SURABAYA ( LENTERA ) - Sampah antariksa menjadi salah satu persoalan yang semakin serius seiring padatnya aktivitas manusia di orbit Bumi. Benda-benda yang sudah tidak berfungsi, seperti satelit mati, bagian roket, dan serpihan hasil tabrakan, terus mengitari Bumi dengan kecepatan sangat tinggi.
Masalahnya, membersihkan sampah di luar angkasa jauh lebih rumit daripada mengangkut sampah di permukaan Bumi. Di orbit rendah Bumi atau Low Earth Orbit (LEO), benda-benda tersebut dapat melaju hingga sekitar 28.000 kilometer per jam. Kecepatan tinggi membuat serpihan berukuran kecil sekalipun mampu merusak atau menghancurkan wahana antariksa ketika terjadi tumbukan. NASA menyebut benda-benda sampah antariksa dapat bergerak hingga 18.000 mil per jam atau sekitar 29.000 kilometer per jam.
Jumlahnya juga terus bertambah. Badan Antariksa Eropa (ESA) memperkirakan terdapat lebih dari 1,2 juta objek sampah antariksa berukuran lebih dari satu sentimeter yang mengorbit Bumi. Lebih dari 50.000 di antaranya berukuran lebih dari 10 sentimeter. Dari sekitar 40.000 objek yang saat ini dilacak jaringan pemantauan antariksa, sekitar 11.000 merupakan satelit aktif.
NASA memperkirakan terdapat hampir 6.000 ton material di orbit rendah Bumi. Padatnya objek tersebut meningkatkan risiko tabrakan yang dapat menghasilkan serpihan baru. Jika berlangsung berulang, fenomena ini dapat memicu Kessler Syndrome, yakni skenario ketika tabrakan berantai membuat orbit tertentu semakin dipenuhi puing sehingga sulit digunakan untuk aktivitas antariksa.
Beberapa kejadian telah memperburuk persoalan tersebut. Salah satunya adalah penghancuran satelit cuaca Fengyun-1C milik China pada 2007. Dua tahun kemudian, satelit komunikasi Iridium 33 milik Amerika Serikat bertabrakan dengan satelit Kosmos 2251 milik Rusia. NASA menyebut dua peristiwa tersebut saja meningkatkan populasi puing orbit berukuran besar sekitar 70 persen.
Karena itu, para peneliti mengembangkan berbagai teknologi untuk menangkap, memperlambat, atau mengarahkan sampah antariksa agar keluar dari orbit. Berikut sejumlah konsep yang menarik.
Material Terinspirasi Kaki Tokek
Salah satu pendekatan yang menarik datang dari penelitian yang terinspirasi kemampuan kaki tokek menempel pada berbagai permukaan.
Peneliti Jerman dari Technical University of Braunschweig pernah menguji material sintetis yang disebut Gecko material dalam kondisi mikrogravitasi. Material tersebut dirancang menyerupai struktur rambut mikroskopis pada kaki tokek sehingga mampu menghasilkan gaya adhesi tanpa menggunakan lem. Tujuannya adalah membantu wahana antariksa menempel atau melakukan docking dengan objek yang sudah tidak berfungsi.
Konsep serupa terus dikembangkan dalam penelitian robotika antariksa. ESA, misalnya, mengembangkan sistem GRASP yang menggunakan lengan robot dengan bantalan perekat terinspirasi kaki tokek.
ESA menjelaskan bahwa perekat tersebut memanfaatkan struktur mikroskopis yang menghasilkan adhesi melalui gaya Van der Waals. Keuntungannya, material itu tidak membutuhkan lem atau daya isap, tidak meninggalkan residu, dan dapat ditempelkan serta dilepaskan berulang kali.
Teknologi semacam ini penting karena sampah antariksa tidak selalu berbentuk teratur. Satelit mati dapat berputar secara tidak terkendali sehingga wahana pembersih harus mampu melakukan pendekatan dan mencengkeram objek tanpa membuatnya pecah menjadi serpihan baru.
Lengan Robot seperti Tentakel
Teknologi berikutnya menggunakan lengan robot fleksibel yang bekerja seperti tentakel.
ESA telah mengembangkan berbagai konsep robotic arm untuk menangkap objek yang tidak kooperatif. Salah satu pendekatannya adalah lengan fleksibel yang dapat mengelilingi atau merangkul target sebelum melakukan penangkapan.
Konsep tersebut penting karena wahana antariksa yang sudah menjadi sampah tidak dapat diperintah untuk berhenti berputar atau mengubah posisi. Robot pembersih harus menyesuaikan diri dengan pergerakan target.
Dalam proyek GRASP, ESA bahkan menggabungkan lengan robot dengan material perekat yang terinspirasi kaki tokek. Sistem tersebut diuji untuk mensimulasikan bagaimana sebuah wahana pengejar dapat mendekati dan menangkap objek di lingkungan yang menyerupai mikrogravitasi.
ESA juga sudah mengambil langkah lebih jauh melalui ClearSpace-1, misi yang dirancang untuk mendemonstrasikan pengambilan sampah antariksa dari orbit. Wahana pengejar akan menggunakan empat lengan robot untuk menangkap bagian roket yang sudah tidak berfungsi, kemudian membawa objek tersebut menuju atmosfer untuk dibakar saat masuk kembali.
Harpun untuk Menangkap Puing
Cara lain terdengar lebih sederhana yaitu menggunakan harpun.
Konsepnya adalah menembakkan semacam tombak atau harpun ke objek sampah antariksa sehingga target dapat dikaitkan dengan wahana pembersih. Teknologi ini pernah diuji dalam misi demonstrasi RemoveDEBRIS yang melibatkan sejumlah metode penangkapan sampah antariksa.
Namun, penggunaan harpun bukan tanpa persoalan. Kesalahan perhitungan dapat membuat target pecah atau menghasilkan serpihan tambahan. Karena itu, teknologi penangkapan harus mempertimbangkan bentuk, massa, kecepatan rotasi, dan struktur objek yang menjadi sasaran.
Tantangan tersebut menggambarkan mengapa membersihkan orbit tidak sekadar persoalan "menangkap" sampah. Wahana pembersih juga harus memastikan benda yang berhasil ditangkap dapat dibawa keluar dari orbit dengan aman.
Laser untuk Memperlambat Sampah
Teknologi lainnya menggunakan laser.
Gagasannya bukan menembak sampah antariksa sampai hancur, melainkan memberikan energi pada permukaannya sehingga menghasilkan dorongan kecil yang secara bertahap mengubah orbit benda tersebut. Jika orbitnya diturunkan cukup jauh, hambatan atmosfer dapat membuat objek akhirnya masuk kembali ke atmosfer dan terbakar.
Konsep laser untuk membersihkan sampah antariksa telah lama menjadi objek penelitian. Pendekatan ini menarik karena tidak membutuhkan wahana yang harus melakukan kontak fisik dengan setiap serpihan.
Namun, teknologi laser menghadapi tantangan besar, mulai dari kebutuhan energi, ketepatan sasaran, pengendalian arah pancaran, hingga risiko jika energi yang diberikan justru menghasilkan fragmentasi objek.
Karena itu, laser lebih tepat dipandang sebagai salah satu konsep active debris removal yang masih memerlukan pengembangan dan pengujian, bukan teknologi yang sudah dapat digunakan untuk membersihkan seluruh orbit.
"Laso" Antariksa
Metode lain memanfaatkan medan magnet Bumi melalui electrodynamic tether.
Konsepnya menggunakan kabel konduktif yang dipasang pada wahana. Ketika kabel tersebut bergerak melintasi medan magnet Bumi, interaksi elektromagnetik dapat menghasilkan gaya yang mengubah momentum orbital.
Tujuannya adalah menurunkan orbit satelit atau objek yang sudah menyelesaikan masa operasinya sehingga akhirnya memasuki atmosfer dan terbakar.
Teknologi ini menarik karena tidak harus menggunakan bahan bakar roket dalam jumlah besar untuk melakukan deorbit. Namun, panjang kabel, pengendalian sistem, kondisi orbit, dan karakteristik objek tetap menjadi faktor yang menentukan keberhasilannya.
Meski berbagai teknologi terus dikembangkan, para ahli menilai pembersihan sampah antariksa saja tidak cukup. Pencegahan juga diperlukan agar jumlah sampah baru tidak terus bertambah.
ESA dalam laporan lingkungan antariksa terbarunya menekankan perlunya active debris removal untuk mencegah risiko Kessler Syndrome berkembang menjadi kondisi yang membuat orbit tertentu tidak lagi dapat digunakan.
NASA juga memasukkan keberlanjutan orbit sebagai bagian penting dalam strategi jangka panjang aktivitas antariksa. Badan tersebut memperingatkan bahwa sampah antariksa dapat membahayakan wahana, menghambat akses ke orbit, serta mengancam perkembangan ekonomi antariksa di masa depan.
Upaya itu mulai bergerak dari sekadar penelitian menuju misi nyata. ESA, misalnya, telah mengontrak ClearSpace untuk misi pembersihan orbit dan mengembangkan teknologi navigasi, kecerdasan buatan, serta lengan robot untuk mendekati objek yang bergerak tanpa kendali.
Dengan jumlah objek berukuran lebih dari satu sentimeter yang diperkirakan telah mencapai lebih dari 1,2 juta, tantangannya jelas bukan kecil. (far,ist/dya)
.jpg)
