Serpihan ruang angkasa yang jatuh menimbulkan risiko yang meningkat seiring pesawat ruang angkasa menjadi lebih kuat dan tahan panas
Falling space debris poses an escalating risk as spacecraft get stronger and more heat resistant
Some engineers are prioritizing ‘design for demise’ and planning satellites that are more likely to completely burn up in Earth’s atmosphere at the end of their lifespan.
Beberapa insinyur memprioritaskan ‘desain untuk musnah’ dan merencanakan satelit yang lebih mungkin terbakar sepenuhnya di atmosfer Bumi pada akhir masa pakainya.
When it comes to space debris, what goes up is coming down more often – and not safely.
Ketika berbicara tentang puing luar angkasa, apa yang naik semakin sering turun – dan tidak dengan aman.
When spacecraft launch, some components, including nonreusable rocket boosters, are jettisoned to decrease weight, leaving them to intentionally burn up as they reenter the atmosphere. Satellites also enter the atmosphere at the end of their life, supposedly burning up. But in many cases, they are not doing so as predicted.
Ketika pesawat ruang angkasa diluncurkan, beberapa komponen, termasuk pendorong roket yang tidak dapat digunakan kembali, dibuang untuk mengurangi berat, membiarkan mereka terbakar secara sengaja saat memasuki kembali atmosfer. Satelit juga memasuki atmosfer pada akhir masa hidupnya, diduga terbakar. Tetapi dalam banyak kasus, mereka tidak melakukannya seperti yang diperkirakan.
Debris from partially burned-up spacecraft components and satellites reentering Earth’s atmosphere can pose a risk to people and structures on the ground. The surge in launches, driven largely by private players such as SpaceX, is turning a once-remote risk into a growing threat.
Puing dari komponen pesawat ruang angkasa dan satelit yang sebagian terbakar dan memasuki kembali atmosfer Bumi dapat menimbulkan risiko bagi masyarakat dan struktur di darat. Lonjakan peluncuran, yang sebagian besar didorong oleh pemain swasta seperti SpaceX, mengubah risiko yang dulunya jauh menjadi ancaman yang berkembang.
Our materials research group at the University of Wisconsin-Stout is studying the materials that allow reentry debris to survive. We look for ways to safely modify their exceptional heat-resistant qualities to make them safer for atmospheric reentry.
Grup penelitian material kami di University of Wisconsin-Stout mempelajari bahan-bahan yang memungkinkan puing masuk kembali untuk bertahan. Kami mencari cara untuk memodifikasi kualitas tahan panas mereka yang luar biasa dengan aman untuk membuatnya lebih aman untuk masuk kembali ke atmosfer.
Debris landing on Earth
Puing Jatuh di Bumi
Reentry debris has fallen on both private and public property around the world multiple times since 2021. Some of the most notable events involve pieces from SpaceX Dragon’s carbon fiber trunk, which stays attached to the crewed capsule until just hours before its reentry. These trunks are larger than a 15-passenger van and used for storage.
Puing reentry telah jatuh di properti swasta maupun publik di seluruh dunia berkali-kali sejak tahun 2021. Beberapa peristiwa yang paling menonjol melibatkan potongan dari trunk serat karbon SpaceX Dragon, yang tetap terpasang pada kapsul berawak hingga beberapa jam sebelum reentry. Trunk ini lebih besar dari van 15 penumpang dan digunakan untuk penyimpanan.
Trunk debris from the Crew 7 mission to the International Space Station has landed in North Carolina, and fragments from the Crew 1 mission landed in New South Wales, Australia. Similarly, debris from the Axiom 3 mission landed in Saskatchewan, Canada.
Puing trunk dari misi Crew 7 ke Stasiun Luar Angkasa Internasional telah mendarat di North Carolina, dan fragmen dari misi Crew 1 mendarat di New South Wales, Australia. Demikian pula, puing dari misi Axiom 3 mendarat di Saskatchewan, Kanada.
In addition to trunk debris, carbon fiber components that hold pressurized gases to adjust a spacecraft’s orientation also make up a lot of recovered reentry debris. Some of these most recent recoveries have been in Australia, Argentina and Poland.
Selain puing trunk, komponen serat karbon yang menahan gas bertekanan untuk menyesuaikan orientasi pesawat ruang angkasa juga merupakan sebagian besar puing reentry yang berhasil dikumpulkan. Beberapa pengumpulan terbaru ini terjadi di Australia, Argentina, dan Polandia.
Most of the debris that reenters the atmosphere burns up, so why are these pieces making it down to Earth’s surface?
Sebagian besar puing yang masuk kembali ke atmosfer terbakar, jadi mengapa potongan-potongan ini sampai ke permukaan Bumi?
Atmospheric reentry
Re-entry Atmosferik
Satellites such as SpaceX’s Starlink reside in low Earth orbit, typically between 190 and 1,240 miles (300 and 2000 kilometers) above the Earth’s surface. To stay there, they need to move really fast, at about 17,000 miles (27,000 km) per hour. To reach this speed, a rocket with a million pounds of fuel had to accelerate it, and part of this energy is still contained within the satellite’s momentum.
Satelit seperti Starlink milik SpaceX berada di orbit rendah Bumi, biasanya antara 190 dan 1.240 mil (300 dan 2000 kilometer) di atas permukaan Bumi. Untuk tetap berada di sana, mereka perlu bergerak sangat cepat, sekitar 17.000 mil (27.000 km) per jam. Untuk mencapai kecepatan ini, roket dengan satu juta pon bahan bakar harus mengakselerasi benda tersebut, dan sebagian energi ini masih terkandung dalam momentum satelit.
As an object in orbit drifts down, closer to Earth’s upper atmosphere, it starts to collide with air molecules, slowing the object down. The amount of heat generated from this interaction rapidly consumes the satellite, melting metal at over 3,000 degrees Fahrenheit (1,600 degrees Celsius) .
Saat suatu objek dalam orbit melayang ke bawah, mendekati atmosfer atas Bumi, objek tersebut mulai bertabrakan dengan molekul udara, memperlambat objek tersebut. Jumlah panas yang dihasilkan dari interaksi ini dengan cepat mengonsumsi satelit, melelehkan logam pada suhu lebih dari 3.000 derajat Fahrenheit (1.600 derajat Celsius) .
More launches
Peluncuran yang lebih banyak
Countries around the world have been launching items into space since the 1950s, so why is reentry a concern now?
Negara-negara di seluruh dunia telah meluncurkan benda-benda ke luar angkasa sejak tahun 1950-an, jadi mengapa masuk kembali (reentry) menjadi perhatian sekarang?
Starting in the 1960s, about 100 objects were launched into space every year – or at least that was the case until 2016. Since then, the number has been increasing exponentially. In 2016, 200 objects launched. But in 2025, that number was 4,500, meaning 20% of all objects launched into space since the 1950s were launched last year.
Dimulai pada tahun 1960-an, sekitar 100 objek diluncurkan ke luar angkasa setiap tahun – atau setidaknya itu adalah kasusnya hingga tahun 2016. Sejak saat itu, jumlahnya telah meningkat secara eksponensial. Pada tahun 2016, 200 objek diluncurkan. Tetapi pada tahun 2025, jumlah itu adalah 4.500, yang berarti 20% dari semua objek yang diluncurkan ke luar angkasa sejak tahun 1950-an diluncurkan tahun lalu.
Most of these launches came from companies in the United States, such as SpaceX and Rocket Labs. Companies like these, along with those outside of the U.S., have plans for large satellite constellations composed of hundreds of thousands to a million satellites.
Sebagian besar peluncuran ini berasal dari perusahaan-perusahaan di Amerika Serikat, seperti SpaceX dan Rocket Labs. Perusahaan-perusahaan seperti ini, bersama dengan perusahaan di luar AS, memiliki rencana untuk konstelasi satelit besar yang terdiri dari ratusan ribu hingga satu juta satelit.
The more objects and payloads launched, the more reentry events occur. Satellite operators are required to remove their decommissioned satellites from orbit after 25 years to comply with regulations set in place by international committees. Groups across the world, including the Federal Communications Commission in the U.S., have pushed to shorten the deorbit window to five years. Because of these guidelines, the full influx of reentry debris events from these recent launches will not be felt for another 10 or more years.
Semakin banyak objek dan muatan yang diluncurkan, semakin banyak peristiwa masuk kembali yang terjadi. Operator satelit diwajibkan untuk mengeluarkan satelit mereka yang dinonaktifkan dari orbit setelah 25 tahun untuk mematuhi peraturan yang ditetapkan oleh komite internasional. Kelompok di seluruh dunia, termasuk Federal Communications Commission di A.S., telah mendorong untuk mempersingkat jendela deorbit menjadi lima tahun. Karena pedoman ini, arus penuh peristiwa puing masuk kembali dari peluncuran baru-baru ini ini tidak akan terasa selama 10 tahun atau lebih.
The objects launched and policy decisions made today will have a lasting effect on future safety.
Objek yang diluncurkan dan keputusan kebijakan yang dibuat hari ini akan memiliki efek yang bertahan lama pada keselamatan di masa depan.
Carbon fiber
Serat karbon
As the world has progressed technologically, efficiency for launching items into space has too.
Seiring kemajuan dunia secara teknologi, efisiensi untuk meluncurkan benda ke luar angkasa juga meningkat.
Satellites and spacecraft are becoming lighter, stronger and more heat resistant because of materials such as carbon fiber-reinforced plastics and new metals. These strong materials are sought after because they’re lightweight, but they can also cause deorbiting debris to withstand reentry temperatures.
Satelit dan pesawat ruang angkasa menjadi lebih ringan, lebih kuat, dan lebih tahan panas karena material seperti plastik yang diperkuat serat karbon dan logam baru. Material-material kuat ini dicari karena ringan, tetapi mereka juga dapat menyebabkan puing yang keluar orbit mampu menahan suhu reentry.
Carbon fiber, once used exclusively in space technology, is now found in common items such as bicycle frames and racing car bodies. It is still the gold standard for fabricating high-strength, low-weight materials for spacecraft components such as rocket fuselages, interstaging – the protective housing found between the rocket stages – and pressure vessels that experience extreme temperatures and high mechanical stress and strain.
Serat karbon, yang dulunya hanya digunakan dalam teknologi luar angkasa, kini ditemukan dalam barang-barang umum seperti rangka sepeda dan bodi mobil balap. Ini masih merupakan standar emas untuk membuat material berdaya tahan tinggi dan berat rendah untuk komponen pesawat ruang angkasa seperti badan roket, interstaging – rumah pelindung yang ditemukan di antara tahapan roket – dan bejana bertekanan yang mengalami suhu ekstrem serta tegangan dan regangan mekanis yang tinggi.
Simple metals such as aluminum and steel melt and burn away, while complex materials such as carbon fiber, which is manufactured at up to 5,000 F (3,000 C) , burn away unpredictably, changing the way jettisoned components break up upon reentry.
Logam sederhana seperti aluminium dan baja meleleh dan terbakar, sementara material kompleks seperti serat karbon, yang diproduksi hingga 5.000 F (3.000 C) , terbakar secara tidak terduga, mengubah cara komponen yang dibuang hancur saat reentry.
Since the early 2000s, a majority of recovered space debris contains either carbon fiber-reinforced plastic sections or metal components wrapped with carbon fiber. The carbon fiber can act as an unintentional heat shield for heavier, more harmful debris.
Sejak awal tahun 2000-an, sebagian besar puing luar angkasa yang ditemukan mengandung bagian plastik yang diperkuat serat karbon atau komponen logam yang dibungkus dengan serat karbon. Serat karbon dapat bertindak sebagai perisai panas yang tidak disengaja untuk puing yang lebih berat dan lebih berbahaya.
Design For demise
Desain untuk kehancuran
Design for demise is a major area of research focused on mitigating the risk of reentry debris. Instead of relying on controlled and meticulously timed deorbits that send components that survive reentry into the ocean at the end of their lives, spacecraft components are engineered to ensure they completely disintegrate while deorbiting through the atmosphere.
Desain untuk kehancuran adalah bidang penelitian utama yang berfokus pada mitigasi risiko puing reentry. Alih-alih mengandalkan deorbit yang terkontrol dan tepat waktu yang mengirimkan komponen yang selamat dari reentry ke lautan pada akhir masa hidupnya, komponen pesawat ruang angkasa direkayasa untuk memastikan bahwa mereka sepenuhnya hancur saat melakukan deorbit melalui atmosfer.
Design for demise can take many forms. These range from changing to more heat-susceptible materials to relocating harder-to-burn components to areas of the spacecraft that will be hotter during reentry, or using linkages that break apart at high temperatures to separate structures into smaller components to help them burn up.
Desain untuk kehancuran dapat mengambil banyak bentuk. Ini berkisar dari mengubah menjadi bahan yang lebih rentan terhadap panas hingga memindahkan komponen yang lebih sulit dibakar ke area pesawat ruang angkasa yang akan lebih panas selama reentry, atau menggunakan sambungan yang terurai pada suhu tinggi untuk memisahkan struktur menjadi komponen yang lebih kecil untuk membantu mereka terbakar.
With so much focus historically on spacecraft being made from the lightest, strongest and most heat-resistant materials available, it may seem counterintuitive to intentionally make some materials weaker. The key is making materials smarter, so they maintain their strength during their mission but weaken under the heat of reentry.
Dengan fokus yang begitu besar secara historis pada pembuatan pesawat ruang angkasa dari bahan yang paling ringan, terkuat, dan paling tahan panas yang tersedia, mungkin tampak berlawanan dengan intuisi untuk sengaja membuat beberapa bahan menjadi lebih lemah. Kuncinya adalah membuat bahan menjadi lebih cerdas, sehingga mereka mempertahankan kekuatan mereka selama misi tetapi melemah di bawah panas reentry.
Matthew Ray’s lab is developing and working toward patenting a system to decrease risk from future carbon fiber based reentry debris.
Laboratorium Matthew Ray sedang mengembangkan dan berupaya mematenkan sistem untuk mengurangi risiko dari puing reentry berbasis serat karbon di masa depan.
Reese Hufnagel conducts research on space debris and is developing ways to make future carbon composites safer for use in orbit.
Reese Hufnagel melakukan penelitian tentang puing antariksa dan mengembangkan cara untuk membuat komposit karbon di masa depan lebih aman untuk digunakan di orbit.
Read more
-
3 alasan perang antara AS, Israel, dan Iran menuju konflik beku
3 reasons the war between the US, Israel and Iran is headed for a frozen conflict
-
Penambangan emas ilegal menyebabkan lonjakan malaria di Amazon, dan asosiasi ini jauh lebih buruk dari yang kami duga
Illegal gold mining causes surges in malaria in the Amazon, and the association is far worse than we suspected