Teknologi di balik ramalan cuaca, GPS, dan bahkan ponsel cerdas dapat melacak asal usul mereka hingga ke bulan.
Astronot Buzz Aldrin di bulan selama misi Apollo 11. Gambar melalui Neil Armstrong / NASA.
Jean Creighton, Universitas Wisconsin-Milwaukee
Banyak teknologi yang umum dalam kehidupan sehari-hari saat ini berasal dari dorongan untuk menempatkan manusia di bulan. Upaya ini mencapai puncaknya ketika Neil Armstrong melangkah keluar dari modul pendaratan Elang ke permukaan bulan 50 tahun yang lalu.
Sebagai duta astronomi udara NASA dan direktur Planetarium Manfred Olson, University of Wisconsin-Milwaukee, saya tahu bahwa teknologi di balik peramalan cuaca, GPS, dan bahkan ponsel cerdas dapat melacak asal-usul mereka hingga ke ras ke bulan.
Sebuah roket Saturn V yang membawa Apollo 11 dan krunya menuju bulan lepas landas pada 16 Juli 1969. Gambar via NASA.
1. Roket
4 Oktober 1957 menandai dimulainya Zaman Antariksa, ketika Uni Soviet meluncurkan Sputnik 1, satelit buatan manusia pertama. Soviet adalah yang pertama membuat kendaraan peluncuran yang kuat dengan mengadaptasi rudal jarak jauh era Perang Dunia II, terutama Jerman V-2.
Dari sana, propulsi ruang angkasa dan teknologi satelit bergerak cepat: Luna 1 lolos dari medan gravitasi bumi untuk terbang melewati bulan pada 4 Januari 1959; Vostok 1 membawa manusia pertama, Yuri Gagarin, ke luar angkasa pada 12 April 1961; dan Telstar, satelit komersial pertama, mengirim sinyal TV melintasi Samudra Atlantik pada 10 Juli 1962.
Pendaratan di bulan 1969 juga memanfaatkan keahlian para ilmuwan Jerman, seperti Wernher von Braun, untuk muatan besar ke luar angkasa. Mesin F-1 di Saturn V, kendaraan peluncuran program Apollo, membakar total 2.800 ton bahan bakar dengan laju 12,9 ton per detik.
Saturn V masih berdiri sebagai roket paling kuat yang pernah dibuat, tetapi roket saat ini jauh lebih murah untuk diluncurkan. Misalnya, sedangkan Saturn V menghabiskan biaya US $ 185 juta, yang berarti lebih dari $ 1 miliar pada tahun 2019, biaya peluncuran Falcon Heavy saat ini hanya $ 90 juta. Roket-roket itu adalah bagaimana satelit, astronot, dan pesawat ruang angkasa lainnya turun dari permukaan Bumi, untuk terus membawa kembali informasi dan wawasan dari dunia lain.
2. Satelit
Pencarian dorongan yang cukup untuk mendaratkan seorang pria di bulan mengarah ke pembangunan kendaraan yang cukup kuat untuk meluncurkan muatan hingga ketinggian 21.200 hingga 22.600 mil (34.100 hingga 36.440 km) di atas permukaan bumi. Pada ketinggian seperti itu, kecepatan orbit satelit sejajar dengan seberapa cepat planet ini berputar - sehingga satelit tetap berada di atas titik tetap, dalam apa yang disebut orbit geosinkron. Satelit Geosynchronous bertanggung jawab untuk komunikasi, menyediakan konektivitas internet dan pemrograman TV.
Pada awal 2019, ada 4.987 satelit yang mengorbit Bumi; pada tahun 2018 saja, ada lebih dari 382 peluncuran orbital di seluruh dunia. Dari satelit yang saat ini operasional, sekitar 40% dari muatan memungkinkan komunikasi, 36% mengamati bumi, 11% menunjukkan teknologi, 7% meningkatkan navigasi dan penentuan posisi dan 6% ruang maju dan ilmu bumi.
Komputer Bimbingan Apollo di sebelah komputer laptop. Gambar melalui Autopilot / Wikimedia Commons.
3. Miniaturisasi
Misi luar angkasa - saat itu dan bahkan hari ini - memiliki batasan ketat pada seberapa besar dan seberapa berat peralatan mereka, karena begitu banyak energi yang dibutuhkan untuk lepas landas dan mencapai orbit. Kendala-kendala ini mendorong industri luar angkasa untuk menemukan cara membuat versi yang lebih kecil dan lebih ringan dari hampir semua hal: Bahkan dinding modul pendaratan bulan dikurangi menjadi ketebalan dua lembar kertas.
Dari akhir 1940-an hingga akhir 1960-an, berat dan konsumsi energi elektronik berkurang dengan faktor beberapa ratus setidaknya - dari 30 ton dan 160 kilowatt dari Numerical Integrator dan Komputer Listrik ke 70 pound dan 70 watt dari Komputer panduan Apollo. Perbedaan berat ini setara dengan antara paus bungkuk dan armadillo.
Misi berawak membutuhkan sistem yang lebih kompleks daripada yang sebelumnya, yang tak berawak. Misalnya, pada tahun 1951, Universal Automatic Computer mampu 1.905 instruksi per detik, sedangkan sistem panduan Saturn V melakukan 12.190 instruksi per detik. Tren menuju elektronik yang gesit terus berlanjut, dengan perangkat genggam modern secara rutin mampu melakukan instruksi 120 juta kali lebih cepat daripada sistem panduan yang memungkinkan peluncuran Apollo 11. Kebutuhan untuk miniatur komputer untuk eksplorasi ruang angkasa pada 1960-an memotivasi seluruh industri untuk merancang komputer yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih hemat energi, yang praktis telah memengaruhi setiap segi kehidupan saat ini, dari komunikasi hingga kesehatan dan dari manufaktur hingga transportasi.
4. Jaringan global stasiun bumi
Berkomunikasi dengan kendaraan dan orang-orang di ruang angkasa sama pentingnya dengan membawa mereka ke atas. Sebuah terobosan penting yang terkait dengan pendaratan bulan 1969 adalah pembangunan jaringan global stasiun bumi, yang disebut Deep Space Network, untuk memungkinkan pengontrol di Bumi berkomunikasi terus-menerus dengan misi di orbit Bumi yang sangat elips atau di luarnya. Kontinuitas ini dimungkinkan karena fasilitas darat ditempatkan secara strategis terpisah 120 derajat dalam bujur sehingga setiap pesawat ruang angkasa akan berada dalam jangkauan salah satu stasiun darat setiap saat.
Karena kapasitas daya pesawat ruang angkasa yang terbatas, antena besar dibangun di Bumi untuk mensimulasikan "telinga besar" untuk mendengar suara lemah dan bertindak sebagai "mulut besar" untuk menyiarkan perintah keras. Bahkan, Deep Space Network digunakan untuk berkomunikasi dengan para astronot di Apollo 11 dan digunakan untuk menyampaikan gambar TV dramatis pertama Neil Armstrong yang melangkah ke bulan. Jaringan ini juga penting untuk kelangsungan hidup awak di Apollo 13 karena mereka membutuhkan bimbingan dari personel darat tanpa menyia-nyiakan kekuatan berharga mereka dalam komunikasi.
5. Melihat kembali ke Bumi
Mendapatkan ke luar angkasa telah memungkinkan orang untuk mengubah upaya penelitian mereka menuju Bumi. Pada bulan Agustus 1959, satelit tanpa awak Explorer VI mengambil foto-foto mentah pertama Bumi dari luar angkasa dalam sebuah misi yang meneliti atmosfer bagian atas, dalam persiapan untuk program Apollo.
Hampir satu dekade kemudian, kru Apollo 8 mengambil gambar terkenal tentang Bumi yang naik di atas lanskap bulan, dengan tepat dinamai “Earthrise.” Gambar ini membantu orang memahami planet kita sebagai dunia bersama yang unik dan mendorong gerakan lingkungan.
Bumi dari tepi tata surya, terlihat sebagai titik biru pucat sangat kecil di tengah garis paling coklat paling kanan. Gambar melalui Voyager 1 / NASA /
Memahami peran planet kita di alam semesta diperdalam dengan foto "titik biru pucat" Voyager 1 - gambar yang diterima oleh Deep Space Network.
Orang-orang dan mesin kami telah mengambil gambar Bumi dari luar angkasa sejak itu. Pandangan Bumi dari luar angkasa memandu orang baik secara global maupun lokal. Apa yang dimulai pada awal 1960-an sebagai sistem satelit Angkatan Laut AS untuk melacak kapal selam Polaris-nya dalam jarak 600 kaki (185 meter) telah berkembang menjadi jaringan Global Positioning System satelit yang menyediakan layanan lokasi di seluruh dunia.
Gambar dari serangkaian satelit pengamat Bumi yang disebut Landsat digunakan untuk menentukan kesehatan tanaman, mengidentifikasi ganggang mekar, dan menemukan potensi cadangan minyak. Kegunaan lain termasuk mengidentifikasi jenis pengelolaan hutan mana yang paling efektif dalam memperlambat penyebaran kebakaran hutan atau mengenali perubahan global seperti cakupan gletser dan pembangunan kota.
Ketika kita belajar lebih banyak tentang planet kita sendiri dan tentang planet-planet ekstrasurya - planet-planet di sekitar bintang-bintang lain - kita menjadi lebih sadar betapa berharganya planet kita. Upaya untuk melestarikan Bumi itu sendiri mungkin belum menemukan bantuan dari sel bahan bakar, teknologi lain dari program Apollo. Sistem penyimpanan ini untuk hidrogen dan oksigen dalam Modul Layanan Apollo, yang berisi sistem pendukung kehidupan dan persediaan untuk misi pendaratan di bulan, menghasilkan tenaga dan menghasilkan air yang dapat diminum untuk para astronot. Sumber energi yang jauh lebih bersih daripada mesin pembakaran tradisional, sel bahan bakar mungkin berperan dalam mengubah produksi energi global untuk melawan perubahan iklim.
Kita hanya bisa bertanya-tanya inovasi apa dari upaya orang-orang ke planet lain yang akan mempengaruhi penduduk dunia 50 tahun setelah Marswalk pertama.
Jean Creighton, Direktur Planetarium, Duta Astronomi Lintas Udara NASA, Universitas Wisconsin-Milwaukee
Artikel ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.
Intinya: inovasi pendaratan bulan Apollo 11 yang mengubah kehidupan di Bumi.
