Semua benda angkasa bergerak dengan orbitnya masing-masing. Bukan hanya benda ciptaan Tuhan, namun juga benda hasil rekayasa manusia juga memiliki orbit. Luangkan waktu 7 menit untuk mendapatkan penjelasannya.
Orbit satelit buatan tidak dapat dipisahkan dengan teknologi satelit. Proses kerja satelit dipengaruhi oleh letak orbit yang menjadi garis edarnya selama berada di angkasa. Jadi, pemahaman mengenai jenis orbit satelit sangatlah penting jika Kamu ingin menambah wawasan seputar satelit buatan.
Dalam artikel ini, kami akan mengajak Kamu untuk mengenal orbit dan berbagai jenisnya yang sudah manusia temukan, meliputi topik:
- Pengertian orbit satelit buatan
- LEO (Low Earth Orbit)
- MEO (Medium Earth Orbit)
- GEO (Geosynchronous Earth Orbit)
- HEO (High Earth Orbit)
- HEO (Highly Elliptical Orbit)
Daftar isi
Pengertian Orbit Satelit Buatan
Merujuk Cambridge Dictionary, orbit adalah ‘jalur lengkung dimana benda-benda di ruang angkasa mengelilingi planet atau bintang.’
Jadi, pada dasarnya semua benda yang ada di angkasa memiliki orbit. Bahkan, setiap benda tunduk dan patuh tanpa pernah melenceng dari orbitnya.
Maka, ketika manusia berpikir menempatkan satelit buatan di angkasa, manusia juga berpikir tentang jenis orbit yang akan mereka gunakan.
Johannes Kepler tercatat sebagai orang pertama yang secara matematis menganalisis karakter orbit. Ia juga sekaligus yang menemukan fakta, bahwa orbit itu berbentuk elips.
Selanjutnya, ilmuwan dan berbagai lembaga antariksa terus melakukan penelitian. Hingga akhirnya mereka berhasil membuat satelit buatan mengudara di berbagai jenis orbit yang dibagi berdasarkan ketinggian/jaraknya dari Bumi.
Jenis-Jenis Orbit Satelit Buatan
Berapa jenis orbit satelit buatan? Sejak satelit pertama kali meluncur pada 1957 hingga hari ini, setidaknya ada lima jenis orbit yang menjadi tempat satelit buatan beroperasi. Kami akan membahas masing-masingnya.
1. Orbit Satelit LEO (Low Earth Orbit)
Semua lembaga antariksa sepakat, LEO adalah nama jenis orbit dengan jarak paling dekat dengan Bumi. Namun, dalam memberikan batasan tentang jumlah jaraknya, ada sedikit perbedaan.
Menurut NASA (National Aeronautics and Space Administration), LEO adalah orbit dengan jarak 2.000 km dari Bumi atau di bawahnya. Sementara dalam penjelasan ESA (The European Space Agency), LEO merupakan orbit yang jaraknya 1.000 km dari Bumi atau di bawahnya hingga jarak 160 km di atas permukaan bumi.
Dengan jaraknya yang dekat, satelit buatan di jenis orbit LEO mampu mengelilingi Bumi hanya dalam waktu 90 hingga 120 menit. Satelit juga dapat bergerak cepat hingga kecepatan 27.000 kilometer/jam saat berada di LEO.
Hanya saja, karena jarak yang dekat juga, satelit di orbit LEO memiliki FoV (Field of View) yang terbatas. Maka, sistem satelit buatan yang ingin menjangkau Bumi secara utuh membutuhkan jumlah satelit yang banyak sekaligus.
a. Aplikasi Satelit Buatan di Jenis Orbit LEO
Tahukah Kamu, berdasarkan data CSIS Aerospace Security, 55% satelit buatan beroperasi di orbit ini.
Ya, angka yang lebih dari separuhnya menjadi penanda bahwa LEO merupakan orbit terpopuler. Fakta ini didukung kenyataan, bahwa LEO menjadi orbit yang dapat menjadi andalan untuk sejumlah aplikasi satelit buatan untuk kepentingan berikut:
- Observasi Bumi (Pencitraan); meski FoV-nya terbatas, namun satelit yang berada pada orbit ini lebih mungkin untuk menangkap gambaran Bumi secara lebih detail dan jelas.
- Komunikasi: Meski membutuhkan operasional banyak satelit untuk dapat menghubungkan lebih banyak manusia, satelit komunikasi di orbit LEO menawarkan tingkat latensi lebih rendah.
- Militer: jangkauan citra yang lebih tajam, membuat LEO jadi andalan untuk kebutuhan militer seperti mata-mata (spying).
- Stasiun Luar Angkasa: dengan menempatkan stasiun lebih dekat, manusia akan lebih mudah mengirimkan muatan yang berat untuk kebutuhan-kebutuhan tertentu.
b. Contoh Satelit Buatan di LEO
Jika kami sebutkan semua list satelit di LEO dalam artikel ini, tentu tidak memungkinkan karena saking banyaknya. Namun ada sejumlah nama satelit populer yang bisa kami bagikan informasinya:
- Iridium: sistem konstelasi satelit Iridium sebagai salah satu provider telepon satelit terbaik, mendukung komunikasi tanpa batas di seluruh dunia dimanapun Kamu berada.
- Geoeye: satelit yang menyajikan citra dengan gambar yang pengembangannya disponsori oleh Google.
- Capella 2: satelit canggih dengan fungsi synthetic-aperture radar (SAR), yang jangkauan citranya mampu menembus dinding.
- ISS (International Space Station): stasiun luar angkasa sekaligus merupakan satelit buatan paling besar saat ini.
- Sputnik 1: satelit pertama yang manusia terbangkan ini juga beroperasi di LEO.
- Tiros 1: satelit pengamatan cuaca pertama yang diorbitkan NASA yang dapat memberikan prakiraan cuaca.
- Geosat: satelit yang dikembangkan oleh Angkatan Laut Amerika Serikat untuk membawa misi geodesi, khususnya di lautan.
- Tiangong: stasiun luar angkasa milik China yang dioperasikan oleh China Manned Space Agency (CMSA).
- Hubble: teleskop luar angkasa milik NASA ini memantau angkasa dari orbit rendah.
2. Orbit Satelit MEO (Medium Earth Orbit)
MEO merupakan orbit pertengahan dengan rentang jarak yang panjang antara LEO dan GEO, sering juga disebut ICO (Intermediate Circular Orbit).
NASA menyatakan jaraknya antara 2000 – 35,586 km. Jika satelit beroperasi pada rentang tersebut, artinya ia berada di MEO.
Dengan posisi tersebut, MEO menjadi ruang kompromi antara pengembang satelit yang berpikir menerbangkan satelit di orbit LEO atau GEO. Kenyataannya, untuk dapat memfungsikan sistem satelit di LEO membutuhkan banyak satelit, sementara GEO menawarkan ‘ongkos angkut’ yang mahal karena jaraknya jauh.
Periode orbit satelit MEO tentu saja sangat variatif, berkisar antara 2 hingga 24 jam dengan kecepatan bergerak satelit umumnya ada di angka 19.000 km/jam.
Satu kekurangan area MEO adalah letaknya yang berada dalam cakupan sabuk Van Allen, yang membuat lingkungan MEO punya efek radiasi matahari yang tinggi. Oleh karena itu, pengembang perlu memasang pelindung khusus pada satelitnya untuk meminimalisir resiko rusaknya sistem elektronik satelit.
a. Aplikasi Satelit Buatan di Orbit MEO
Dengan menimbang untung ruginya, nyatanya cukup banyak satelit yang perusahaan serta lembaga antariksa terbangkan di orbit MEO. Mereka mengaplikasiannya untuk berbagai fungsi yang penting, seperti:
- Komunikasi: tingkat latensi di orbit MEO memang tidak serendah LEO, tapi masih dalam batasan rendah. Sebaliknya, coverage satelit di MEO lebih tinggi.
- Navigasi: sistem satelit dengan layanan navigasi global, semuanya menempatkan satelit di MEO.
- Militer: MEO merupakan tempat highly elliptical orbit berada, yang memungkin sebuah satelit mengintai satu titik tertentu lebih lama.
- Internet: karakter MEO menawarkan internet dengan broadband kecepatan tinggi sekaligus tingkat latensi rendah.
b. Contoh Satelit Buatan di MEO
Orbit MEO secara mayoritas didominasi oleh satelit dengan tujuan navigasi. Data dari Dewesoft, ada 139 satelit yang beroperasi di orbit ini dengan fungsi dan aplikasi beragam. Contoh satelit yang kami maksud antara lain:
- GPS (Global Positioning System): Orbit satelit GPS terletak di MEO. Selain GPS, orbit satelit GNSS (Global Navigation Satellite System) juga ada di MEO,
- GLONASS: sistem satelit navigasi tandingan GPS, sekaligus menjadi satelit kedua yang fungsinya mendukung navigasi global.
- Galileo: proyek milik Uni Eropa dan European Space Agency yang juga merupakan salah satu GNSS.
- Beidou: satelit navigasi milik China yang layanannya kini mulai berekspansi ke penjuru dunia.
- Telstar 1: satelit komunikasi aktif pertama di dunia yang meluncur pada 1962.
3. Orbit Satelit GEO (Geosynchronous Earth Orbit)
GEO atau sering juga disebut orbit geostasioner merupakan orbit yang unik. Bukan hanya karena letaknya yang lebih tinggi dari LEO dan MEO, tapi karena jarak dan periode orbitnya sama persis dengan rotasi Bumi.
Jadi, satelit di orbit ini seolah-olah tidak bergerak jika Kamu mampu melihatnya dari satu titik di Bumi.
Garis orbit GEO berada pada ketinggian 35.786 km dengan kecepatan 11.000 km/jam atau 3 km/detik.
Tidak mengherankan, tingkat latensi transmisi satelit di orbit ini berada di angka 0.25 detik. Jumlah yang mencapai 8 kali lebih lambat ketimbang satelit di LEO yang latensinya hanya 0,03 detik.
Untungnya, GEO punya keunggulan karena bisa membuat pengembang hanya mengorbitkan sedikit satelit saja untuk menjangkau seluruh Bumi. Hal ini karena Field of Coverage-nya yang tentu saja tinggi.
a. Aplikasi Satelit Buatan di Jenis Orbit GEO
Meskipun jaraknya jauh dari Bumi, namun nyatanya GEO menjadi orbit paling populer nomor dua di dunia. Dalam catatan Aerospace, 35% satelit yang eksis kini berada di orbit GEO.
Tentu saja, dengan aplikasi yang beragam, antara lain:
- Komunikasi: pengembang satelit komunikasi pasti mempertimbangkan efisiensi jumlah satelit yang mereka butuhkan jika menempatkan satelitnya di GEO.
- Navigasi: orbit GEO umumnya menjadi lokasi bagi satelit tambahan untuk sistem GNSS, dengan fungsi mengoreksi informasi dari satelit utama, seperti informasi tentang jam.
- Meteorologi: data meteorologi dengan citra infrared, umumnya didapatkan dari satelit yang terletak di GEO.
b. Contoh Satelit Buatan di GEO
Kamu mungkin membutuhkan informasi mengenai contoh satelit yang mengoperasikan satelitnya di GEO. Beberapa nama yang terkenal antara lain:
- Himawari-8: satelit pengamatan cuaca canggih buatan Jepang, mampu memotret gambar cuaca secara otomatis 10 menit sekali.
- Inmarsat: provider telepon satelit paling tua ini telah mengoperasikan 9 satelit di GEO untuk menyempurnakan layanannya.
- Syncom-3: satelit pertama buatan NASA yang mencapai orbit GEO pada tahun 1964.
- Intelsat: satelit komunikasi dengan layanan global yang awalnya merupakan sebuah organisasi internasional beranggotakan Amerika serikat, Australia, Jepang, Kanada, dan Tujuh Negara Eropa.
- Palapa: sejumlah satelit milik Indonesia dalam seri Palapa juga mengudara di orbit geostasioner untuk kepentingan komunikasi.
- Thuraya: satelit yang mendukung operasional provider telepon satelit dengan usia yang lebih muda dengan layanan yang tak kalah bagus dari Inmarsat.
4. Orbit Satelit HEO (High Earth Orbit)
Istilah HEO dalam khazanah astronomi bisa merujuk pada dua istilah, yakni high earth orbit (orbit Bumi tinggi) dan highly elliptical orbit (orbit elips tinggi). Namun, yang kami maksud dalam poin ini adalah HEO dalam singkatan pertama.
Sesuai namanya, HEO merupakan orbit paling tinggi dengan jarak terendah di atas GEO (35.786 km) dan jarak tertinggi tak terbatas.
Sejauh ini, orbit dalam area ini masih sepi dari satelit. Dengan jarak yang jauh, satelit tentunya membutuhkan waktu lebih dari 24 jam untuk mengitari Bumi. Biaya yang pengembang perlukan untuk mencapainya juga jelas lebih mahal dari jenis orbit lainnya.
a. Aplikasi Satelit Buatan di Jenis Orbit HEO
Mungkin karena manusia belum menemukan kelengkapan informasi seputar potensi dari jenis orbit HEO, aplikasi satelit buatan di HEO masih sangat terbatas. Dari beberapa satelit yang sudah meluncur, aplikasinya terbatas pada dua hal:
- Penelitian: para ahli masih berusaha menemukan dan meneliti berbagai hal yang ada di orbit ini. Mereka juga menjadikannya area untuk meneliti hal-hal lain mengenai tata Surya di sini.
- Militer: orbit HEO pernah Amerika Serikat gunakan untuk mendeteksi penggunaan nuklir oleh lawannya saat Perang Dingin.
b. Contoh Satelit Buatan di HEO
Meskipun jumlah satelit di HEO masih sedikit, tapi ada beberapa yang bisa kami sebutkan:
- Vela : proyek satelit pertama yang berhasil mencapai HEO dengan tujuan militer, proyek milik Amerika Serikat ini sudah start sejak 1959.
- TESS: satelit milik NASA ini berfungsi sebagai teleskop yang bekerja untuk tujuan menemukan exoplanet (planet di luar tata surya)
- Geotail: proyek kerjasama Jepang dan AS untuk meneliti magnetosfer (medan magnet yang menyelimuti planet) lain di luar angkasa.
- IBEX: satelit buatan NASA yang dibuat untuk meneliti dan menemukan gambaran interaksi antara tata surya dengan interstellar (ruang antar bintang)
5. Orbit Satelit HEO (Highly Elliptical Orbit)
Sebagaimana sudah kami singgung, HEO juga dapat berarti highly elliptical orbit. HEO dalam arti ini merujuk pada sebuah orbit dengan garis edar yang sangat elips.
Dengan garis semacam ini, maka satelit yang mengudara di orbit ini memiliki titik perigee (titik edar terdekat dari Bumi) dan apogee (titik edar terjauh dari Bumi) yang jaraknya lebar. Satelit bisa sangat dekat dengan Bumi, sekaligus bisa juga sangat jauh dari Bumi.
Pada saat satelit berada pada garis perigee, ia akan bergerak cepat. Sebaliknya, saat melalui garis apogee, satelit akan berada lebih lambat, sehingga mampu menjangkau titik tertentu dalam Bumi secara lebih lama.
Orbit unik ini ditemukan ilmuwan Uni Soviet pada tahun 1960 sebagai alternatif dari orbit GEO yang digunakan oleh Amerika Serikat. Berbeda dengan orbit GEO yang garis edarnya mencakup khatulistiwa, garis edar HEO justru bertipe polar yang melintasi kedua kutub. Baik utara maupun selatan.
Walhasil, saat mengorbit, satelit dalam HEO akan mampu mengamati wilayah Rusia dan wilayah utara dari Benua Amerika lebih lama dengan coverage yang luas. Maka tidak heran jika orbit HEO ini dimanfaatkan lebih banyak oleh Uni Soviet/Rusia.
Jarak perigee satelit dalam orbit HEO bisa berada di ketinggian hanya 600 kilometer dari Bumi, sedangkan apogee-nya dapat mencapai 46.000 kilometer.
Berdasarkan letaknya, terdapat dua tipe garis orbit yang sudah dimanfaatkan, yakni:
- Molniya: highly elliptical orbit yang ditemukan pertama kali dan mulai digunakan pertengahan tahun 1960-an. Puncak apogee dari orbit ini terletak pada ketinggian 39.700 kilometer dari Bumi dengan perigee biasanya sekitar 600 kilometer.
- Tundra: ditemukan setelah Molniya, Tundra memiliki garis orbit yang melintang lebih tinggi ketimbang Molniya. Puncak apogee Tundra mencapai 46.300 kilometer dari Bumi dengan perigee 700 kilometer.
Meski punya apogee dan perigee yang berbeda, keduanya sama-sama memiliki orbit yang sangat elips. Untuk membangun sistem satelit di Molniya yang mampu memberikan sinyal penuh sepanjang hari, umumnya minimal membutuhkan 3 satelit, sedangkan Tundra minimal 2 satelit.
a. Aplikasi Satelit Buatan di Orbit Highly Elliptical Orbit
Meskipun sifatnya unik, tapi sejak penemuannya orbit ini diaplikasikan untuk berbagai kepentingan, antara lain:
- Komunikasi: dengan menggunakan orbit elips ini, satelit komunikasi dapat secara khusus lebih optimal menjangkau wilayah yang melintang dan dilalui orbit ini.
- Militer: dapat menjadi alat untuk memata-matai atau mengamati wilayah dalam cakupan area orbit HEO.
- Observasi: mengamati dan memperkirakan cuaca.
b. Contoh Satelit Buatan di Jenis Orbit Highly Elliptical Orbit
Satelit buatan yang ada di HEO tidak begitu banyak, mungkin karena fungsinya yang secara spesifik lebih cocok untuk manusia aplikasikan di wilayah tertentu. Berikut beberapa contohnya:
- Molniya: selain nama tipe orbit elips, molniya juga nama satelit. Sesuai namanya, satelit ini mengorbit di orbit molniya. Uni Soviet menggunakan Molniya untuk kepentingan komunikasi dan militer sekaligus.
- Sirius Satellite Radio: satelit berfungsi sebagai pemancar radio yang beroperasi di Amerika bagian utara. Namun saat ini sudah berhenti beroperasi sejak 2016.
- Tundra: Satelit militer canggih milik Rusia ini mampu menemukan, melacak, dan mencegah rudal balistik musuh dengan mendeteksi suhu panas dari rudal.
- Shiyan-10: satelit rahasia milik China yang baru diluncurkan pada 2021, yang berdasarkan pelacakan U.S. Space Force 18th Space Control Squadron (SPCS) beredar di orbit molniya.
Infografis dan Kesimpulan
Hal penting yang menurut kami perlu dicatat dari wawasan seputar orbit ini: meski kita hidup di Bumi, tapi karya cipta Tuhan di ruang angkasa nyatanya sangat berjasa untuk kelangsungan hidup kita.
Setelah memahami jenis orbit satelit buatan, teruslah belajar untuk menemukan berbagai wawasan baru. Karenanya, kita akan semakin sadar betapa luar biasanya dunia ini. Sebaliknya, betapa banyak hal yang belum dan penting untuk kita ketahui!
