Gaya Hambat

Gaya hambat adalah gaya yang menghambat gerakan benda melalui sebuah fluida (cairan atau gas). Semakin besar densitas/kerapatan dari fluida tersebut, semakin besar gaya hambat. Gaya hambat memiliki arah berlawanan dari arah gerak benda, sehingga akan memperlambat kecepatan benda yang bergerak melalui fluida tersebut.

Kaum Bumi datar berpendapat tak mungkin satelit dapat memiliki kecepatan sangat tinggi untuk mengorbit Bumi. Sering kita lihat mereka membandingkan kecepatan satelit yang beberapa kali lipat kali jauh lebih tinggi jika dibandingkan misalnya pesawat SR-71 Blackbird yang merupakan pesawat tercepat. Mereka salah. Pada ketinggian satelit, kerapatan udara berkali-kali lipat lebih kecil, dan gaya hambatnya pun menjadi berkali-kali lipat lebih kecil.

Pesawat mata-mata SR-71 Blackbird memiliki kecepatan 3500 km/jam. Sedangkan ISS memiliki kecepatan sekitar 27500 km/jam, atau hampir 8 kali lipatnya. Penganut Bumi datar berpendapat bahwa hal ini ‘tidak masuk akal’. Seharusnya ISS akan hancur berkeping-keping pada kecepatan tersebut, apalagi tidak didesain secara aerodinamis.

Mereka melupakan faktor hambatan udara. Kerapatan udara pada ketinggian operasional SR-71 adalah 0.04 kg/m³. Sedangkan kerapatan udara pada ketinggian ISS adalah 0.000000000004 kg/m³. Dengan kata lain pada ketinggian ISS, kerapatan udara adalah 10000000000× lipat lebih kecil daripada pada ketinggian SR-71. Dan dengan demikian gaya hambatnya pun 10000000000× lipat lebih kecil. ISS tidak perlu didesain secara aerodinamis walaupun memiliki kecepatan 8 kali lipat lebih tinggi.

Gaya hambat akan menyebabkan ketinggian ISS berangsur-angsur turun. Untuk mengatasinya, ISS akan melakukan orbit boost. Setiap beberapa waktu, ada misi pembekalan (supply) ke ISS. Umumnya orbit boost dilakukan menggunakan mesin wahana antariksa saat tersambung dengan ISS. Atau orbit boost juga bisa dilakukan oleh ion thruster yang dimiliki oleh ISS sendiri. Salah satu yang dikirim pada misi pembekalan ISS adalah propelan untuk keperluan orbit boost.

Satelit berorbit rendah beroperasi pada daerah yang memiliki kerapatan udara lebih tinggi. Satelit GOCE misalnya, beroperasi di ketinggian hampir setengah dari ketinggian ISS dan kerapatan udara di sana 42 kali lebih tinggi. Satelit ini didesain secara aerodinamis untuk mengurangi gaya hambat. Dan tak seperti ISS, tak ada misi supply ke satelit ini, sehingga gaya hambat harus diminimalkan sebisa mungkin untuk memaksimalkan lama satelit berfungsi.

Referensi