DETIKEPRI.COM, TEKNOLOGI – Ada perlombaan baru di luar angkasa, tetapi bukan di tempat yang Anda duga. Perlombaan ini terjadi di dekat rumah – di bagian luar angkasa terdekat, tepat di tepi atmosfer Bumi.
Jauh di atas langit Bumi, perlombaan luar angkasa baru sedang berlangsung. Di sini, tepat di atas batas tempat luar angkasa dimulai, perusahaan-perusahaan mencoba menciptakan kelas baru satelit yang berani.
Bukan pesawat terbang ketinggian tinggi dan bukan satelit yang mengorbit rendah, wahana antariksa ini dirancang untuk berpacu mengelilingi planet kita di wilayah yang belum dimanfaatkan, dengan potensi manfaat yang sangat besar yang ditawarkan.
Sekitar 10.000 satelit mengorbit planet kita saat ini, dengan kecepatan hingga 17.000mph (27.000km/jam). Setiap alat canggih ini terus-menerus jatuh bebas dan akan langsung jatuh kembali ke Bumi jika saja kecepatannya tidak begitu tinggi.
Momentum menyampingnya yang cukup besar, yang distabilkan dengan sempurna terhadap tarikan gravitasi Bumi ke bawah, yang membuat satelit tetap berada di orbit.
Kelas satelit baru bertujuan untuk mendorong batas-batas tindakan penyeimbangan ini dan membajak orbit yang jauh lebih berbahaya dan lebih rendah yang akan menyentuh bagian atas atmosfer Bumi.
Dikenal sebagai Orbit Bumi Sangat Rendah (VLEO), pesawat ruang angkasa pada ketinggian ini harus berjuang melawan hambatan yang jauh lebih besar dari udara di bagian atas atmosfer daripada sepupunya yang lebih tinggi, agar tidak terdorong keluar dari langit.
Namun, jika mereka berhasil, satelit tersebut mungkin mencapai sesuatu yang lebih mencengangkan – mereka berpotensi terbang selamanya.
“Ketika Anda mulai menggambarkannya kepada orang-orang, itu mulai terdengar seperti mesin gerak abadi,” kata Spence Wise, wakil presiden senior di Redwire, sebuah perusahaan kedirgantaraan di Florida. Mesin gerak abadi tidak dimaksudkan untuk menjadi mungkin. Tetapi hampir mungkin, dalam hal ini.
Sejumlah perusahaan perintis telah mulai mengerjakan desain satelit yang mungkin dapat mengorbit planet ini pada ketinggian yang luar biasa rendah ini sambil secara bersamaan memanen udara dan menggunakannya untuk membuat propelan – secara harfiah dengan cepat.
Generasi baru pengorbit ini dapat memungkinkan pengawasan aktivitas di darat dengan definisi sangat tinggi, atau komunikasi berbasis satelit yang sangat cepat.
Jika Anda ingin mengirim sesuatu ke orbit, Anda harus memutuskan seberapa tinggi satelit Anda akan terbang. Orbit Bumi umumnya dijelaskan dalam hal ketinggian dan dikategorikan ke dalam beberapa bagian. Yang tertinggi, sekitar 22.000 mil (36.000 km) dan di atasnya disebut orbit Bumi Tinggi.
Di sini, satelit memasuki posisi geostasioner, yang berarti mereka selalu berada di atas lokasi yang sama di Bumi di bawahnya. Ini berguna untuk telekomunikasi dan pemantauan cuaca, misalnya.
Berikutnya adalah orbit Bumi Menengah, yang membentang dari sekitar 22.000 mil (36.000 km) hingga 1.200 mil (2.000 km) di atas permukaan planet. Di bawahnya terdapat orbit Bumi Rendah, yang membentang hingga ketinggian 250 mil (400 km), tempat Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) berada.
Bahkan lebih jauh di bawahnya terdapat VLEO, yang secara umum didefinisikan sebagai apa pun di bawah ISS dan hingga ketinggian sekitar 60 mil (100 km). Beroperasi di sini sulit karena pengaruh atmosfer Bumi.
“Atmosfer akan meningkat secara eksponensial saat Anda turun,” kata Hugh Lewis, seorang profesor astronotika dan pakar puing-puing antariksa di Universitas Southampton di Inggris.
Itu menciptakan lebih banyak hambatan pada satelit Anda, yang dapat menyebabkan malapetaka. Saat molekul-molekul di atmosfer menabrak satelit, mereka merampas momentum kendaraan tersebut, yang menyebabkan tarikan gravitasi planet kita menyeretnya ke tanah.
Satelit yang tertinggal di orbit Bumi sedang atau di atasnya akan terus mengitari planet kita selama ribuan tahun. Namun, dalam VLEO, satelit itu hanya akan bertahan beberapa bulan, minggu, atau bahkan hari, tergantung pada kecepatan, bentuk, dan massanya, yang menentukan jumlah hambatan yang dihasilkannya dan dengan demikian masa pakainya.
Begitu satelit menukik ke ketinggian sekitar 60 mil (100 km), kiamat sudah dekat. Gesekan hebat yang diciptakan oleh atmosfer yang lebih tebal membuat satelit tersebut mengalami suhu ribuan derajat, yang akhirnya menghancurkannya.
Semua satelit melewati VLEO dalam perjalanannya naik atau turun, tetapi tidak banyak yang sengaja mencoba untuk tetap berada di sana. Namun, salah satu wahana antariksa tersebut adalah satelit Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE) milik Badan Antariksa Eropa.
Diluncurkan pada tahun 2009, satelit itu mengorbit pada ketinggian sekitar 155 mil (250 km), menggunakan sistem propulsi ion untuk menembakkan partikel bermuatan di belakang wahana antariksa. Hal ini memberinya tingkat daya dorong konstan yang dapat menangkal hambatan atmosfer.
GOCE dimaksudkan untuk mengukur medan gravitasi Bumi dengan presisi ekstrem, yang berhasil dicapainya. Namun, GOCE juga menunjukkan pilihan desain yang diperlukan untuk beroperasi di VLEO. GOCE memiliki bentuk ramping dan memanjang yang membantunya mengatasi hambatan atmosfer.
“GOCE tampak seperti anak panah,” kata Lewis. GOCE akhirnya kehabisan bahan bakar dan terbakar di atmosfer saat memasuki atmosfer kembali pada tahun 2013.
Generasi baru wahana pengorbit ini dapat memungkinkan pengawasan aktivitas di darat dengan definisi sangat tinggi, atau komunikasi berbasis satelit yang sangat cepat.
Beberapa perusahaan kini mencoba melakukan sesuatu yang lebih mengesankan. Mereka mengembangkan teknologi untuk memanen molekul dari lapisan udara tipis yang ada di VLEO agar dapat benar-benar mendorong satelit di sini.
Sistem semacam itu, yang disebut Air-Breathing Electric Propulsion (ABEP), telah dimungkinkan oleh kemajuan dalam propulsi listrik dan ion dalam beberapa tahun terakhir.
Intinya, sistem ini melibatkan pemasangan ember besar atau bukaan di bagian depan satelit, tempat molekul gas dari atmosfer mengalir sebelum terionisasi untuk menciptakan plasma yang menghasilkan daya dorong.
“Idenya adalah menggunakan udara yang sama yang memperlambat satelit Anda sebagai propelan,” kata Francesco Romano, seorang ilmuwan di Swiss Plasma Center di Lausanne, Swiss, yang sebelumnya telah mempelajari teknologi ini.
Dengan menggunakan medan listrik dan magnet, mesin akan mengionisasi gas dari atmosfer, mengambil satu elektron dari setiap molekul, untuk menghasilkan elektron bebas dan ion.
Kemudian, dengan menggunakan magnet, elektron dan ion didorong keluar dari bagian belakang pesawat ruang angkasa, menghasilkan daya dorong. “Secara teoritis, jika Anda dapat menghasilkan daya dorong yang sama dengan hambatan Anda, Anda akan tetap berada di ketinggian ini untuk waktu yang tak terbatas,” kata Romano.
Hingga saat ini, berbagai macam sistem ABEP eksperimental telah mampu menghasilkan daya dorong yang relatif kecil di permukaan tanah, tetapi kelayakannya di orbit belum diuji dengan benar.
Salah satu perusahaan yang menyelidiki potensi ABEP adalah Stellar Advanced Concepts di London. Bersama dengan perusahaan lain di Belanda dan Universitas Manchester, perusahaan tersebut menerima hibah sebesar £390.000 ($510.000) dari pemerintah Inggris untuk mendukung upaya mereka pada bulan Juli 2024.
Mereka berharap dapat meluncurkan demonstrasi teknologi tersebut ke luar angkasa pada tahun 2027. “Itu akan berupa satelit kecil dengan muatan kecil, mungkin semacam kamera observasi Bumi, sebagai bukti prinsip,” kata Newsam.
Perusahaan rintisan bernama Kreios Space, yang berkantor pusat di Igualada, Spanyol, juga tengah menggarap prototipe ABEP yang ditargetkan untuk diterbangkan pada tahun 2026.
Dalam kasus Kreios, ini akan menjadi satelit kecil “yang memungkinkan kami melakukan semua pengujian di orbit pada ketinggian yang berbeda,” kata Adrián Senar Tejedor, CEO dan salah satu pendiri perusahaan tersebut.
Ketinggian optimal untuk menyeimbangkan gaya dorong dan gaya hambat diperkirakan antara 125 hingga 155 mil (200 hingga 250 km). “Itulah titik yang tepat,” kata Senar Tejedor.
Namun, ia menunjukkan bahwa kontrak-kontrak penting untuk mengembangkan teknologi ini muncul di sisi lain Atlantik.
Program Otter dari Departemen Pertahanan AS telah mengalokasikan lebih dari $20 juta (£16 juta) untuk membantu beberapa perusahaan mengembangkan satelit VLEO yang bernapas melalui udara.
Salah satunya, Redwire, tengah merancang “drone orbital” ramping yang disebut SabreSat yang berpotensi mencapai orbit VLEO tanpa batas. “Itulah tujuannya,” kata Wise.
Redwire memiliki desain untuk satelit dengan panel surya yang menghadap ke tepi gerakannya, seperti sirip ikan, untuk mengurangi hambatan pada pesawat antariksa. Rancangannya akan modular, sehingga berbagai versi satelit dapat terbang dengan instrumen yang berbeda di dalamnya.
“Anda dapat menganggapnya seperti kapal,” kata Wise. “Ia memiliki sekat, dan kami dapat menambahkan sekat tambahan untuk menambah panjangnya.”
Cabang Redwire di Eropa saat ini tengah mengembangkan satelit VLEO miliknya sendiri, yang disebut Phantom, sebagai bagian dari proyek Badan Antariksa Eropa (Esa) yang disebut Skimsat.
“Saat ini kami berada di tengah tahap desain, dan tim sedang berupaya untuk meluncurkannya pada tahun 2027 atau 2028,” kata Juan Pablo Ramos, manajer pengembangan bisnis untuk Redwire di Antwerp, Belgia.
Namun, Phantom tidak akan menggunakan teknologi penghirup udara. Sebaliknya, ia akan mengandalkan campuran khusus bahan yang tidak diungkapkan pada satelit untuk mengurangi hambatan dan bagian depan berbentuk kerucut aerodinamis. “Kerucut dirancang untuk meningkatkan hambatan dan melindungi instrumen,” kata Ramos.
Penting untuk segera mengorbit. “Saya berharap ini akan menjadi semakin populer,” kata Newsam. “Saya pikir penting untuk memiliki keunggulan sebagai pelopor.
Siapa pun yang memperoleh kredibilitas untuk dapat memproduksi sistem ABEP, mereka akan memenangkan pesanan. Namun, pada akhirnya akan ada pasar yang cukup besar.”
Ada beberapa alasan yang sangat bagus untuk mengoperasikan satelit dalam VLEO. Yang pertama adalah pencitraan Bumi – semakin dekat Anda dengan Bumi, semakin tinggi resolusi gambar Anda.
“Anda dapat memiliki kamera yang lebih kecil dan memperoleh kualitas data yang sama, atau kamera yang sama dan memperoleh resolusi yang lebih tinggi,” tambah Newsam.
Itu mungkin berguna untuk militer, tetapi juga untuk keperluan sipil. “Ada banyak aplikasi di bidang maritim, pertanian, pemantauan kebakaran hutan,” kata Senar Tejedor.
Dan mungkin ada manfaat ilmiah dari mempelajari atmosfer di VLEO. Menempatkan sensor pada satelit yang beroperasi di sini “akan menjadi mimpi”, kata Sean Elvidge, asisten profesor lingkungan antariksa di Universitas Birmingham di Inggris. “Itu akan memberi tahu kita banyak hal tentang lingkungan.”
Aplikasi utama lainnya dari berada di VLEO adalah Anda lebih dekat ke tanah untuk komunikasi. Itu sangat berguna untuk layanan internet antariksa, seperti jaringan Starlink SpaceX, yang saat ini memancarkan internet ke penerima di darat dari orbit yang lebih tinggi.
Dengan menggunakan satelit yang lebih rendah di VLEO, antena dapat bertindak seperti menara telepon seluler dan memancarkan internet langsung ke telepon Anda. “Menyambung langsung ke telepon seluler adalah tugas yang menantang untuk dilakukan dari luar angkasa,” kata Tim Farrar, pakar komunikasi satelit di California. “[Orbit] yang lebih rendah ini dapat memungkinkan konstelasi langsung ke sel.”
Pasar global secara keseluruhan untuk layanan satelit VLEO bisa sangat besar. “Kami perkirakan nilainya akan mencapai sekitar $15 miliar (£11,5 miliar) pada tahun 2032,” kata Senar Tejedor.
Manfaat VLEO yang sering digembar-gemborkan, selain dari berbagai aplikasi baru, adalah bahwa orbit semacam ini dapat membersihkan dirinya sendiri.
Umumnya, satelit yang tidak berfungsi atau mati di VLEO pada akhirnya akan jatuh kembali ke atmosfer yang lebih dalam dan hancur, sehingga membatasi volume sampah antariksa yang seharusnya mengorbit Bumi.
Meskipun ini benar, Lewis menunjukkan bahwa puing-puing yang dihasilkan di VLEO terkadang dapat terlempar ke orbit yang lebih tinggi, sehingga menimbulkan masalah bagi satelit lain.
Misalnya, uji coba rudal anti-satelit India di VLEO pada tahun 2019, mengirimkan puing-puing hingga ketinggian 870 mil (1.400 km) dan tetap berada di orbit selama 18 bulan, kata Lewis. “Jika terjadi tabrakan atau ledakan yang kuat, beberapa dari pecahan tersebut dapat terlempar ke orbit yang lebih besar,” katanya.
“Ini bukan lingkungan yang sempurna.” Memiliki banyak satelit baru yang berpotensi beroperasi di VLEO juga akan menciptakan lingkungan yang rumit, kata Victoria Samson, direktur utama keamanan dan stabilitas ruang angkasa di Secure World Foundation di Washington DC, AS. Beroperasi di VLEO “bukan hal yang mudah”, kata Samson.
Pada ketinggian seperti itu, satelit sangat sensitif terhadap efek Matahari, karena panas dapat menyusutkan atau membengkakkan atmosfer Bumi saat aktivitas matahari meningkat dan menurun.
Hal ini menyebabkan masalah bagi 40 satelit SpaceX Starlink yang baru diluncurkan pada tahun 2022 ketika badai geomagnetik menyebabkan jumlah hambatan atmosfer meningkat hingga 50%, menyebabkannya tertarik kembali ke Bumi dan terbakar.
Ini adalah risiko yang perlu dipantau secara cermat dengan mencermati ramalan cuaca luar angkasa, kata Samson.
Namun, tidak diragukan lagi bahwa minat yang meningkat di wilayah yang kurang dieksploitasi ini di ujung luar angkasa. “Ada perlombaan,” kata Senar Tejedor. Dan siapa pun yang dapat memecahkan VLEO terlebih dahulu akan mengantar masuk era baru teknologi luar angkasa.
SUMBER : BBC.COM
Saya seorang Wartawan di DETIKEPRI.COM yang dilindungi oleh Perusahaan Pers bernama PT. Sang Penulis Melayu, dan mendedikasikan untuk membuat sebuah produk berita yang seimbang sesuai kaidah Jurnalistik dan sesuai Etik Jurnalistik yang berdasarkan Undang-Undang Pers.
