Hambatan yang besar muncul di dalam
atmosfer yang rapat, dan satelit dengan perigee dibawah ~120 km memiliki kala
hidup yang pendek. Disisi lain, satelit pada ketinggian diatas 600 km, hambatan
atmosfernya lemah dimana satelit biasanya bertahan pada orbitnya lebih dari
kala hidup operasional satelit. Pada ketinggian ini, gangguan periode orbit
sangat kecil sehingga kita bisa dengan mudah menghitungnya tanpa pengetahuan
yang tepat mengenai kerapatan atmosfer. Di ketinggian menengah, dua variabel
kasar dari sumber energi menyebabkan variasi yang besar dalam kerapatan
atmosfer dan menimbulkan gangguan orbit. Variasi ini dapat diprediksi dengan
dua model empiris:
Hambatan yang besar muncul di dalam
atmosfer yang rapat, dan satelit dengan perigee dibawah ~120 km memiliki kala
hidup yang pendek. Disisi lain, satelit pada ketinggian diatas 600 km, hambatan
atmosfernya lemah dimana satelit biasanya bertahan pada orbitnya lebih dari
kala hidup operasional satelit. Pada ketinggian ini, gangguan periode orbit
sangat kecil sehingga kita bisa dengan mudah menghitungnya tanpa pengetahuan
yang tepat mengenai kerapatan atmosfer. Di ketinggian menengah, dua variabel
kasar dari sumber energi menyebabkan variasi yang besar dalam kerapatan
atmosfer dan menimbulkan gangguan orbit. Variasi ini dapat diprediksi dengan
dua model empiris: Mass Spectometer Incoherent Scatter (MSIS) dan model Jacchia
[Hedin,1986; Jacchia,1977]. Ketinggian diantara 120 dan 600 km termasuk dalam
termosfer Bumi, daerah diatas 90 km dimana absorpsi Radiasi Ultraviolet Ekstrim
(EUV) dari Matahari menghasilkan penurunan temperatur terhadap ketinggian dalam
laju yang sangat cepat. Pada ketinggian ~200-250 km, temperatur ini mendekati
nilai batas, dinamakan dengan temperatur eksosfer, dimana nilai rata-ratanya
berada pada rentang diantara ~600 dan 1200 K selama siklus Matahari. Termosfer
mungkin juga mengalami pemanasan yang kuat dari aktivitas geomagnet, yang
merupakan transfer energi dari magnetosfer dan ionosfer. Pemanasan termosfer
menurunkan kerapatan atmosfer dikarenakan pemuaian termosfer menyebabkan
penurunan tekanan pada ketinggian yang bersangkutan. Pemanasan selama radiasi
ultraviolet ekstrim dan variasi siklus Matahari mempunyai pengaruh yang besar
terhadap kala hidup satelit. Badai Geomagnet biasanya terlalu singkat untuk
mempengaruhi kala hidup satelit secara signifikan. Radiasi ultraviolet ekstrim
dari Matahari diserap secara sempurna oleh atmosfer sebelum menyentuh permukaan
Bumi dan itu tidak dihitung secara berkala oleh instrumen bawaan satelit;
konsekuensinya, pengaruh terhadap satelit tidak dapat diprediksikan. Aktivitas
Matahari dipantau menggunakan semacam indeks seperti bilangan sunspot dan
indeks F10.7 yang sebelumnya didiskusikan. Kerapatan diperoleh dari model
atmosfer MSIS [Hedin,1986]. Dibawah 150 km, kerapatan tidak terlalu dipengaruhi
oleh aktivitas Matahari. Bagaimanapun, pada ketinggian satelit dalam rentang
500 sampai 800 km, variasi kerapatan diantara aktivitas Matahari maksimun dan
aktivitas Matahari minimum menunjukan perbedaan yang besarnya mendekati orde 2.
Variasi yang besar dalam kerapatan menyatakan secara tidak langsung bahwa
satelit akan jatuh lebih cepat selama periode aktivitas Matahari maksimum dan
lebih lambat selama aktivitas Matahari minimum. Kami mengasumsikan bahwa
seluruh satelit yang diluncurkan dalam orbit lingkaran sempurna pada ketinggian
700 km- tahun 1956 tiga satelit diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari
maksimum, tahun 1959 tiga satelit diluncurkan menjelang akhir dari aktivitas
Matahari maksimum, dan tahun 1962 tiga satelit diluncurkan mendekati waktu
aktivitas Matahari minimum. Dalam setiap kelompok, masing-masing satelit
memiliki koefisien balistik yaitu 20 kg/m2, 60 kg/m2 dan 200 kg/m2. Sejarah
dari 9 satelit ini ditunjukan pada grafik. Satelit jatuh sangat lambat selama
aktivitas Matahari minimum, kemudian sangat cepat selama aktivitas Matahari
maksimum. untuk satu satelit, setiap periode aktivitas Matahari maksimum akan
menghasilkan kejatuhan yang besar dibandingkan saat aktivitas Matahari maksimum
sebelumnya karena satelit mengalami pelemahan. Hal ini tentu akan terjadi
bergantung pada tingkat aktivitas Matahari maksimum tertentu. Pengaruh dari
aktivias Matahari maksimum juga akan bergantung pada koefisien balistik
satelit. Satelit dengan koefisien balistik yang rendah akan bereaksi dengan
cepat terhadap atmosfer dan akan cenderung jatuh dengan segera. Satelit dengan
koefisien balistik yang tinggi akan mendorong melewati nilai yang besar dari
siklus Matahari dan akan jatuh lebih lambat. Perlu dicatat bahwa waktu satelit
jatuh menghasilkan perhitungan yang lebih baik dalam siklus matahari
dibandingkan dalam tahun. 9 satelit tersebut seluruhnya jatuh selama periode
aktivitas Matahari maksimum. Untuk rentang koefesien balistik yang ditunjukan,
kala hidup bervariasi dari yang mendekati setengah siklus Matahari (5 tahun)
hingga 17 siklus Matahari (190 tahun). Untuk memprediksikan dimana satelit akan
jatuh benar-benar sulit. Dibawah ketinggin 200 km, satelit yang mengorbit jatuh
dalam beberapa hari, kerapatan atmosfer sebagian besar bebas dari pengaruh
sikus Matahari, dan kurva di bagian atas dan bawah untuk setiap koefisien mulai
menyatu. Dilihat dari kala hidup satelit pada setengah siklus Matahari
(mendekati 5 tahun), terdapat perbedaan yang sangat besar diantara satelit yang
diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari minimum (kurva atas) dan yang
diluncurkan pada permulaan aktivitas Matahari maksimum (kurva bawah). Juga
perhatikan bahwa perbedaan diantara kurva aktivitas Matahari maksimum dan
aktivitas Matahari minimum lebih besar untuk satelit dengan koefisien balistik
yang rendah seperti yang sudah kita prediksikan. Setelah setengah siklus
Matahari, satelit di kurva atas dari setiap pasangan akan menyentuh aktivitas
Matahari maksimum dan kurva akan menjadi lebih datar. Perbedaan terdapat pada
kurva bawah yang akan menyentuh aktivitas Matahari minimum dan akan hampir
berhenti jatuh sedemikian sehingga kurva menjadi hampir vertikal. Pola osilasi
ini berlanjut dengan frekuensi 11 tahunan siklus Matahari yang dapat dilihat dibagian
atas kurva. Pada akhirnya di ketinggian yang tinggi dan kala hidup yang
panjang, kurva menyatu karena satelit akan melihat jumlah yang besar dari
siklus Matahari dan akan membuat perbedaan yang sangat kecil ketika satelit
diluncurkan, tentunya kala hidup sebenarnya untuk setiap satelit tertentu akan
bergantung pada kedua hal yaitu variasi indeks F10,7 sebenarnya dan rancangan
serta letak satelit.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar