Bagaimana Satelit yang Nun Jauh di Luar Angkasa Sana dapat Berkomunikasi Dengan Manusia di Bumi? Deep Space Network Jawabannya!

Bagaimana Satelit yang Nun Jauh di Luar Angkasa Sana dapat Berkomunikasi Dengan Manusia di Bumi? Deep Space Network Jawabannya!
Bagikan Artikel ini di:

Dari tahun ke tahun, ambisi manusia untuk menjelajahi antariksa semakin meningkat. Hal ini dibuktikan oleh perkembangan pesat penjelajahan antariksa yang dimulai dari peluncuran satelit buatan manusia pertama di tahun 1957, hingga wahana robotik tanpa awak milik China yang baru-baru ini (3 Januari 2019) mendarat di sisi terjauh dari bulan (tepatnya di kawasan Aitken, kawah terbesar di Kutub Selatan bulan yang belum pernah dijelajahi selama ini).

Baca juga: Alat-alat yang Digunakan Untuk Membuang Sampah Antariksa

Dengan penjelajahan antariksa yang semakin berkembang, akan muncul sebuah permasalahan baru. Semakin jauh sebuah wahana antariksa berada, maka semakin sulit untuk berkomunikasi dengan wahana antariksa tersebut karena sinyal radio yang diterima di Bumi akan semakin lemah.

Mengapa sinyal radio semakin melemah seiring bertambahnya jarak? Hal ini terjadi karena terdapat sebuah hukum yang bernama Inverse Square LawHukum ini menjelaskan bahwa paparan energi yang kita terima dari suatu sumber energi akan berbanding terbalik secara kuadrat dengan pertambahan jarak dari sumber energi tersebut.

Misal suatu wahana antariksa berada pada jarak 2 satuan astronomi (SA) dari Bumi, maka kuat sinyal radio yang diterima oleh antena di Bumi akan 4 kali lebih lemah daripada sinyal dari wahana antariksa yang berjarak 1 SA. Apabila wahana antariksa tersebut berada pada jarak 3 SA, maka akan terdeteksi 9 kali lebih lemah, dan seterusnya. Jika dianalogikan dengan kehidupan sehari-hari, hukum ini sama seperti ketika kita melempar batu ke kolam. Saat batu menyentuh air, maka akan muncul gelombang yang menyebar dan terus melemah hingga semakin sulit dilihat oleh mata.

Contoh di dunia nyata adalah wahana antariksa Voyager mengirimkan sinyal radio ke Bumi dengan kekuatan 9 watt atau setara dengan enam kali kekuatan pancaran ponsel. Namun setelah menempuh perjalanan dengan kecepatan cahaya selama 16 jam, kekuatan sinyal radio tersebut melemah hingga hanya menjadi sebesar 10-15 watt.  Lantas bagaimana tim pengendali wahana di Bumi mengatasi masalah sinyal yang sangat lemah tersebut?

Pada akhir tahun 1950-an, Lembaga Aeronautika dan Antariksa Amerika Serikat (NASA) mencetuskan sebuah konsep jaringan komunikasi luar angkasa baru. Sistem komunikasi ini dapat menunjang komunikasi dengan wahana antariksa yang berada di Deep Space. Sistem tersebut bernama Deep Space Network (disingkat DSN).

DSN menunjang komunikasi antara Bumi dengan wahana antariksa yang berada di jarak yang jauh seperti Voyager dan New Horizons. Sementara itu, wahana antariksa jarak dekat seperti Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) dan Teleskop Luar Angkasa Hubble dapat menggunakan satelit relay di orbit geostasioner dan antena yang lebih kecil di pusat kendali misi masing-masing.

Rotasi Bumi menyebabkan permukaan Bumi yang menghadap suatu koordinat di langit akan berubah dari waktu ke waktu. Oleh karena itu, antena-antena canggih Deep Space Network disebar di tiga lokasi berbeda. Ketiga lokasi tersebut yakni Goldstone di Amerika Serikat, Madrid di Spanyol, dan Canberra di Australia. Goldstone, Madrid, dan Canberra dipilih menjadi lokasi antena DSN karena ketiga lokasi tersebut membentuk segitiga bersudut 120° apabila dilihat dari kutub Bumi, sehingga memungkinkan antena-antena DSN untuk berkomunikasi dengan wahana antariksa secara non-stop.

Tiap lokasi DSN memiliki beberapa antena parabola sensitif yang terdiri dari beberapa antena berdiameter 26 meter dan 34 meter serta sebuah antena berdiameter 70 meter. Antena-antena tersebut mampu melakukan tracking untuk tetap mengarah ke wahana antariksa yang melakukan transmisi sinyal komunikasi.

Operasional DSN dimulai pada tahun 1963. Semenjak itu, DSN telah membantu berbagai misi penting seperti menerima gambar TV pendaratan manusia pertama di Bulan, penyelamatan misi Apollo 13, dan berbagai misi antar planet.

Baca juga:

Beberapa masalah dan kekhawatiran sempat muncul dari sistem ini. Pada tahun 2016, wahana antariksa Cassini mengalami masalah menjelang fase akhir misi. Hal yang serupa juga sempat terjadi dengan misi Magnetospheric Multiscale. Setelah diusut, penyebab kegagalan DSN kala itu disebabkan oleh cuaca dan lingkungan sekitar kompleks antena. Kekhawatiran tentang keberlangsungan jaringan DSN juga muncul karena rendahnya anggaran pendanaan.

Meskipun demikian, Ketiga fasilitas DSN yang tersebar di berbagai belahan dunia ini masih beroperasi membantu komunikasi wahana antariksa dari NASA, JAXA (Jepang), ESA (Eropa), dan ISRO (India). Operasional DSN saat ini dikontrol oleh NASA Jet Propulsion Laboratory yang bermarkas di Pasadena, California.

Sistem DSN rencananya akan diupgrade dengan mengganti seluruh antena berdiameter 70 meter dengan beberapa antena yang lebih kecil di ketiga kompleks DSN. Hal ini dilakukan karena perawatan yang sulit dan mahal untuk antena berdiameter 70 meter. Selain itu, antena-antena tersebut sudah saatnya diganti karena faktor usia.

Sahabat Warstek dapat mengetahui wahana antariksa apa saja yang saat ini tengah berkomunikasi melalui DSN dengan mengakses situs eyes.nasa.gov.

Referensi:

  • https://spaceplace.nasa.gov/dsn-antennas/en/ diakses pada 10 Januari 2019
  • https://eyes.nasa.gov/ diakses pada 10 Januari 2019
  • https://deepspace.jpl.nasa.gov/about/ diakses pada 11 Januari 2019
  • https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=2861 diakses pada 11 Januari 2019
  • https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:DSNantenna.svg#mw-jump-to-license diakses pada 11 Januari 2019
  • http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2015/01300800-talking-to-pluto-is-hard.html diakses pada 12 Januari 2019
  • https://space.stackexchange.com/questions/958/how-does-voyager-1-send-signals-to-earth/960#960 diakses pada 12 Januari 2019
  • http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/communications/2-why-do-communications-get-harder-with-distance.html diakses pada 12 Januari 2019
  • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Forces/isq.html diakses pada 12 Januari 2019
  • https://www.semanticscholar.org/paper/The-Deep-Space-Network-Scheduling-Problem-Clement-Johnston/e6b5a0feee628bed7be813fb026600ccb3ebe4c1 diakses pada 12 Januari 2019
  • https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/services/networks/txt_daep.html diakses pada 12 Januari

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Bagikan Artikel ini di:

Tinggalkan Balasan

eighteen − two =