Kerusakan Lingkungan Antariksa

Update 29 Jan 2012: penambahan tautan di akhir tulisan

(tulisan ini sebelumnya dimuat di Info LAPAN vol. V no. 2 2009)

Abdul Rachman
Peneliti Matahari dan Antariksa LAPAN

Seperti diberitakan di harian Kompas 14 Februari 2009, sebuah satelit aktif telah ditabrak oleh sampah antariksa sehingga pecah minggu lalu. Kejadian ini menimpa satelit Iridium 33 milik Amerika Serikat yang merupakan salah satu dari 66 satelit penyusun konstelasi satelit komunikasi Iridium yang dioperasikan oleh Iridium Satellite L.L.C. Ini adalah kasus pertama sebuah satelit aktif ditabrak oleh benda antariksa utuh (bukan berupa serpihan).

Kecelakaan yang dialami Iridium 33 terjadi di ketinggian sekitar 788 km di atas Siberia, Rusia pada tanggal 10 Februari 2009 pukul 23:56 WIB. Angkatan Bersenjata Ameriksa Serikat mengatakan bahwa tabrakan ini menghasilkan lebih dari 500 buah serpihan yang dapat teramati dari bumi dan terkonsentrasi ke dalam dua buah awan serpihan. Awan serpihan ini selanjutnya mengancam keberlangsungan misi 65 satelit Iridium yang tersisa beserta satelit-satelit aktif di sekitarnya.

Sebenarnya, kejadian tabrakan yang melibatkan sampah antariksa bukan hal yang baru. Tahun 1996, Cerise sebuah satelit milik Perancis ditabrak oleh serpihan roket Ariane 1 sehingga tiang pengendali kestabilannya patah. Meskipun tergolong kejadian yang langka namun para ilmuwan memprediksi bahwa probabilitas tabrakan antara dua benda antariksa buatan semakin lama akan semakin besar. Akibatnya, isu gangguan sampah antariksa pada teknologi yang ditempatkan di luar angkasa semakin mengemuka. Indonesia yang mulai memanfaatkan wilayah orbit satelit yang relatif padat dengan meluncurkan satelit LAPAN-TUBSAT di orbit rendah pada Januari 2007 harus turut mewaspadai fenomena sampah antariksa ini.

Jumlah benda antariksa buatan saat ini dari tahun ke tahun (hanya yang berukuran di atas 10 cm). Sumber: NASA

Definisi dan karakteristik sampah antariksa

Apa sebenarnya sampah antariksa itu? Para ilmuwan mendefinisikan sampah antariksa sebagai benda buatan manusia yang mengitari bumi selain satelit yang berfungsi. Dari populasi benda antariksa buatan yang dapat dibuat katalognya, sampah antariksa kini mencapai 93% dari total populasi yakni sekitar 12 ribu buah. Perlu diingat bahwa benda antariksa yang dapat dibuat katalognya hanya yang berukuran minimal 10 cm. Jika ditinjau juga benda antariksa di luar katalog maka jumlah sampah antariksa saat ini telah mencapai jutaan. Sampah ini bisa berupa badan roket (rocket body) dan satelit yang tidak lagi berfungsi (termasuk serpihan-serpihannya jika badan roket dan satelit ini pecah), cat yang mengelupas, debu, ampas bijih dari motor roket, arloji, bahkan sikat gigi milik astronot yang terlepas.

Parameter penting pada sampah antariksa adalah ukuran dan kecepatannya. Ukurannya sangat bervariasi mulai dari di bawah 1 mm (berat sekitar 1 mg) hingga di atas 10 cm (berat sekitar 1 kg). Seluruh sampah ini bergerak dengan kecepatan sangat tinggi. Semakin rendah ketinggiannya semakin cepat sampah ini bergerak. Sampah antariksa di orbit tinggi (geosynchronous  orbit, GEO) yakni di ketinggian sekitar 35 ribu km mencapai laju sekitar 3 km/dtk (10.800 km/jam) sedang di  orbit rendah (low earth orbit, LEO) misalnya di ketinggian 800 km lajunya mencapai 7 km/dtk (25.200 km/jam). Kebanyakan sampah ini berada di orbit rendah yakni di bawah ketinggian 2000 km. Semakin kecil ukurannya, semakin banyak jumlahnya.

Bahaya sampah antariksa dan antisipasinya

Karena kecepatannya yang sangat besar, sampah berukuran kecil pun dapat menghancurkan sebuah satelit. Dari simulasi di laboratorium diketahui bahwa sampah berukuran 1 cm dengan laju 6.8 km/dtk (masih di bawah laju rata-rata benda di LEO) dapat membuat lubang besar pada aluminium setebal 18 cm. Jika satelit tertabrak secara telak oleh sampah berukuran di atas 10 cm maka resiko pecah dan hilangnya satelit tersebut sangat besar. Sampah berukuran sangat kecil pun yakni di bawah 1 mm dapat merusak permukaan satelit dan komponennya yang tidak dilindungi dengan sistem proteksi yang baik.

Sejak awal manusia meluncurkan roket ke ruang angkasa di tahun 1957 hingga kini, baru empat kali terjadi tubrukan antar benda antariksa buatan secara alami. Tapi di masa depan diperkirakan tubrukan ini akan makin sering terjadi. Mengapa? Sebab saat itu populasi benda antariksa buatan di orbit rendah telah melewati titik kritis di mana laju pertambahan benda antariksa telah melampaui laju pengurangannya akibat terjatuh ke atmosfer (reentry). Bahkan sekalipun tidak ada lagi peluncuran roket sejak saat ini, populasi benda antariksa akan terus bertambah akibat tabrakan antar sesama benda antariksa yang menghasilkan serpihan-serpihan sebagai benda-benda antariksa yang baru (lihat gambar berikut).

Perkiraan jumlah sampah antariksa di masa depan untuk orbit rendah. Sumber: NASA

Terbentuknya serpihan-sepihan antariksa yang baru tidak hanya terjadi secara alami. Penembakan satelit Fengyun 1C oleh Angkatan Bersenjata RRC pada Januari 2007 dan satelit USA 193 oleh Angkatan Bersenjata Amerika Serikat pada Februari 2008 telah turut memperbesar populasi sampah antariksa. Sampah yang terbentuk di ketinggian 500 km paling lama hanya beberapa tahun menghantui satelit sebelum jatuh ke bumi akan tetapi sampah di ketinggian 1000 km akan menghantui satelit-salelit yang aktif selama ratusan tahun sebelum jatuh ke bumi, sedangkan sampah di GEO sampai kapan pun tidak akan jatuh ke bumi.

Sampah berukuran berukuran di antara 1 mm hingga 10 cm adalah yang paling sulit diantisipasi. Di satu sisi, sampah pada rentang ukuran ini dapat menghancurkan komponen satelit (yang diproteksi sekalipun) namun di sisi lain keterbatasan teknologi saat ini tidak memungkinkan untuk membuat katalog sampah seukuran ini. Ini berbeda dengan sampah berukuran di atas 10 cm yang telah dapat dibuat katalognya sehingga posisinya di masa depan dapat diprediksi. Dengan demikian, dapat dilakukan langkah antisipasi dengan mengubah lintasan satelit yang diperkirakan akan ditabrak oleh sampah tadi. Ini dengan catatan satelit tersebut dilengkapi dengan sistem manuver orbit.

Upaya mitigasi

Melindungi satelit dengan sistem proteksi bukanlah solusi terbaik untuk menghindari gangguan sampah antariksa. Dunia telah mengakui bahwa solusinya terletak pada kerjasama secara internasional untuk mengendalikan, membatasi, atau mengurangi populasi sampah antariksa. Berbagai teknik telah dilakukan mulai dari mencegah meledaknya motor roket, mengurangi jumlah komponen roket atau satelit yang terlepas (sengaja atau tidak), hingga menjatuhkan/mengambil roket atau satelit bersangkutan ke bumi (untuk kasus satelit LEO) atau melemparkannya sehingga menjauh dari wilayah satelit-satelit aktif (untuk kasus satelit GEO).

Sampah antariksa tidak hanya berpotensi mengganggu satelit yang masih beroperasi tapi juga astronot yang melakukan aktivitas di luar kendaraan (extravehicular activity) dan kehidupan di permukaan bumi. Peristiwa jatuhnya satelit Cosmos 954 milik Uni Soviet yang mengandung muatan nuklir di Perairan Kanada pada tahun 1978 adalah bukti yang tidak terbantahkan. Dibanding negara lain, negara kita harus lebih waspada sebab wilayahnya membentang lebar di khatulistiwa sehingga secara umum memiliki resiko kejatuhan sampah antariksa yang lebih besar daripada negara-negara lainnya. Hingga saat ini, LAPAN telah mengidentifikasi tiga sampah antariksa yang jatuh di wilayah Indonesia. Jumlah yang jatuh bisa jadi jauh lebih banyak.

Mengingat potensi kerusakan yang ditimbulkan oleh sampah antariksa, sudah seharusnya seluruh negara yang telah mampu merancang roket dan satelit sendiri (termasuk negara kita) menyesuaikan rancangannya untuk mendukung upaya mitigasi sampah antariksa. Langkah bersama inilah yang dinilai paling efektif untuk mengurangi kecemasan dunia akan sampah antariksa di masa depan.

Tautan:

Artikel sampah antariksa di blog Pak Thomas Djamaluddin

Artikel dilema perkembangan teknologi bagi astronomi di blog Pak Thomas Djamaluddin

Iklan

4 comments on “Kerusakan Lingkungan Antariksa

  1. Ping-balik: Kondisi sampah antariksa saat ini « Abdul Rachman's blog

  2. Ping-balik: Perkembangan sampah antariksa di 2011 « Abdul Rachman's blog

  3. Ping-balik: Space debris mitigation guidelines « Abdul Rachman's blog

  4. Ping-balik: Populasi sampah antariksa menjelang puncak siklus 24 Matahari | Abdul Rachman's blog

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s