Bagaimana Satelit Bekerja: Mekanika Orbital, Jenis Utama dan Penggunaan Sehari-hari

Satelit tetap naik dengan jatuh. Setelah roket memberinya kecepatan samping yang cukup, gravitasi Bumi terus menariknya ke tanah, tetapi permukaan planet melengkung pada laju yang sama dengan satelit jatuh, sehingga tidak pernah benar-benar mencapai permukaan. Earth Observatory NASA menggambarkan keseimbangan ini sebagai fisika dasar di balik setiap satelit buatan: orbit rendah memerlukan kecepatan lebih tinggi untuk menghindari jatuh kembali, sementara orbit lebih tinggi memungkinkan kecepatan lebih lambat.

Fisika: ketinggian, eksentrisitas, kemiringan

Menurut divisi Sains NASA, tiga parameter mendefinisikan jalur satelit apa pun. Altitude menetapkan kecepatan orbital dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu putaran di sekitar Bumi. Eccentricity menggambarkan apakah jalurnya adalah lingkaran atau elips yang teregang. Inclination adalah kemiringan bidang orbital relatif terhadap khatulistiwa. Bersama-sama, ketiga angka ini menentukan bagian Bumi mana yang dapat dilihat satelit dan seberapa sering ia melewati di atas kepala.

NASA memberikan contoh konkret: satelit Aqua-nya, pada ketinggian 705 kilometer, menyelesaikan satu orbit setiap 99 menit, sementara satelit yang diparkir di sabuk geostationary pada kira-kira 36.000 kilometer membutuhkan waktu hampir 24 jam untuk mengelilingi sekali, sesuai dengan rotasi Bumi sendiri.

Keluarga orbit utama

Badan antariksa mengelompokkan sebagian besar satelit ke dalam beberapa jenis orbit standar, masing-masing sesuai untuk misi yang berbeda. European Space Agency (ESA) dan NASA menggambarkan set dasar yang sama, dengan rentang ketinggian yang sebagian besar cocok.

ESA mencatat bahwa satelit geostationary bepergian dari barat ke timur langsung di atas khatulistiwa dengan kecepatan sekitar 3 kilometer per detik, cocok persis dengan putaran Bumi, sehingga mereka tampak melayang di atas satu titik tetap di tanah. Katalog NASA menambahkan bahwa satelit tipe GPS duduk di orbit 'semi-sinkron' pada sekitar 20.200 kilometer, menyelesaikan dua orbit setiap hari, sementara orbit Molniya adalah elips yang sangat memanjang (eksentrisitas 0,722) yang menghabiskan sebagian besar periode kira-kira 12 jamnya di lintang utara tinggi, itulah mengapa secara historis telah melayani komunikasi Arktik.

Di luar orbit yang mengelilingi Bumi, beberapa pesawat ruang angkasa ditempatkan di titik Lagrange — lokasi yang seimbang secara gravitasi kira-kira 1,5 juta kilometer dari Bumi, menurut ESA — di mana observatorium ruang dalam dapat beroperasi dengan gangguan minimal dari Bumi dan Matahari. Yang lain meninggalkan orbit Bumi sepenuhnya untuk jalur heliosentrik di sekitar Matahari setelah mencapai kecepatan pelarian.

Apa satelit digunakan untuk

Pilihan orbit melacak secara langsung ke jenis misi. Situs informasi GPS resmi pemerintah AS, GPS.gov, menggambarkan Global Positioning System yang dibangun dari tiga bagian: konstelasi 24 satelit yang beroperasi yang terus-menerus menyiarkan sinyal posisi dan waktu (segmen ruang); stasiun pelacakan dan perintah di seluruh dunia yang menjaga satelit dalam orbit yang tepat dan memperbaiki jam mereka (segmen kontrol); dan penerima yang menghitung lokasi dan waktu dari sinyal tersebut (segmen pengguna).

• Satelit komunikasi menyalurkan sinyal televisi, telepon, radio, dan internet, terutama dari orbit menengah dan geostationary.
• Satelit navigasi seperti GPS, Galileo, GLONASS, dan BeiDou menyiarkan sinyal waktu dan posisi yang tepat dari orbit Bumi menengah sehingga penerima darat dapat menghitung lokasi mereka sendiri.
• Satelit pengamatan Bumi, sering di orbit kutub atau sinkron matahari rendah, mencitra permukaan untuk peramalan cuaca, pertanian, pemetaan, dan respons bencana.
• Satelit ilmiah mempelajari Matahari, radiasi kosmik, dan objek astronomi yang jauh, terkadang dari orbit Bumi dan terkadang dari titik Lagrange.
• Konstelasi broadband Low Earth Orbit, seperti ribuan satelit Starlink yang dilacak oleh katalog independen, menyediakan akses internet dengan menyalurkan sinyal antara stasiun darat dan penerima.

Menjaga satelit di orbit

Orbit tidak bebas pemeliharaan. Earth Observatory NASA mencatat bahwa satelit orbit Bumi rendah mengalami drag atmosfer dan harus secara berkala meningkatkan ketinggian mereka: satelit kelas Aqua mungkin memerlukan ini sesering setiap dua hingga tiga minggu ketika Matahari sangat aktif, tetapi hanya sekitar empat kali per tahun ketika aktivitas matahari rendah, karena aktivitas matahari mengubah kepadatan atmosfer atas. Satelit di semua ketinggian juga memerlukan koreksi sesekali untuk gangguan gravitasi dan untuk menghindari tabrakan dengan puing-puing atau pesawat ruang angkasa lainnya.

Melacak populasi satelit keseluruhan adalah tugas berkelanjutan bagi pengamat independen. Jonathan's Space Report, proyek pelacakan yang telah berlangsung lama, menghitung 16.988 muatan aktif di orbit Bumi per 12 Oktober 2026, di mana 11.114 adalah satelit Starlink; sebagian besar satelit aktif diklasifikasikan berada di Low Earth Orbit yang lebih rendah.