APA ITU ORBIT BUMI RENDAH?

Send

Dimulai pada 1950-an dengan program Sputnik, Vostok dan Merkurius, manusia mulai "menyelinap ikatan masam Bumi". Dan untuk sementara waktu, semua misi kami adalah apa yang dikenal sebagai Low-Earth Orbit (LEO). Seiring berjalannya waktu, dengan misi Apollo dan misi luar angkasa yang melibatkan pesawat ruang angkasa robot (seperti Misi Voyager), kami mulai menjelajah lebih jauh, mencapai Bulan dan planet-planet lain dari Tata Surya.

Tetapi pada umumnya, sebagian besar misi ke ruang angkasa selama bertahun-tahun - apakah mereka awak atau tidak - telah ke Orbit Rendah Bumi. Di sinilah berbagai satelit komunikasi, navigasi, dan militer Bumi berada. Dan di sinilah Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) melakukan operasinya, yang juga menjadi tujuan mayoritas misi awak saat ini. Jadi, apa itu LEO dan mengapa kita begitu ingin mengirim barang ke sana?

Definisi:

Secara teknis, benda-benda di orbit rendah Bumi berada di ketinggian antara 160 hingga 2.000 km (99 hingga 1.200 mil) di atas permukaan Bumi. Setiap objek di bawah ketinggian ini akan menderita peluruhan orbital dan akan dengan cepat turun ke atmosfer, baik terbakar atau menabrak permukaan. Objek pada ketinggian ini juga memiliki periode orbit (yaitu waktu yang diperlukan untuk mengorbit Bumi sekali) antara 88 dan 127 menit.

Benda-benda yang berada dalam orbit rendah-Bumi tunduk pada gaya tarik atmosfer karena mereka masih berada di lapisan atas atmosfer Bumi - khususnya termosfer (80 - 500 km; 50 - 310 mi), sehingga ada jeda (500-1000 km; 310- 620 mi), dan eksosfer (1000 km; 620 mi, dan seterusnya). Semakin tinggi orbit objek, semakin rendah kepadatan 1atmosfer dan seretnya.

Namun, lebih dari 1000 km (620 mil), benda-benda akan dikenakan Sabuk Radiasi Van Allen di Bumi - zona partikel bermuatan yang memanjang hingga jarak 60.000 km dari permukaan bumi. Di sabuk ini, angin matahari dan sinar kosmik telah terperangkap oleh medan magnet Bumi, yang mengarah ke berbagai tingkat radiasi. Karenanya mengapa misi ke LEO bertujuan untuk sikap antara 160 hingga 1000 km (99 hingga 620 mi).

Karakteristik:

Dalam termosfer, termopause dan eksosfer, kondisi atmosfer bervariasi. Sebagai contoh, bagian bawah termosfer (dari 80 hingga 550 kilometer; 50 hingga 342 mi) berisi ionosfer, yang dinamakan demikian karena di sini di atmosfer terdapat partikel yang terionisasi oleh radiasi matahari. Akibatnya, setiap pesawat ruang angkasa yang mengorbit di bagian atmosfer ini harus mampu menahan tingkat UV dan radiasi ion keras.

Suhu di wilayah ini juga meningkat dengan ketinggian, yang disebabkan oleh kepadatan molekulnya yang sangat rendah. Jadi, sementara suhu di termosfer dapat naik hingga 1500 ° C (2700 ° F), jarak molekul gas berarti bahwa itu tidak akan terasa panas bagi manusia yang bersentuhan langsung dengan udara. Di ketinggian inilah fenomena yang dikenal sebagai Aurora Borealis dan Aurara Australis diketahui terjadi.

Eksosfer, yang merupakan lapisan terluar atmosfer Bumi, memanjang dari eksobase dan menyatu dengan kekosongan ruang luar, di mana tidak ada atmosfer. Lapisan ini terutama tersusun atas densitas hidrogen, helium, dan beberapa molekul yang lebih berat termasuk nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida (yang lebih dekat dengan exobase).

Untuk mempertahankan Orbit Rendah Bumi, suatu objek harus memiliki kecepatan orbit yang memadai. Untuk objek pada ketinggian 150 km ke atas, kecepatan orbit 7,8 km (4,84 mi) per detik (28.130 km / jam; 17.480 mph) harus dipertahankan. Ini sedikit kurang dari kecepatan lepas yang dibutuhkan untuk masuk ke orbit, yaitu 11,3 kilometer (7 mil) per detik (40.680 km / jam; 25277 mph).

Terlepas dari kenyataan bahwa tarikan gravitasi di LEO tidak secara signifikan kurang dari pada permukaan Bumi (sekitar 90%), manusia dan benda-benda di orbit berada dalam keadaan terjun bebas yang konstan, yang menciptakan perasaan tanpa bobot.

Penggunaan LEO:

Dalam sejarah eksplorasi ruang angkasa ini, sebagian besar misi manusia adalah ke Low Earth Orbit. Stasiun Luar Angkasa Internasional juga mengorbit di LEO, antara ketinggian 320 dan 380 km (200 dan 240 mi). Dan LEO adalah tempat sebagian besar satelit buatan digunakan dan dipelihara. Alasannya cukup sederhana.

Untuk satu, penyebaran roket dan pesawat ulang-alik ke ketinggian di atas 1000 km (610 mi) akan membutuhkan bahan bakar yang jauh lebih banyak. Dan di dalam LEO, satelit komunikasi dan navigasi, serta misi luar angkasa, mengalami bandwidth tinggi dan jeda waktu komunikasi yang rendah (alias latensi).

Untuk pengamatan Bumi dan satelit mata-mata, LEO masih cukup rendah untuk bisa melihat permukaan Bumi dengan baik dan menyelesaikan objek besar dan pola cuaca di permukaan. Ketinggian juga memungkinkan untuk periode orbit cepat (sedikit lebih dari satu jam hingga dua jam), yang memungkinkan mereka untuk dapat melihat wilayah yang sama di permukaan beberapa kali dalam satu hari.

Dan tentu saja, pada ketinggian antara 160 dan 1000 km dari permukaan bumi, benda tidak terkena radiasi intens Sabuk Van Allen. Singkatnya, LEO adalah lokasi paling sederhana, termurah dan teraman untuk penyebaran satelit, stasiun ruang angkasa, dan misi ruang angkasa awak.

Masalah dengan Space Puing:

Karena popularitasnya sebagai tujuan untuk satelit dan misi luar angkasa, dan dengan peningkatan peluncuran ruang angkasa selama beberapa dekade terakhir, LEO juga menjadi semakin padat dengan puing-puing luar angkasa. Ini mengambil bentuk tahap roket yang dibuang, satelit yang tidak berfungsi, dan puing-puing yang diciptakan oleh tabrakan antara potongan puing besar.

Keberadaan bidang puing-puing ini di LEO telah menyebabkan meningkatnya kekhawatiran dalam beberapa tahun terakhir, karena tabrakan pada kecepatan tinggi dapat menjadi bencana besar untuk misi luar angkasa. Dan dengan setiap tabrakan, puing-puing tambahan dibuat, menciptakan siklus destruktif yang dikenal sebagai Efek Kessler - yang dinamai setelah ilmuwan NASA Donald J. Kessler, yang pertama kali mengusulkannya pada tahun 1978.

Pada 2013, NASA memperkirakan mungkin ada sebanyak 21.000 bit sampah lebih besar dari 10 cm, 500.000 partikel antara 1 dan 10 cm, dan lebih dari 100 juta lebih kecil dari 1 cm. Akibatnya, dalam beberapa dekade terakhir, banyak langkah telah diambil untuk memantau, mencegah, dan mengurangi puing-puing dan tabrakan ruang angkasa.

Misalnya, pada tahun 1995, NASA menjadi badan antariksa pertama di dunia yang mengeluarkan seperangkat pedoman komprehensif tentang cara mengurangi puing-puing orbital. Pada tahun 1997, Pemerintah AS merespons dengan mengembangkan Praktik Standar Mitigasi Puing-puing Orbital, berdasarkan pedoman NASA.

NASA juga telah mendirikan Kantor Program Puing Orbital, yang berkoordinasi dengan departemen federal lainnya untuk memantau puing-puing luar angkasa dan menangani gangguan yang disebabkan oleh tabrakan. Selain itu, Jaringan Pengawasan Luar Angkasa AS saat ini memantau sekitar 8.000 objek yang mengorbit yang dianggap sebagai bahaya tabrakan, dan menyediakan aliran data orbit yang berkelanjutan ke berbagai lembaga.

Kantor Puing-puing Luar Angkasa European Space Agency (ESA) juga memelihara Database dan Sistem Informasi Karakterisasi Objek di Luar Angkasa (DISCOS), yang menyediakan informasi tentang detail peluncuran, sejarah orbital, sifat fisik, dan deskripsi misi untuk semua objek yang saat ini dilacak oleh ESA. Basis data ini diakui secara internasional dan digunakan oleh hampir 40 agensi, organisasi, dan perusahaan di seluruh dunia.

Selama lebih dari 70 tahun, Low-Earth Orbit telah menjadi taman bermain kemampuan ruang manusia. Kadang-kadang, kami telah berkelana di luar taman bermain dan lebih jauh ke Tata Surya (dan bahkan di luar). Dalam beberapa dekade mendatang, lebih banyak kegiatan diperkirakan akan terjadi di LEO, yang mencakup penyebaran lebih banyak satelit, kubus, operasi lanjutan di atas ISS, dan bahkan pariwisata kedirgantaraan.

Tidak perlu dikatakan, peningkatan aktivitas ini akan mengharuskan kita melakukan sesuatu tentang semua sampah yang meresap di jalur ruang angkasa. Dengan lebih banyak badan antariksa, perusahaan dirgantara swasta, dan peserta lain yang ingin memanfaatkan LEO, beberapa pembersihan serius perlu dilakukan. Dan beberapa protokol tambahan pasti perlu dikembangkan untuk memastikannya tetap bersih.

Kami telah menulis banyak artikel menarik tentang mengorbit Bumi di Space Magazine. Inilah Orbit Bumi? Seberapa Tinggi Ruang? Berapa Banyak Satelit di Luar Angkasa? Lampu Utara dan Selatan - Apa itu Aurora? dan Apa Stasiun Antariksa Internasional?

Jika Anda ingin info lebih lanjut tentang orbit Bumi rendah, lihat jenis-jenis orbit dari situs web Badan Antariksa Eropa. Juga, inilah tautan ke artikel NASA tentang Low Earth Orbit.

Kami juga merekam seluruh episode Pelemparan Astronomi tentang Berkeliling Tata Surya. Dengarkan di sini, Episode 84: Berkeliling di Tata Surya.

Sumber: