Ini Rahasia Roket Bisa Terbang di Luar Angkasa meskipun Tidak Ada Oksigen

FLORIDA - Bagaimana roket bisa tetap meluncur di luar angkasa yang hampa udara? Ternyata, roket bisa terbang dengan mengandalkan pembakaran dan hukum gerak ketiga Newton.

Roket memiliki mesin yang penggerak yang berbeda dengan jenis mesin penggerak pesawat terbang atau peralatan lain di Bumi. Seperti mesin lainnya, roket beroperasi menggunakan pembakaran.

Diketahui semua pembakaran membutuhkan oksigen, maka roket membawa oksigen cair ke luar angkasa agar mesinnya bisa beroperasi. Jadi mesin roket tidak bergantung pada udara sekitar seperti mesin mobil, untuk bisa beroperasi.

“Selain membawa bahan bakar, roket juga membawa minyak tanah atau metana atau hidrogen cair, untuk menghasilkan reaksi pendorong,” kata Cassandra Marion, penasihat sains untuk Canada Aviation and Space Museum di Ottawa kepada Live Science, Rabu (25/5/2022).



Desain roket pun dibuat sedemikian rupa mencakup ruang bakar, tempat oksidator dan bahan bakar bereaksi, serta kemudian nosel tempat menghasilkan energi pembakaran. “Jika Anda mendorong kekuatan yang cukup ke bagian bawah roket, reaksinya adalah gerakan roket ke arah yang berlawanan,” kata Marion.

Proses itu mengacu pada hukum gerak ketiga Isaac Newton bahwa setiap aksi menghasilkan reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Dengan kata lain, roket bekerja sesuai dengan hukum yang berlaku di alam semesta.

Terkadang gaya tidak seimbang, yang kita lihat sebagai percepatan roket mendorong ke luar angkasa. Aturan gerak juga harus mempertimbangkan mekanika orbital. Di sekitar planet besar seperti Bumi, sederhananya, setiap kemungkinan ketinggian memiliki kecepatan tertentu.



Titik tertinggi orbit dikenal dengan periapsis dan titik terendah adalah apoapsis. NASA menjelaskan, roket hanya dapat meningkatkan periapsisnya dengan menyalakan mesinnya (atau dengan cara lain meningkatkan energinya) saat berada di apoapsis. Atau jika roket ingin menurunkan ketinggiannya, mereka perlu mengeluarkan energi (menyalakan mesin) pada periapsis.

Atmosfer bumi bertindak sebagai hambatan terus-menerus pada pesawat ruang angkasa dan Stasiun Luar Angkasa Internasional. Kondisi ini mengharuskan mereka untuk menembakkan mesin roket secara berkala untuk mencegah jatuh kembali ke Bumi. Jadi misi di semua orbit Bumi kecuali yang tertinggi harus membawa bahan bakar yang cukup untuk agar tidak jatuh.

“Ada pengukuran yang sangat tepat tentang berapa banyak bahan bakar yang dimasukkan ke dalam roket, tergantung pada ukuran roket, jenis bahan bakar, dan segala sesuatu yang ditambahkan ke dalam massa roket," kata Marion.


NASA sering menggunakan hidrogen cair dan oksigen cair, karena kombinasi itu memberikan impuls spesifik tertinggi dari bahan bakar roket yang biasa digunakan. Namun, hidrogen memiliki kerapatan yang sangat rendah sehingga tidak praktis untuk menggunakan propelan.

Itu sebabnya banyak misi peluncuran roket membutuhkan booster. Salah satu contoh hari ini adalah Sistem Peluncuran Luar Angkasa NASA, roket luar angkasa untuk misi bulan yang dirancang menggunakan dua pendorong (booster). Bersama-sama, booster menghasilkan 75% dari total daya dorong peluncuran (terbuka di tab baru) yang diperlukan untuk meluncurkan SLS.

Untuk tujuan yang lebih jauh, badan antariksa menjadi kreatif. Untuk menghemat uang saat memotret planet yang jauh seperti Jupiter, beberapa pesawat ruang angkasa mengitari sebuah planet (misalnya, Venus) dan menggunakan gravitasinya untuk mendapatkan peningkatan kecepatan.

Ini mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tujuan lain dan roket cukup membawa sedikit bahan bakar daripada yang dibutuhkan untuk pergi begitu jauh.