Pertanyaan ini bekerjsama niscaya sudah pernah muncul di pikiran siapapun yang terobsesi dengan interterestial sains. Kenapa Meteor Hancur sedangkan Roket Tidak?.
Nah.. Ini dulu sudah pernah saya pikirkan, entah pas S1 atau kapan gitu, lupa. Tapi ketika itu secara sederhana saya menyimpulkan penyebabnya yaitu “because meteor are total idiots“. Maksudnya lantaran 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 menjadikan asteroid atau meteor mengalami kikisan dan terbakar habis. Peristiwa ini akan ibarat orang yang jatuh ke air dari ketinggian 1km. Air tidak padat, tapi jikalau kita jatuh dengan kecepatan yang sangat tinggi, tubuh kita bisa kayak rempeyek juga jadinya.
Sedangkan pada waktu itu, saya berfikir kalau roket kembali ke bumi bisa kondusif dan selamat lantaran sebelum masuk atmosfer mereka ‘menge-rem’ atau bahasa rumitnya melaksanakan 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 budi sendiri.
Tapi kemudian beberapa hari ini saya kembali membuka lagi kasus itu. Akhirnya cari di google. Ternyata perkiraanku di masa kemudian itu salah kaprah dan terasa ngawur banget. Makanya kemudian saya ingin menuliskan beberapa klarifikasi 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 mempunyai kerapatan yang rendah. Ini sangat masuk budi lantaran kalau benda ditekan maka akan mempunyai kerapatan partikel yang lebih tinggi. Sehingga dalam perspektif ini, meteor ini mempunyai kerapatan yang rendah terutama di penggalan permukaannya.
Ruang vakum yang mempunyai tekanan rendah ini sanggup menciptakan tulang para astronot menjadi rapuh, itu sebabnya di ISS astronot mempunyai ruang gym yang mempunyai gravitasi buatan(artificial gravity). Dan setiap astronot harus berolah raga 2 jam setiap harinya. Ini mencegah kerapuhan tulang pada astronot.
Ketika saya menyampaikan meteor ini kerapatannya rendah, bukan semata-mata bahwa asteroid ini ringkih dan simpel hancur. Tetapi kerapatannya rendah jikalau dibandingkan dengan yang ada di bumi. Makara meteor tetap mempunyai kekuatan yang luar biasa lantaran memang kandungannya yaitu logam yang mempunyai ikatan ionik yang kuat.
Jadi hancurnya meteor bukan disebabkan lantaran kepadatannya yang kurang. Penyebab bekerjsama dari kehancuran meteor yaitu 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 menjadikan 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. Makara bukan lagi membahas kenapa roket tidak hancur ketika menembus atmosfer bumi, lantaran kecepatan awal yang dipakai oleh roket hanya sekitar 11km/s. Kecepatan ini dikenal dengan istilah escape velocity yaitu kecepatan ideal semoga roket sanggup 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. Silahkan baca selengkapnya wacana radiator pada artikel di bawah ini:
Baca Juga: Bagaimana Satelit Bertahan di Termosfer
Pesawat Ruang Angkasa Tidak Hancur
Asumsi saya yang seenaknya sendiri dulu itu, bahwa pesawat luar angkasa berhasil kembali ke bumi dengan selamat lantaran memakai ‘percepatan negatif’ alias gampangnya rem untuk mengurangi lajunya yaitu salah kaprah. Tentu saja tidak semudah itu menciptakan ‘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 kondusif untuk kembali ke atmosfer bumi. Yang pertama yaitu modifikasi material yang dipakai pada penggalan luar pesawat luar angkasa. NASA memakai teknologi peredam panas atau ablative technology. Teknologi peredam panas tipe ablative ini bekerjsama merupakan teknologi yang dikembangkan untuk meredam panas misil balistik pada militer. Makara teknologi militer misil balistik ini memakai resin yang akan meredam panas goresan udara ketika misil diluncurkan, dengan begitu tidak akan terjadi overheat sebelum mengenai sasaran. Teknologi pelapisan memakai material resin ini kemudian disesuaikan dan dipakai oleh NASA untuk mendesain pesawat luar angkasanya.
Baca Juga: Bagaimana Cara Satelit Bekerja?
Konsep dari teknologi ablative ini ialah, ibarat pada ketika 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 ketika terbakar itu resin eksklusif melepaskan panasnya sehingga panas ini tidak bertahan di penggalan tubuh pesawat. Karena panasnya dilepaskan, maka tubuh pesawat tidak akan mengalami peningkatan temperatur yang ekstrim sehingga tidak akan terbakar dan hancur lebur.
Lapisan resin ini memang dibentuk untuk terbakar atau hancur. Makara metode ablative ini hanyalah sekali pakai, terasa kurang efektif, tetapi memang dulu hanya itu pilihannya. Saat ini beberapa pesawat luar angkasa sudah memakai teknologi keramik insulator yang juga bisa 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 memakai kemiringan sudut 40 derajat. Dengan cara ini, dampak tumbukan antara pesawat dengan gas di atmosfer sanggup diminimalisir, kesannya kompresi gas tidak akan seekstrim jikalau tumbukan terjadi “head to head” atau 90 derajat.
Pengaturan kemiringan arah jatuhnya pesawat luar angkasa ini merupakan perhitungan matematis yang dilakukan oleh para hebat NASA. Dengan memakai komputer mereka sanggup memilih dan tetapkan sudut terbaik untuk pendaratan space shuttle kembali ke bumi.
Aku tahu ini bukanlah hal yang mudah, tetapi juga bukan hal yang tidak mungkin bagi manusia. Perhitungan matematis memakai 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. Simak juga pembahasanku wacana Apakah Manusia Bisa Menghindar Dari Asteroid Besar?
Ada aneka macam hal luar biasa yang telah dicapai oleh saintis pada masa kemudian yang membawa teknologi masa sekarang ke genggaman kita. Apa kita hanya akan jadi penikmat yang tidak tahu apa-apa?
Silahkan share jikalau manfaat.. Thanks for reading!
Sumber:
http://engineering.mit.edu/ask/why-don%E2%80%99t-spacecraft-burn-or-veer-course-during-reentry-space
http://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.jpg
Sumber https://mystupidtheory.com