Uji windtunnel A Pratt & Whitney SJX61-2 yang mensimulasikan kondisi penerbangan 5 Mach di Pusat Penelitian Langley NASA, di Hampton, Virginia, 2008.Teknologi hipersonik memungkinkan rudal jelajah dan senjata nuklir melaju lima atau lebih kecepatan suara atau kira-kira 3.800 mil per jam, atau 340 mil setiap enam menit.
Rudal dan roket sudah lama bisa menjadi hipersonik; kendaraan ruang angkasa dan ICBM, misalnya, keduanya emncapai kecepatan hipersonik, bahkan kadang mencapai 20 atau 24 mach. Namun, kecepatan ini hanya bisa dilakukan dalam waktu yang singkat.
Teknologi yang sedang dikembangkan sekarang akan memungkinkan penerbangan hipersonik yang berkelanjutan, mengatasi tiga tantangan yang berbeda: ilmu material; aerodinamika serta kontrol penerbangan; dan propulsi.
Masalah ilmu material relatif mudah. Karena rudal tersebut akan terbang dengan kecepatan tinggi seperti itu, material dengan titik leleh tinggi dibutuhkan agar bisa menyerap panas yang akan dikumpulkan dalam jangka waktu yang panjang, sehingga bisa mencegah disintegrasi misil.
“Semakin cepat kendaraan terbang, tekanan dan suhu meningkat secara eksponensial,” kata Rich Moore, seorang insinyur senior di RAND Corporation.
Masalah aerodinamis dan kontrol penerbangan agak terkait. Untuk mencapai kecepatan hypersonik, bodi rudal perlu dibangun sehingga daya tahan udara minimal. Selanjutnya, bentuk rudalnya harus cukup kuat secara struktural untuk mencegah menjadi lentur dan fleksi yang akan mempengaruhi kinerja penerbangan.
“Anda berada di bawah tekanan tinggi seperti itu, Anda akan begitu cepat, sehingga tubuh itu sendiri mungkin tidak selalu terbentuk,” George Nacouzi, seorang insinyur senior di RAND Corporation, mengatakan kepada Business Insider dalam sebuah wawancara.
Propulsion mungkin merupakan tantangan paling rumit setelah ilmu material. Begitu sebuah benda mencapai lima mach, mesin jet tradisional tidak dapat menghasilkan daya yang cukup untuk mempertahankan kecepatan atau melaju lebih cepat.
“Ini dibandingkan dengan menyalakan korek api dalam angin sejauh 2.000 mil per jam,” kata Richard Speier, seorang ilmuwan politik di RAND.
“Anda memiliki gelombang kejut potensial, pembakaran harus pada tingkat yang tepat, Anda harus memiliki campuran bahan bakar dan oksidator yang tepat,” kata Nacouzi mengomentari mengenai kesulitan tersebut.
Hasil mencoba mengatasi masalah ini adalah scramjet, sebuah mesin uncluttered air breathing yang menggunakan oksigen dari atmosfer sebagai pengoksidasi untuk pembakaran. Meskipun scramjets saat ini dalam tahap pengujian, mereka telah mencapai kecepatan hipersonik.
Dr. Nacouzi percaya bahwa dari ketiga masalah tersebut, kontrol penerbangan mungkin yang paling mudah untuk diatasi.
