Menggunakan sinar matahari untuk menyelamatkan satelit dari nasib 'sampah luar angkasa' – Sains Terkini

Tidak ada satelit yang tetap sama setelah diluncurkan ke luar angkasa. Seberapa banyak perubahan itu dapat terjadi tanpa disadari – sampai sesuatu yang buruk terjadi.

Carolin Frueh adalah satu di antara segelintir peneliti yang tetap menggunakan teknik rumit yang dapat mendiagnosis masalah dari ribuan mil jauhnya berdasarkan bagaimana satelit memantulkan sinar matahari.

"Saat Anda sedang mengendarai mobil, Anda tidak bisa keluar dari mobil untuk memeriksa apakah ada sesuatu yang jatuh atau rusak. Tetapi Anda tahu bahwa mungkin ada masalah," kata Frueh (diucapkan "gratis"), sebuah asisten profesor di Sekolah Aeronautika dan Astronautika Universitas Purdue.

"Operator mungkin memperhatikan bahwa satelit tidak stabil atau tidak mengisi daya dengan benar. Perspektif luar dapat mengetahui apakah itu karena sesuatu terputus, atau jika panel atau antena tidak berorientasi dengan benar, misalnya."

Tidak mendiagnosis masalah meningkatkan kemungkinan kehilangan atau tidak mampu membangun kembali komunikasi dengan satelit. Ketika komunikasi terputus, satelit bisa menjadi serpihan puing yang bertahan di ruang angkasa selama ratusan tahun atau tanpa batas waktu kecuali jika dihilangkan secara aktif.

"Sampah antariksa" ini menimbulkan bahaya bagi pesawat ruang angkasa lainnya. Ada sekitar 100.000 keping puing yang lebih besar dari satu sen Bumi yang mengorbit, menurut basis data Komando Strategis A.S.


Ruang adalah ruang hampa yang segera memberi tekanan pada satelit. Transisi konstan antara kedalaman dingin bayangan Bumi dan panas terik matahari juga memakan waktu lama.

"Anda tahu segalanya tentang satelit ketika berada di tanah. Tetapi konfigurasi itu berubah karena, untuk membawa satelit ke atas, bagian-bagiannya harus dilipat. Begitu berada di luar angkasa, Anda ingin panel dibuka, berorientasi stabil ke arah matahari dan antena menunjuk ke arah Bumi, "kata Frueh.

"Semakin lama sebuah satelit di luar sana, semakin sedikit Anda tahu tentang itu."

Satelit hampir selalu diterangi oleh matahari, terlepas dari transisi pendek ke bayangan Bumi. Cahaya yang dipantulkan oleh satelit dapat membantu mengungkap solusi terhadap kegagalan fungsi struktural.

Metode ini membutuhkan teleskop di Bumi untuk mengumpulkan cahaya yang dipantulkan oleh satelit atau salah satu bagiannya. Karena satelit berada jauh, benda-benda ini mungkin hanya muncul sebagai titik putih bahkan pada gambar teleskop, mirip dengan bintang di langit malam.

Perubahan kecerahan "titik" dari waktu ke waktu dicatat sebagai kurva cahaya. Kurva ringan ini kemudian diproses dan digunakan untuk mengekstraksi informasi tentang penampilan objek atau keadaan rotasi.

Sebuah video yang menggambarkan penelitian ini di Purdue tersedia di YouTube di https://youtu.be/9SmhnwxmldA.

Kurva cahaya bisa menjadi cara yang lebih murah dan lebih praktis untuk mengidentifikasi masalah satelit dibandingkan dengan radar. Sementara radar dapat memperoleh citra satelit yang lebih terperinci jika kondisinya mendukung dan satelit berada pada ketinggian rendah, kurva cahaya dapat memberikan informasi tidak peduli seberapa jauh satelit itu dari permukaan bumi. Kurva cahaya juga secara pasif bergantung pada sinar matahari, sedangkan radar secara aktif menerangi suatu objek agar terlihat.

Semakin kompleks suatu objek, semakin sulit untuk memperkirakan atau memecahkan seperti apa objek tersebut menggunakan kurva cahaya. Hasilnya juga bisa ambigu; bagaimana jika komponen satelit hanya terlihat rusak karena itu memberikan bayangan pada dirinya sendiri?

Mengidentifikasi dan mengkarakterisasi objek buatan manusia dengan kurva cahaya sangat rumit secara matematis sehingga lebih banyak peneliti menggunakan teknik untuk mempelajari asteroid. Sebagai tubuh alami, asteroid memiliki bahan yang kurang beragam di permukaan dan lebih sedikit tepi yang tajam, membuat matematika agak lebih sederhana.

Tetapi bahkan sebagian jawaban dari kurva cahaya dapat memberikan informasi berharga tentang satelit.


Pada 2015, lab Frueh mengamati benda misterius yang dikenal sebagai "WT1190F" menggunakan teleskop Purdue Optical Ground Station. Dia dan kolaboratornya menemukan dari kurva cahaya dan pemodelan terkait bahwa objek itu hampir pasti buatan manusia dan kemungkinan kandidat untuk sepotong "Snoopy," modul bulan Apollo 10 yang hilang. Misi itu merupakan bagian dari uji coba menjelang pendaratan Apollo 11 pada tahun 1969, ketika Neil Armstrong berjalan di bulan.

Sebuah tim astronom mengkonfirmasi bahwa temuan itu menyarankan benda itu berasal dari Snoopy. Keberhasilan seperti ini menunjukkan bahwa meningkatkan identifikasi objek ruang dengan kurva cahaya mungkin sebanding dengan perjuangan.

"Itu penting ketika kita dapat mengatakan dengan kepastian 80% apa objek itu, meskipun mendapatkan jawaban itu bisa sangat sulit. Akan jauh lebih sedikit membantu, tetapi lebih mudah, untuk memberikan seratus jawaban berbeda untuk apa objek itu, semua dengan sekitar 1% probabilitas, "kata Frueh.

Laboratorium Frueh sedang berupaya meningkatkan kemungkinan bahwa kurva cahaya berhasil mengidentifikasi dan mengkarakterisasi objek ruang angkasa yang sederhana dan kompleks.

Tujuannya adalah bahwa dalam lima hingga 10 tahun, teknik ini tidak hanya dapat secara andal membantu operator satelit, tetapi juga menyediakan model rotasi dan bentuk penuh bahkan ketika tidak ada informasi atau perkiraan tentang objek yang tersedia. Model-model ini akan lebih jelas menunjukkan bahan permukaan yang berbeda dan tepi tajam dari satelit, membuatnya lebih mudah untuk diidentifikasi.

Dengan dana dari Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara, Frueh mengembangkan cara untuk menggunakan kurva cahaya untuk meningkatkan pengetahuan tentang objek buatan manusia tanpa adanya informasi dari operator satelit.

Informasi yang diberikan kurva cahaya tentang satelit juga dapat meningkatkan bagaimana mereka dirancang di masa depan. Laboratorium Frueh telah mengidentifikasi benda-benda yang mengorbit Bumi yang tampaknya merupakan lapisan emas satelit yang terkelupas seiring waktu. Serpihan-serpihan ini dapat menciptakan benda-benda kecil yang sulit dilacak.

"Seluruh idenya adalah meningkatkan kesadaran situasional ruang," kata Frueh.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.