Sindrom Kessler: Perlahan-lahan Kita Menjebak Diri Sendiri di Bawah Payung Sampah Luar Angkasa

Pada bulan September 2019, dua satelit berada sekitar 200 mil di atas permukaan planet meluncur ke arah satu sama lain dengan kecepatan sangat tinggi 32.000 mil per jam. Salah satunya adalah satelit observasi Aeolus Earth milik Badan Antariksa Eropa (ESA) dan yang lainnya adalah salah satunya Satelit Starlink SpaceX, dan karena keduanya melaju menuju wilayah ruang angkasa yang sama, para ilmuwan memperkirakan kemungkinan 1 berbanding 1.000 bahwa keduanya akan bertabrakan.

Angkatan Udara AS melihat kedua satelit tersebut saling mendekat dan memperingatkan kedua organisasi tersebut, namun karena apa yang digambarkan SpaceX sebagai “bug” dalam sistem komunikasinya, mereka menolak mengambil tindakan apa pun. Jika satelit-satelit tersebut jatuh, keduanya akan musnah sama sekali – dan dampaknya akan melemparkan jutaan serpihan kecil dan besar ke luar angkasa. Bayangkan adegan pembuka dari

film Gravitasi, dan sekarang perkuat itu dengan urutan besarnya.

Untungnya bagi kita semua, ESA mampu menggerakkan satelitnya untuk menghindari tabrakan, dan kedua satelit kini melanjutkan perjalanan dengan aman di orbitnya. Namun, gambaran singkat ini menunjukkan apa yang bisa terjadi ketika ruang menjadi terlalu penuh. Ketika ribuan atau bahkan jutaan benda terbang mengelilingi planet kita dengan kecepatan luar biasa, potensi tabrakan menjadi tinggi.

Kami menyelidiki apa konsekuensi dari semua sampah luar angkasa yang melayang di luar angkasa, dan mendapatkan informasi mendalam dari Donald Kessler, mantan Ilmuwan Senior NASA untuk Penelitian Puing-puing Orbital dan salah satu pakar luar angkasa terkemuka di dunia puing.

Perangkap sampah

Ketika sebuah satelit rusak, umumnya tidak ada yang pergi ke luar angkasa untuk memperbaikinya. Ketika sebuah roket membuang salah satu tahapannya, tahapan tersebut dibiarkan mengapung di mana pun ia dikeluarkan. Dan ketika dua objek di orbit saling bertabrakan, mereka dapat menghasilkan jutaan partikel kecil yang terbang ke luar angkasa dan akhirnya mengorbit Bumi.

Semua material yang dibuang ini secara kolektif dikenal sebagai puing-puing luar angkasa. Ini adalah sampah yang kita tinggalkan di ruang angkasa di sekitar planet kita, dan jumlahnya terus bertambah setiap tahun.

Pada akhir tahun 1970-an, ketika penelitian mengenai puing-puing ruang angkasa baru saja dimulai, Kessler mengajukan sebuah kemungkinan yang menakutkan: bahwa suatu hari nanti, akan ada begitu banyak sampah yang tersisa di luar angkasa. sampah di orbit rendah bumi sehingga tabrakan akan terjadi secara bertahap hingga sulit atau tidak mungkin untuk meluncurkan satelit tanpa terkena dampaknya puing. Kita pada dasarnya akan menjadi tahanan di planet kita sendiri, dan tidak ada yang bisa disalahkan kecuali diri kita sendiri.

Tabrakan telah terjadi sebelumnya dan kemungkinan besar akan terjadi lagi

Jika kekhawatiran mengenai puing-puing atau potensi tabrakan satelit SpaceX dan ESA terdengar terdengar terlalu berlebihan bagi Anda, perlu dicatat bahwa satelit pernah bertabrakan di masa lalu, dengan kejadian yang sangat mengerikan konsekuensi.

Di 2009, dua satelit bertabrakan dengan kecepatan menakjubkan 11.700 meter per detik (26.000 mil per jam), tidak hanya menghancurkan kedua objek tersebut tetapi juga menyebarkan puing-puing yang sangat besar di kedua orbitnya dan sekitarnya. Salah satu satelit adalah bagian dari konstelasi satelit komunikasi Iridium, dan satu lagi adalah satelit Kosmos milik Angkatan Luar Angkasa Rusia yang dinonaktifkan. Satelit Kosmos telah dibuang dan ditinggalkan di orbit pada saat hanya sedikit orang yang menganggap serius ancaman puing-puing tersebut.

Insiden ini menyadarkan masyarakat akan keseriusan ancaman yang ditimbulkan oleh puing-puing. Hal ini tidak hanya dapat menghancurkan satelit-satelit mahal, namun tabrakan tersebut juga memperburuk masalah: NASA memperkirakan hal tersebut akan terjadi menciptakan 1.000 keping puing berukuran lebih dari 10 sentimeter yang dapat terus mengancam satelit lain selama ribuan tahun.

Puing-puing mengancam Stasiun Luar Angkasa Internasional dan Teleskop Luar Angkasa Hubble

Ada dua masalah utama yang perlu dipertimbangkan terkait kepadatan ruang angkasa. Yang pertama adalah bagaimana sampah luar angkasa dapat mempengaruhi pesawat yang sudah berada di orbit sekitar Bumi, seperti Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). ISS berada di orbit bumi yang sangat rendah, pada ketinggian rata-rata 330 kilometer (205 mil), yang menempatkannya di tengah tumpukan sampah luar angkasa. ISS sangat rentan terhadap dampak puing-puing karena ukurannya yang sangat besar, sehingga harus dirancang untuk tahan terhadap dampak puing-puing berukuran hingga 1 cm.

Untuk menangani ancaman puing-puing lainnya, ISS mengawasi potensi dampak dan menghindarinya. “Stasiun luar angkasa adalah yang pertama mulai melakukan manuver untuk menghindari benda apa pun yang mendekatinya,” Kessler menjelaskan, “tetapi masalah dengan manuver tersebut adalah Anda tidak dapat memprediksi bahwa akan ada a tabrakan. Akurasi pelacakan hanya cukup akurat untuk mengatakan bahwa ada sesuatu yang lewat dengan tidak nyaman di dekat Anda, dan ada kemungkinan tabrakan. Jadi mereka akan melakukan manuver dalam kondisi seperti itu.”

Dalam kasus ISS, kita harus ekstra hati-hati karena ukurannya sangat besar dan nyawa manusia menjadi taruhannya. Ada juga objek lain di orbit rendah bumi yang perlu dipertimbangkan, seperti Teleskop Hubble yang mengorbit sekitar 545 kilometer (340 mil) dan misi lain baik berawak maupun tak berawak. Belum lagi semua satelit yang berada pada orbit geosynchronous yang lebih tinggi, yang juga mempunyai masalah puing-puing.

Bisakah puing-puing menjadi begitu buruk sehingga menghambat peluncuran satelit?

Permasalahan kedua yang perlu dipertimbangkan adalah bagaimana puing-puing akan mempengaruhi peluncuran di masa depan. Dalam hal perjalanan ke planet yang jauh, ketika Anda meninggalkan Bumi, Anda melakukan perjalanan melalui puing-puing dalam waktu yang sangat singkat sehingga kecil kemungkinannya menimbulkan masalah. Masalah muncul ketika Anda melihat objek yang secara permanen berada di dalam puing-puing, seperti satelit dan misi luar angkasa berawak atau tak berawak.

“Anda bisa menyeberang jalan dengan lebih aman dibandingkan tinggal di tengah jalan,” jelas Kessler.

Saat ini, pertanyaan tersebut sebagian besar dipikirkan dari sudut pandang ekonomi. Pada dasarnya, ketika puing-puing semakin parah, peluncuran satelit akan menjadi semakin mahal. Namun apa yang akan terjadi selanjutnya masih belum diketahui karena kurangnya penelitian mengenai topik ini.

“Tidak ada seorang pun yang pernah memberikan jawaban untuk ‘seberapa buruk suatu lingkungan [untuk memungkinkan peluncuran satelit]?’,” kata Kessler. Pertanyaan ini sangat penting untuk dijawab sebelum kita dapat yakin pada titik mana puing-puing luar angkasa akan menghalangi kita untuk meluncurkan benda ke orbit sepenuhnya.

Untuk memperbaiki masalah ini, kita memerlukan tindakan agresif sekarang

Jika kita ingin memperbaiki masalah ini, kita tidak bisa hanya berharap yang terbaik. Untuk benar-benar mengatasi masalah puing-puing, Kessler mengatakan, “harus ada tindakan yang lebih agresif.”

Masalah yang paling mendesak adalah masalah peraturan perundang-undangan. Terdapat pedoman yang disepakati tentang mitigasi puing-puing, seperti pedoman untuk meluncurkan apa pun ke orbit yang berada di bawah 2.000 kilometer (1.240 mil) perlu masuk kembali ke atmosfer agar terbakar dalam waktu 25 tahun setelah misinya penyelesaian. Hal ini menempatkan tanggung jawab pemindahan benda-benda tersebut kepada perusahaan atau lembaga yang meluncurkannya.

Namun pada kenyataannya, ini hanyalah pedoman dan bukan undang-undang. Kessler menyarankan kita harus membuat pedoman tentang pembuangan sampah menjadi peraturan, dan memberikan hukuman kepada organisasi yang tidak mematuhinya. Hal ini akan mendorong orang untuk mengikutinya demi keuntungan semua orang.

Namun, bahkan membuat semua orang mengikuti pedoman yang ada saat ini mungkin tidak cukup. “Ada beberapa penelitian yang sampai pada kesimpulan yang sama: Bahkan jika semua orang mengikuti peraturan, hal ini tidak akan cukup untuk menghentikan pertumbuhan puing-puing,” kata Kessler. Hal ini karena tabrakan masih terus terjadi dan menghasilkan semakin banyak serpihan kecil.

Inilah alasan mengapa kita memerlukan langkah kedua: Menghilangkan 500 keping puing terbesar dari orbit. Ini adalah potongan-potongan besar yang relatif mudah dilacak dan kami tahu menimbulkan bahaya paling besar. Dan di sinilah teknologi baru berperan.

Teknologi baru dapat membantu kita membersihkan tindakan kita

Kessler menunjuk pada makalah peneliti NASA JC Liou dan N.L. Johnson dari tahun 2006, yang membahas apa yang diperlukan untuk membersihkan sampah luar angkasa. “Jika kita memulainya tahun depan dan memindahkan lima objek per tahun selama 100 tahun ke depan,” kata Kessler, “hal ini akan menstabilkan lingkungan orbit.”

Namun, mengambil benda besar dari orbit sangatlah menantang. “Benda-benda ini tidak dirancang untuk dipegang,” jelas Kessler, “dan banyak di antaranya yang berputar. Sebelum Anda dapat mengambil benda tersebut, Anda harus menghentikan putarannya. Dan beberapa di antaranya berukuran sebesar bus sekolah.”

Salah satu saran untuk mengatasi masalah ini adalah dengan membuat fasilitas layanan satelit tempat satelit dapat dipertahankan dan diperbaiki untuk memperpanjang masa hidup mereka, sehingga menciptakan periode waktu yang lebih lama sebelum mereka menjadi manusia sampah. Fasilitas yang sama bahkan dapat digunakan untuk menurunkan objek dari orbit setelah tidak diperlukan lagi.

Ide-ide lain tentang cara membersihkan puing-puing juga sedang dikerjakan, seperti Hapus proyek satelit DEBRIS yang menguji metode penangkapan puing-puing termasuk jaring, tombak, dan navigasi berbasis penglihatan. Badan Antariksa Eropa juga demikian menyelidiki pembuangan puing-puing bersama dengan perusahaan Astroscale dengan bereksperimen dengan menambahkan mekanisme docking ke satelit sebelum peluncuran untuk membuatnya lebih mudah untuk menangkap satelit yang sudah pensiun.

Suatu masalah internasional yang membutuhkan kerja sama internasional

Seperti tantangan perubahan iklim, masalah sampah antariksa adalah masalah internasional yang memerlukan kerja sama internasional untuk mengatasinya. Jika kita ingin tetap menggunakan ruang angkasa untuk penelitian ilmiah serta untuk mendukung teknologi seperti komunikasi dan GPS, kita perlu menemukan cara untuk memperbaiki beberapa kerusakan yang telah kita timbulkan — serta menemukan solusi baru untuk mengatasi permasalahan tersebut. masa depan.

Meskipun kita tidak mungkin terjebak di Bumi dan kehilangan kemampuan untuk melakukan perjalanan ke planet lain Dalam waktu dekat, tumpukan sampah yang ada di seluruh planet ini dapat berdampak langsung pada kemampuan kita untuk belajar ruang angkasa. “Yang paling dirugikan bukanlah hilangnya akses ke planet lain, melainkan hilangnya teleskop Hubble,” kata Kessler. “Pada akhirnya bisa saja hanya menjadi puing-puing. Keingintahuan ilmiah kitalah yang terancam.”

Rekomendasi Editor

• Benda seukuran mobil yang terdampar di pantai bisa jadi merupakan sampah luar angkasa
• Stasiun luar angkasa terpaksa menghindari puing-puing orbit pada Senin malam
• Film dokumenter SpaceX tentang misi bersejarah tayang di Netflix
• NASA mempertimbangkan risiko saat sampah dari roket tua menuju stasiun luar angkasa
• Kita akan pergi ke planet merah! Semua misi masa lalu, sekarang, dan masa depan ke Mars