Teknologi satelit semakin maju, dan frontier baru di ruang angkasa kini berada lebih dekat daripada yang diperkirakan. Satelit yang mengorbit di Very Low Earth Orbit (VLEO) menawarkan potensi luar biasa untuk komunikasi, penginderaan jauh, dan ilmu atmosfer dengan keunggulan yang signifikan dibandingkan orbit yang lebih tinggi.
Saat ini terdapat sekitar 15.000 satelit yang mengorbit di Low Earth Orbit (LEO) hingga ketinggian sekitar 2.000 kilometer. Namun, wilayah LEO semakin padat, terutama dengan rencana peluncuran ribuan satelit baru seperti konstelasi internet Starlink dari SpaceX. Oleh karena itu, VLEO, yang berada antara 100 sampai 400 kilometer di atas permukaan Bumi, menjadi solusi alternatif untuk mengurangi kepadatan satelit sekaligus meningkatkan kinerja.
Keunggulan Satelit VLEO
Satelit di VLEO mampu menghasilkan gambar dengan resolusi lebih tinggi karena jaraknya lebih dekat ke permukaan Bumi. Ini penting untuk berbagai aplikasi seperti pengelolaan pertanian, pemantauan perubahan iklim, penanggulangan bencana, dan pengawasan militer. Dengan kualitas gambar yang lebih tajam, data yang diperoleh menjadi jauh lebih akurat dan berguna dalam pengambilan keputusan.
Selain itu, komunikasi melalui satelit VLEO lebih cepat dengan latensi yang lebih rendah. Meski kecepatan sinyal tetap sama, jarak yang lebih pendek membuat waktu tunda transmisi berkurang. Ini sangat menguntungkan untuk layanan telepon dan internet real-time yang membutuhkan respons cepat agar interaksi berlangsung lebih mulus.
Bidang meteorologi juga mendapat manfaat besar dari VLEO. Satelit yang lebih dekat dengan atmosfer dapat mengambil gambar awan dan fenomena cuaca dengan lebih detail. Data ini meningkatkan akurasi prakiraan cuaca dan memungkinkan respons yang lebih cepat terhadap perubahan iklim ekstrem.
Tantangan Besar: Hambatan Atmosfer
Salah satu tantangan utama dalam menempatkan satelit di VLEO adalah hambatan dari atmosfer Bumi. Padahal ruang angkasa sering dianggap sebagai ruang hampa, namun atmosfer masih cukup padat di ketinggian ini untuk memperlambat satelit secara signifikan. Akibatnya, satelit di VLEO berisiko kehilangan kecepatan dan jatuh kembali ke Bumi dalam hitungan minggu atau bahkan hari.
Untuk mengatasi hambatan ini, satelit harus terus menerus melakukan dorongan menggunakan thruster agar tetap berada di orbit. Masalahnya, penggunaan bahan bakar konvensional selama periode panjang akan cepat habis dan tidak praktis. Solusi inovatif diperlukan untuk mempertahankan operasi berkelanjutan di orbit rendah ini.
Inovasi Teknologi Penggerak Satelit
Penelitian terbaru menghadirkan teknologi thruster yang memanfaatkan atmosfer tipis di VLEO sebagai bahan bakar. Sebuah tim di Penn State bersama Georgia Tech mengembangkan sistem propulsi berbasis plasma microwave yang menghisap atmosfer menggunakan alat pengumpul, kemudian memanaskannya dengan gelombang mikro berdaya tinggi lalu mengeluarkannya sebagai dorongan.
Teknologi ini, yang disebut "air-breathing microwave plasma thruster", telah berhasil diuji di laboratorium dengan simulasi tekanan atmosfer pada ketinggian sekitar 80 kilometer. Pendekatan ini memungkinkan satelit menggunakan atmosfer sebagai sumber energi untuk mempertahankan kecepatan, menjadikan operasi di VLEO jauh lebih efisien dan berkelanjutan.
Selain teknologi ini, pendekatan lain seperti menghubungkan satelit VLEO dengan satelit yang lebih tinggi menggunakan tether panjang juga sedang diteliti. Sistem tether ini bisa memanfaatkan satelit di orbit lebih tinggi sebagai jangkar dan menstabilkan posisi satelit lebih rendah tanpa penggunaan bahan bakar besar.
Persoalan Tambahan: Korosi dan Suhu Ekstrem
Selain hambatan atmosfer, satelit di VLEO menghadapi paparan atom oksigen yang sangat reaktif. Bentuk oksigen ini dapat merusak bahan satelit, termasuk plastik yang biasanya tahan lama dalam ruang angkasa. Oleh karena itu, pengembangan material pelindung yang tahan korosi menjadi aspek penting dalam desain satelit VLEO.
Satelit juga harus mampu menahan suhu yang sangat tinggi akibat gesekan dengan atmosfer saat bergerak dengan kecepatan tinggi. Suhu bisa mencapai lebih dari 1.500 derajat Celsius, sama seperti fenomena yang terjadi saat pesawat ulang-alik melakukan reentry ke Bumi. Teknologi pelindung termal khusus harus dipasang agar satelit bertahan dalam kondisi ekstrem ini.
Investasi dan Masa Depan VLEO
Antusiasme terhadap potensi satelit VLEO mendorong investasi besar di sektor teknologi ruang angkasa. Menurut riset Juniper, investasi mencapai sekitar 220 miliar dolar hanya dalam beberapa tahun mendatang. Pemerintah dan industri berlomba mengembangkan satelit dan teknologi propulsi yang efisien untuk memanfaatkan orbit yang lebih rendah ini.
Keunggulan VLEO dapat meningkatkan layanan internet, komunikasi, keamanan nasional, serta sistem pemantauan lingkungan dan cuaca secara signifikan. Dengan berjalannya berbagai proyek dan inovasi, VLEO bakal menjadi frontier utama yang membuka babak baru dalam eksplorasi dan pemanfaatan ruang angkasa yang lebih dekat dengan Bumi.
