Populasi sampah antariksa menjelang puncak siklus 24 Matahari

Abdul Rachman
Peneliti Matahari dan Antariksa LAPAN

space junk (sumber NASA)Tahun ini dipercaya Matahari akan mencapai puncak aktivitasnya di siklus ke-24. Salah satu efek yang ditimbulkannya adalah meningkatnya jumlah benda jatuh antariksa buatan sehingga dapat memperkecil populasi sampah antariksa.

Meski demikian, dugaan bahwa puncak aktivitas Matahari kali ini akan lebih kecil dibanding puncak siklus 23 dan landainya akhir siklus tersebut ditambah dengan kemungkinan terjadinya serpihan baru karena tubrukan antar benda (dan beberapa alasan lain) menimbulkan pertanyaan seberapa signifikan pengurangan populasi sampah antariksa di tahun 2013 ini. Itu pun jika betul terjadi pengurangan.

Tulisan berikut ini adalah tulisan saya yang terbit di Buletin Cuaca Antariksa Vol.2/No.3 Jul-Sept 2013. Tulisan ini memakai data benda antariksa buatan sejak akhir 2008 hingga akhir 2012 yang dipublikasikan di Space-Track.

Sampah antariksa saat ini mencapai 94% dari seluruh benda antariksa buatan yang mengorbit Bumi. Dari sekitar 17 ribu benda antariksa buatan, hanya sekitar 1000 di antaranya berupa satelit aktif (masih berfungsi). Studi sampah antariksa penting diantaranya karena sampah tersebut dapat bertabrakan dengan satelit-satelit aktif dan jatuh ke Bumi jika ketinggiannya sudah cukup rendah sehingga berpotensi menimbulkan korban.

Populasi sampah antariksa ditentukan oleh beberapa faktor. Peluncuran satelit baru (yang suatu saat akan menjadi sampah) dan jumlah benda jatuh hanyalah dua di antaranya. Pecahnya benda terutama akibat bertubrukan dengan benda lain adalah faktor yang semakin lama semakin besar perannya. Peluncuran satelit dan pecahnya benda menjadi faktor penambah (sources) populasi sampah antariksa sedang jatuhnya benda adalah faktor pengurang (sinks). Penumpukan sampah akan terjadi jika faktor pengurang tidak mampu mengimbangi faktor penambah.

Gambar 1. Perkembangan populasi sampah antariksa sejak 1957 hingga 2012 (sumber: NASA Orbital Debris Program Office).

Gambar 1. Perkembangan populasi sampah antariksa sejak 1957 hingga 2012 (sumber: NASA Orbital Debris Program Office).

Jika dilihat perkembangannya sejak awal peluncuran satelit, penumpukan sampah antariksa secara umum terus terjadi (Gambar 1). Terlihat pada gambar tersebut bahwa kontributor yang paling berperan adalah pecahan (fragmentation debris). Lonjakan serpihan secara mencolok terjadi pada awal 2007, 2008, dan 2009 dikarenakan pecahnya satelit Fengyun 1C milik Cina pada 11 Jan 2007, pecahnya Cosmos 2421 milik Rusia pada 14 Mar 2008, dan pecahnya Iridium 33 milik Amerika Serikat dan Cosmos 2251 milik Rusia akibat bertabrakan pada 10 Feb 2009. Peristiwa pecahnya satelit atau roket telah menjadi kontributor terbesar sampah antariksa setelah menggantikan peristiwa ledakan bekas roket.

Matahari memegang peran yang sangat penting terkait populasi sampah antariksa. Peningkatan aktivitas Matahari akan menurunkan ketinggian benda-benda buatan di orbit rendah yang didominasi oleh sampah antariksa. Pengaruh peningkatan aktivitas Matahari pada sampah antariksa juga dikuatkan oleh rasio luas permukaan terhadap massa (area per mass) sampah antariksa yang cenderung lebih besar dibanding benda-benda utuh seperti satelit dan bekas roket. Benda-benda yang rapuh (area per mass-nya besar) memang lebih mudah meluruh ketinggiannya dibanding benda-benda yang lebih padat.

Gambar 2. Perbandingan aktivitas Matahari yang dinyatakan oleh indeks F10.7 dengan jumlah satelit + bekas roket yang jatuh.

Gambar 2. Perbandingan aktivitas Matahari yang dinyatakan oleh indeks F10.7 dengan jumlah satelit + bekas roket yang jatuh.

Tidak mudah melihat korelasi aktivitas Matahari dengan pertumbuhan populasi sampah antariksa karena banyaknya faktor lain yang turut berperan. Namun, ada cara sederhana untuk melihatnya yakni dengan mengabaikan serpihan walau efek aktivitas Matahari memang paling berpengaruh ke serpihan tersebut. Hasilnya, walau masih kurang jelas, terlihat pada Gambar 2.

Peningkatan aktivitas Matahari akan mengakibatkan adanya aliran massa dalam populasi sampah antariksa. Benda-benda yang turun dari suatu ketinggian tergantikan oleh benda-benda baru yang berasal dari ketinggian di atasnya. Oleh karena itu, penting untuk mengetahui bagaimana kondisi populasi sampah antariksa khususnya sekitar ketinggian satelit Indonesia yang berada di orbit rendah. Saat ini Indonesia memiliki satu satelit di orbit rendah yakni LAPAN-TUBSAT.

Gambar 3. Grafik rata-rata harian aktivitas Matahari yang dinyatakan indeks F10.7 dan smoothed value-nya sejak Jan 2009 hingga Okt 2012.

Gambar 3. Grafik rata-rata harian aktivitas Matahari yang dinyatakan indeks F10.7 dan smoothed value-nya sejak Jan 2009 hingga Okt 2012.

Dengan menganalisis perkembangan jumlah benda antariksa yang mengorbit dan yang jatuh di masa peningkatan aktivitas Matahari sejak Desember 2008 hingga Oktober 2012 (Gambar 3) ditemukan bahwa populasi sampah antariksa secara umum meningkat meski jumlah yang jatuh terus menerus bertambah (Gambar 4). Jika dirata-ratakan, 2.7 sampah antariksa bertambah setiap hari sedang yang jatuh rata-rata hanya 1.1 setiap hari. Besarnya persentase sampah Fengyun 1C, Cosmos 2251, dan Iridium 33 yang masih mengorbit menjadi faktor utama peningkatan populasi tersebut.

Gambar 4. Grafik pertumbuhan populasi benda buatan yang berada di orbit (kiri) dan yang jatuh (kanan) sejak Des 2008 hingga Okt 2012.

Gambar 4. Grafik pertumbuhan populasi benda buatan yang berada di orbit (kiri) dan yang jatuh (kanan) sejak Des 2008 hingga Okt 2012.

Di ketinggian antara 600 dan 700 km yang bisa didefinisikan sebagai ketinggian di sekitar LAPAN-TUBSAT, ditemukan peningkatan jumlah sampah secara kontinu sejak Desember 2008 hingga Oktober 2012 (Gambar 5). Dengan memakai pendekatan teori gas kinetik dengan model distribusi Poisson dapat dihitung bahwa probabilitas tabrakan LAPAN-TUBSAT pada Oktober 2012 adalah 33.8% lebih tinggi dibanding probabilitasnya pada Desember 2008.

Gambar 5. Perbandingan jumlah benda buatan dengan ketinggian dalam rentang 600 – 700 km dengan benda di bawah ketinggian 600 km.

Gambar 5. Perbandingan jumlah benda buatan dengan ketinggian dalam rentang 600 – 700 km dengan benda di bawah ketinggian 600 km.

Selain memicu terjadinya aliran massa dalam populasi sampah antariksa, aktivitas Matahari juga mengurangi akurasi prediksi orbit benda-benda antariksa. Akibatnya, resiko terjadinya tabrakan semakin besar karena berkurangnya pengetahuan tentang orbit benda.

Artikel lain di blog ini:

Perkembangan sampah antariksa di 2011

Kerusakan lingkungan antariksa

Iklan

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