Simulasi superkomputer baru menunjukkan bahwa menjaga kestabilan orbit satelit antara Bumi dan Bulan jauh lebih menantang daripada yang dipahami sebelumnya. Dari satu juta pesawat ruang angkasa yang disimulasikan, kurang dari 10% yang masih dapat bertahan selama periode enam tahun, hal ini menunjukkan adanya hambatan signifikan dalam memperluas infrastruktur orbit di luar orbit rendah Bumi (LEO).
Tantangan Cislunar: Melampaui Orbit Rendah Bumi
Munculnya mega-rasi bintang seperti Starlink milik SpaceX dan Thousand Sails Tiongkok telah meningkatkan jumlah satelit di LEO dengan cepat. Saat LEO mendekati titik jenuh – dengan perkiraan menunjukkan kapasitas maksimum sekitar 100.000 satelit sebelum risiko tabrakan meningkat – perhatian beralih ke ruang cislunar – wilayah antara Bumi dan Bulan – sebagai garis depan berikutnya untuk penempatan satelit.
Namun, orbit cislunar pada dasarnya tidak stabil. Berbeda dengan LEO yang gaya gravitasinya relatif dapat diprediksi, pesawat ruang angkasa di wilayah ini ditarik oleh Bumi, Bulan, dan Matahari dalam interaksi yang kompleks. Kurangnya pelindung magnet bumi juga membuat satelit terkena radiasi matahari yang mengganggu kestabilan.
Pemodelan Superkomputer: Tugas 1,6 Juta Jam CPU
Untuk memetakan stabilitas orbit cislunar, para peneliti di Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) menggunakan superkomputer Quartz dan Ruby untuk mensimulasikan lintasan sekitar satu juta objek. Simulasi tersebut, yang membutuhkan 1,6 juta jam CPU (setara dengan 182 tahun pada satu komputer), diselesaikan hanya dalam tiga hari.
Hasilnya sangat mengejutkan: sekitar 54% orbit yang disimulasikan tetap stabil setidaknya selama satu tahun, namun hanya 9,7% yang bertahan selama periode simulasi enam tahun penuh. Hal ini menggarisbawahi bahwa stabilitas jangka panjang di ruang cislunar secara signifikan lebih rendah dari perkiraan sebelumnya.
Ketidaksempurnaan Bumi: Faktor Halus Namun Penting
Salah satu temuan yang mengejutkan adalah dampak medan gravitasi bumi yang tidak merata. Simulasi tersebut mengungkapkan bahwa distribusi massa bumi tidak seragam; gravitasi sedikit bervariasi karena fitur geografis (gravitasi yang lebih rendah di Kanada, misalnya). “Kelompok” ini secara halus mempengaruhi lintasan orbit, sehingga menambah kompleksitas.
Implikasi dan Eksplorasi di Masa Depan
Meskipun tingkat kelangsungan hidup rendah, simulasi masih mengidentifikasi sekitar 97.000 orbit yang berpotensi stabil di ruang cislunar. Yang lebih penting lagi, kumpulan data ini memberikan wawasan berharga tentang mengapa orbit tertentu gagal, sehingga memungkinkan para insinyur menyempurnakan desain masa depan. Menurut pemimpin studi Travis Yeager, “Mempelajari orbit mana yang tidak berhasil sama berharganya dengan mengetahui orbit mana yang berhasil.”
Ruang cislunar akan menjadi wilayah penting untuk infrastruktur masa depan, termasuk koloni bulan dan perluasan jaringan komunikasi. Memahami ketidakstabilan orbital adalah langkah pertama untuk mewujudkan perluasan ini.
