Teknologi NASA di HP: Kamera, GPS hingga Sensor Eksternal

Harianjogja.com, JOGJA—Kamera dan fitur penentuan lokasi pada telepon pintar (HP) terasa sebagai teknologi yang biasa digunakan sehari-hari. Namun, di balik dua fitur tersebut terdapat sejarah panjang pengembangan teknologi yang berkaitan dengan kebutuhan misi antariksa.

Sebagian teknologi tersebut memang menjadi komponen yang digunakan perangkat, sementara sebagian lainnya bekerja melalui sistem di luar HP. Kamera CMOS, misalnya, memiliki sejarah pengembangan di Jet Propulsion Laboratory (JPL) National Aeronautics and Space Administration (NASA) untuk membuat kamera wahana antariksa berukuran lebih kecil dan hemat daya.

Sementara itu, kemampuan HP menunjukkan lokasi berkaitan dengan Global Positioning System (GPS) yang mengandalkan jaringan satelit, sistem kendali di Bumi, dan perangkat penerima sinyal. Ada pula jam atom yang berada pada satelit GPS, sensor eksternal yang dapat terhubung ke ponsel, serta teknologi microelectromechanical systems (MEMS) yang digunakan dalam navigasi wahana antariksa.

Artinya, hubungan HP dengan teknologi antariksa tidak selalu berarti sebuah teknologi NASA ditanam langsung ke dalam ponsel. Ada teknologi yang menjadi komponen HP, ada yang menyediakan sistem pendukung dari luar perangkat, dan ada pula yang dikembangkan menjadi aksesori tambahan.

1. Kamera HP Punya Jejak dari Riset NASA

Sensor gambar complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) menjadi salah satu contoh paling jelas dari teknologi yang berkembang dari kebutuhan antariksa ke perangkat konsumen.

Pada 1990, NASA merekrut Eric Fossum untuk mengembangkan teknologi pencitraan yang dapat digunakan dalam misi antariksa. Ketika itu, charge-coupled device (CCD) menjadi salah satu teknologi utama untuk menghasilkan gambar berkualitas tinggi, tetapi membutuhkan daya dan ruang yang cukup besar.

Fossum bersama timnya di JPL kemudian menerapkan sejumlah teknik yang digunakan pada CCD ke teknologi CMOS. Dari penelitian tersebut lahir CMOS active pixel image sensor yang kemudian dikenal sebagai teknologi camera-on-a-chip.

Tujuan pengembangannya adalah menghasilkan kamera yang lebih kecil dan membutuhkan lebih sedikit daya tanpa mengorbankan kualitas gambar. Teknologi itu kemudian dikomersialkan dan dikembangkan untuk berbagai kebutuhan di Bumi.

Pada 1995, Fossum mendirikan Photobit untuk mengomersialkan teknologi tersebut. Dalam perkembangannya, sensor CMOS digunakan secara luas pada kamera digital hingga menjadi bagian penting dari kamera telepon pintar.

Data terbaru yang dikutip NASA menyebut teknologi sensor gambar tersebut digunakan pada miliaran perangkat, termasuk telepon seluler, kamera web, kendaraan, dan perangkat medis. Sumber lain yang terkait dengan Fossum menyebut sekitar 7 miliar kamera diproduksi setiap tahun dengan teknologi CMOS tersebut.

Jadi, ketika pengguna memotret atau merekam video menggunakan HP, sensor yang menangkap gambar itu memiliki sejarah pengembangan yang bermula dari kebutuhan NASA membuat sistem kamera yang lebih kecil dan hemat daya untuk misi antariksa.

2. GPS di HP Bergantung pada Satelit

Fitur lokasi pada HP juga membawa pengguna pada teknologi yang bekerja jauh di luar perangkat. GPS merupakan sistem navigasi berbasis radio yang menggunakan satelit untuk membantu menentukan posisi dan waktu.

NASA menjelaskan GPS memiliki tiga segmen utama, yaitu segmen antariksa yang terdiri atas satelit, segmen kendali yang berada di Bumi, serta segmen pengguna yang mencakup perangkat penerima sinyal.

Pada HP, penerima GPS menangkap sinyal yang dikirimkan satelit. Perangkat kemudian menghitung waktu tempuh sinyal tersebut untuk menentukan posisi. Dalam praktiknya, penerima memanfaatkan sinyal dari beberapa satelit untuk menghitung lokasi perangkat.

Teknologi tersebut kemudian menjadi bagian penting dari berbagai layanan yang digunakan melalui telepon pintar, mulai dari navigasi dan pemetaan hingga pelacakan lokasi serta aplikasi yang membutuhkan informasi posisi.

GPS juga digunakan dalam berbagai kebutuhan NASA. Penerima GPS pada wahana dapat membantu menentukan posisi dan lintasan secara mandiri sehingga mengurangi ketergantungan terhadap metode pelacakan dari stasiun di Bumi.

Dengan demikian, titik lokasi yang muncul pada layar HP sebenarnya merupakan hasil kerja sistem yang jauh lebih besar daripada perangkat itu sendiri. Prosesnya melibatkan satelit, infrastruktur kendali di Bumi, serta penerima GPS yang berada di perangkat pengguna.

3. Jam Atom Ada di Balik Ketepatan GPS

GPS membutuhkan pengukuran waktu yang sangat presisi agar dapat menentukan lokasi dengan akurat. NASA menjelaskan satelit GPS dilengkapi jam atom redundan yang menjadi bagian penting dari sistem navigasi tersebut.

Setiap satelit mengirimkan informasi posisi dan waktu yang kemudian diproses penerima GPS. Namun, HP tidak memiliki jam atom seperti yang digunakan pada satelit GPS.

Hubungannya dengan ponsel terletak pada sistem GPS yang digunakan perangkat. Penerima di HP memanfaatkan sinyal waktu dari satelit untuk menghitung jarak dan menentukan posisi.

Ketepatan waktu menjadi penting karena lokasi dihitung berdasarkan waktu yang dibutuhkan sinyal untuk bergerak dari satelit menuju penerima. Perbedaan waktu yang sangat kecil dapat memengaruhi hasil perhitungan posisi.

NASA juga mengembangkan deep space atomic clock (DSAC), yakni jam atom yang dirancang untuk membantu memungkinkan navigasi wahana antariksa secara lebih mandiri. Teknologi tersebut dikembangkan untuk kebutuhan navigasi di luar jangkauan sistem GPS Bumi.

Karena itu, hubungan jam atom dengan HP bukan berarti pengguna membawa jam atom di dalam ponsel. Teknologi tersebut berada pada infrastruktur GPS, terutama satelit, yang menyediakan sinyal waktu sangat presisi bagi penerima di Bumi.

4. Ada Sensor NASA yang Bisa Menjadi Aksesori HP

Tidak semua teknologi yang berkaitan dengan riset NASA harus menjadi bagian permanen dari perangkat HP. Salah satu contohnya berasal dari penelitian Jing Li di NASA Ames Research Center.

Li sebelumnya mengembangkan sensor yang dapat bereaksi terhadap berbagai gas dan senyawa untuk kebutuhan aplikasi NASA, termasuk penelitian atmosfer planet lain.

Ketika Departemen Keamanan Dalam Negeri Amerika Serikat pada 2007 membutuhkan perangkat untuk mendeteksi gas dan bahan kimia berbahaya menggunakan telepon pintar, teknologi tersebut menjadi salah satu dasar pengembangannya.

Hasil pengembangan memungkinkan sensor ditempatkan di luar HP dan berkomunikasi dengan perangkat. Data yang dikumpulkan sensor kemudian dapat diterima, diolah, disimpan, atau dikirim melalui telepon pintar.

Pengembangan berikutnya menghasilkan platform Node yang dapat berkomunikasi dengan perangkat pintar melalui Bluetooth. Platform tersebut dapat dipasangi berbagai modul sensor sesuai kebutuhan.

Sensor yang tersedia dapat digunakan untuk mendeteksi sejumlah gas serta mengukur suhu, kelembapan, cahaya, gerakan, dan tekanan barometrik.

Namun, teknologi tersebut berbeda dengan sensor bawaan HP. Node merupakan perangkat tambahan yang terhubung ke ponsel, bukan sistem pendeteksi gas yang otomatis tersedia pada setiap telepon pintar.

NASA bahkan menjelaskan sensor tersebut sengaja ditempatkan di luar ponsel agar dapat diganti atau diperbarui sesuai kebutuhan.

5. MEMS Membantu Navigasi Wahana Antariksa

Teknologi microelectromechanical systems (MEMS) juga memiliki kaitan dengan kebutuhan antariksa, khususnya dalam sistem navigasi dan pengendalian wahana.

MEMS memungkinkan komponen mekanis dan elektronik berukuran sangat kecil dibuat dalam satu sistem. Dalam teknologi wahana antariksa kecil, MEMS antara lain digunakan sebagai gyroscope atau gyro untuk membantu mengukur perubahan orientasi.

Laporan NASA mengenai guidance, navigation and control menyebut MEMS gyro sebagai salah satu jenis giroskop yang digunakan pada wahana antariksa kecil.

Sensor inersial seperti gyro membantu sistem mengetahui perubahan orientasi wahana sehingga dapat digunakan dalam proses navigasi dan pengendalian.

NASA juga mengembangkan teknologi Compass yang menggabungkan MEMS gyros dengan kamera bintang untuk menentukan orientasi wahana secara akurat. Sistem tersebut dirancang untuk mendukung navigasi dan kendali pada misi antariksa berdurasi panjang.

Namun, hubungan MEMS dengan HP perlu dibedakan dari teknologi komunikasi nirkabel. MEMS memang digunakan dalam berbagai sensor elektronik konsumen, tetapi sumber NASA yang menjadi rujukan di sini membahas penggunaannya dalam konteks navigasi dan kendali wahana antariksa.

Karena itu, MEMS tidak tepat disebut sebagai teknologi komunikasi satelit yang kemudian menjadi komponen komunikasi nirkabel pada HP. Dalam konteks sumber NASA tersebut, kaitannya dengan teknologi antariksa berada pada fungsi sensor inersial dan navigasi wahana.

Teknologi Antariksa Tidak Selalu Ada di Dalam HP

Lima contoh tersebut menunjukkan bahwa hubungan antara teknologi antariksa dan telepon pintar memiliki bentuk yang berbeda-beda. Sensor CMOS menjadi contoh teknologi yang berkembang menjadi komponen kamera, sedangkan GPS bekerja melalui jaringan satelit dan infrastruktur kendali di Bumi.

Jam atom bahkan berada pada satelit GPS dan membantu menyediakan ketepatan waktu yang dibutuhkan sistem navigasi. Sementara sensor eksternal dapat berkomunikasi dengan HP sebagai perangkat tambahan, dan MEMS dalam konteks sumber NASA tersebut digunakan untuk navigasi serta pengendalian wahana antariksa.

Dengan kata lain, teknologi yang kini terasa biasa saat menggunakan HP tidak selalu lahir untuk kebutuhan konsumen. Sebagian memiliki sejarah pengembangan yang bermula dari kebutuhan membuat wahana lebih kecil, hemat daya, mampu menentukan posisi, atau melakukan navigasi secara lebih mandiri.

Dari kamera yang digunakan untuk mengabadikan momen hingga titik lokasi yang muncul pada layar, sebagian teknologi di balik aktivitas tersebut memiliki jejak panjang dalam riset dan kebutuhan antariksa.

 

Cek Berita dan Artikel yang lain di Harian Jogja, dan edisi cetak versi elektronik kami hadir di Epaper Harian Jogja.