Kalau kamu nonton film fiksi ilmiah, mungkin kamu mengira menerbangkan pesawat luar angkasa itu sama aja kayak nyetir mobil yang sedikit lebih rumit (atau kaya Winnebago di Spaceballs). Dan George Lucas kasih kita pertempuran galaksi itu dengan pilot-pilot yang keliatannya lagi menerbangkan jet tempur di Bumi.
Ya, berita buruk: Antariksa itu sangat, sangat berbeda. Khususnya, menggerakan kendaraan di orbit sekitar Bumi itu jauh lebih kompleks dari itu. Manuver yang mungkin kamu lakuin dengan pesawat terbang kadang punya efek yang berlawanan di orbit.
Biar lebih jelas, pertama kita akan ambil beberapa konsep fisika dasar dan bikin sendiri model kecil dari mekanika orbital, terus aku punya beberapa simulasi keren tentang upaya maneuver docking. Lanjut baca ya!
Orbit Melingkar
Bayangin lagi terbang dalam orbit melingkar mengelilingi Bumi. Ada tiga konsep fisika besar yang perlu kita pahami untuk gerak semacam ini. Pertama, percepatan sentripetal. Ingat bahwa percepatan adalah ukuran seberapa cepat kecepatan suatu objek berubah.
Tapi kecepatan bukan cuma laju, itu adalah laju dalam arah tertentu—dengan kata lain, itu adalah vektor. Kalo sebuah benda bergerak dalam lingkaran, arahnya terus berubah, yang artinya dia terus mengalami percepatan, meskipun lajunya konstan!
Arah percepatan ini menuju pusat lingkaran. (“Sentripetal” artinya menuju pusat.) Besarnya percepatan ini bergantung pada besarnya kecepatan (v) (yaitu, lajunya) dan jari-jari (r) lingkarannya. Ini menghasilkan persamaan berikut:
Courtesy of Rhett Allen