Bagaimana Satelit Membentuk Kehidupan Sehari-hari: Dari Navigasi GPS hingga Prakiraan Cuaca

Sebagian besar orang memeriksa aplikasi peta atau prakiraan cuaca tanpa berpikir tentang apa yang membuat keduanya mungkin. Di balik kedua sistem tersebut ada lapisan satelit di orbit berbeda, masing-masing dibangun untuk pekerjaan spesifik, menurut situs informasi GPS resmi pemerintah AS, GPS.gov, dan Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional AS (NOAA).

Bagaimana satelit GPS menentukan lokasi Anda

GPS.gov menggambarkan Global Positioning System sebagai utilitas milik AS yang dibangun di sekitar tiga bagian: segmen ruang, segmen kontrol, dan segmen pengguna. Segmen ruang adalah "konstelasi nominal 24 satelit operasional" yang terus-menerus menyiarkan posisi mereka dan waktu yang tepat. Stasiun kontrol tanah memantau dan menyesuaikan satelit-satelit ini, sementara penerima di ponsel, mobil, dan pesawat menangkap sinyal untuk menghitung lokasi pengguna, menurut GPS.gov.

NASA Space Place, situs pendidikan yang dijalankan oleh Jet Propulsion Laboratory, menjelaskan matematika dasar dengan istilah yang lebih sederhana: konstelasi hari ini mencakup lebih dari 30 satelit aktif, dan penerima memerlukan sinyal dari setidaknya empat di antaranya untuk menghitung posisi tiga dimensi yang presisi melalui metode yang disebut trilaterasi. Penerima GPS standar biasanya akurat hingga beberapa meter, kata NASA, sementara penerima khusus dapat mempersempit hingga beberapa sentimeter.

GPS.gov mencatat bahwa Angkatan Udara AS mengembangkan, memelihara, dan mengoperasikan satelit GPS dan jaringan kontrol tanah, sementara sinyal itu sendiri disediakan gratis kepada pengguna sipil di seluruh dunia untuk penggunaan seperti arah berkendara dan navigasi hiking.

Melampaui navigasi sehari-hari, NASA Space Place mencantumkan penggunaan respons bencana: sensor berbasis GPS berkontribusi pada sistem peringatan dini tsunami, membantu melacak deformasi tanah vulkanik, dan mempercepat penilaian kerusakan setelah gempa bumi.

Dua jenis orbit di balik prakiraan cuaca Anda

Prakiraan cuaca bergantung pada set satelit yang berbeda, dan National Environmental Satellite, Data, and Information Service NOAA (NESDIS) mengatakan agensi menjalankan dua jenis satelit utama yang bekerja bersama. Satelit geostasioner, bagian dari program Satelit Operasional Lingkungan Geostasioner (GOES), mengorbit sekitar 22.236 mil di atas khatulistiwa, cocok dengan rotasi Bumi sehingga mereka tetap di wilayah yang sama. NESDIS mengatakan satelit GOES memperbarui citra mereka sesering setiap 30 detik, menjadikan mereka penting untuk prakiraan jangka pendek dan pelacakan badai waktu nyata; GOES-16 mencakup Amerika Utara dan Atlantik sementara GOES-17 mencakup Pasifik.

Jenis kedua, satelit orbit kutub milik Sistem Satelit Kutub Gabungan (JPSS), terbang jauh lebih dekat ke Bumi — sekitar 512 mil ke atas — mengorbit dari kutub ke kutub kira-kira 14 kali sehari, menurut NESDIS. Setiap jarak menempuh pita yang lebih sempit, tetapi karena satelit lebih dekat, citranya memiliki resolusi lebih tinggi, dan armada lengkap membuat citra seluruh planet minimal dua kali sehari. NESDIS menyatakan data global ini memberi makan model cuaca numerik yang digunakan untuk menghasilkan prakiraan beberapa hari ke depan, sementara satelit geostasioner menangani gambar yang langsung dan lokal.

Satelit observasi Bumi Eropa

European Space Agency (ESA) menjalankan satelit Sentinel program Copernicus, yang ESA menggambarkan sebagai lima keluarga satelit yang membawa instrumen berbeda yang bersama-sama mendukung pemantauan melampaui cuaca saja. ESA menyatakan bahwa Sentinel-1, misalnya, melacak kebocoran minyak laut, es laut, tutupan lahan, dan deformasi permukaan, dan bahwa data Copernicus secara keseluruhan mendukung pemantauan bencana, respons kemanusiaan, dan keselamatan maritim, seperti membimbing kapal dengan aman melalui es laut.

Mengapa dua orbit satelit berbeda penting

Contoh GPS dan cuaca menunjuk pada pilihan desain umum dalam sistem satelit: ketinggian adalah pertukaran antara area cakupan dan detail. Satelit yang lebih jauh, seperti satelit GPS atau satelit cuaca geostasioner, dapat menonton area besar dan tetap terus-menerus. Satelit yang lebih dekat ke Bumi, seperti satelit cuaca orbit kutub, mengorbankan cakupan konstan satu tempat dalam pertukaran untuk gambar yang lebih tajam dan lebih detail saat melewati di atas kepala.

Apa artinya ini bagi pengguna sehari-hari

Tidak ada satupun sistem ini yang terlihat oleh orang-orang yang mengandalkannya ratusan kali sehari. Aplikasi navigasi diam-diam menggunakan sinyal dari setidaknya empat satelit GPS untuk menempatkan titik biru pada peta, menurut penjelasan trilaterasi NASA. Prakiraan aplikasi cuaca diambil dari citra yang dijahit bersama dari satelit 22.236 mil ke atas dan yang lainnya hanya 512 mil ke atas, menurut NOAA. Hasilnya adalah bahwa tugas-tugas rutin sehari-hari — berkomuter, memeriksa cuaca sebelum meninggalkan rumah, atau melacak badai — bergantung pada perangkat keras yang mengorbit jauh di atas atmosfer yang sebagian besar pengguna tidak pernah berpikir tentang.