Sindrom Kessler, Bencana Luar Angkasa di Orbit Rendah Bumi

Saat ini di orbit rendah Bumi dapat banyak puing-puing dari pecahan objek buatan manusia. Jika dibiarkan hal ini dapat terjadi tabrakan yang memicu Sindrom Kessler dengan reaksi berantai yang menabrak objek luar angkasa lainnya tanpa kendali.

Sebuah pesawat ruang angkasa yang terpasang di stasiun luar angkasa menyalakan mesinnya selama lima menit. Tujuannya untuk mengubah lintasan stasiun dan memindahkan laboratorium seukuran lapangan sepak bola itu dari bahaya.

ESA/ClearSpace

Menurut NASA jika stasiun luar angkasa itu tidak mengubah arahnya, puing-puing itu bisa saja lewat dalam jarak 2 ½ mil atau 4 kilometer dari jalur orbitnya. Jika puing-puing itu menghantam stasiun luar angkasa maka hal ini merupakan bencana.

Benturan itu mungkin telah menurunkan tekanan di beberapa bagian stasiun dan membuat para astronot bergegas untuk kembali ke ke Bumi. Yang lebih mengkhawatirkan, potensi tabrakan itu bukan kejadian yang langka.

Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) harus melakukan manuver serupa puluhan kali sejak pertama kali ditempati pada bulan November 2000. Risiko tabrakan meningkat setiap tahun karena jumlah objek yang mengorbit Bumi bertambah banyak.

Selama bertahun-tahun, para ahli lalu lintas antariksa membunyikan lonceng peringatan tentang meningkatnya kemacetan lalu lintas. Tabrakan, ledakan, dan uji coba senjata sebelumnya telah mengakibatkan puluhan ribu serpihan puing yang dilacak oleh ahli dan mungkin jutaan lainnya yang tidak dapat dilihat dengan teknologi terkini.

Meskipun risiko bagi astronot mungkin menjadi perhatian utama, kemacetan lalu lintas di orbit juga berbahaya bagi satelit dan teknologi berbasis antariksa yang mendukung kehidupan kita sehari-hari termasuk perangkat GPS serta beberapa layanan internet pita lebar, internet berkecepatan tinggi, dan televisi.

“Jumlah objek di antariksa yang telah kami luncurkan dalam empat tahun terakhir telah meningkat secara eksponensial,” kata Dr. Vishnu Reddy, seorang profesor ilmu planet di Universitas Arizona di Tucson. “Jadi, kita sedang menuju situasi yang selalu kita takuti,” tambahnya dikutip dari CNN.

Peristiwa yang dimaksud Reddy adalah fenomena hipotesis yang disebut Sindrom Kessler. Dinamai menurut astrofisikawan Amerika Donald Kessler dan berdasarkan makalah akademisnya tahun 1978, Sindrom Kessler sebagaimana istilah tersebut digunakan saat ini memiliki definisi yang tidak jelas.

 Namun, frasa tersebut secara umum menggambarkan skenario di mana puing-puing di luar angkasa memicu reaksi berantai. Satu ledakan mengirimkan gumpalan pecahan yang kemudian menabrak objek luar angkasa lainnya, sehingga menciptakan lebih banyak puing. Efek berjenjang tersebut dapat berlanjut hingga orbit Bumi begitu tersumbat oleh sampah sehingga satelit tidak dapat beroperasi dan eksplorasi luar angkasa harus terhenti total.

Para peneliti tidak sepakat tentang tingkat risiko saat ini dan kapan tepatnya kemacetan di luar angkasa dapat mencapai titik yang tidak dapat dikembalikan. Namun, ada konsensus luas tentang satu hal, lalu lintas di luar angkasa merupakan masalah serius yang sangat perlu ditangani.

Seberapa sering objek bertabrakan di luar angkasa? Sejak awal penerbangan antariksa pada tahun 1957, telah terjadi lebih dari 650 “pecahan, ledakan, tabrakan, atau peristiwa anomali yang mengakibatkan fragmentasi,” menurut Badan Antariksa Eropa (ESA).

Insiden tersebut mencakup satelit yang secara tidak sengaja bertabrakan satu sama lain, bagian roket dan pesawat ruang angkasa yang tiba-tiba meledak, dan uji coba senjata dari negara-negara termasuk Amerika Serikat, Rusia, India, dan Tiongkok yang telah memuntahkan puing-puing di berbagai ketinggian di orbit.

Rusia, misalnya, meluncurkan rudal ke salah satu satelitnya sendiri sebagai bagian dari uji coba senjata pada tahun 2021, yang menciptakan lebih dari 1.500 potongan puing yang dapat dilacak. Tabrakan besar terakhir yang tidak disengaja antara dua objek antariksa terjadi pada bulan Februari 2009.

Saat itu satelit militer Rusia yang mati, yang disebut Kosmos 2251, menabrak Iridium 33, satelit komunikasi aktif yang dioperasikan perusahaan telekomunikasi Iridium yang berbasis di AS. Peristiwa itu menghasilkan awan besar berisi hampir 2.000 keping puing yang berdiameter hampir 4 inci atau 10 sentimeter, dan ribuan keping yang lebih kecil.

ESA/ClearSpace

Peristiwa serupa dalam skala yang lebih kecil juga umum terjadi: satelit cuaca Angkatan Udara AS, misalnya, pecah di orbit pada 19 Desember, menciptakan sedikitnya 50 keping puing baru. LeoLabs, sebuah perusahaan yang melacak objek di luar angkasa, mengatakan pada hari Senin. Itu hanyalah yang terbaru dari serangkaian empat peristiwa “fragmentasi” selama beberapa bulan terakhir yang menciptakan lebih dari 300 keping sampah baru.

Bagi mereka yang mengelola satelit, kemacetan di luar angkasa bisa menjadi mimpi buruk. Merupakan hal yang umum bagi operator satelit untuk menerima selusin atau lebih peringatan per hari tentang potensi tabrakan. Proses pelacakan objek di orbit  disebut kesadaran situasional luar angkasa — melibatkan penelusuran kemungkinan “konjungsi,” atau pendekatan dekat antara dua entitas.

Dalam satu insiden tahun ini, misalnya, satelit cuaca NASA nyaris bertabrakan dengan roket Rusia yang sudah tidak beroperasi dengan jarak kurang dari 65 kaki (20 meter), menurut LeoLabs. Namun, risikonya mungkin lebih tinggi daripada yang dapat diprediksi oleh kesadaran situasional antariksa.

Sebagian besar, sebuah objek harus lebih besar dari bola tenis agar dapat dilacak. Objek yang tersisa terlalu kecil untuk memantulkan cahaya atau berada di area orbit yang jauh sehingga sulit diamati secara langsung. “Bahkan dengan sensor terbaik saat ini, ada batasan terhadap apa yang dapat ‘dilihat’ atau dilacak dengan andal, dan puing-puing antariksa yang lebih kecil sering kali tidak dapat dilacak,” kata Bob Hall, direktur proyek khusus di COMSPOC Corp., sebuah perusahaan perangkat lunak lalu lintas antariksa.

Namun, objek kecil tetap dapat menimbulkan ancaman yang signifikan. Di orbit, objek berputar sangat cepat sehingga bahkan setitik cat pun dapat menghancurkan logam, menurut NASA. Itu berarti setiap sampah yang tertinggal di antariksa sangat mengkhawatirkan dan berpotensi menimbulkan bencana. Ketinggian yang lebih tinggi, risiko yang lebih tinggi

Bagaimana reaksi berantai dari tabrakan di luar angkasa dapat terjadi masih belum jelas. Berbagai wilayah di orbit Bumi memiliki tingkat kepadatan dan risikonya sendiri. Orbit Bumi rendah, yang membentang hingga sekitar 1.200 mil atau 2.000 kilometer di atas permukaan planet, sejauh ini merupakan yang paling padat.

Area ini merupakan rumah bagi dua stasiun luar angkasa berawak dan konstelasi satelit besar yang memancarkan internet seperti jaringan SpaceX yang terdiri dari hampir 7.000 satelit Starlink memantau cuaca, mengamati produksi tanaman, atau menganalisis iklim. Jika riak ledakan terjadi di orbit Bumi rendah, hal itu dapat mengancam nyawa astronot, menghentikan peluncuran roket, dan menyebabkan hancurnya semua teknologi satelit yang ada di sana.

Kabar baiknya dalam skenario ini, jika memang ada, adalah bahwa kondisi bencana mungkin tidak akan berlangsung lama bagi generasi mendatang. “Kita masih memiliki sisa-sisa atmosfer di orbit rendah Bumi, jadi kita memiliki mekanisme pembersihan alami,” kata Carolin Frueh, seorang profesor madya aeronautika dan astronotika di Universitas Purdue di Indiana.

“Pada ketinggian sekitar 300 mil atau 500 kilometer, objek di orbit secara alami akan jatuh kembali ke Bumi atau hancur di atmosfer dalam waktu sekitar 25 tahun, kata Frueh. Hal ini menunjukkan bahwa medan puing pada jarak ini kemungkinan tidak akan mengancam akses ke luar angkasa bagi generasi mendatang.

Namun, gambarannya berubah dengan cepat pada orbit yang lebih tinggi. Pada ketinggian hampir 500 mil (800 kilometer), dibutuhkan setidaknya satu abad bagi sepotong puing untuk terseret keluar dari luar angkasa secara alami.

Pada ketinggian lebih dari 621 mil atau 1.000 kilometer, proses tersebut akan memakan waktu ribuan tahun. Itu berita buruk bagi orbit geosinkron wilayah sekitar 22.236 mil atau 35.786 kilometer dari permukaan Bumi yang merupakan rumah bagi satelit komunikasi senilai seperempat miliar dolar yang memancarkan TV dan layanan lain ke wilayah yang luas di dunia.

“Tempat paling berbahaya di mana (peristiwa seperti Sindrom Kessler) ini dapat terjadi adalah di GEO,” kata Reddy, peneliti Universitas Arizona. “Karena kita tidak memiliki cara untuk membersihkannya dengan cepat,” imbuhnya.

Bagaimana Tabrakan Terjadi

Film tahun 2013 “Gravity” membawa gagasan Sindrom Kessler ke layar lebar.Serangan rudal Rusia pada satelit yang mati memicu serangkaian tabrakan beruntun, menghasilkan awan sampah yang menghancurkan satelit dan pesawat ruang angkasa lainnya.

Namun, sementara drama dalam “Gravity” berlangsung selama satu setengah jam, skenario Sindrom Kessler di dunia nyata kemungkinan akan memakan waktu bertahun-tahun atau puluhan tahun untuk terjadi, kata para ahli.

Dan sejak film tersebut dirilis lebih dari satu dekade lalu, kepadatan di orbit meningkat pesat, Militer AS melacak sekitar 23.000 objek saat itu dibandingkan dengan 47.000 objek saat ini. Meskipun ada upaya berkelanjutan untuk menghitung di mana, kapan, dan bagaimana efek riak mungkin terjadi, itu adalah tugas yang mustahil, kata Frueh dari Purdue. hay