuk penghematan Energi, jangan segan kembali ke hal-hal bermanfaat yg sudah disediakan oleh pemerintah sebelumnya. Pernah dibuat prototipe kapal yg memanfaatkan energi angin, energi sinar matahari, jangan disia-siakan."

Kunjungi Juga:

Indonesian Space Sciences & Technology School

Indonesian University Space Research Association

Semoga Bermanfaat

To Be Continued

Memahami Aplikasi Fisika dalam Analisis Keuangan

Memahami Uang 

Para ekonom senantiasa membohongi publik bahwa resesi dan depresi adalah bagian alami dari siklus bisnis. Namun kenyataan yang sebenarnya tidaklah seperti itu. Resesi dan depresi selalu terjadi bila Bank Sentral memanipulasi jumlah uang beredar, yang tujuan akhirnya adalah memastikan semakin banyak kekayaan yang ditransfer dari masyarakat ke tangan mereka. Bank Sentral sendiri merupakan metamorfosa dari pedagang uang di zaman dahulu.

Setelah melewati zaman barter, perjalanan uang menemani kita sebagai manusia dalam menciptakan peradaban di dunia. Ada berbagai alat yang pernah digunakan sebagai uang, misalnya garam, kerang, ranting pohon, sampai ke logam, dan tentu saja kertas, dan yang terakhir angka digital di komputer.

Satu hal yang diketahui oleh sekelompok kecil manusia yang sangat kaya, yaitu mereka bisa memiliki semua uang di dunia dengan mengambil alih hak penciptaan uang, dan mengenakan bunga atas uang yang mereka ciptakan.

*Henry Kissinger*

Henry Kissinger  is a German-born American writer, political scientist, diplomat, and businessman. A recipient of the Nobel Peace Prize, he served as National Security Advisor and later concurrently as Secretary of State in the administrations of Presidents Richard Nixon and Gerald Ford.

He received his A.B. degree summa cum laude in political science at Harvard College in 1950, where he lived in Adams House and studied under William Yandell Elliott. He received his M.A. and Ph.D. degrees at Harvard University in 1952 and 1954, respectively.


Profesor Joseph Stiglitz, mantan Ketua Ekonom World Bank, dan mantan Ketua Penasehat Bill Clinton, mengakui di publik “Empat Langkah Strategi” World Bank untuk memperbudak negara demi keuntungan bankir.

Langkah Satu
: Privatisasi. Pemimpin nasional akan ditawarkan 10% komisi untuk menjual aset-aset nasional. Uang akan disimpan dengan aman di rekening mereka di Swiss.

Langkah Dua
: Liberalisasi Pasar Modal. Stiglitz menyebutnya siklus uang panas. Dana dari luar negeri harus dibiarkan bebas masuk untuk berspekulasi di real estate dan mata uang. Saat keadaan tampak menjanjikan, uang ditarik keluar untuk menciptakan kekacauan ekonomi.

Negara bersangkutan kemudian akan meminta bantuan dari IMF dan IMF kemudian mensyaratkan untuk menaikkan suku bunga bank antara 30% sampai 80%.

Ini terjadi di Indonesia, Brazil, dan juga negara-negara Asia dan Latin lainnya. Suku bunga tinggi ini menyebabkan kemiskinan bangsa, menurunkan nilai properti, menghancurkan produksi industri dan mengeringkan tabungan nasional.

Langkah Tiga
: Penentuan Harga Pasar. Harga makanan, air, dan gas dinaikkan yang menyebabkan keresahan sosial yang berujung ke kerusuhan. Ini dikenal dengan istilah “kerusuhan IMF”. Kerusuhan akan menyebabkan pelarian modal dan kebangkrutan pemerintah. Ini menguntungkan korporasi luar negeri karena aset-aset negara tersebut sekarang bisa dibeli dengan harga amat murah.

Langkah Empat
: Perdagangan Bebas. Ini adalah tahap di mana korporasi internasional akan memasuki pasar Asia, Latin Amerika, dan Afrika pada saat mereka sendiri tetap mengenakan tarif masuk bagi produk agrikultur negara dunia ketiga. Mereka mengenakan harga yang sangat tinggi untuk obat bermerek dan menyebabkan tingkat kematian dan penyakit yang sangat tinggi.

Akan ada banyak orang yang kalah dalam sistem ini, dan sangat sedikit pemenang, yaitu para bankir dan penguasa keuangan. Sesungguhnya penjualan utilitas seperti listrik, air, telepon, dan gas adalah prasyarat untuk mendapatkan pinjaman oleh negara berkembang. Aset-aset ini diperkirakan senilai Puluhan Trilyun dolar.

Bulan September 2001, Prof. Stiglitz diberikan hadiah Nobel dalam bidang ekonomi.

Memahami Sektor Keuangan dengan Ekonofisika

Aneh sekali!

Mana mungkin menghubungkan Fisika dan uang?

Umumnya  orang berpandangan bahwa hubungan fisika dengan uang adalah seperti langit dan bumi.

Fisika dianggap jurusan  kering yang tidak menghasilkan banyak uang sehingga seringkali ada olok-olok mengatakan bahwa orang-orang yang masuk jurusan fisika adalah orang-orang yang emdees (masa depan suram).

Namun perkembangan cepat dalam dunia ini sedikit demi sedikit merubah dikotomi fisika dan uang ini. Makin lama fisika makin dekat dengan uang.

Analisa-analisa di Pasar uang internasional yang semakin rumit  membutuhkan banyak jasa fisikawan. Pasar-pasar uang ini  telah membuktikan bahwa lebih menguntungkan jika dapat memanfaatkan fisikawan dengan teori fisikanya untuk menganalisa suatu sistem dinamis yang rumit seperti saham, efek, valas ataupun derivatif.

Sekarang ini banyak Bank dan institusi keuangan memperkerjakan fisikawan. Dengan  kemampuan matematika,  kemampuan komputer dan logikanya, para fisikawan ini mampu menganalisa masalah-masalah keuangan  yang sangat kompleks. Untuk pekerjaan yang rumit ini fisikawan mendapat imbalan yang sangat bagus. Fisikawan yang bekerja di bidang keuangan (dikenal sebagai quants atau quantitave analyst)  dikenal karena gajinya yang sangat tinggi.

Salah satu iklan di suatu majalah menuliskan “Wanted: an organized physicist with good modelling and programming skills, and a flair for communication. Salary: £40 000 rising to £150 000 after one year.”

Tidak heran kalau kini fisikawan (termasuk John Sleath pemenang astronomy prize) banyak yang memasuki sektor-sektor keuangan. Disamping sebagai analis, para fisikawan ini ada pula yang membuka perusahaan sendiri dan menjadi enterpreneur seperti J.P Bouchaud, Doyne Farmer dsb.

Jika ekonofisika sebagai sebuah perangkat sains dan teknologi dapat memberikan penajaman dalam memandang berbagai permasalahan ekonomi dan riset ekonofisika dapat memberikan analisis yang lebih baik dalam mengasah kebijakan ekonomi yang lebih komprehensif tanpa terpaku pada berbagai teori dan ideologi ekonomi tradisional, maka peluang ekonofisika dalam mengatasi permasalahan ekonomi di negeri kita tentu menjadi semakin besar.

Harga yang mesti dibayar melalui penyusunan kebijakan dan analisis melalui ekonofisika memang agak mahal, yakni penggunaan berbagai metodologi non-linier yang cenderung lebih rumit secara matematis. Namun harga ini menjadi pantas, sebab hasil pendekatan ini adalah kebijakan ekonomi dan keuangan yang lebih komprehensif, yang alhasil memperbaiki keadaan ekonomi kita saat ini.

Mengingat permasalahan ekonomi kita yang memang telah cukup kronis dan bahwa pendekatan konvensional memang bahkan secara teoretis sulit untuk memberikan solusi yang komprehensif, tak ada salahnya jika peluang ekonofisika sebagai solusi alternatif menjadi semakin luas. Jika kita sekadar bertumpu pada pendekatan ekonomi konvensional hal ini menjadi seolah magis, the magic of advanced physics and mathematics.

Kita mungkin jadi teringat ungkapan novelis non-fiksi kenamaan, Arthur C. Clarke,

"All sufficiently advanced science & technology is indistinguishable from magic"

Semoga Sektor Ipteks, Perekonomian dan Keuangan Rakyat serta Bangsa Kita Semakin Maju.

Diolah dari berbagai sumber.



Insha Allah.

Mengenal Alat-Alat Penukar Kalor: Heat Exchanger

Suatu alat penting yang memiliki banyak aplikasi dalam engineering adalah alat penukar kalor. Alat penukar kalor digunakan untuk memindahkan energi dari sebuah benda panas ke benda yang lebih dingin atau ke lingkungannya melalui perpindahan kalor. 

Energi ditransfer dari gas-gas panas setelah terjadi pembakaran dalam sebuah pembangkit daya ke air yang mengalir di dalam pipa-pipa boiler dan dari air panas yg keluar dari sebuah mesin mobil ke atmosfer, dan generator-generator listrik didinginkan melalui air yg mengalir melalui saluran-saluran internal. 

Dalam Industri:

Heat exchangers are widely used in industry both for cooling and heating large scale industrial processes. The type and size of heat exchanger used can be tailored to suit a process depending on the type of fluid, its phase, temperature, density, viscosity, pressures, chemical composition and various other thermodynamic properties.

In many industrial processes there is waste of energy or a heat stream that is being exhausted, heat exchangers can be used to recover this heat and put it to use by heating a different stream in the process. This practice saves a lot of money in industry, as the heat supplied to other streams from the heat exchangers would otherwise come from an external source that is more expensive and more harmful to the environment.
Heat exchangers are used in many industries, including:
In waste water treatment, heat exchangers play a vital role in maintaining optimal temperatures within anaerobic digesters to promote the growth of microbes that remove pollutants. Common types of heat exchangers used in this application are the double pipe heat exchanger as well as the plate and frame heat exchanger.

Dalam Penerbangan:
In commercial aircraft heat exchangers are used to take heat from the engine's oil system to heat cold fuel. This improves fuel efficiency, as well as reduces the possibility of water entrapped in the fuel freezing in components.

Early 2008, a Boeing 777 flying as British Airways Flight 38 crashed just short of the runway. In an early-2009 Boeing-update sent to aircraft operators, the problem was identified as specific to the Rolls-Royce engine oil-fuel flow heat exchangers. Other heat exchangers, or Boeing 777 aircraft powered by GE or Pratt and Whitney engines, were not affected by the problem.

 Lihat Juga:


Arip Nurahman Notes