9.1 - Satelit

Satelit ialah objek yang mengorbit planet atau bintang.

• Bulan ialah satelit semula jadi yang mengorbit Bumi.
• Terdapat juga banyak satelit buatan manusia yang mengorbit Bumi.

Jenis-jenis Orbit Satelit

Orbit satelit yang mengelilingi Bumi dikelaskan kepada lima jenis mengikut ketinggian orbit (altitud).

Orbit	Ketinggian orbit dan satah orbit
Orbit Rendah Bumi (Low Earth Orbit, LEO)	$180\text{–}2000\text{km}$
Orbit Sederhana Bumi (Medium Earth Orbit, MEO)	$2000\text{–}35780\text{km}$
Orbit Tinggi Bumi (High Earth Orbit, HEO)	Sama atau lebih daripada $35780\text{km}$
Orbit Geopegun (Geostationary Orbit, GEO)	$35786\text{km}$; satah orbit pada satah khatulistiwa
Orbit Geosegerak (Geosynchronous Orbit, GSO)	$35786\text{km}$; satah orbit yang mempunyai sudut kecondongan terhadap satah khatulistiwa

Bentuk Orbit

Terdapat dua bentuk orbit:

• Bulatan sempurna — GEO ialah satu contoh.
• Elips — MEO dan HEO ialah contoh.
• LEO dan GSO boleh berbentuk bulatan sempurna atau elips.

Apogi dan Perigi dalam Orbit Elips

• Apogi (apogee): kedudukan satelit yang paling jauh dari planet atau bintang yang dikelilinginya.
• Perigi (perigee): kedudukan satelit yang paling dekat dengan planet atau bintang yang dikelilinginya.

Hubungan antara Ketinggian Orbit dengan Halaju Satelit

Contoh orbit	Ketinggian orbit	Laju satelit
LEO	$705\text{km}$	$27500{\text{km j}}^{-1}$
MEO	$20200\text{km}$	$13900{\text{km j}}^{-1}$
HEO	$35780\text{km}$	$11100{\text{km j}}^{-1}$

Hubungan: semakin tinggi orbit satelit, semakin rendah laju satelit untuk kekal dalam orbit.

• Daya tarikan graviti terhadap satelit berkurang apabila ketinggian orbit satelit meningkat.
• Jika halaju satelit dalam orbit tetap menjadi terlalu rendah, satelit akan terjatuh ke arah Bumi.
• Jika halajunya menjadi terlalu tinggi, satelit akan bergerak ke angkasa lepas.

Aktiviti 9.2 — Menentukan Hubungan

1. Kumpulkan maklumat tentang jenis atau sistem satelit, ketinggian orbit dan laju beberapa satelit.
2. Jadualkan data mengikut satelit, jenis orbit, ketinggian orbit dan laju satelit.
3. Bandingkan data.
4. Buat kesimpulan: ketinggian orbit meningkat → laju satelit berkurang.

Pelancaran dan Penempatan Satelit dalam Orbit

Kenderaan pelancar yang terdiri daripada satu atau lebih roket digunakan untuk menghantar satelit atau kapal angkasa ke angkasa lepas.

Kaedah Menghantar Kenderaan Pelancar ke dalam Orbit

• Secara terus ke dalam orbit — kenderaan pelancar mengikuti trajektori roket dari Bumi ke orbit yang diperlukan.
• Orbit pindah Hohmann — orbit pindah berbentuk elips memindahkan kenderaan pelancar antara dua orbit yang berlainan ketinggian:
  1. kenderaan bermula di orbit kecil;
  2. pembakaran di perigi menempatkannya pada orbit pindah Hohmann;
  3. pembakaran di apogi menempatkannya di orbit besar.

Jenis Kenderaan Pelancar

Kenderaan pelancar	Perbezaan utama
Kenderaan pelancar yang digunakan sekali sahaja (expendable launch vehicle, ELV)	Digunakan sekali sahaja
Kenderaan pelancar guna semula (reusable launch vehicle, RLV)	Boleh digunakan semula

Fungsi Stesen Angkasa Antarabangsa

Stesen Angkasa Antarabangsa (International Space Station, ISS):

• menyediakan tempat untuk kru angkasawan tinggal dan bekerja di angkasa lepas;
• menyediakan tempat untuk angkasawan menjalankan penyelidikan sains di angkasa lepas;
• merupakan hasil usaha lima agensi angkasa, iaitu NASA (Amerika Syarikat), Roscosmos (Rusia), JAXA (Jepun), ESA (Eropah) dan CSA (Kanada).

Dato’ Dr Sheikh Muszaphar Shukor Al Masrie bin Sheikh Mustapha ialah rakyat Malaysia yang pertama sampai di ISS.

Keadaan Sifar Graviti

Keadaan sifar graviti ialah keadaan yang tiada kesan ketara daya graviti dirasai.

• Angkasawan di ISS berada dalam keadaan terapung kerana keadaan sifar graviti.
• Satu simulasi dalam kehidupan harian ialah terjun udara dalaman (indoor skydiving):
  • tiupan udara ke atas yang sangat kuat menghasilkan daya tujahan ke atas;
  • daya tujahan sama nilai dengan berat peserta tetapi bertindak pada arah yang bertentangan;
  • tiada kesan ketara daya graviti dirasai, lalu peserta terapung di udara.

Kaedah Menjejaki Stesen Angkasa

Menghitung Kekerapan ISS Mengorbit Bumi

Gunakan ketinggian orbit ISS, laju ISS dan jejari Bumi, $6.37\times 10^6\text{m}$.

Pastikan semua jarak dan laju menggunakan unit yang konsisten sebelum menggantikan nilai.

Menjejaki dengan Aplikasi Telefon Pintar

Aplikasi telefon pintar dapat memaparkan:

• lokasi pemerhati;
• kedudukan semasa ISS;
• orbit ISS.

Maklumat ini membolehkan pemerhati menentukan masa ISS melintasi lokasi pemerhati.

Impak Perkembangan Pesat dalam Teknologi Angkasa Lepas

Pertambahan Bahan Buangan di Angkasa Lepas

Bahan buangan di angkasa lepas (space junk) merangkumi:

• satelit yang tidak berfungsi;
• bahagian ELV yang telah digunakan;
• serpihan satelit daripada perlanggaran antara satelit;
• roket yang habis dibakar;
• bahan buangan lain di angkasa lepas.

Kesan:

• Menurut pemerhatian pihak NASA yang memantau bahan buangan di angkasa lepas, 95% daripada beribu-ribu objek buatan manusia di LEO ialah bahan buangan di angkasa lepas.
• Semakin banyak bahan buangan di angkasa lepas, semakin tinggi risiko perlanggaran satelit dengan bahan buangan tersebut.
• Satelit cuaca GOES lazimnya mengubah orbitnya beberapa kali untuk mengelakkan perlanggaran dengan bahan buangan di angkasa lepas.

Peningkatan Aktiviti Penyelidikan dan Pembangunan

Kemajuan teknologi angkasa lepas meningkatkan aktiviti penyelidikan dan pembangunan dalam:

• kesihatan manusia;
• respons terhadap perubahan dan bencana cuaca;
• teknologi inovatif baharu;
• pendidikan global;
• perkembangan ekonomi angkasa lepas.