Pembimbing :

Syahril, S.Si., MT

NIP. 197704042005011004

Rahman Bimantara

1105111623

EFEK SLINGSHOT GRAVITASI PADA

PENERBANGAN (FLYBY) WAHANA ANTARIKSA

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Cara paling efisien yang selama ini digunakan

dan tidak perlu banyak melibatkan sistem

pendorong dari wahananya itu sendiri (karena kita

tahu mesin tambahan akan menambah beban bagi

roket pada saat peluncuran dari permukaan menuju

antariksa) adalah dengan menggunakan energi dari

gaya gravitasi objek lain yang dilewati wahana.

Gravitasi bantuan (Efek Slingshot

Gravitasi) adalah penggunaan pergerakan relatif

(seperti orbit yang mengelilingi matahari) dan

gravitasi suatu planet atau benda langit lainnya

untuk mengubah jalur dan kecepatan suatu wahana,

yang biasanya dilakukan untuk menghemat bahan

pendorong, waktu, dan biaya.

Masalah yang dapat dirumuskan adalah

bagaimana mekanisme penerbangan wahana

antariksa dengan menggunakan slingshot gravitasi

untuk menuju ke planet tujuan?

makalah ini tidak membahas misi-misi

penerbangan berbagai wahana antariksa secara

khusus.

BAB II LANDASAN TEORITIS

1. Gaya Gravitasi

Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa setiap

benda /partikel menarik benda lain dengan gaya yang

sebanding dengan perkalian massa kedua benda dan

berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang

memisahkan keduanya.Secara matematis dapat

dituliskan :

2. Medan Gravitasi

Gaya gravitasi tiap satuan massa disebut medan

gravitasi. Tampak bahwa besar medan gravitasi hanya

tergantung pada massa sumber dan

jarak.

Sebuah interaksi antara wahana antariksa bermassa

m dan sebuah planet bermassa M memenuhi hukum III

newton dan momentumnya konservatif :

.

Dalam tumbukan elastis energi kinetik konservatif.

Menggunakan bentuk energi kinetik ½mv2 kita mudah

melihat bahwa untuk tumbukan :

Sehingga momentum linier adalah kekal :

½ m1u12 + ½ m2u2

2 = ½ m1v12

+ ½ m2v22

Conservation of

Kinetic Energy

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2 Conservation of

Linear Momentum

Untuk sebuah partikel yang bergerak dalam

lingkaran berjari-jari r dengan kecepatan angular

, momentum angular L relatif terhadap pusat

lingkaran didefinisikan sebagai hasil kali besarnya

momentum linear mv dan jari-jari r :

L = mvr = m(r )r = m = I

E. Momentum Sudut

Ketika torsi luar total yang bekerja pada sistem

sama dengan nol, momentum sudut total dari

sistem adalah konstan (kekal).

G. Pusat Massa B. Rumusan Masalah

C. Batasan Masalah

A. Hukum Gravitasi Newton

B. Konservasi Momentum

C. Tumbukan Elastik

F. Hukum Kekekalan Momentum

Sudut

Untuk partikel-partikel dengan massa yang sama,

pusat massa ada di tengah antara kedua partikel itu.

Bila massa tidak sama, pusat massa lebih dekat ke

partikel dengan massa yang lebih besar

BAB III PEMBAHASAN

Kadang-kadang melewati sebuah planet dapat

mengakibatkan wahana antariksa dipercepat, bahkan

tanpa wahana antariksa menembakkan salah satu

pendorong nya. Hal ini dikenal sebagai efek

‘slingshot’.

Sejumlah kelajuan wahana antariksa yang mana

mengalami kenaikan atau penurunan ditentukan oleh

apakah wahana melintas di belakang atau di depan

planet

A. Misi Antar Planet

B. Lintasan Gravitasi Bantuan

Dalam lintasan gravitasi bantuan, momentum sudut

ditransfer dari planet yang mengorbit ke wahana

antariksa yang mendekati dari belakang planet seperti

yang ditunjukkan oleh Gambar berikut.

C. Tokoh-tokoh dibalik ide Efek Slingshot

1. Newton

Newton menciptakan tiga hukum untuk digunakan

sebagai pedoman bagi gaya gravitasi.

2. Kepler

Kepler menemukan Hukum Gerak Planet.

E. Manfaat

Dengan menggunakan slingshot gravitasi di

sekitar planet, waktu yang diperlukan akan 2 kali

lebih cepat dan kelajuannya akan ditingkatkan

sebesar 5000%.

F. Analisis secara Fisika

Jika wahana antariksa mengitari bagian

belakang planet pada orbit hiperbolik yang sangat

eksentrik, maka akan membuat belokan 180

derajat, seperti yang digambarkan di bawah ini

Untuk menjadi sedikit lebih akurat, konservasi

energi kinetik dan momentum sebelum dan

sesudah interaksi mensyaratkan

Tentu saja, sebagian besar terbang lintas planet

tidak sesederhana ketika berbalik, tetapi prinsip

yang sama berlaku untuk setiap sudut interaksi.

vektor kecepatan awal probe terhadap kerangka

matahari yang diam adalah

dan vektor kecepatan akhirnya adalah

Dengan demikian besar awalnya adalah v1, dan

besar akhirnya adalah

D. Kecepatan Relatif

Secara umum, ketika dua pengamat mengukur

kecepatan dari benda yang bergerak, mereka akan

mendapat hasil pengukuran yang berbeda jika

pengamat yang satu bergerak relatif terhadap

pengamat yang kedua.

D. Kegunaan Efek Slingshot

Saat ini, efek gravitasi bantuan sangat

sering digunakan oleh NASA dan Angkatan

Udara. Cara ini merupakan cara efisien dalam

menghemat bahan bakar, secara alami menjadi

pendorong di alam semesta.

BAB IV PENUTUP

A. Simpulan

efek slingshot digunakan untuk menghemat bahan

bakar dalam misi ke planet seperti Jupiter dan

Saturnus.

Ekstraksi energi oleh wahana antariksa tidak memiliki

efek yang dapat diukur pada planet karena terus

bergerak dalam orbit yang tanpa gangguan oleh

terbang lintas wahana antariksa.

Dengan menggunakan cara inilah para ahli dapat

melakukan eksplorasi planet dalam sistem tata

surya.

B. Saran

Pada makalah ini membahas tentang fenomena efek

slingshot gravitasi pada terbang lintas wahana

antariksa. Maka pada makalah selanjutnya dapat

dibahas mengenai efek slingshot gravitasi pada komet

atau benda-benda langit lainnya.