Sampah Antariksa yang Jatuh di Tepi Kaldera Purba

Sebuah benda logam yang aneh dilaporkan jatuh dari langit pada Selasa 18 Juli 2017 Tarikh Umum (TU) pada satu tempat di pesisir timur Danau Maninjau. Danau Maninjau adalah kaldera purba Gunung Maninjau yang terbentuk sekitar 52.000 tahun silam dalam letusan dahsyat yang memuntahkan material letusan sebanyak 200 hingga 250 kilometer3, letusan terdahsyat kedua di tanah Sumatera sepanjang sejarahnya setelah Letusan Toba Muda74.500 tahun silam.

Gambar 1. Ketampakan benda logam aneh yang jatuh dari langit di nagari Sungai Batang, Kec. Tanjungraya Kab. Agam (Sumatra Barat) pada Selasa 18 Juli 2017 TU sekitar pukul 09:30 WIB. Terlihat ada bagian yang mirip pangkal sebuah pipa, yang mengesankan bahwa benda ini adalah sebuah tanki. Sumber: Andri Piliang, 2017.


Titik lokasi jatuhnya benda langit aneh tersebut terletak di sekitar koordinat 0º 27′ 07″ LS 100º 13′ 16″ BT. Titik ini secara fisik terletak di depan Kantor pos Jorong Kubu, yang secara administratif menjadi bagian nagari Sungai Batang, kecamatan Tanjungraya, Kabupaten Agam (propinsi Sumatra Barat). Lokasi ini terletak tepat di jalan raya yang relatif ramai, sehingga peristiwa jatuhnya benda logam aneh tersebut sontak menggamit perhatian banyak insan. Foto-foto yang dipublikasikan di media sosial, misalnya oleh Andri Piliang (diunggah pukul 09:39 WIB) menyajikan kesan bahwa benda tersebut jatuh mencium Bumi sebelum pukul 09:30 WIB.

Benda logam aneh tersebut berbentuk sferis (membulat), atau lebih tepatnya ellipsoid (mirip telur). Sumbu panjangnya adalah 110 sentimeter sementara sumbu pendeknya 55 sentimeter. Bagian dalamnya berongga sementara di salah satu ujungnya terdapat lubang pipa, yang mengesankan bahwa benda logam ini adalah sejenis tanki. Bobotnya ringan, yakni hanya 7,4 kilogram. Saat menimpa titik jatuhnya, terbentuk sebuah cekungan kecil di tanah namun tanpa adanya bekas-bekas terbakar.

Gambar 2. Lokasi jatuhnya benda logam aneh di tepi Danau Maninjau, yakni pada pinggiran jalan beraspal di depan kantor pos Jorong Kubu, nagari Sungai Batang. Titik jatuh ditandai oleh cekungan kecil produk benturan yang memperlihatkan jejak tekanan kuat pada lapisan aspal disekelilingnya tanpa ada jejak terbakar. Sumber: Andri Piliang, 2017.


Ciri-ciri benda logam aneh tersebut tak konsisten dengan komponen pesawat terbang umumnya. Sebaliknya saat dibandingkan dengan sejumlah komponen roket, terdapat kemiripan. Sepintas lalu benda logam aneh ini menyerupai bagian roket Soyuz A-2/SL-4 milik Rusia yang jatuh sebagai sampah antariksa di Lampung pada 16 April 1988 TU silam dan kini di-display di Pusat Sains dan Teknologi Antariksa LAPAN Bandung. Dengan kemiripan ini dapat diduga bahwa benda logam aneh yang jatuh dari langit dan mendarat di tepi Danau Maninjau itu adalah sebuah sampah antariksa. Dalam kosakata resmi di Indonesia, peristiwa ini disebut sebagai kejadian benda jatuh antariksa (BJA).

Kejadian ini merupakan peristiwa BJA kedua di Indonesia dalam kurun setahun terakhir. Sebelumnya pada 26 September 2016 TU silam terjadi peristiwa BJA di Kabupaten Sumenep (propinsi Jawa Timur), tepatnya di dua pulau kecil yakni Pulau Giligenting dan Pulau Giliraja. Analisis lebih lanjut memperlihatkan bahwa BJA di Pulau Madura tersebut disebabkan oleh jatuhnya roket Falcon 9 Full Thrust, tepatnya roket tingkat teratas (upperstage), setelah sukses mengantarkan satelit komunikasi JCSAT-16 (Jepang) ke orbit geostasioner dalam Penerbangan 28 pada 14 Agustus 2016 TU.

Gambar 3. Perbandingan antara BJA (benda jatuh antariksa) komponen roket Soyuz A-2/SL-4 (Russia) di Lampung 16 April 1988 TU (kini tersimpan di Bandung) dengan benda logam aneh yang jatuh di tepi Danau Maninjau 18 Juli 2017 TU. Analisis lebih lanjut mengindikasikan benda logam aneh di tepi Danau Maninjau adalah BJA juga. Sumber: Sudibyo, 2013 & Andri Piliang, 2017.

Bagian Roket Long March-3A

Darimana asal sampah antariksa dalam kejadian BJA tepi Danau Maninjau?

Karena lokasi titik jatuh BJA dan waktu kejadian BJA telah diketahui, maka kita bisa melacak sampah antariksa mana yang bertanggung jawab atasnya. Yakni dengan melihat adakah sampah antariksa yang lewat di sekitar titik jatuh pada waktu kejadian. Pelacakan dengan menggunakan laman SatFlare menyajikan indikasi bahwa sampah antariksa tersebut adalah obyek 31116 dalam katalog NORAD (obyek 2007-011B dalam katalog internasional). Obyek ini secara fisik adalah tingkat teratas (upperstage) dari roket Long March-3A (Chang Zeng-3A) milik badan penerbangan antariksa Cina. Laman SatFlare memperlihatkan bahwa pada pukul 09:09 WIB obyek 31116 lewat di atas koordinat 0,1º LU 99,89º BT. Terhadap titik jatuh BJA di tepi Danau Maninjau, koordinat ini berjarak horizontal 148 kilometer.

Obyek 31116 ini melintas dari arah barat daya menuju ke timur laut dengan orbit ellips yang cenderung menurun dari waktu ke waktu. Dua jam sebelum jatuh, obyek 31116 masih beredar mengelilingi Bumi dengan perigee (titik terdekat ke paras Bumi) 95 kilometer dan apogee (titik terjauh dari paras Bumi) 387 kilometer pada periode orbital 89 menit. Obyek ini memang telah diprediksi akan masuk kembali ke atmosfer Bumi (reentry) dan jatuh pada sekitar tanggal 18 Juli 2017 TU. Joseph Remis misalnya, memprakirakan obyek 31116 akan jatuh pada pukul 09:40 WIB dengan prakiraan titik jatuh di lepas pantai pesisir barat Amerika Serikat. Namun seperti umumnya prediksi reentry benda langit buatan, senantiasa terdapat ketidakpastian yang cukup besar bahkan hingga jam-jam terakhir sebelum benar-benar terjadi. Dalam prediksi Remis, ketidakpastian itu bernilai 4 jam. Sehingga obyek 31116 akan jatuh kapan saja di antara pukul 05:40 hingga pukul 13:40 WIB dengan lokasi jatuh dimana saja di antara garis lintang 53º LU hingga 53º LS yang berada di bawah lintasan benda tersebut.

Gambar 4. BJA di Sumenep, pulau Madura, pada 26 September 2016 TU silam. Analisis memperlihatkan BJA ini merupakan sampah antariksa yang semula adalah tabung COPV (composite overwrapped pressure vessel), komponen upperstage roket Falcon 9 Full Thrust. Sumber: Tribunnews, 2016.


Obyek 31116 mengangkasa sejak 14 April 2007 TU silam sebagai bagian dari roket Long March-3A/Chang Zheng-3A (CZ-3A). Roket ini adalah roket angkut berat yang menjadi kuda kerja Cina sejak 1994 TU dalam mengarungi antariksa. Roket ini memiliki tiga tingkat dan secara keseluruhan menjulang setinggi 52,5 meter, berdiameter 3,4 meter dengan bobot total 241 ton. Khusus untuk upperstage-nya memiliki panjang 12,4 meter dengan diameter 3 meter dan massa total 20,9 ton.

Long March-3A membutuhkan tiga tingkat agar bisa mencapai kecepatan yang mencukupi sejak lepas landas dari paras Bumi dan terbang hingga ke ketinggian 200 hingga 300 kilometer untuk kemudian mengubah arah guna mencapai tujuan akhir sesuai dengan hukum-hukum peroketan. Baik menuju ke orbit rendah (ketinggian kurang dari 1.000 kilometer), menengah hingga geostasioner/geosinkron (ketinggian 35.780 kilometer). Roket Long March-3A memiliki kemampuan mengangkut muatan dengan bobot hingga 6.000 kilogram ke orbit rendah dan 2.650 kilogram ke orbit geostasioner/geosinkron.

Berbeda dengan tingkat pertama dan kedua yang mesin-mesin roketnya ditenagai oleh bahan bakar Hidrazin (N2H4) dengan pengoksid Nitrogen Tetroksida (N2O4), tingkat ketiga yang juga tingkat teratas (upperstage) roket Long March-3A mengonsumsi bahan bakar Hidrogen cair (LH2) dengan pengoksid Oksigen cair (LO2). Sepasang mesin roket kriogenik terpasang rapi di pantatnya dengan daya dorong total sebesar 16 ton dalam ruang hampa dan memiliki kemampuan untuk dimatikan dan dinyalakan kembali sesuai kebutuhan. Selain sepasang mesin roket utamanya, tingkat ketiga juga dilengkapi dengan sistem kemudi arah dan sikap yang bertumpu pada mesin-mesin roket kecil. Mesin-mesin roket kemudi tersebut bertumpu pada bahan bakar tunggal Hidrazin yang tersimpan dalam dua tanki kecil sferis bertekanan tinggi.

Gambar 5. Lintasan obyek 31116 pada jam-jam terakhirnya di antariksa beserta prakiraan lokasi dan waktu jatuhnya menurut Joseph Remis. Lokasi jatuh aktual ditambahkan kemudian. Sumber: Remis, 2017.


Beidou

Misi antariksa yang diemban oleh roket Long March-3A dalam peluncuran 13 April 2007 TU itu adalah mengorbitkan satelit Compass-M1 atau dikenal juga sebagai satelit Beidou-M1. Satelit ini adalah satelit eksperimental, bagian dari rencana ambisius Cina untuk mengembangkan sistem navigasi tersendiri yang dinamakan Beidou. Sistem navigasi berbasis satelit ini seperti halnya sistem GPS (Amerika Serikat) maupun GLONASS (Russia) yang mendunia, namun murni milik bangsa Cina sendiri. Berbeda dengan GPS dan GLONASS, konfigurasi satelit-satelit Beidou menggunakan baik orbit geostasioner, orbit geosinkron dengan inklinasi 55º dan orbit menengah.

Jika di awal mula hanya ada 3 satelit dalam sistem Beidou dan lebih ditujukan untuk kepentingan bangsa Cina sendiri, maka kini telah terdapat 10 satelit aktif dalam sistem Beidou dan bisa digunakan untuk kepentingan navigasi di segenap penjuru manapun. Cina telah menargetkan hingga tahun 2020 TU mendatang konstelasi satelit-satelit Beidou terdiri dari 5 satelit di orbit geostasioner, 3 satelit di orbit geosinkron berinklinasi 55º dan 27 satelit di orbit menengah. Untuk kepentingan sipil, Beidou menyajikan akurasi hingga 10 meter. Sebaliknya untuk kepentingan militer Cina, Beidou memberikan akurasi sampai 10 sentimeter.

Satelit Compass-M1 merupakan bagian dari sistem awal Beidou dan menjadi satelit orbit menengah pertama yang diluncurkan untuk sistem tersebut. Satelit ini memiliki massa 2.200 kilogram yang dilengkapi sepasang panel surya mirip sepasang sayap sebagai pemasok tenaga. Badan satelitnya berbentuk kubus dengan panjang 2,25 meter, lebar 1 meter dan tinggi 2,2 meter. Roket Long March-3A beserta Compass-M1 mengangkasa dari landasan peluncuran Xichang di propinsi Sichuan, Cina barat daya, pada 14 April 2007 TU dinihari waktu Cina (pukul 03:11 WIB). Kombinasi kinerja roket tingkat pertama dan kedua mendorong tingkat ketiga dan muatan satelitnya hingga ke ketinggian 200 kilometer.

Gambar 6. Struktur roket Long March-3A (Chang Zheng-3A) yang telah disederhanakan beserta bagian-bagian pentingnya. Roket ini adalah roket bertingkat tiga. BJA di tepi Danau Maninjau merupakan komponen dari tingkat ketiga/upperstage roket tersebut. Sumber: Spaceflight101, 2017.


Dari ketinggian ini pekerjaan diambil alih upperstage, setelah tingkat pertama dan kedua masing-masing dilepaskan secara berturut-turut untuk menjaga rasio massa bahan bakar dan massa total roket tetap mematuhi hukum-hukum peroketan.Upperstage Long March-3A kemudian dinyalakan hingga membentuk orbit sangat lonjong dengan perigee 200 kilometer dan apogee 21.500 kilometer. Begitu tiba di titik apogeenya, satelit Compass-M1 memisahkan diri dan menyalakan pendorong internalnya untuk memasuki orbitnya sendiri (perigee 21.519 kilometer, apogee 21.545 kilometer dan inklinasi 55,3º). Saat proses ini terjadi maka praktis upperstage Long March-3A itu tidak dibutuhkan lagi dan berubah peran menjadi sampah antariksa nomor 31116 menurut kataog NORAD.

Pada awal mulanya, sampah antariksa ini menempati orbit sangat lonjong. Data posisi pada 14 April 2007 TU pukul 14:00 WIB menunjukkan obyek 31116 ini berada pada orbit dengan perigee 245 kilometer, apogee 21.459 kilometer, inklinasi 54,9º dan periode orbital 375 menit (6 jam 15 menit). Namun orbit ini sangat takstabil, terutama karena sebagian diantaranya (yakni yang berada di sekitar titik perigee) sejatinya berada di lapisan atmosfer bagian atas. Sehingga obyek 31116 senantiasa bergesekan dengan molekul-molekul udara saat melintas dengan kecepatan 7,76 km/detik di titik perigee-nya. Pergesekan ini lambat laun menurunkan kecepatan obyek 31116, sehingga berimplikasi pada berubahnya orbit menjadi cenderung lebih sirkular dengan ketinggian kian menurun. Hal ini berlangsung terus-menerus, sehingga lebih dari sepuluh tahun kemudian tepatnya pada 12 Juli 2017 TU pukul 22:00 WIB, orbitnya telah berubah total dengan perigee 110 kilometer, apogee 2.607 kilometer, inklinasi 54,7º dan periode orbital 113 menit (1 jam 53 menit).

Gambar 7. Saat-saat roket Long March-3A yang mengangkut satelit Compass-M1 untuk sistem navigasi Beidou mengangkasa dari landasan peluncuran Xichang pada 14 April 2007 TU fajar waktu Cina (pukul 03:11 WIB). Nampak upperstage, yang di kemudian hari mengalami reentry di atas Indonesia bagian barat. Sumber: Cina Satellite Navigation Office, 2010.


Reentry

Seperti halnya yang dialami sampah-sampah antariksa sebelumnya, obyek 31116 juga menjalani proses reentry serupa. Begitu mulai menyentuh ketinggian 104 kilometer, reentry pun terjadilah. Sampah antariksa itu sontak mengalami deselerasi (perlambatan) yang besar sehingga ketinggiannya kian menurun. Pada saat yang sama besarnya deselerasi, yang bisa mencapai 20G, membuat struktur obyek 31116 pun hancur berantakan. Komponen-komponennya terlepas dan melejit sendiri-sendiri.

Pada saat yang sama, masih tingginya kecepatan obyek 31116 menghasilkan tekanan ram yang sangat kuat, persis seperti halnya yang diciptakan bongkahan pecahan asteroid maupun remah-remah komet. Komponen yang lemah dihancurkan oleh besarnya tekanan ram dan dipaksa mengalami sublimasi hingga berubah menjadi uap. Sementara komponen yang lebih kuat lebih mampu bertahan. Inilah yang mendarat di paras Bumi sebagai BJA di tepi Danau Maninjau. Perbandingan dengan komponen upperstage Long March-3A mengindikasikan bahwa BJA ini merupakan tanki Hidrazin. Tanki ini memasok bahan untuk sistem kemudi arah dan sikap.

Upperstage Long March-3A memiliki massa kosong (tanpa bahan bakar) 2.740 kilogram. Pada umumnya 10 % dari massa sebuah sampah antariksa akan bertahan selama melewati proses reentry dan mendarat di paras Bumi. Dengan demikian terdapat setidaknya 20 kilogram massa yang selamat dari jatuhnya obyek 31116. BJA di tepi Danau Maninjau memiliki massa 7,4 kilogram, angka yang cukup dekat dengan perkiraan tersebut. Pada umumnya sisa-sisa sampah antariksa yang jatuh ke paras Bumi menempati sebuah daerah sempit sangat lonjong yang bentuknya mirip cerutu dengan panjang 200 hingga 250 kilometer. Dengan demikian komponen-komponen obyek 31116 mungkin berjatuhan ke arah timur laut dari Danau Maninjau, yakni hingga ke sebelah utara kota Pekanbaru (propinsi Riau).

Gambar 8. Kiri: prakiraan lintasan sampah antariksa obyek 31116 dalam jam-jam terakhirnya menurut data posisi terakhir sebelum mengalami reentry (garis putus-putus). Bandingkan dengan lintasan aktualnya (garis takputus berpanah) hingga jatuh di tepi Danau Maninjau (tanda bintang). Kurva ellips putus-putus menunjukkan prakiraan area tempat sisa-sisa obyek 31116 kemungkinan jatuh, khususnya bagian-bagian yang lebih ringan. Kanan: titik jatuh tanki Hidrazin bagian dari obyek 31116. Diolah berdasarkan data SatFlare. Sumber: Sudibyo, 2017 dengan basis Google Earth dan Google Maps.


Sampah antariksa merupakan efek samping yang belum bisa dielakkan dari teknologi eksplorasi dan eksploitasi antariksa. Dan khusus untuk Indonesia, sebagai negara terbesar di kawasan khatulistiwa’, resiko dijatuhi sampah antariksa relatif tinggi. Sebab lebih banyak satelit yang ditempatkan di orbit geostasioner dibanding orbit yang lain. Sementara orbit ini terletak tepat di atas garis khatulistiwa’. Hingga umat manusia bisa menemukan cara untuk mereduksi jumlah sampah antariksa tanpa harus mengurangi intensitas eksplorasi dan eksploitasi antariksa, maka problem semacam ini akan selalu menghantui Indonesia.

Referensi :

Pribadi dkk. 2007. Mekanisme Erupsi Ignimbrit Kaldera Maninjau. Jurnal Geologi Indonesia, vol. 2 no. 1 Maret 2007, hal. 31-41.

Facebook Andri Piliang, diakses 18 Juli 2017.

Joseph Remis. 2017. Update: object 31116 BEIDOU M1 CZ-3A R/B Decay Prediction: July 18, 2017 UTC 02h40mn ± 4h. Twitter, diakses 17 Juli 2017.

Cina Satellite Navigation Office. 2010. Beidou (Compass) Navigation Satellite System Development. Munich Satellite Navigation Summit 2010, March 9th – 10 th, 2010.

Spaceflight101. Long March 3A Launch Vehicle, diakses 18 Juli 2017.

Gunter. 2017. BD-2M (Beidou-2M) / BD-2I (Beidou-2I). Gunter SpacePage, diakses 18 Juli 2017.

Satflare. 2017. CZ-3A R/B – NORAD 31116.

Roket Falcon 9 Full Thrust Penerbangan 28 Jatuh di Pulau Madura

Sebuah peristiwa takbiasa terjadi di bagian pulau Madura (propinsi Jawa Timur) pada Senin 26 September 2016 Tarikh Umum (TU) siang. Tepatnya sekitar pukul 10:00 WIB. Di satu bagian Kabupaten Sumenep, tepatnya di pulau kecil Giligenting dan Giliraja, benda-benda aneh mendadak berjatuhan dari langit. Benda aneh terbesar berbentuk silinder dengan kedua ujung membulat, sepanjang 150 cm dengan garis tengah 60 cm. Secara keseluruhan ada empat titik dimana benda-benda aneh tersebut ditemukan, dua di daratan dan dua di laut. Salah satu titik diantaranya bahkan tepat berada di kandang sapi warga setempat. Sebagian kandang itu pun hancur berantakan, beruntung tak ada korban baik manusia maupun binatang peliharaan.

Gambar 1. Tabung silinder yang aneh yang ditemukan dalam peristiwa Sumenep. Analisis lebih lanjut mengindikasikan bawa benda aneh ini mungkin merupakan sisa-sisa upperstage roket Falcon 9 Full Thrust Penerbangan 28 yang mengangkasa 14 Agustus 2016 TU lalu. Sumber: Tribunnews, 2016.

Gambar 1. Tabung silinder yang aneh yang ditemukan dalam peristiwa Sumenep. Analisis lebih lanjut mengindikasikan bawa benda aneh ini mungkin merupakan sisa-sisa upperstage roket Falcon 9 Full Thrust Penerbangan 28 yang mengangkasa 14 Agustus 2016 TU lalu. Sumber: Tribunnews, 2016.

Seluruh benda aneh itu diselubungi sejenis lapisan fiber yang sekilas mirip lilitan tali plastik. Lapisan tersebut tahan api, setidaknya menurut pengujian langung Kapolsek Sumenep AKBP Josep Ananta Pinora. Tepat sesaat menjelang peristiwa takbiasa ini, sejumlah warga juga mengaku mendengar suara dentuman lumayan keras di langit.

Benda apakah itu?

Roket Falcon 9

Saat berjumpa dengan benda-benda yang takbiasa yang jatuh dari langit dengan ciri-ciri tertentu, sebagian kita mungkin akan langsung mengaitkannya dengan komponen pesawat.  Beberapa kali terjadi pesawat yang sedang terbang di ruang udara Indonesia mengalami insiden yang berujung pada lepas dan berjatuhannya sejumlah komponennya ke Bumi. Sementara pesawatnya masih tetap bisa melaju dan mendarat di tempat lain. Kasus paling terkenal adalah saat pesawat raksasa Airbus A380 Qantas penerbangan 32 yang bermasalah di atas pulau Batam pasca lepas landas dari Singapura menuju Australia pada 4 November 2010 TU. Sejumlah komponen mesin kanannya berjatuhan ke daratan pulau Batam setelah mesin itu meleda, sementara pesawatnya sendiri berhasil memutar arah dan melakukan pendaratan darurat di Singapura, tanpa korban.

Apakah peristiwa Sumenep, demikian untuk mudahnya kita sebut, juga demikian? Sayangnya tidak. Data otoritas penerbangan Indonesia menunjukkan tak ada penerbangan yang lewat di atas Sumenep saat itu. Sehingga kemungkinan bahwa benda-benda aneh itu berasal dari komponen pesawat yang terlepas dalam penerbangannya bisa dieliminir.

sumenep-gb2_lapan

Gambar 2. Atas: peta proyeksi lintasan roket bekas bernomor 41730 di paras Bumi pada Senin 26 September 2016 TU dari LAPAN. Titik terakhir tepat berada di atas pulau Madura pada pukul 09:21 WIB. Bawah: peta serupa yang dipublikasikan Joseph Remis dengan prakiraan reentry pukul 02:10 UTC (09:10 WIB) di lepas pantai timur pulau Madagaskar. Dalam kenyataannya, roket bekas ini melaju lebih jauh dan baru benar-benar mengalami reentry pada sekitar pukul 09:21 WIB. Sumber: Djamaluddin, 2016, Remis 2016.

Gambar 2. Atas: peta proyeksi lintasan roket bekas bernomor 41730 di paras Bumi pada Senin 26 September 2016 TU dari LAPAN. Titik terakhir tepat berada di atas pulau Madura pada pukul 09:21 WIB. Bawah: peta serupa yang dipublikasikan Joseph Remis dengan prakiraan reentry pukul 02:10 UTC (09:10 WIB) di lepas pantai timur pulau Madagaskar. Dalam kenyataannya, roket bekas ini melaju lebih jauh dan baru benar-benar mengalami reentry pada sekitar pukul 09:21 WIB. Sumber: Djamaluddin, 2016, Remis 2016.

Lantas dari mana? Sumber lain yang perlu disibak adalah penerbangan antariksa. Dalam perspektif ini, peristiwa Sumenep bisa saja merupakan kejadian jatuhnya sampah antariksa sehingga merupakan kejadian benda jatuh antariksa (BJA). Sampah antariksa tersebut bisa berupa roket bekas, khususnya roket tingkat tiga/empat untuk generasi roket-roket klasik atau roket tingkat dua untuk generasi roket-roket kontemporer. Roket bekas ini, yang dikenal pula sebagai upperstage (roket tingkat atas) semula bertugas untuk mendorong satelit ke orbit tujuan dari orbit parkir. Jadi tatkala sebuah roket diluncurkan, awalnya ia mendorong muatannya ke sebuah orbit parkir yang berada di ketinggian rendah (150 hingga 300 km dari paras Bumi). Selanjutnya giliran upperstage mengambil alih mendorong muatannya ke orbit tujuan. Begitu usai menunaikan tugasnya, upperstage (yang sudah kehabisan bahan bakarnya) akan terlepas dan melayang-layang dalam orbitnya sendiri yang terus berubah sebelum kemudian jatuh kembali ke paras Bumi dalam beberapa waktu kemudian. Sampah antariksa juga bisa berupa satelit rombeng, yakni satelit-satelit yang sudah kehabisan bahan bakarnya ataupun sudah rusak komponennya. Di luar roket bekas dan satelit rombeng, sampah antariksa dapat pula merupakan kepingan-kepingan roket/satelit maupun peralatan yang terlepas ke langit dari astronot yang lalai.

Gambar 3. Detik-detik saat roket Falcon 9 Full Thrust mengangkasa dari landasan nomor 40 di Cape Canaveral, Florida (AS) pada 14 Agustus 2016 TU pukul 12:26 WB. Upperstage roket inilah yang jatuh di pulau Madura dalam peristiwa Sumenep. Sumber: SpaceX, 2016.

Gambar 3. Detik-detik saat roket Falcon 9 Full Thrust mengangkasa dari landasan nomor 40 di Cape Canaveral, Florida (AS) pada 14 Agustus 2016 TU pukul 12:26 WB. Upperstage roket inilah yang jatuh di pulau Madura dalam peristiwa Sumenep. Sumber: SpaceX, 2016.

Pada hari Senin 26 September 2016 TU pukul 09:21 WIB sebuah roket bekas melintas di ruang udara Indonesia tepat di atas pulau Madura. Ia memiliki nomor 41730 dalam katalog benda-benda angkasa buatan manusia dalam katalog NORAD (North American Aerospace Defence Command) atau komando pertahanan langit Amerika utara. Identitasnya adalah Falcon 9 R/B (rocket body), yakni upperstage (tingkat kedua) roket Falcon 9 Full Thrust milik perusahaan inovatif SpaceX yang ditujukan untuk mengorbitkan satelit komunikasi JCSAT-16 (Jepang) ke orbit geostasioner pada 14 Agustus 2016 TU lalu . Ia menjadi bagian dari penerbangan bersejarah, dimana tingkat pertama roket Falcon 9 berhasil mendarat kembali dengan selamat ke paras Bumi setelah sukses mengantar muatan beserta upperstagenya ke ketinggian 180 km. Tepatnya di sebuah bargas yang mengapung tenang di keluasan Samudera Atlantik. Sementara upperstagenya,yang bergaris tengah 366 cm dengan panjang 1.430 cm, bertugas mengantar muatan dari ketinggian 184 km ke ketinggian orbit transfer 35.912 km pada inklinasi (kemiringan) 20o terhadap bidang khatulistiwa. Dari orbit transfer inilah satelit JCSAT-16 kemudian digeser secara perlahan ke orbit geostasioner (ketinggian 35.792 km, inklinasi 0o) pada garis bujur 162 BT. Usai menjalankan tugasnya dengan baik, upperstage Falcon 9 pun menjadi sampah antariksa dengan nomor 41730.

Nah roket bekas bernomor 41730 ini telah diprediksi akan jatuh kembali ke Bumi pada akhir September 2016 TU. Hal ini terjadi karena roket bekas tersebut bersentuhan dengan atmosfer Bumi bagian atas secara berulang, dimana pergesekannya dengan molekul-molekul udara membuat kecepatannya melambat. Konsekuensinya bentuk orbit lonjongnya, yang mengandung titik perigee (titik terdekat ke paras Bumi) dan titik apogee (titik terjauh ke paras Bum) pun berubah secara dinamis, dimana perigee dan apogee kian berkurang. Perhitungan oleh Joseph Remis menunjukkan roket bekas ini bakal jatuh pada 26 September 2016 TU pukul 09:10 WIB dengan plus minus 4 jam. Sehingga diprakirakan ia bakal jatuh kapan saja dalam tempo antara pukul 05:10 WIB hingga pukul 13:10 WIB. Namun kapan dan dimana persisnya roket bekas bernomor 41730 ini bakal jatuh mencium Bumi hanya akan bisa diketahui pada menit-menit terakhir.

sumenep-gb4_perigee

Gambar 4. Dinamika orbit roket bekas bernomor 41730 selama lima hari terakhir sebelum jatuh, meliputi perigee (atas) dan apogee (bawah). Perigeenya berfluktuasi, namun apogeenya menunjukkan konsistensi terus menurun dengan cepat. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan data NORAD.

Gambar 4. Dinamika orbit roket bekas bernomor 41730 selama lima hari terakhir sebelum jatuh, meliputi perigee (atas) dan apogee (bawah). Perigeenya berfluktuasi, namun apogeenya menunjukkan konsistensi terus menurun dengan cepat. Sumber: Sudibyo, 2016 dengan data NORAD.

Analisis dinamika orbit roket bekas bernomor 41730 memperlihatkan ia mengalami perubahan orbit yang cukup radikal sepanjang lima hari terakhir. Jika pada 17 Agustus 2016 TU silam ia memiliki orbit 184 km x 35.912 km (dibaca : orbit lonjong dengan perigee 184 km dan apogee 35.912 km), maka pada 20 September 2016 TU lalu orbitnya sudah berubah dramatis menjadi 96 km x 6.448 km. Dan lima hari kemudian orbitnya berubah dramatis kembali menjadi 105 km x 1.145 km. Titik perigee orbit roket bekas bernomor 41730 ini berfluktuasi, namun titik apogeenya jelas menunjukkan kecenderungan terus menurun secara dramatis. Konsekuensinya periode orbital roket bekas bernomor 41730 pun turut berkurang, dari 163 menit pada 20 September 2016 TU menjadi tinggal 97 menit pada lima hari kemudian. Semua ini merupakan pertanda bahwa roket bekas itu akan segera jatuh kembali ke Bumi.

Problema 

Dengan semua informasi tersebut, hampir dapat dipastikan bahwa peristiwa Sumenep merupakan akibat dari jatuhnya, atau tepatnya masuk-kembalinya (reentry), roket bekas bernomor 41730 yang adalah upperstage Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28. Sebelum diterbangkan, upperstage ini memiliki bobot mati 4 ton dan sanggup mengangkut 107,5 ton bahan bakar. Bahan bakarnya adalah kerosene (minyak tanah) yang diolah khusus sebagai RP-1 (Rocket Propellant-1), sementara pengoksid (oksidizer)-nya adalah Oksigen cair. Baik tabung bahan bakar maupun pengoksidnya memiliki bentuk khas, yakni silinder tabung dengan kedua ujungnya berupa setengah bola. Ia dibuat dari bahan komposit yang dikemudian diselubungi dengan lapisan antiapi, sehingga SpaceX menamakannya COPV (Composite Overwrapped Pressure Vessel).

Tabung inilah yang ditemukan dalam peristiwa Sumenep. Jelas bahwa upperstage yang masuk-kembali ke atmosfer Bumi di atas pulau Madura itu telah terkikis nyaris habis oleh tekanan ram supertinggi yang dihadapinya sepanjang menembus atmosfer. Tepat sama seperti yang dialami meteoroid-meteoroid dari langit. Sehingga hanya sebagian kecil saja yang masih tersisa dan mendarat di pulau Madura. Dan seperti halnya meteoroid yang berukuran besar, yang menembus selimut udara Bumi sebagai boloid, masuk kembalinya roket bekas bernomor 41730 pun menghempaskan gelombang kejut dan dentuman sonik yang terdengar di paras Bumi sebagai suara menggelegar.

Gambar 5. Perbandingan antara benda takbiasa yang jatuh di Sumenep (kanan) dengan yang jatuh di Brazil beberapa waktu lalu (kiri). Tabung di Brazil sudah dipastikan sebagai tabung bahan bakar/pengoksid upperstage roket Falcon 9. Nampak jelas kemiripan keduanya. Sumber: Firmanda, 2016.

Gambar 5. Perbandingan antara benda takbiasa yang jatuh di Sumenep (kanan) dengan yang jatuh di Brazil beberapa waktu lalu (kiri). Tabung di Brazil sudah dipastikan sebagai tabung bahan bakar/pengoksid upperstage roket Falcon 9. Nampak jelas kemiripan keduanya. Sumber: Firmanda, 2016.

Meski mekanismenya serupa, namun peristiwa Sumenep berbeda apabila dibandingkan dengan masuk-kembalinya sampah antariksa jumbo seperti Phobos-Grunt maupun GOCE di waktu lalu. Dengan bahan bakar berupa kerosene, jelas tak perlu khawatir berlebihan terkait jatuhnya upperstage Falcon 9 di pulau Madura dalam peristiwa Sumenep. Kerosene jauh lebih ramah lingkungan dan tak bersifat toksik bila dibandingkan dengan Hydrazine yang menjadi sumber tenaga utama upperstage roket-roket klasik. Namun peristiwa ini sekali lagi kembali mengingatkan kita semua terkait masalah serius yang dihadapi umat manusia semenjak era penerbangan antariksa bersemi. Yakni persoalan sampah antariksa. Hingga kini tercatat tak kurang dari 16.000 buah sampah antariksa (dengan diameter lebih dari 10 cm) yang melayang-layang di orbit. Total massa seluruhnya mencapai tak kurang dari 62.000 ton. Dan hingga kini bagaimana solusi untuk mengatasi persoalan ini belum kunjung dijumpai.

Pembaharuan : Detik-Detik Terakhir

Evaluasi lebih lanjut memastikan benda aneh pada peristiwa Sumenep memang merupakan tabung COPV. Ini tabung yang umum dijumpai dalam struktur roket kontemporer khususnya yang dibangun di Amerika Serikat dan Eropa. Eksistensi tabung COPV ditunjang dengan data elemen orbital roket bekas bernomor 41730 hingga 2,5 jam sebelum terjadinya peristiwa Sumenep memastikan bahwa benda aneh itu memang sisa-sisa upperstage roket Falcon 9 Full Thrust yang digunakan dalam penerbangan 28. Evaluasi juga memperlihatkan bahwa tabung COPV itu bukanlah tabung bahan bakar, melainkan tabung penyimpanan gas bertekanan tinggi.

Gambar 6. Perbandingan bentuk dan struktur salah satu tabung COPV yang digunakan badan antariksa Amerika Serikat/NASA (kiri) dengan reruntuhan tabung yang ditemukan dalam peristiwa Sumenep. Perhatikan kemiripannya. Sumber: NASA, 2011 & Tribunnews, 2016.

Gambar 6. Perbandingan bentuk dan struktur salah satu tabung COPV yang digunakan badan antariksa Amerika Serikat/NASA (kiri) dengan reruntuhan tabung yang ditemukan dalam peristiwa Sumenep. Perhatikan kemiripannya. Sumber: NASA, 2011 & Tribunnews, 2016.

SpaceX menggunakannya untuk menyimpan gas Helium bertekanan tinggi. Gas mulia yang bersifat lembam (inert) ini ditujukan untuk membantu mendorong Oksigen cair memasuki mesin roket dengan kuantitas dan debit sesuai kebutuhan teknis mesin tersebut. Karena itu SpaceX menempatkan tabung-tabung COPV berisikan gas Helium di dalam tabung Oksigen cairnya. Meski terbuat dari komposit fiber dan resin, namun tabung COPV tak kalah kokoh dibanding tabung logam. Ia juga lebih ringan, faktor yang membuatnya lebih unggul dalam penerbangan antariksa. Tabung COPV didesain untuk sanggup menahan tekanan hingga sebesar 300 bar (300 kN/m2 atau setara dengan 296,2 atmosfer. Karena itu tabung COPV menjadi salah satu bagian yang relatif bertahan selama menembus lapisan-lapisan udara Bumi tatkala roket bekas masuk kembali ke atmosfer. Karena dayatahannya maka ia juga menjadi bagian yang kerap dijumpai mendarat di paras Bumi.

Selain dalam katalog NORAD, elemen orbit roket bekas bernomor 41730 juga dicatat dengan teliti oleh JSpOC (Joint Space Operation Center). Catatan tersebut lebih intensif, dimana elemen orbit terakhir yang dicatat JSpOC adalah hingga 2,5 jam sebelum  roket bekas bernomor 41730 itu masuk kembali ke atmosfer. Pada saat itu orbitnya pun telah berubah dramatis menjadi 92 km x 788 km. Berbekal data ini dan temuan di lapangan, kita bisa merekonstruksi (secara kasar) bagaimana detik-detik terakhir roket bekas bernomor 41730 hingga jatuh tersungkur mencium Bumi di pulau Madura.

Gambar 7. Proyeksi lintasan terakhir bekas roket upperstage Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 di paras Bumi. Titik X berada di utara pulau Natal (Australia), yang berjarak 950 km sebelah barat daya Kabupaten Sumenep, Madura (Indonesia). Sumber; Sudibyo, 2016 dengan data JSpOC.

Gambar 7. Proyeksi lintasan terakhir bekas roket upperstage Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 di paras Bumi. Titik X berada di utara pulau Natal (Australia), yang berjarak 950 km sebelah barat daya Kabupaten Sumenep, Madura (Indonesia). Sumber; Sudibyo, 2016 dengan data JSpOC.

Sebuah benda langit buatan yang mengorbit Bumi pada orbit rendah menderita gangguan permanen dari atmosfer Bumi seiring pergesekannya dengan molekul-molekul udara. Pergesekan tersebut membuat orbit benda langit itu berubah secara gradual, yang mudah dilihat pada perubahan titik apogee dan  setengah sumbu orbit utamanya. Apogee mengecil secara dramatis sementara perigeenya relatif tetap, sehingga orbit benda langit buatan itu pada dasarnya kian mendekati lingkaran sempurna. Proses masuk kembali ke atmosfer Bumi umumnya terjadi tatkala orbit benda langit buatan itu, khususnya setengah sumbu orbit utamanya,  telah menyentuh ketinggian 104 km dari paras Bumi atau lebih rendah lagi. Pada ketinggian ini lapisan udara Bumi mulai lebih padat. Akibatnya gesekannya dengan benda langit membuat pengurangan kecepatannya menjadi lebih besar. Konsekuensinya benda langit itu pun akan mulai turun menembus atmosfer Bumi. Titik dimana orbit benda langit itu tepat menyentuh ketinggian 104 km disebut titik X atau reentry interface.

Roket bekas bernomor 41730 mulai menghampiri titik X pada suatu tempat di sebelah utara pulau Natal atau pulau Christmas (Australia) di tengah-tengah Samudera Indonesia (Indian Ocean). Titik ini terletak pada jarak mendatar 950 km di sebelah barat daya Sumenep. Pada umumnya jarak mendatar antara titik temuan benda-benda aneh khas sampah antariksa dengan proyeksi titik X di paras Bumi berkisar antara 900 hingga 1.300 km. Pada titik X itu roket bekas bernomor 41730 masih melaju secepat 7,85 km/detik atau 28.200 km/jam.  Dari titik X ini roket bekas bernomor 41730 mulai mengalami penurunan ketinggiannya secara drastis. Hingga akhirnya pada jarak 750 km sebelah barat daya Sumenep, ketinggian roket bekas bernomor 41730 mulai menyentuh angka 80 km.

Gambar 8. Proyeksi lintasan terakhir bekas roket upperstage Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 di paras Bumi sebagian pulau Jawa dalam detik-detik terakhir penerbangannya. Bekas roket itu memasuki udara pulau Jawa di atas kompleks gunung berapi purba Wediombo (Kab. Gunung Kidul). Dengan cepat ia lalu bergerak hingga tiba di atas kota Ponorogo, kota Kediri bagian utara dan kota Sidoarjo secara berturut-turut dalam waktu hanya 30 detik saja. Proyeksi lintasan ini berujung di Prenduan, namun hembusan angin samping nampaknya membuat sisa-sisa roket tersebut bergeser ke Giliraja (keduanya di Kab. Sumenep). Sumber; Sudibyo, 2016 dengan data JSpOC.

Gambar 8. Proyeksi lintasan terakhir bekas roket upperstage Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 di paras Bumi sebagian pulau Jawa dalam detik-detik terakhir penerbangannya. Bekas roket itu memasuki udara pulau Jawa di atas kompleks gunung berapi purba Wediombo (Kab. Gunung Kidul). Dengan cepat ia lalu bergerak hingga tiba di atas kota Ponorogo, kota Kediri bagian utara dan kota Sidoarjo secara berturut-turut dalam waktu hanya 30 detik saja. Proyeksi lintasan ini berujung di Prenduan, namun hembusan angin samping nampaknya membuat sisa-sisa roket tersebut bergeser ke Giliraja (keduanya di Kab. Sumenep). Sumber; Sudibyo, 2016 dengan data JSpOC.

Disinilah peristiwa dramatis mulai terjadi. Lapisan udara yang kian padat membuat gaya geseknya berkembang ke titik yang menghancurkan. Roket bekas bernomor 41730 itu menjadi sangat diperlambat, dengan puncak perlambatan bisa melampaui 20 kali percepatan gravitasi standar (20 G) yang jauh melampaui ambang batas dayatahan struktur roket. Roket mulai terpecah belah dan menghancur di ketinggian itu. Tekanan ram yang diakibatkannya juga menciptakan suhu teramat tinggi yang membuat molekul-molekul udara didalamnya terionisasi. Terpancarlah cahaya khas, yang jika di malam hari akan mudah dilihat sebagai obyek mirip meteor. Suhu sangat tinggi juga membuat sebagian besar pecahan, khususnya yang terbuat dari logam, mulai meleleh dan menguap. Sehingga roket bekas itu kini tinggal kumpulan partikel-partikel yang menghasilkan bentuk mirip awan lurus, sangat mirip dengan meteor. Hanya bagian terkuatnya saja yang sanggup bertahan dari penghancuran dan suhu yang menggidikkan ini. Transisi dari kecepatan supertinggi menjadi lebih lambat menghasilkan gelombang kejut yang bisa terdengar di paras Bumi sebagai dentuman sonik.

Sisa-sisa roket bekas bernomor 41730 itu mulai memasuki ruang udara di atas daratan pulau Jawa pada pukul 09:23:05 WIB, atau hampir 1,5 menit pasca melewati titik X. Saat itu sisa-sisa roket bekas ini ada pada ketinggian sekitar 35 km di atas kompleks gunung berapi purba pantai Wediombo, di ujung tenggara Kabupaten Gunung Kidul (propinsi DI Yogyakarta). Tiga belas detik kemudian sisa-sisa roket bekas ini sudah melesat cepat memasuki propinsi Jawa Timur hingga tiba di atas kota Ponorogo pada ketinggian sekitar 28 km. Duapuluh satu detik kemudian ia sudah melesat dan tiba di atas kota Kediri bagian utara, dengan ketinggian berkurang menjadi sekitar 21 km. Dan tigapuluh tiga detik kemudian ia sudah ada di atas kota Sidoarjo, pada ketinggian hanya sekitar 4 km. Proyeksi lintasan sisa-sisa roket bekas tersebut sejatinya berujung di daratan utama pulau Madura, tepatnya di bagian pesisir Prenduan (Kabupaten Sumenep). Namun hembusan angin dari samping nampaknya meniup sisa-sisa roket ini lebih ke timur sehingga lintasannya mengarah ke Giliraja. Analisis JSpOC mengindikasikan dari pulau Giliraja ke arah timur laut (searah dengan proyeksi lintasan roket bekas bernomor 41730) hingga sejauh 250 km menjadi kawasan dimana sisa-sisa roket bekas bernomor 41730 berjatuhan. Dalam perspektif aerodinamika, fragmen terbesar dan terberat memang akan berjatuhan di pulau Giliraja. Namun fragmen-fragmen yang lebih kecil dan lebih ringan terdorong lebih jauh ke timur laut hingga sejauh 250 km.

Gambar 9. Profil penerbangan roket-roket Falcon 9 Full Thrust secara umum. Setelah separasi di ketinggian 80 km, lowerstage Falcon 9 Full Thrust bermanuver mengubah arah dan mengerem kecepatannya untuk bisa mendarat kembali di Bumi dengan selamat agar kelak bisa digunakan kembali. Sementara upperstage Falcon 9 Full Thrust hanya sekali pakai mendorong muatannya ke orbit tujuan, setelah itu berubah menjadi sampah antariksa. Sumber: SpaceX, 2015.

Gambar 9. Profil penerbangan roket-roket Falcon 9 Full Thrust secara umum. Setelah separasi di ketinggian 80 km, lowerstage Falcon 9 Full Thrust bermanuver mengubah arah dan mengerem kecepatannya untuk bisa mendarat kembali di Bumi dengan selamat agar kelak bisa digunakan kembali. Sementara upperstage Falcon 9 Full Thrust hanya sekali pakai mendorong muatannya ke orbit tujuan, setelah itu berubah menjadi sampah antariksa. Sumber: SpaceX, 2015.

Peristiwa Sumenep merupakan jatuhnya sisa-sisa upperstage roket Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28. Roket Falcon 9 Full Thrust (FT), atau resminya bernama Falcon 9 v1.2, merupakan kuda beban perusahaan swasta Space Exploration Technologies yang lebih dikenal dengan nama SpaceX. Roket ini menggamit perhatian dunia penerbangan antariksa masakini seiring inovasinya. Yang paling menonjol adalah upaya penggunaan-berulang roket ini, setidaknya sebagian diantaranya. Dengan penggunaan-berulang maka ongkos penerbangan antariksa bisa ditekan cukup drastis, mengingat secara teknis pengguna tinggal mengganti biaya bahan bakar-pengoksid dan biaya-biaya ujicoba teknis. Berbeda dengan roket-roket klasik, dimana selain biaya tersebut pengguna masih dibebani ongkos pembangunan roket yang selangit mahalnya. Sebab roket-roket klasik hanyalah sekali pakai untuk kemudian dibuang tanpa bisa dipergunakan lagi.

Gambar 10. Rekaman video telemetri saat-saat roket Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 mengangkasa pada 14 Agustus 2016 TU silam, yang mengantar muatan satelit komunikasi JCSAT-16 ke orbit geostasioner. Kiri: lowerstage Falcon 9 Full Thrust saat sedang mengurangi kecepatan di ketinggian menggunakan 3 dari 9 mesin roketnya. Nampak salah satu dari 4 sirip berongganya sedang bekerja menyetabilkan badan roket secara aerodinamis. Kanan: mesin roket upperstage Falcon 9 Full Thrust menyala penuh mendorong muatannya. Upperstage inilah yang jatuh dalam peristiwa Sumenep 44 hari pasca lepas landas. Sumber: SpaceX, 2016.

Gambar 10. Rekaman video telemetri saat-saat roket Falcon 9 Full Thrust penerbangan 28 mengangkasa pada 14 Agustus 2016 TU silam, yang mengantar muatan satelit komunikasi JCSAT-16 ke orbit geostasioner. Kiri: lowerstage Falcon 9 Full Thrust saat sedang mengurangi kecepatan di ketinggian menggunakan 3 dari 9 mesin roketnya. Nampak salah satu dari 4 sirip berongganya sedang bekerja menyetabilkan badan roket secara aerodinamis. Kanan: mesin roket upperstage Falcon 9 Full Thrust menyala penuh mendorong muatannya. Upperstage inilah yang jatuh dalam peristiwa Sumenep 44 hari pasca lepas landas. Sumber: SpaceX, 2016.

Roket Falcon 9 Full Thrust merupakan roket bertingkat dua (dua tahap) setinggi 70 meter dan berdiameter 3,66 meter yang tidak menggunakan roket-bantu pendorong (booster). Berbobot 549 ton pada saat diluncurkan, Falcon 9 Full Thrust mampu mengantar muatan ke manapun dengan bobot maksimal 22,8 ton untuk orbit rendah dan 8,3 ton untuk orbit geostasioner. Tingkat pertama atau lowerstage Falcon 9 Full Thrust merupakan bagian yang dapat digunakan-berulang. Ia memiliki tinggi 41,2 meter dan bobot 409,5 ton dalam keadaan terisi penuh bahan bakar dan pengoksid. Bahan bakarnya adalah RP-1 atau kerosene (minyak tanah), sementara pengoksidnya berupa Oksigen cair. Di pantatnya terpasang 9 mesin roket Merlin pada  konfigurasi oktaweb. Lowerstage Falcon 9 Full Thrust juga membawa gas Nitrogen dingin yang mencukupi untuk keperluan manuver di antariksa,  4 sirip berongga sebagai perlengkapan kendali permukaan dan sistem pendaratan berwujud 4 kaki pendarat.

Saat lepas landas, roket Falcon 9 Full Thrust  terbang dengan kecepatan penuh hingga menjangkau ketinggian 80 kmdengan kecepatan 13.000 km/jam sebelum kemudian mengalami pemisahan (separasi) antara lowerstage dengan upperstage. Lowerstage Falcon 9 Full Thrust lantas terbang hingga ketinggian 140 km sebelum kemudian mesinnya dimatikan. Selanjutnya ia bermanuver agar posisinya berubah menuju titik pendaratan. Saat lowerstage Falcon 9 Full Thrust kemudian tiba di ketinggian 70 km, 3 dari 9 mesin roketnya kembali dinyalakan. Kali ini mengemban tugas sebagai retro roket untuk mengerem.  Dengan demikian kecepatannya pun berkurang dari semula 4.700 km/jam menjadi 900 km/jam. Dari titik itu giliran 4 sirip berongga mengambil alih kendali selagi ketinggian lowerstage Falcon 9 Full Thrust kian menurun, demikian pula kecepatannya. Sirip-sirip itu memastikannya tetap stabil, layaknya layang-layang raksasa selama perjalanan menuruni lapisan-lapisan udara yang lebih rendah dan padat. Barulah setelah mendekati titik pendaratannya, 1 dari 9 mesin roketnya kembali dinyalakan untuk memperlambat. Beberapa detik kemudian 4 kaki pendaratnya pun direntangkan. Sehingga lowerstage Falcon 9 Full Thrust akan mendarat secara vertikal dengan kecepatan pendaratan hanya 7 km/jam.  Seluruh prosesn ini terjadi tak lebih dari 10 menit pasca lepas landas.

Gambar 11. Gambaran artis upperstage Falcon 9 Full Thrust saat mendorong muatan satelit komunikasinya. Berbeda dengan lowerstagenya, upperstage Falcon 9 Full Thrust hanya sekali pakai untuk kemudian dibuang. Sumber: SpaceX, 2016.

Gambar 11. Gambaran artis upperstage Falcon 9 Full Thrust saat mendorong muatan satelit komunikasinya. Berbeda dengan lowerstagenya, upperstage Falcon 9 Full Thrust hanya sekali pakai untuk kemudian dibuang. Sumber: SpaceX, 2016.

Sebaliknya tingkat kedua atau upperstage Falcon 9 Full Thrust hanyalah sekali pakai, tidak bisa digunakan berulang. Ia ditenagai oleh bahan bakar dan pengoksid yang sama dengan lowerstage Falcon 9 Full Thrust, namun hanya memiliki 1 mesin roket dipantatnya yang juga bisa dinyalakan ulang kala terbang. Beberapa detik setelah separasi, mesin roket ini dinyalakan sehingga upperstage Falcon 9 Full Thrust akan mendorong muatannya menuju ke orbit parkir di dekat orbit tujuan. Begitu tugasnya selesai, maka muatan pun dilepas dan upperstage Falcon 9 Full Thrust berubah menjadi sampah antariksa. Bergantung kepada orbit parkir muatannya, sampah antariksa ini bisa bertahan berminggu-minggu hingga berbulan-bulan di langit sebelum kemudian masuk-kembali ke atmosfer dan jatuh ke Bumi. Praktik ini sejatinya umum dilakukan dalam industri penerbangan antariksa, jadi tidak terbatas hanya pada SpaceX saja.

Referensi.

Joseph Remis. 2016. komunikasi personal.

TS Kelso. 2016. Two Line Element: Object 41730 in NORAD. komunikasi personal.

Thomas Djamaluddin. 2016. komunikasi personal.

Elka Firmanda. 2016. komunikasi personal.

Spaceflight101.com. Falcon 9 FT (Falcon 9 v1.2).

McLaughlan & Grimes-Ledesma. 2011. Composite Overwrapped Pressure Vessel, A Primer. Lyndon B. Johnson Space Center, NASA

Lintasan Bangkai Satelit GOCE di atas Indonesia pada 10-11 November 2013

Seperti diketahui, satelit penyelidik Bumi bernama GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) telah berakhir masa tugasnya dan berubah menjadi bangkai satelit mulai 21 Oktober 2013 lalu seiring habisnya bahan bakar Xenon-nya. Semenjak itu orbit bangsa satelit ini mulai berubah secara gradual dan terus menurun dari hari ke hari sehingga bakal segera jatuh ke paras Bumi dalam waktu dekat. Karena tak dirancang untuk menjalani penjatuhan terkendali, maka kapan dan dimana bangkai satelit ini bakal jatuh menjadi sangat sulit diprediksi. Paling tidak baru dalam 24 jam sebelum kejadiannya, barulah titik kejatuhannya bisa diprediksi dengan lebih baik.

Gambar 1. Sebuah bangkai satelit dalam tahap awal kejatuhannya, nampak pijaran api terang menyala laksana meteor. Sumber: NASA/ESA, 2013.

Gambar 1. Sebuah bangkai satelit dalam tahap awal kejatuhannya, nampak pijaran api terang menyala laksana meteor. Sumber: NASA/ESA, 2013.

Sebuah satelit buatan yang mengorbit Bumi senantiasa memiliki mesin roket internal untuk beragam keperluan, mulai dari kendali sikap hingga menjaga ketinggian orbitnya tetap stabil. Pada umumnya mesin roket tersebut merupakan mesin konvensional dengan bahan bakar hidrazin yang dikenal sangat beracun dan bisa menyebabkan kematian bila seseorang terpapar, meski dalam jumlah kecil. Hidrazin inilah yang membuat peristiwa jatuhnya sebuah bangkai satelit menjadi cukup berbahaya bagi manusia, terutama bila ada bagian yang masih tersisa dan menumbuk paras Bumi setelah menembus atmosfer sehingga potensi kontaminasi lingkungan oleh hidrazin terbuka lebar. Untungnya bangkai satelit GOCE tidak demikian. Ia menggunakan mesin roket futuristis yakni mesin ion yang ditenagai bahan bakar eksotik yang tak kalah futuristis-nya, yakni Xenon. Dan tak seperti hidrazin, Xenon tidak bersifat racun. Sebagai unsur anggota golongan gas mulia, Xenon dikenal sangat sulit bereaksi dengan substansi lain terkecuali dalam kondisi khusus yang sangat sulit terjadi secara alamiah. Karena itu tak ada bahaya peracunan dari bangkai GOCE.

Dalam persepsi umum, jatuhnya sebuah bangkai satelit ke paras Bumi adalah sangat mengerikan. Namun sesungguhnya tidak demikian. Saat bangkai satelit berjuang menembus atmosfer Bumi, ia akan mengalami nasib serupa dengan meteoroid. Melejit pada kecepatan yang sangat tinggi (yakni lebih dari 8 kilometer/detik), bangkai satelit akan terpanaskan hebat dan terpecah-belah menampilkan panorama mirip meteor di langit. Namun begitu tetap tersisa bagian-bagian yang tahan panas sehingga mampu bertahan dan selanjutnya bakal mencium Bumi dengan kecepatan masih terhitung tinggi, sekitar 100 meter/detik atau lebih. Bangkai satelit GOCE pun bakal demikian. Dengan massa 1 ton lebih, diperkirakan ada sekitar 250 kilogram bagian GOCE yang tetap bertahan kala menembus atmosfer dalam wujud kepingan-kepingan sebanyak setidaknya 50 keping, sehingga setiap keping bermassa rata-rata 5 kilogram. Dengan menerapkan persamaan energi kinetik, maka kita akan mendapatkan energi tumbuk rata-rata tiap keping ke paras Bumi sebesar 25 kiloJoule. Energi ini setara dengan yang terkandung dalam 6 gram bahan peledak, sehingga cukup mampu mengagetkan manusia namun masih jauh dari cukup guna menghancurkan bangunan. Jadi hantaman tiap keping bangkai GOCE mungkin bisa disetarakan dengan ledakan sebutir petasan besar. Maka sepanjang tidak menghantam tubuh manusia secara langsung, sejatinya potensi kerusakan akibat jatuhnya keping-keping bangkai GOCE adalah kecil.

Gambar 2. Bangkai satelit saat kejatuhannya dalam tahap lebih kemudian, nampak pijaran api telah berubah menjadi hamburan keping-keping berpijar laksana semburan debu menyala-nyala. Kecuali bagian yang tahan panas, seluruh keping berpijar ini bakal musnah di atmosfer Bumi. Sumber: NASA/ESA, 2013.

Gambar 2. Bangkai satelit saat kejatuhannya dalam tahap lebih kemudian, nampak pijaran api telah berubah menjadi hamburan keping-keping berpijar laksana semburan debu menyala-nyala. Kecuali bagian yang tahan panas, seluruh keping berpijar ini bakal musnah di atmosfer Bumi. Sumber: NASA/ESA, 2013.

Indonesia

Berdasarkan data TLE (two line element) GOCE hasil observasi terhadap bangkai satelit ini hingga 8 November 2013, maka Corbellini memperkirakan bangkai GOCE bakal memasuki lapisan atmosfer pada titik setinggi 120 kilometer dari paras Bumi pada 10 November 2013 pukul 18:42 WIB, namun dengan ketidakpastian hingga 20 jam. Sehingga bangkai GOCE pada galibnya dapat memasuki titik tersebut dalam rentang waktu kapan saja di antara Sabtu 9 November 2013 pukul 22:42 WIB hingga Senin 11 November 2013 pukul 07:42 WIB. Pada 10 November 2013 pukul 18:42 WIB, bangkai GOCE akan berposisi di atas koordinat 64,4 LU 105 BT yang secara geografis terletak di pedalaman Rusia bagian tengah. Namun dengan ketidakpastian yang masih merentang hingga 20 jam, pada dasarnya bangkai GOCE dapat jatuh dimana saja di antara garis lintang 83,5 LU (dekat kutub utara) hingga 83,5 LS (dekat kutub selatan).

Bagaimana dengan Indonesia? Sepanjang rentang waktu 9 November 2013 22:42 WIB hingga 11 November 2013 07:42 WIB, bangkai GOCE akan lewat di atas Indonesia hingga tujuh kali. Setiap perlintasan hanya berlangsung dalam waktu 5-6 menit. Pada dasarnya hanya di titik-titik yang berada di dalam lintasan inilah bangkai GOCE berpeluang jatuh di Indonesia. Beberapa kota penting yang dilintasinya adalah Ambon (Maluku) pada 10 November 2013 pagi, Samarinda (Kalimantan Timur) dan Denpasar (Bali) pada 11 November 2013 pagi masing-masing hanya berselisih 2 menit, serta Gorontalo (Gorontalo) pada 10 November 2013 malam. Berikut petanya.

Gambar 4. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 10 hingga 11 November 2013 pagi berdasarkan TLE GOCE 8 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis merah. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya "10/11/2013; 5:58" berarti lintasan dimulai pada 10  November 2013 pukul 05:58 WIB di titik utara (garis lintang 10 LU) dan berakhir di titik selatan (garis lintang 12 LS) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Gambar 3. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 10 hingga 11 November 2013 pagi berdasarkan TLE GOCE 8 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis merah. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya “10/11/2013; 5:58” berarti lintasan dimulai pada 10 November 2013 pukul 05:58 WIB di titik utara (garis lintang 10 LU) dan berakhir di titik selatan (garis lintang 12 LS) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

z

Gambar 5. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 10 November 2013 malam berdasarkan TLE GOCE 8 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis biru. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya "10/11/2013; 19:50" berarti lintasan dimulai pada 10  November 2013 pukul 19:50 WIB di titik selatan (garis lintang 12 LS) dan berakhir di titik utara (garis lintang 10 LU) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Gambar 5. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 10 November 2013 malam berdasarkan TLE GOCE 8 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis biru. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya “10/11/2013; 19:50” berarti lintasan dimulai pada 10 November 2013 pukul 19:50 WIB di titik selatan (garis lintang 12 LS) dan berakhir di titik utara (garis lintang 10 LU) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Catatan : peta dibuat berdasarkan data TLE (two-line element) bangkai GOCE per 8 November 2013. Seiring waktu, maka prediksi lintasan bangkai satelit GOCE dengan data TLE baru bakal bergeser sedikit di sebelah barat/timur dari prediksi lintasan yang disajikan dalam peta ini.

(Satelit) “Gravity” Bersiap Mencium Bumi

Sudah nonton film “Gravity”? Jika belum, silahkan pergi ke bioskop terdekat dan tontonlah film fiksi ilmiah menarik yang dibintangi aktris senior Sandra Bullock dan George Clooney ini. Singkatnya, “Gravity” adalah film psikologis yang berkisah akan perjuangan hidup mati sepasang astronot kala bertugas memperbaiki teleskop antariksa Hubble namun mendadak menjumpai dirinya harus terkatung-katung di langit seiring rusaknya pesawat ulang alik mereka akibat gempuran sampah antariksa. Kehilangan jalur komunikasi dengan Bumi, mereka melayang ke stasiun antariksa terdekat, yakni stasiun antariksa internasional (ISS), dengan harapan bisa mendapat tumpangan pulang. Apa lacur, ISS ikut rusak oleh gempuran sampah antariksa dan sekoci antariksanya, yakni wahana Soyuz, telah penuh dimuati astronot lain. Sementara sekoci satunya lagi rusak sebagian sehingga tak bisa dipakai mendarat ke Bumi, namun masih berfungsi untuk pergi ke stasiun antariksa Cina: Tiangong. Dan beruntung Tiangong masih menggandeng wahana Shenzou yang bisa digunakan sebagai sekoci. Dengan Shenzou inilah Dr. Stone (diperankan Sandra Bullock) kembali lagi ke Bumi meski harus mendarat di danau terpencil di pedalaman Asia.

Geodesi

Meski baru dirilis awal Oktober 2013, “Gravity” sontak mendunia dan mencatatkan diri dalam box office. Film ini mencatatkan pendapatan hingga sebesar US $ 368,8 juta dalam tempo sebulan saja dan melampaui biaya pembuatannya yang ‘hanya’ US $ 100 juta. Meski lebih merupakan film psikologis yang menekankan perjuangan manusia untuk bertahan hidup dan tetap tabah di tengah kerasnya semesta pasca sebuah bencana, “Gravity” memberikan perspektif baru terkait potensi bahaya yang menghadang manusia kala terbang ke langit, yakni sampah antariksa. Ironisnya, sampah antariksa terjadi akibat ulah manusia pula khususnya dalam setengah abad terakhir yang gemar mengirim beraneka ragam satelit dan wahana antariksa lainnya ke langit, terutama ke lingkungan dekat Bumi, namun enggan memikirkan bagaimana membuang bangkainya saat usia pakainya sudah habis.

Gambar 1. Gambaran artis saat satelit GOCE bertugas di orbitnya dan sedang menyalakan salah satu dari kedua mesin ionnya. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Gambar 1. Gambaran artis saat satelit GOCE bertugas di orbitnya dan sedang menyalakan salah satu dari kedua mesin ionnya. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Entah kebetulan atau tidak, bersamaan dengan melambungnya “Gravity”, sebuah satelit yang menyandang namanya telah menjadi sampah antariksa dan sedang bersiap untuk jatuh dari langit. Satelit itu bernama lengkap GOCE, akronim dari Gravity-field and steady-state Ocean Circulation Explorer. Penyelidik medan gravitasi Bumi dengan akurasi yang belum pernah dicapai program antariksa lainnya ini tak bisa lagi dikendalikan manusia setelah kehabisan bahan bakar Xenon-nya semenjak 21 Oktober 2013 lalu. Dan karena mengorbit Bumi pada ketinggian cukup rendah dibanding satelit-satelit orbit rendah lainnya, maka tak butuh waktu lama baginya untuk kembali jatuh ke Bumi. Saat ini diprediksikan bahwa GOCE bakal memasuki bagian atmosfer Bumi yang lebih padat pada 8 November 2013 mendatang dan seperempat bagian GOCE bakal tetap utuh untuk kemudian jatuh mencium permukaan Bumi.

Satelit GOCE dibangun badan antariksa Eropa (ESA) dengan tujuan untuk menyelidiki medan gravitasi Bumi dalam lingkup global pada akurasi yang tak pernah diperoleh sebelumnya. GOCE dilengkapi dengan instrumen gradiometer dan pemantul laser guna memetakan medan gravitasi hingga tingkat akurasi 1 miliGal (0,00001 g, g = percepatan gravitasi Bumi rata-rata) pada resolusi spasial kurang dari 100 km. Selain itu GOCE juga bertujuan untuk membantu menentukan model geoid, yakni model bentuk Bumi yang khas dengan mendasarkan pada permukaan laut rata-rata, dengan tingkat akurasi hingga 1 atau 2 cm, juga pada resolusi spasial kurang dari 100 km. Dengan tujuan seperti itu jelas bahwa GOCE adalah satelit geodesi yang bakal membantu kita memahami dinamika interior Bumi dengan lebih baik khususnya yang terkait lapisan litosfer dan selubung (mantel) Bumi. Misalnya komposisi selubung serta proses subduksi dan pengangkatan (uplift) lempeng-lempeng tektonik. Selain itu GOCE juga bakal membantu kita lebih memahami dinamika arus laut global dan ketebalan lembaran-lembaran es di kutub berikut pergerakannya.

GOCE dirakit oleh perusahaan Thales AleniaSpace dan EADS Astrium dalam bentuk tabung sepanjang 5,3 meter yang dilengkapi sayap-sayap panel surya sehingga lebarnya 2,3 meter. Panel surya tersebut mampu memasok tenaga listrik hingga 1.600 watt. Secara keseluruhan GOCE berbobot 1.077 kilogram dan memuat 40 kilogram Xenon sebagai bahan bakar bagi mesin ion-nya. Untuk kepentingan komunikasi, GOCE memiliki kemampuan untuk mengirim data ke Bumi hingga 1,2 Mbit/detik dengan menggunakan frekuensi 2 GHz. Sebaliknya kemampuannya untuk menerima data dari pengendalinya di Bumi hanya maksimum 4 kbit/detik. Agar misinya berjalan dengan lancar, GOCE harus mengorbit Bumi pada di bawah ketinggian 270 kilometer. Ini jauh lebih rendah ketimbang ketinggian satelit-satelit orbit rendah lainnya yang umumnya antara 300 hingga 600 kilometer. Agar panel suryanya berfungsi maksimal, GOCE pun harus mengorbit Bumi dalam kondisi tersinkron dengan Matahari, sehingga terus mendapat pancaran sinarnya tanpa terputus. Pada ketinggian itu molekul-molekul udaranya masih lebih rapat ketimbang di ketinggian lebih dari 300 km. Akibatnya GOCE mengalami pergesekan dengan molekul-molekul udara lebih intensif dan terus-menerus sehingga kecepatannya terus berkurang, yang berimbas pada turunnya orbitnya. Karena itu GOCE harus menyalakan mesin ionnya secara teratur guna mempertahankan kecepatannya sehingga tetap bertahan di orbitnya. Sebagai konsekuensinya GOCE dirancang hanya bekerja efektif selama 20 bulan saja.

Jatuh

Gambar 2. Bumi mirip kentang, gambaran model geoid terkini berdasarkan data-data medan gravitasi Bumi hasil observasi satelit GOCE. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Gambar 2. Bumi mirip kentang, gambaran model geoid terkini berdasarkan data-data medan gravitasi Bumi hasil observasi satelit GOCE. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Pada kenyataannya satelit GOCE akhirnya diterbangkan melalui kosmodrom Plesetsk (Rusia) pada 17 Maret 2009 dengan digendong roket Rockot. GOCE lantas mengorbit Bumi dengan orbit setinggi antara 223 hingga 232 kilometer pada inklinasi (sudut antara bidang orbit GOCE dan bidang ekuator Bumi) sebesar 96,5 derajat sehingga tersinkron dengan Matahari. Dengan orbit tersebut, satelit ini mengelilingi Bumi setiap 89 menit sekali. Dan setiap 61 hari sekali satelit GOCE melintasi titik yang sama di muka Bumi. Dan berbeda dengan perencanaannya, satelit GOCE ternyata mampu bertahan hingga 55 bulan di orbitnya, atau dua kali lipat lebih lama dibanding rencananya. Sepanjang waktu itu GOCE berhasil memproduksi model medan gravitasi Bumi dalam lingkup global dan peta arus laut yang lebih detil. namun pencapaian GOCE yang paling mengesankan adalah keberhasilannya mendeteksi gelombang gempa akbar Jepang 11 Maret 2011 yang merambat ke udara pada kecepatan 300 hingga 1.500 meter/detik. Ini memberikan pemahaman baru tentang gempa sekaligus menjadikan GOCE sebagai seismometer pertama di antariksa.

Pada 18 Oktober 2013 ESA menyatakan bahan bakar Xenon di GOCE telah amat menipis sehingga tekanannya sudah turun di bawah batas 2,5 bar. Akibatnya mesin ion GOCE tak lagi mendapat suplai bahan bakar mencukupi. Maka dalam tiga hari berikutnya ESA pun mendeklarasikan berakhirnya tugas GOCE sehingga satelit itu berubah menjadi bangkai satelit, bagian dari sampah antariksa. Tanpa kerja mesin ion, bangkai GOCE kian melambat sehingga orbitnya terus menurun menuju lapisan-lapisan atmosfer yang lebih rendah dan lebih padat. Akibatnya gesekan yang dideritanya kian membesar sehingga penurunan kecepatannya kian meningkat yang berakibat pada kian intensifnya penurunan ketinggiannya. Jika ketinggian orbit bangkai GOCE telah menyentuh angka 120 km, maka gesekan udara spontan melonjak hebat sehingga ia bakal memasuki lapisan atmosfer yang lebih rendah dengan kecepatan tinggi sehingga berpijar membara layaknya meteor. Sebagian besar struktur bangkai GOCE bakal menguap, namun seperempat bagian diantaranya (dengan massa sekitar 250 kilogram) bakal tetap utuh dan mencium muka Bumi dalam 40 hingga 50 keping. Sehingga berat rata-rata tiap keping sampah antariksa yang diproduksinya antara 5 hingga 6 kilogram.

Sedihnya, karena tergolong peristiwa jatuhnya sampah antariksa yang tak terkendali (uncontrolled re-entry), maka kapan waktu kejatuhan bangkai GOCE dan dimana koordinat titik jatuhnya tak bisa diketahui secara pasti sejak dini, kecuali pada saat-saat terakhir. Kapan sebuah sampah antariksa bakal jatuh kembali ke Bumi memang sangat bergantung pada dinamika lapisan atmosfer, khususnya pada ketinggian lebih dari 120 kilometer. Secara umum dinamika itu bergantung kepada aktivitas Matahari. Sehingga kala aktivitas Matahari memuncak dalam setiap siklusnya maka jatuhnya sampah antariksa akan lebih cepat terjadi seiring mengembangnya lapisan atmosfer. Dan sebaliknya kala aktivitas Matahari minimal, maka sampah antariksa bakal lebih lambat jatuh karena atmosfer mengempis. Namun bagaimana sebenarnya faktor-faktor yang mempengaruhi jatuhnya sampah antariksa sehingga prediksi bisa dilakukan dengan ketelitian tinggi dari detik ke detik belum jelas benar. Sejauh ini prediksi lokasi jatuhnya sebuah sampah antariksa dengan tingkat ketelitian tinggi hanya bisa diperoleh dalam 24 jam sebelum sampah tersebut benar-benar jatuh.

Indonesia

Gambar 3. Sampah antariksa yang terpecah belah dan terbakar saat sedang menembus atmosfer Bumi yang lebih padat. Bangkai satelit GOCE pun bakal bernasib seperti ini. Namun seperempat bagiannya cukup tahan panas sehingga bakal tetap bertahan saat menembus atmosfer dan bakal jatuh mencium muka Bumi di titik kejatuhannya. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Gambar 3. Sampah antariksa yang terpecah belah dan terbakar saat sedang menembus atmosfer Bumi yang lebih padat. Bangkai satelit GOCE pun bakal bernasib seperti ini. Namun seperempat bagiannya cukup tahan panas sehingga bakal tetap bertahan saat menembus atmosfer dan bakal jatuh mencium muka Bumi di titik kejatuhannya. Sumber: Spaceflight101.com, 2013.

Hal yang sama juga berlaku bagi bangkai GOCE. Kita bisa melihat bagaimana prediksi jatuhnya satelit ini benar-benar bervariasi dari waktu ke waktu. Pada 27 Oktober 2013, simulasi Simone Corbellini melalui elemen posisi satelit (TLE : two-line element) GOCE berdasarkan hasil pengamatan saat itu menunjukkan bangkai GOCE bakal jatuh per 8 November 2013 pukul 06:10 WIB dengan titik jatuh di Australia bagian tengah, namun dengan nilai ketidakpastian hingga 84 jam. Simulasi serupa dengan TLE hasil pengamatan hingga 29 Oktober 2013 menghasilkan prediksi berbeda, dimana bangkai GOCE diperkirakan bakal jatuh pada 10 November 2013 pukul 14:50 WIB di Rusia bagian utara, dengan ketidakpastian sedikit mengecil menjadi 78 jam. Dan prediksi terbaru di 1 November 2013, menggunakan data hasil pengamatan pada tanggal yang sama, menunjukkan bangkai GOCE mungkin bakal jatuh pada 8 November 2013 pukul 13:38 WIB di tengah-tengah Samudera Pasifik, dengan ketidakpastian lebih menyempit lagi menjadi 45 jam.

Jika menggunakan prediksi 1 November 2013 tersebut, maka bangkai GOCE berpotensi jatuh ke Bumi pada waktu kapan saja di antara 6 November 2013 16:38 WIB hingga 10 November 2013 03:38 WIB. Titik jatuhnya bangkai GOCE bisa terjadi dimanapun di muka Bumi yang terletak di antara garis lintang 83,LU (dekat kutub utara) hingga 83,5 LS (dekat kutub selatan), khususnya di titik-titik yang terletak di sepanjang lintasan satelit tersebut.

Bagaimana dengan Indonesia? Sepanjang rentang waktu itu, bangkai GOCE bakal melintas di atas Indonesia sebanyak 14 kali, dimulai pada 6 November 2013 pukul 1:37 WIB dan berakhir pada 9 November 2013 pukul 19:29 WIB. Setiap perlintasan hanya berlangsung dalam waktu 5-6 menit. maka pada hakikatnya hanya di titik-titik yang berada di dalam lintasan inilah bangkai GOCE berpeluang jatuh di Indonesia. Berikut petanya.

Gambar 4. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 7 hingga 9 November 2013 pagi berdasarkan TLE GOCE 1 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis merah. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya "8/11/2013; 5:39" berarti lintasan dimulai pada tanggal 8 November 2013 pukul 05:39 WIB di titik utara (garis lintang 10 LU) dan berakhir di titik selatan (garis lintang 12 LS) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Gambar 4. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 7 hingga 9 November 2013 pagi berdasarkan TLE GOCE 1 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis merah. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari timurlaut ke barat daya. Tiap lintasan memiliki label, misalnya “8/11/2013; 5:39” berarti lintasan dimulai pada tanggal 8 November 2013 pukul 05:39 WIB di titik utara (garis lintang 10 LU) dan berakhir di titik selatan (garis lintang 12 LS) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Gambar 5. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 6 hingga 9 November 2013 malam berdasarkan TLE GOCE 1 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis biru. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari tenggara ke barat laut. Tiap lintasan memiliki label, misalnya "6/11/2013; 17:37" berarti lintasan dimulai pada tanggal 6 November 2013 pukul 17:37 WIB di titik selatan (garis lintang 12 LS) dan berakhir di titik utara (garis lintang 10 LU) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Gambar 5. Peta lintasan bangkai GOCE di atas Indonesia pada 6 hingga 9 November 2013 malam berdasarkan TLE GOCE 1 November 2013. Lintasan bangkai satelit GOCE diperlihatkan oleh garis biru. Dalam tiap lintasannya, bangkai GOCE bakal bergerak cepat dari tenggara ke barat laut. Tiap lintasan memiliki label, misalnya “6/11/2013; 17:37” berarti lintasan dimulai pada tanggal 6 November 2013 pukul 17:37 WIB di titik selatan (garis lintang 12 LS) dan berakhir di titik utara (garis lintang 10 LU) pada 5-6 menit kemudian. Sumber : Sudibyo, 2013 dengan data dari Corbellini, 2013.

Catatan : peta dibuat berdasarkan data TLE (two-line element) bangkai GOCE per 1 November 2013. Seiring waktu, maka prediksi lintasan bangkai satelit GOCE dengan data TLE baru bakal bergeser sedikit di sebelah barat/timur dari prediksi lintasan yang disajikan dalam peta ini.

Referensi :

1. TLE GOCE satellite, per 1 Nov 2013, http://www.tle.info.
2. Corbellini, 2013, http://satflare.com.
3. GOCE Re-entry, http://www.spaceflight101.com.