Nah.. Ini dulu sudah pernah aku pikirkan, entah pas S1 atau kapan gitu, lupa. Tapi saat itu secara sederhana aku menyimpulkan penyebabnya ialah "because meteor are total idiots". Maksudnya karena asteroid jatuh ke bumi dengan kecepatan yang sangat tinggi, sehingga ketika memasuki wilayah dimana kerapatan atom jauh lebih padat dari sebelumnya momentum tumbukan antara partikel asteroid dengan gas atmosfer menyebabkan asteroid atau meteor mengalami kikisan dan terbakar habis. Peristiwa ini akan seperti orang yang jatuh ke air dari ketinggian 1km. Air tidak padat, tapi jika kita jatuh dengan kecepatan yang sangat tinggi, badan kita bisa kayak rempeyek juga jadinya.
Sedangkan pada waktu itu, aku berfikir kalau roket kembali ke bumi bisa aman dan selamat karena sebelum masuk atmosfer mereka 'menge-rem' atau bahasa rumitnya melakukan percepatan negatif. Dengan begitu maka ketika masuk ke atmosfer tumbukan antara partikel material pesawat dan gas pelindung atmosfer tidak akan sedahsyat yang terjadi pada asteroid. Dulu kupikir gitu. Sederhana dan mungkin terdengar tolol. Tapi yah begitulah kalau hanya modal mengira-ngira pakai logika sendiri.
Tapi kemudian beberapa hari ini aku kembali membuka lagi kasus itu. Akhirnya cari di google. Ternyata perkiraanku di masa lalu itu salah kaprah dan terasa ngawur banget. Makanya kemudian aku ingin menuliskan beberapa penjelasan yang lebih saintifik, biar nggak terus bertahan dengan kebodohan lahh.
Meteor akan Hancur Terbakar
Meteor merupakan benda yang melayang-layang di luar angkasa selama puluhan, ribuan bahkan jutaan tahun lamanya. Karena luar angkasa merupakan ruang vakum yang tekanannya rendah, benda yang berada di luar angkasa akan memiliki kerapatan yang rendah. Ini sangat masuk akal karena kalau benda ditekan maka akan memiliki kerapatan partikel yang lebih tinggi. Sehingga dalam perspektif ini, meteor ini memiliki kerapatan yang rendah terutama di bagian permukaannya.Ruang vakum yang memiliki tekanan rendah ini dapat membuat tulang para astronot menjadi rapuh, itu sebabnya di ISS astronot memiliki ruang gym yang memiliki gravitasi buatan(artificial gravity). Dan setiap astronot harus berolah raga 2 jam setiap harinya. Ini mencegah kerapuhan tulang pada astronot.
Ketika aku mengatakan meteor ini kerapatannya rendah, bukan semata-mata bahwa asteroid ini rapuh dan mudah hancur. Tetapi kerapatannya rendah jika dibandingkan dengan yang ada di bumi. Jadi meteor tetap memiliki kekuatan yang luar biasa karena memang kandungannya ialah logam yang memiliki ikatan ionik yang kuat.
Jadi hancurnya meteor bukan disebabkan karena kepadatannya yang kurang. Penyebab sebenarnya dari kehancuran meteor ialah kecepatannya. Meteor umumnya bergerak dengan kecepatan 15.000 km/jam. Kecepatan ini terus bertambah 9.8m/s ketika akan menabrak atmosfer bumi. Karena meteor menabrak atmosfer dengan kecepatan yang sangat tinggi ini, maka gas di hadapan asteroid akan mengalami tekanan yang sangat besar. Ketika gas ditekan maka temperaturnya akan meningkat secara instant. Kenaikan temperatur ini menyebabkan panas yang akan diterima oleh permukaan meteor. Selanjutnya meteor akan mengalami oksidasi, terjadi reaksi pembakaran hingga seluruh meteor hancur.
Lepas dari Gravitasi Bumi
Kita akan membahas mengenai pesawat ruang angkasa tidak hancur ketika kembali masuk ke atmosfer bumi. Jadi bukan lagi membahas kenapa roket tidak hancur ketika menembus atmosfer bumi, karena kecepatan awal yang digunakan oleh roket hanya sekitar 11km/s. Kecepatan ini dikenal dengan istilah escape velocity yaitu kecepatan ideal agar roket dapat keluar dari atmosfer bumi atau lepas dari gaya tarik bumi.Ketika keluar dari atmosfer bumi, roket mengalami perubahan lingkungan dari kerapatan atom yang tinggi ke kerapatan atom yang lebih rendah dan dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang rendah, sehingga secara sederhana tekanan dan gaya yang diterima oleh roket ketika keluar angkasa tidak akan lebih besar daripada yang dialami roket ketika di bumi. Itulah sebabnya roket tidak akan hancur ketika ke luar angkasa. Sedangkan radiasi yang diterima roket memang lebih besar, tetapi setiap roket telah dilengkapi dengan radiator.
Pesawat Ruang Angkasa Tidak Hancur
Asumsi saya yang seenaknya sendiri dulu itu, bahwa pesawat luar angkasa berhasil kembali ke bumi dengan selamat karena menggunakan 'percepatan negatif' alias gampangnya rem untuk mengurangi lajunya ialah salah kaprah. Tentu saja tidak semudah itu membuat 'rem' ataupun percepatan negatif di ruang angkasa yang vakum. Terlalu banyak energi yang dibutuhkan. Apalagi mengingat adanya grafitasi bumi yang akan mempercepat jatuhnya pesawat ruang angkasa.Jadi ilmuwan merancang metode pendaratan yang aman untuk kembali ke atmosfer bumi. Yang pertama ialah modifikasi material yang digunakan pada bagian luar pesawat luar angkasa. NASA menggunakan teknologi peredam panas atau ablative technology. Teknologi peredam panas tipe ablative ini sebenarnya merupakan teknologi yang dikembangkan untuk meredam panas misil balistik pada militer. Jadi teknologi militer misil balistik ini menggunakan resin yang akan meredam panas gesekan udara ketika misil diluncurkan, dengan begitu tidak akan terjadi overheat sebelum mengenai sasaran. Teknologi pelapisan menggunakan material resin ini kemudian diadaptasi dan digunakan oleh NASA untuk mendesain pesawat luar angkasanya.
Konsep dari teknologi ablative ini ialah, seperti pada saat meteor menghantam gas, terjadi kompresi gas sehingga tempeaturnya meningkat. Dengan teknologi ablative, pesawat ruang angkasa dilapisi dengan resin sehingga ketika terjadi kompresi gas, resin ini akan terbakar, tetapi pada saat terbakar itu resin langsung melepaskan panasnya sehingga panas ini tidak bertahan di bagian badan pesawat. Karena panasnya dilepaskan, maka badan pesawat tidak akan mengalami peningkatan temperatur yang ekstrim sehingga tidak akan terbakar dan hancur lebur.
Lapisan resin ini memang dibuat untuk terbakar atau hancur. Jadi metode ablative ini hanyalah sekali pakai, terasa kurang efektif, tetapi memang dulu hanya itu pilihannya. Saat ini beberapa pesawat luar angkasa sudah menggunakan teknologi keramik insulator yang juga mampu meredam panas namun tidak sekali pakai. Tetapi teknologi ini masih belum umum digunakan.
Selain adanya teknologi ablative, pesawat luar angkasa juga harus masuk ke bumi dengan posisi sudut yang miring. Rata-rata proses kembalinya pesawat luar angkasa ini menggunakan kemiringan sudut 40 derajat. Dengan cara ini, dampak tumbukan antara pesawat dengan gas di atmosfer dapat diminimalisir, akibatnya kompresi gas tidak akan seekstrim jika tumbukan terjadi "head to head" atau 90 derajat.
Pengaturan kemiringan arah jatuhnya pesawat luar angkasa ini merupakan perhitungan matematis yang dilakukan oleh para ahli NASA. Dengan menggunakan komputer mereka dapat menentukan dan memutuskan sudut terbaik untuk pendaratan space shuttlekembali ke bumi.
Aku tahu ini bukanlah hal yang mudah, tetapi juga bukan hal yang mustahil bagi manusia. Perhitungan matematis menggunakan superkomputer semacam ini sudah menjadi praktik yang biasa di negara-negara maju.
Yap itulah beberapa hal kenapa meteor hancur sedangkan pesawat ruang angkasa tidak ketika masuk ke atmosfer bumi. Semoga ini bisa membuka wawasan dan rasa ingin tahu kita lebih dalam lagi. Ada banyak sekali hal luar biasa yang telah dicapai oleh saintis pada masa lalu yang membawa teknologi masa kini ke genggaman kita. Apa kita hanya akan jadi penikmat yang tidak tahu apa-apa?
Silahkan share jika manfaat.. Thanks for reading!
Sumber:
http://www.mystupidtheory.com/2016/10/kenapa-meteor-hancur-sedangkan-pesawat.html
http://engineering.mit.edu/ask/why-don%E2%80%99t-spacecraft-burn-or-veer-course-during-reentry-spacehttp://science.howstuffworks.com/question308.htm
http://addins.wrex.com/blogs/weather/2011/09/why-do-satellites-meteors-burn-up-entering-atmosphere/comment-page-1#comment-540117
gambar:
http://www.maxwellhunter.com/drupal8/sites/default/files/images/projects-and-milestones/space-shuttle.jpgBaca juga:
Bagaimana satelit bekerja?
Bagaimana Satelit bertahan di Termosfer ?
