Sampah Luar Angkasa Bisa Merusak Satelit dan Membunuh Astronaut

Agnes Angelros Nevio - Kamis, 10 Maret 2022 | 15:00 WIB

JOHAN63/ISTOCK

Satelit yang rusak, bagian roket bekas, dan sampah lainnya — bahkan sarung tangan astronot — mencemari lingkungan dekat ruang angkasa.

Nationalgeographic.co.id—Tujuh astronaut yang berada di Stasiun Luar Angkasa Internasional terbangun dari tidur mereka. Ada berita yang tidak diinginkan pada pagi hari, 15 November 2021. NASA khawatir. Stasiun itu meluncur langsung ke area berbahaya yang tiba-tiba dipenuhi sampah. Tabrakan dapat merusak pesawat ruang angkasa. Dan itu bisa mengancam keselamatan semua orang di dalam. NASA memperingatkan para astronaut untuk berlindung.

Para astronaut menutup palka di antara bagian-bagian ISS dan naik ke kapal pelarian. Kemudian mereka menunggu. Untungnya, mereka transit di daerah itu tanpa kecelakaan. Semua aman.

Tak lama, sumber dari semua puing itu akan terungkap. Sebelumnya pada hari itu, pemerintah Rusia telah meluncurkan roket untuk meledakkan satelit. Satelit itu tidak berfungsi sejak 1980-an. Peluncuran ini sedang menguji teknologi rudal baru.

Sementara rudal melakukan tugasnya, ledakan itu menciptakan "ladang puing." Satelit yang hancur menghujani ruang angkasa dengan sekitar 1.500 keping sampah yang cukup besar untuk dilihat dan dilacak dengan teleskop. Itu juga menghasilkan ratusan ribu potongan yang lebih kecil. Bahkan sepotong kecil bisa membuat lubang di bagian luar ISS. Dan ancaman dari satelit yang satu ini bisa bertahan selama bertahun-tahun, bahkan puluhan tahun.

Mari belajar tentang satelit

Sampah antariksa berlomba mengelilingi planet ini dengan kecepatan hingga 8 kilometer (5 mil) per detik. Kecepatan tumbukan bisa mencapai 15 kilometer per detik, atau 10 kali lebih cepat dari peluru. Ilmuwan NASA memperkirakan bahwa sepotong kelereng dapat menabrak objek lain dengan kekuatan sebesar bola bowling yang melaju dengan kecepatan 483 kilometer (300 mil) per jam.

ISS melewati tempat yang sama setiap 93 menit saat mengelilingi planet. Pada hari pertengahan November itu, semua orang di atas kapal takut akan dampaknya. Tapi ini bukan pertama atau terakhir kalinya sampah antariksa mengancam sebuah misi. Ledakan itu mendorong NASA untuk membatalkan rencana perjalanan ruang angkasa 30 November. Stasiun luar angkasa China, dengan tiga astronaut di dalamnya, harus mengubah arah karena satelit Rusia. Hanya tiga hari sebelum ledakan, ISS mengubah orbitnya untuk menghindari bertabrakan dengan sampah luar angkasa yang ditinggalkan oleh satelit yang lebih tua dan rusak. Dan pada 3 Desember, ISS kembali mengubah arah untuk menghindari potongan-potongan dari satelit rusak yang berbeda.

Sampah luar angkasa adalah ancaman yang berkembang. Memang, sampah ini “sekarang menjadi perhatian utama orang-orang yang mempelajari manajemen lalu lintas antariksa,” kata Pat Seitzer. Dia seorang astronom di University of Michigan, di Ann Arbor. Dia menggunakan teleskop dan komputer untuk mempelajari puing-puing orbit.

“Kami menciptakan risiko ini sendiri,” kata Don Pollacco. Untungnya, dia menambahkan, "ada hal yang bisa kita lakukan untuk menghentikannya dari risiko." Seorang astronom di University of Warwick di Inggris, Pollacco menjalankan Center for Space Domain Awareness yang baru. Para ilmuwan di sana fokus pada lingkungan di luar angkasa yang paling dekat dengan Bumi. Masalah puing-puing, dia memperingatkan, mengancam masa depan lalu lintas ruang angkasa.

“Kalau tidak segera diatasi, cepat atau lambat akan menyusul,” katanya. "Kamu tidak bisa mengabaikannya selamanya."

Melacak sampah

Badan Antariksa Eropa, atau ESA, memperkirakan bahwa sekitar 36.500 keping puing yang lebih besar dari 10 sentimeter (4 inci) sekarang mengorbit Bumi. Ada sekitar satu juta keping dengan diameter antara 1 dan 10 sentimeter. Lebih dari 300 juta keping sampah yang masih lebih kecil di dekat ruang angkasa juga. Para ilmuwan menggunakan radar untuk melacak potongan terbesar. Terkecil? Mereka terlalu kecil untuk diukur dengan tepat.

Soviet meluncurkan satelit pertama ke luar angkasa — Sputnik I — pada 4 Oktober 1957. Sejak itu, pemerintah, militer, dan perusahaan di seluruh dunia telah mengirimkan puluhan ribu satelit lagi. Pada tahun 2020 saja, lebih dari 1.200 satelit baru memasuki ruang angkasa — lebih banyak dari tahun sebelumnya. Dari lebih dari 12.000 satelit yang dikirim ke luar angkasa, ESA memperkirakan sekitar 7.630 masih berada di orbit. Hanya sekitar 4.800 yang masih berfungsi.

Puing-puing luar angkasa telah berkembang selama beberapa dekade. Sebagian besar berada di apa yang oleh para ilmuwan disebut orbit rendah Bumi, atau LEO. Itu berarti ia mengorbit sekitar 1.000 kilometer (620 mil) di atas permukaan bumi. ISS juga berada di orbit rendah Bumi.

Salah satunya adalah Envisat, satelit ESA yang diluncurkan pada 2002. Satelit itu mati 10 tahun setelah misinya memantau iklim Bumi. Bangkainya kemungkinan akan tetap menjadi ancaman setidaknya selama 100 tahun ke depan.

"Ini adalah kecelakaan mobil besar di langit yang menunggu untuk terjadi," Pollacco khawatir.

Beberapa tabrakan besar telah menghasilkan banyak puing-puing luar angkasa yang diketahui. Pada tahun 2007, China meluncurkan rudal untuk meledakkan salah satu satelit cuaca lamanya. Ledakan itu menghasilkan lebih dari 3.500 keping puing besar, serta awan raksasa kepingan kecil. Pada tahun 2009, sebuah satelit Rusia yang mati bertabrakan dengan satelit komunikasi milik perusahaan AS. Tabrakan ini juga menghasilkan awan besar puing.

Departemen Pertahanan AS menjalankan Jaringan Pengawasan Luar Angkasa. Ia menggunakan radar dan teleskop lain untuk melacak puing-puing yang lebih besar. Jaringan ini sekarang melacak lebih dari 25.000 potongan besar, menurut NASA. Ketika peluang salah satu bongkahan itu akan bertabrakan dengan ISS lebih besar dari 1 banding 10.000, stasiun luar angkasa akan menyingkir. Perusahaan swasta juga mulai melacak puing-puing dalam beberapa tahun terakhir.

Sampah luar angkasa bisa sangat beragam

Pada tahun 1965, astronaut Ed White kehilangan sarung tangan saat berjalan di luar angkasa. Astronaut lain kehilangan obeng dan peralatan lainnya. Potongan baterai atau tangki bahan bakar yang meledak – beberapa dengan bahan bakar masih ada di dalamnya – mendesing di orbit. Begitu juga dengan bintik-bintik cat yang terkelupas, mur dan baut. Pada kecepatan mereka bergerak, semuanya berbahaya.

Teleskop Luar Angkasa Hubble telah menyediakan banyak data dari pertemuan serupa dengan puing-puing. Astronaut telah mengunjungi dan memperbaiki teleskop beberapa kali dalam tiga dekade terakhir. Setiap kali mereka menemukan ratusan kawah kecil di panel surya. Ini ditinggalkan oleh tabrakan dengan potongan-potongan kecil puing-puing. Para ilmuwan telah mencatat pola dan kejadian dampak ini. Data itu akan membantu para ilmuwan membangun model komputer yang memprediksi tidak hanya berapa banyak potongan kecil yang tersisa di orbit, tetapi juga di mana mereka berada.

Studi tentang puing-puing ruang angkasa mengkonfirmasi bahwa ancaman itu berkembang, kata Seitzer, di Michigan. “Ini benar-benar masalah.” Tapi dia khawatir bahwa orang tidak belajar pelajaran yang benar. Setelah peristiwa 2007 di mana China meledakkan satelit dan menciptakan bidang puing-puing raksasa, dia pikir orang akan bekerja keras untuk masalah sampah antariksa. "Saya akan berpikir semua orang akan diyakinkan." Tapi mereka tidak. Jadi masalahnya terus bertambah.

Perusahaan swasta SpaceX telah meluncurkan "rasi bintang" dari lusinan satelit. Perusahaan menggunakan proyek ini, yang disebut Starlink, untuk membuat sistem internet global. Sudah, sekitar 40 persen satelit aktif di luar angkasa adalah milik SpaceX. Perusahaan berencana untuk meluncurkan ribuan lainnya. Dan mereka tidak sendirian. OneWeb, sebuah perusahaan komunikasi, telah mengumumkan rencana untuk meluncurkan konstelasi 300.000 satelitnya sendiri.

Ketika sebuah perusahaan mengetahui bahwa satelitnya akan terbang dalam jarak 1 kilometer (0,6 mil) dari yang lain — atau dekat dengan sepotong sampah luar angkasa — ia dapat sedikit mengarahkan satelitnya. Pada bulan Agustus, para peneliti di Inggris melaporkan bahwa satelit SpaceX Spacelink telah terlibat dalam sekitar setengah dari semua gerakan menghindari tabrakan di LEO. Dalam waktu dekat, mereka memperkirakan pangsa itu bisa meningkat menjadi sembilan dari setiap 10.

Seiring jumlah satelit di langit bertambah, begitu juga ancaman dari tabrakan dengan puing-puing, kata Pallacco. "Ini hal yang kumulatif," katanya. "Semakin sedikit kita melakukannya, semakin buruk keadaannya."

Waspadalah terhadap air terjun

Para astronom khawatir bahwa seiring bertambahnya sampah luar angkasa, fragmen-fragmen ini juga akan mengganggu pengamatan teleskop. “Jika Anda mendapatkan cukup banyak tabrakan ini, Anda bisa mencerahkan langit malam,” kata Connie Walker. Dia seorang astronom di National Science Foundation's NOIR Lab, di Tucson, Arizona.

Dia khawatir bahwa puing-puing ruang dan satelit dapat membatasi studi ilmiah tentang ruang angkasa. Sampah itu bisa memantulkan begitu banyak cahaya sehingga menyembunyikan cahaya bintang yang jauh. Saat ini, para ilmuwan sedang mencoba untuk menentukan bagaimana puing-puing ruang angkasa dan banjir konstelasi satelit di masa depan dapat mempengaruhi pengamatan teleskop. Untuk observatorium sensitif, kata Walker, "kita membutuhkan langit yang cukup jernih dan tidak terlalu tercemar cahaya."

Risiko lain yang kurang jelas adalah yang oleh para ahli disebut "Sindrom Kessler." Pada tahun 1978, astronom NASA Donald Kessler melihat data tentang puing-puing luar angkasa dan membuat prediksi yang tidak menyenangkan. Akhirnya, katanya, LEO akan mengakumulasi begitu banyak sampah luar angkasa sehingga dapat memicu riam. Fragmen dari satu tabrakan akan menyebabkan tabrakan lainnya, ia memproyeksikan. Puing-puing dari tabrakan itu kemudian akan menyebabkan lebih banyak lagi. Dan lebih, dan lebih. Ini kemudian dikenal sebagai Sindrom Kessler, atau Efek Kessler.

“Kami belum sampai di sana,” kata Seitzer. Tetapi kecuali perusahaan swasta, operasi militer dan pemerintah luar angkasa menangani masalah ini dengan serius, katanya, kaskade seperti itu bisa terjadi. “Bahkan jika kita tidak menambahkan apa pun, lebih banyak tabrakan dari benda-benda yang ada di orbit akan menciptakan lebih banyak puing.”

Beberapa ahli khawatir bahwa orang tidak akan menganggap serius masalah ini sampai tragedi terjadi.

”Kebanyakan orang tidak memiliki masalah dengan masalah satelit,” kata sejarawan sains Lisa Ruth Rand. Dia bekerja di Institut Teknologi California di Pasadena. “Jika kita kehilangan satelit yang digunakan pertahanan, atau jika sesuatu jatuh dari luar angkasa, saat itulah orang menjadi ketakutan. Saat itulah sampah antariksa menjadi masalah.”

Namun jangan salah, katanya, sampah antariksa sudah menjadi bahaya lingkungan. Dan dia bukan orang pertama yang menunjukkan hal ini. Ilmuwan NASA telah memperingatkan tentang bahaya polusi ruang dekat Bumi sejak tahun 1960-an.

Ada juga perusahaan dan ilmuwan yang mengerjakan ide untuk membersihkan kekacauan. Tetapi mereka akan membutuhkan strategi yang berbeda tergantung pada bagian ruang mana yang mereka bersihkan, kata Walker, astronom NSF di Tucson.

“Semakin tinggi Anda pergi, semakin lama waktu yang dibutuhkan” untuk satelit de-orbit, jelasnya. Potongan-potongan besar di LEO dapat diarahkan kembali ke planet ini, untuk terbakar di atmosfer.

Perusahaan Jepang Astroscale telah merancang pesawat ruang angkasa yang secara magnetis akan "mengambil" sampah ruang angkasa dan menyeretnya ke orbit yang lebih rendah, dari mana ia kemudian akan jatuh dan terbakar di atmosfer. Perusahaan meluncurkan sepasang satelit ke luar angkasa untuk menguji teknologi pada Maret 2020.

“Ketika menyangkut puing-puing orbit, ada berbagai pendekatan tentang cara menangani hal-hal ini,” kata Tom McCarthy. Dia ahli robotika di Motiv Space Systems di Pasadena, California. McCarthy telah mengembangkan pesawat ruang angkasa yang dapat memperbaiki dan mendaur ulang satelit tua. Teknologi tersebut dapat membantu memperpanjang masa kerja satelit tersebut, katanya.

Sampah luar angkasa yang lebih jauh mungkin memerlukan strategi yang berbeda. Potongan besar di orbit geostasioner - sekitar 36.000 kilometer (22.000 mil) - dapat dikirim ke "orbit kuburan." Mereka akan didorong sejauh 300 kilometer (190 mil) dari Bumi, di mana mereka akan tinggal, jauh dari tempat mereka bisa melakukan kerusakan besar.

“Sebuah satelit dapat berlabuh atau terhubung dengan satelit geostasioner dan kemudian membawanya ke orbit pembuangan dan melepaskannya,” kata McCarthy. Itu mungkin sudah terjadi. Pada akhir Januari 2022, sebuah perusahaan bernama Exoanalytic Solutions, yang memantau lingkungan luar angkasa, melaporkan pengamatan yang aneh. Sebuah satelit China terbang dekat dengan satelit besar yang mati dan menariknya ke orbit kuburan.

Pakar lain mengatakan bahwa rencana untuk mengeluarkan satelit dari orbit perlu dibangun ke dalam desain pesawat. Itu adalah sesuatu yang dilakukan Astroscale. Perusahaan mengembangkan stasiun dok magnetik untuk dipasang ke satelit sebelum diluncurkan. Nanti bila perlu diperbaiki atau dibongkar, kendaraan lain bisa dikirim untuk mengambilnya.

Sebuah komite internasional dengan anggota dari badan antariksa di seluruh dunia merekomendasikan agar semua satelit baru memiliki kemampuan untuk mengorbit sendiri dalam waktu 25 tahun. Beberapa satelit cukup dekat untuk melakukannya secara alami. Lainnya tidak. Dari yang terlalu tinggi untuk di de-orbit dengan sendirinya, kurang dari satu dari empat dapat menurunkan diri keluar dari orbit, menurut laporan ESA Juli 2019.

Pollacco mengatakan perancang satelit perlu mengatasi masalah puing-puing luar angkasa jauh sebelum lepas landas. Namun saat ini, katanya, operator satelit tidak melihat adanya masalah. "Adalah kepentingan semua orang untuk hal ini untuk dibersihkan," katanya. "Jika tidak, itu akan menjadi masalah kita semua."