Gambar: Ilustrasi AI untuk Von Neumann Probe yang digunakan untuk menjelajahi galaksi. (Picture made with Copilot).
Pernahkah Anda mendengar tentang konsep wahana antariksa yang bisa memperbanyak dirinya sendiri? Ya, konsep itu disebut dengan Self-replicating Spacecraft atau lebih dikenal dengan istilah Von Neumann Probe.
Von Neumann Probe adalah konsep perangkat atau wahana antariksa yang mampu mereplikasi/memperbanyak dirinya sendiri, biasanya untuk tujuan penjelajahan atau penambangan sumber daya di antariksa. Konsep ini dinamai berdasarkan matematikawan dan fisikawan Hungaria-Amerika John von Neumann, yang meneliti secara serius dan mendalam tentang konsep ini.
Von Neumann berpendapat bahwa konsep wahana yang mampu memperbanyak diri sendiri adalah cara yang paling efektif untuk melakukan penambangan skala besar di antariksa, seperti menambang bulan, sabuk asteroid, ataupun gas-gas di planet gas raksasa. Wahana ini juga dapat digunakan untuk membangun infrastruktur seperti stasiun di luar angkasa, atau penjelajahan sistem bintang lain dalam rangka pencarian kehidupan ekstraterestrial.
Desain
Para ilmuwan merancang konsep wahana Von Neumann terdiri dari lima bagian utama:
- Probe (wahana): berisi instrumen penelitian dan kecerdasan buatan yang akan memandu proses replikasi.
- Power Generator (pembangkit daya): menyediakan daya yang diperlukan untuk menjalankan keseluruhan fungsi wahana.
- Replication Module (modul replikasi): bagian ini bertugas mengumpulkan sumber daya dan melakukan replikasi wahana.
- Memory Banks (bank memori): menyimpan data dan program keseluruhan wahana dan juga menyimpan data-data yang dikumpulkan wahana selama perjalanan.
- Propulsion (propulsi): yaitu mesin motor dan pendorong untuk menggerakkan wahana.
Secara teori, pada awalnya wahana ini akan dikirim ke luar angkasa, di mana ia akan mencari sumber daya untuk melakukan replikasi. Bahan baku bisa berasal dari satelit alami seperti bulan atau dari asteroid. Kemudian dalam perkembangannya, wahana akan memanfaatkan laju pertumbuhan eksponensial, dimana satu wahana akan bereplikasi menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan, dan seterusnya. Replika-replika wahana ini kemudian dapat menyebar dan menjalankan misi mereka, seperti penambangan asteroid atau penjelajahan antariksa.
Sistem ini sangat efektif untuk penjelajahan antariksa dalam skala luas. Menurut perkiraan beberapa ilmuwan, Von Neumann Probe yang mampu bergerak dengan kecepatan 1/10 kecepatan cahaya (30.000 km/jam) akan mampu menjelajahi seluruh penjuru galaksi Bima Sakti dalam waktu setengah juta tahun.
Gambar: Ilustrasi wahana Von Neumann yang sedang melakukan penambangan asteroid. (Adrian Mann/i4is).
Karena keefektifannya untuk penjelajahan galaksi, keberadaan wahana Von Neumann di antariksa dapat menjadi tanda adanya kehidupan ekstraterestrial. Pada kenyataannya kita belum sekali pun menemukannya. Hal ini membuat beberapa ilmuwan berpendapat bahwa kehidupan alien itu memang tidak ada. Salah satunya adalah Frank Tipler, seorang fisikawan Amerika yang mengajukan argumennya pada tahun 1981.
Frank mengemukakan pendapatnya berdasarkan fakta bahwa kita belum mengamati satu pun wahana Von Neumann di antariksa. Padahal dilihat dari usia galaksi kita, dengan tingkat replikasi yang lambat pun seharusnya kita sudah mengamati keberadaan wahana ini di sekitar Bima Sakti. Ini merupakan salah satu resolusi dari Paradoks Fermi, yaitu paradoks yang mempertanyakan perbedaan besar antara kemungkinan keberadaan kehidupan alien dan kurangnya bukti yang mendukungnya.
Baca: Fermi Paradox: Apakah Alien Benar-Benar Ada?
Bracewell Probe (Wahana Bracewell)
Ada satu konsep wahana antariksa yang memiliki kemiripan dan berkaitan dengan Von Neumann Probe ini, yaitu Wahana Bracewell (Bracewell Probe).
Wahana Bracewell adalah konsep wahana antariksa antarbintang yang dibuat untuk menjelajahi alam semesta dan mencari kehidupan ekstraterestrial, lalu jika memungkinkan mencoba berkomunikasi dengan mereka. Konsep wahana isi diusulkan oleh Ronald N. Bracewell dalam makalahnya pada tahun 1960 sebagai alternatif komunikasi radio antar peradaban yang terpisah jauh.
Suatu peradaban pasti bergantung pada energi suatu bintang, sedangkan bintang terdekat dengan kita (Proxima Centauri) saja jaraknya 4,2 tahun cahaya. Itu artinya komunikasi konvensional dengan transmisi radio akan memakan waktu 4,2 tahun hanya untuk mengirim pesan satu arah, dan waktu yang sama diperlukan untuk menerima balasan. Karena itu wahana Bracewell akan sangat berguna untuk mempermudah komunikasi antar peradaban yang jauh. Wahana ini akan bertindak sebagai ‘duta’ atau perwakilan otonom dari peradaban asalnya dan akan melakukan komunikasi melalui jarak pendek dengan lebih cepat dan efisien.
Gambar: Ilustrasi NASA untuk wahana penjelajah antar-bintang. (NASA/Johns Hopkins University).
Wahana Bracewell adalah wahana yang sepenuhnya otonom, dikendalikan oleh sistem kecerdasan buatan yang canggih, dan membawa seluruh informasi yang diperlukan untuk komunikasi. Wahana ini akan menjelajahi alam semesta dan mencari tanda-tanda peradaban teknologi, lalu berkomunikasi dengan mereka yang memenuhi standar kriteria programnya. Wahana ini akan melakukan komunikasi dengan mengandalkan basis data yang dimilikinya lalu mengirimkan hasil komunikasi ke tempat asalnya.
Kekurangan dari konsep ini jelas, karena wahana semacam ini otonom, ia tidak dapat mengomunikasikan apa pun yang tidak ada di dalam basis datanya, dan standar kriteria atau program komunikasinya tidak dapat diperbarui dengan cepat oleh pusat operasinya karena jaraknya yang teramat jauh.
Meskipun wahana Bracewell tidak harus berupa wahana Von Neumann, namun konsep Von Neumann akan sangat membantu dan mempercepat pencarian wahana Bracewell terhadap peradaban alien. Bahkan ada kemungkinan wahana seperti ini akan bertahan lebih lama dari peradaban yang membuatnya.
Baca juga: Mengenal Layar Surya, Propulsi Wahana Antariksa Tanpa Bahan Bakar
Replikasi Tak Terkendali
Kekhawatiran terbesar para ilmuwan (juga masyarakat awam) dari penciptaan wahana semacam ini adalah replikasi tak terkendali. Hanya dibutuhkan satu wahana saja dengan pemrograman yang rusak, lalu kemudian dia akan mulai membuat salinan dirinya dengan program yang rusak pula, dan menyebarkan sesuatu semacam “kanker teknologi” ke tengah-tengah ekosistem wahana.
Para ilmuwan mengusulkan beberapa cara untuk menghindari skenario replikasi berlebih ini, di antaranya dengan memprogram wahana untuk tidak bereplikasi melebihi kepadatan tertentu, misal, hanya beberapa wahana dalam jarak satu SA (jarak Bumi-Matahari, ±150 juta kilometer). Solusi lain adalah dengan membatasi jumlah energi yang mampu disimpan oleh wahana, sehingga membatasi pula jumlah salinan yang bisa diproduksi olehnya.
Kemudian setiap wahana juga dapat diprogram dengan basis pertahanan: mereka mampu mendeteksi kerusakan pada wahana lain, lalu mengaktifkan protokol ‘seek and destroy’ (cari dan hancurkan). Akan tetapi solusi ini berpotensi memicu pertempuran antar-wahana apabila wahana yang sehat terlambat mendeteksi wahana yang rusak sehingga mereka berhasil bereplikasi menjadi lebih banyak dan membentuk pasukan.
Karena itu, penting sekali untuk memprogram wahana sedari awal dengan pemahaman yang jelas tentang bahayanya replikasi yang tidak terkendali sehingga mereka dapat mengantisipasi secara kolektif semenjak dini.
Tantangan
Saat ini, pengembangan konsep wahana Von Neumann masih menghadapi tantangan rekayasa yang besar. Misalnya:
- Konsep ini memerlukan daya komputasi yang besar untuk menjalankan programnya, seperti otomatisasi langkah-langkah individual dalam proses replikasi dan rantai koordinasi antar-wahana.
- Rancangan dan desain manufaktur untuk mereplikasi berbagai komponen perlu dikembangkan seefisien mungkin, karena wahana ini akan bersifat otonom dan bekerja tanpa arahan langsung dari kontrol misi di Bumi.
- Diperlukan pengembangan intensif untuk kecerdasan buatan yang akan mengontrol wahana secara keseluruhan, mengingat program inilah yang akan menjadi ‘otak’ yang mengontrol misi dan tingkah laku wahana di antariksa.
Tampaknya sampai hari ini, belum ada penilaian mengenai kelayakan wahana yang dapat mereplikasi diri berdasarkan teknologi saat ini dan masa depan. Namun semakin berkembangnya teknologi percetakan 3D saat ini dapat meningkatkan kemungkinan efisiensi produksi berbagai macam komponen karena dapat secara drastis mengurangi infrastruktur yang diperlukan untuk proses replikasi.
Demikian penjelasan singkat mengenai Von Neumann Probe (dan juga Bracewell Probe). Semoga para ilmuwan dapat segera merealisasikan konsep wahana ini untuk penambangan sumber daya yang berlimpah di Tata Surya atau bahkan alam semesta.
Semoga bermanfaat!
Sumber: Futurism, Science Direct, i4is, Arxiv.
