Pada musim gugur tahun lalu, DARPA mengumumkan sedang mencari cara baru untuk menjaga agar satelit tetap beroperasi di tepi bawah ruang angkasa. Badan Proyek Penelitian Lanjutan Pertahanan ada untuk mengeksplorasi teknologi langit biru, dan menciptakan inovasi yang memungkinkan alat baru. Proyek Daedalus, diumumkan pada bulan Oktober, adalah cara untuk mengelola satelit di luar langit biru Bumi, tetapi tidak jauh dari itu. Ajakan program adalah potret menarik dari tantangan teknologi yang ingin ditangani DARPA untuk memperluas apa yang dapat dilakukan di orbit.
DARPA mendefinisikan Very Low Earth Orbit (VLEO) sebagai orbit dengan ketinggian kurang dari 450 km, atau sekitar 280 mil. Sebaliknya, Orbit Bumi Rendah adalah 2.000 km atau 1.200 mil. Manfaat berada di Orbit Bumi Sangat Rendah termasuk, menurut DARPA, “resolusi spasial yang lebih baik untuk pencitraan optik, rasio signal-to-noise yang lebih tinggi untuk sistem radar dan lidar, akurasi posisi geospasial yang lebih baik.” Ini semua memungkinkan kamera dan sensor lain di satelit mengamati aktivitas di Bumi dengan lebih baik di bawah, dan mengomunikasikan pengamatan tersebut dengan lebih cepat dan akurat.
Selain itu, DARPA menyarankan bahwa lebih murah dan lebih mudah untuk menempatkan satelit ke dalam VLEO, mencatat “kemampuan penyisipan kendaraan peluncuran yang lebih besar, dan penghematan massa, volume, dan biaya.” Yang lebih penting dari semua itu, karena VLEO sangat dekat dengan Bumi dan sangat jauh dari satelit lain, satelit rendah dapat lolos dengan perlindungan radiasi yang lebih sedikit, dan umumnya berada di luar jalur sebagian besar puing orbit.
Pengumuman itu juga mencatat bahwa “beban kepatuhan terhadap pedoman Komite Koordinasi Sampah Antariksa Antarlembaga berkurang dibandingkan dengan orbit yang lebih tinggi,” kemungkinan sebagian karena orbit yang sangat rendah membuat satelit umumnya keluar dari jalur orbit yang lebih banyak diperdagangkan.
Puing-puing dalam perang dan perdamaian
Puing-puing orbit merupakan masalah tambahan bagi satelit dan terutama satelit yang digunakan oleh militer. Sementara ruang sangat luas, orbit tidak, dan irisan orbit yang berguna semakin banyak diisi oleh objek buatan manusia.
Beberapa dari objek ini murni bersifat ilmiah, berorientasi ke arah bintang-bintang di luar sana, sementara banyak yang dibangun untuk melayani tujuan terestrial. Satelit komunikasi, satelit pengawasan, dan bahkan satelit observasi yang digunakan untuk mendokumentasikan cuaca di bawah adalah semua target potensial jika terjadi perang penembakan di luar angkasa. Rudal anti-satelit, yang didemonstrasikan oleh negara-negara seperti Amerika Serikat, Rusia, China, dan India, membuktikan kemampuannya tersebar luas.
Menghancurkan satelit dengan rudal menciptakan puing-puing, dari sisa-sisa rudal hingga bangkai satelit, dan puing-puing ini tetap ada di orbit. Pada November 2021, Rusia menghancurkan satelit Kosmosnya sendiri, menyebarkan puing-puing ke seluruh orbit, beberapa di antaranya terus bertahan.
Bahkan tanpa ancaman kehancuran dalam perang, ketika puing-puing yang ada bertabrakan dengan satelit, itu dapat menciptakan puing-puing baru, yang semakin membahayakan semua objek di orbit. Risiko tabrakan ini meningkat dengan setiap objek baru dimasukkan ke orbit, karena puing-puing dapat bergerak ke berbagai arah dari tabrakan, juga dapat membahayakan satelit di orbit yang lebih jauh dan lebih dekat.
Terbang dekat dengan termosfer
Ruang orbit memiliki gesekan, terutama semakin dekat satelit ke atmosfer. Satelit di Orbit Bumi Rendah mengalami tarikan atmosfer, karena partikel gas yang terikat ke atmosfer Bumi mengembang dan berkontraksi dalam siklus dengan matahari. Hal ini pada gilirannya dapat meningkatkan gesekan pada satelit, yang akan membutuhkan koreksi orbit oleh mesin onboard atau penurunan orbit hingga satelit memasuki kembali atmosfer yang sebenarnya. Termosfer, atau area yang mulai dari ketinggian sekitar 90 km (56 mil), membentang “hingga antara 500 dan 1.000 km (311 hingga 621 mil) di atas planet kita”, rentang yang berfluktuasi.
Semua Orbit Bumi Sangat Rendah berada di dalam termosfer. Itu membuat tantangan menjaga satelit di Orbit Bumi Sangat Rendah unik, dan menyarankan mengapa DARPA mungkin mencurahkan program untuk menguasai tantangan tersebut. Tantangan-tantangan ini termasuk hambatan atmosfer dan aerodinamis, cuaca luar angkasa, pengisian baterai pesawat ruang angkasa meskipun lebih rendah dari orbit rendah, dan bahkan erosi oksigen atom, atau fenomena di mana O2 yang lebih rendah di atmosfer digantikan oleh oksigen atom tunggal di termosfer. . Oksigen atom dapat memutuskan ikatan kimia, masalah bagi satelit yang terbuat dari senyawa kimia.
Di Daedelus, DARPA berangkat untuk mendemonstrasikan teknologi baru yang dapat memungkinkan operasi Orbit Bumi Sangat Rendah jangka panjang yang berkelanjutan, terlepas dari bahaya unik ini. Jika program seperti itu berhasil, itu dapat memungkinkan lapisan baru infrastruktur satelit, mengarahkan sensor yang ditargetkan secara sempit ke dunia di bawah.
Program Daedalus sendiri dirahasiakan, dengan catatan bahwa kontraktor perlu memiliki izin keamanan untuk fasilitas dan izin rahasia untuk personel yang mengerjakan proyek. Program tersebut meminjam namanya dari mitos Yunani tentang Icarus, yang terbang terlalu dekat dengan matahari dengan sayap lilin dan dengan demikian tewas dalam keturunan yang tidak terkendali. Ayah Icarus yang lebih berhati-hati, Daedalus, terbang lebih rendah, dan selamat.
