Apakah Roket itu?Roket merupakan wahana luar angkasa, peluru
kendali, atau kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui
reaksi roket terhadap keluarnya secara cepat bahan fluida dari
keluaran mesin roket. Aksi dari keluaran dalam ruang bakar dan
nozle pengembang, mampu membuat gas mengalir dengan kecepatan
hipersonik sehingga menimbulkan dorongan reaktif yang besar untuk
roket (sebanding dengan reaksi balasan sesuai dengan Hukum
Pergerakan Newton ke 3). Seringkali definisi roket digunakan untuk
merujuk kepada mesin roket.Roket bermula untuk penggunaan militer
dan rekreasi pada abad ke-13 masehi. Penggunaan roket secara
intensif untuk militer, industri dan ilmu pengetahuan dimulai pada
awal abad ke-20, dimana teknologi peroketan mampu mengantarkan umat
manusia menuju Era ruang angkasa, termasuk mengantarkan manusia
menginjakan kakinya ke bulan.
Roket digunakan untuk kembang api, persenjataan, kursi
penyelamat, kendaraan peluncur untuk Satelit buatan, kendaraan luar
angkasa, dan eksplorasi ke planet lain. Walaupun kurang efisien
dikecepatan rendah, roket mampu memberikan akselerasi luar biasa
dan mencapai kecepatan sangat tinggi dengan efisiensi yang bisa
diterima.Roket kimia menyimpan sejumlah besar energi dalam bentuk
yang mudah dilepaskan dan bisa sangat berbahaya, tetapi desain,
tes, pembuatan dan penggunaan yang berhati hati bisa meminimalkan
resiko.Ukuran Roket berbeda dari model kecil yang bisa dibeli
sebagai kembang api, atau roket hobi, sampai yang berukuran besar
Saturn V yang digunakan untuk program Apollo.Kebanyakan roket saat
ini adalah roket kimia. Mesin roket ini memerlukan bahan bakar
padat atau cair, seperti bahan bakar cair Booster/penguat Pesawat
ulang-alik dan mesin utamanya yang digunakan untuk melepaskan diri
dari gravitasi bumi. Reaksi kimia dimulai di ruang bakar dengan
bahan bakar (dengan udara atau oksigen bila di ruang angkasa) dan
gas panas yang dihasilkan mengalir dengan tekanan tinggi keluar
melalui saluran yang menuju ke arah belakang roket. Tekanan gas
yang menyembur keluar inilah yang menghasilkan gaya dorong bagi
roket sehingga roket dapat bergerak maju atau ke atas.Terdapat
konsep jenis roket lain yang semakin sering digunakan di luar
angkasa adalah pendorong ion, yang menggunakan energi elektromagnet
bukan tenaga dari reaksi kimia. Roket termal nuklir juga telah
dibangun, tetapi tidak pernah digunakan. Sejarah Roket Pada Zaman
Kuno
Tulisan paling awal yang diketahui berupa rumus untuk pembuatan
mesiu, Zongyao Wujing, tahun 1044.
Ketersediaan bubuk hitam (mesiu) untuk mendorong proyektil
adalah pelopor pengembangan pertama dari roket berbahan bakar
padat. Pada abad ke sembilan Ahli kimia Taoisme Cina menemukan
bubuk hitam saat sedang berusaha membuat Obat awet muda (elixir of
immortality). Penemuan secara kebetulan ini mengarah ke percobaan
dalam bentuk senjata seperti bom, meriam, panah api pembakar dan
panah api pembakar berpendorong roket. Penemuan mesiu diperkirakan
adalah abad eksperimen produk alkimia .Tepat ketika penerbangan
pertama dari roket terjadi adalah dilombakan. Ada yang mengatakan
bahwa penggunaan roket pertama tercatat dalam pertempuran oleh
orang Cina di 1232 melawan Mongol. Ada laporan dari panah api dan
'panci besi' yang bisa didengar sampai 5 Liga (25 km, atau 15 mil)
ketika mereka meledak karena benturan, menyebabkan kehancuran
sampai radius 600 meter (2.000 kaki), tampaknya akibat pecahan
peluru. Penurunan jumlah pot besi mungkin merupakan jalan bagi
tentara yang terkepung untuk meledakkan penyerang. Panah api entah
panah dengan bahan peledak yg melekat, atau anak panah didorong
oleh mesiu, seperti Hwacha Korea.Informasi yang lebih tidak
kontroversial, dicatat bahwa salah satu perangkat yang paling awal
menggunakan roket pembakaran internal adalah tikus-tanah, sebuah
jenis kembang api, yang dicatat pada 1264 menakuti Ibu Suri-Kung
Sheng di sebuah pesta yang diadakan untuk menghormatinya oleh
putranya sang Kaisar Lizong. Selanjutnya, salah satu dari teks-teks
awal yang menyebutkan penggunaan roket adalah Huolongjing , ditulis
oleh perwira artileri Cina Jiao Yu pada pertengahan abad ke-14.
Teks ini juga menyebutkan penggunaan pertama yang diketahui dari
roket multi-tahap, yaitu 'api-naga keluar dari air "(shui huo chu
panjang), yang digunakan kebanyakan oleh Angkatan Laut Cina.
Penyebaran Teknologi Roket
Genghis Khan (Mongol), menyebarkan teknologi Cina.
Teknologi roket pertama kali dikenal ke Eropa menyusul
penggunaannya oleh pasukan Mongol pimpinan Genghis Khan dan Ogadai
Khan ketika mereka menaklukkan sebagian dari Rusia, Eropa Timur,
dan Eropa Tengah. Para Mongolia telah memperoleh teknologi dengan
menaklukan cina bagian utara dan juga oleh pekerja dari ahli
peroketan Cina sebagai tentara bayaran untuk militer Mongol.
Laporan dari Pertempuran Mohi pada tahun 1241 menggambarkan
penggunaan roket-seperti senjata oleh bangsa Mongol terhadap
Magyar. Rocket teknologi juga menyebar ke Korea, pada abad ke-15
dengan hwacha beroda yang akan meluncurkan roket Shin Ki
Chon.Selain itu, penyebaran roket ke Eropa juga dipengaruhi oleh
Utsmani pada pengepungan Konstantinopel tahun 1453, meskipun sangat
mungkin bahwa Ottoman itu sendiri dipengaruhi oleh invasi Mongol
beberapa abad sebelumnya. Dalam sejarah mereka roket-roket yang
dipublikasikan di Internet, NASA, mengatakan "Roket muncul dalam
sastra Arab pada tahun 1258 Masehi, yang menggambarkan penyerbuan
Mongol menggunakan roket pada tanggal 15 Februari untuk merebut
kota Baghdad." Antara 1270 dan 1280, Hasan Al-Rammah menulis
al-furusiyyah wa al-manasib al-harbiyya (Buku milter menunggang
kuda dan Alat Perang Cerdik ), yang mencakup 107 resep bubuk mesiu,
22 di antaranya adalah untuk roket. Menurut Ahmad Y Hassan, Resep
Al-Rammah lebih gampang meledak daripada roket yg digunakan di Cina
pada saat itu. Nama Roket berasal dari Italia Rocchetta (yaitu
sekering kecil), nama petasan kecil yang diciptakan oleh artificer
Italia Muratori di 1379. Antara 1529 dan 1556 Conrad Haas menulis
sebuah buku di mana ia menggambarkan teknologi roket, yang
melibatkan kombinasi dari kembang api dan teknologi senjata. Naskah
ini ditemukan pada tahun 1961, dalam catatan umum Sibiu (Sibiu
catatan umum Varia II 374). Karyanya berurusan dengan teori gerakan
roket multi-tahap , campuran bahan bakar yang berbeda menggunakan
bahan bakar cair, dan memperkenalkan fin berbentuk Delta dan nozzle
berbentuk lonceng . Nama-nama ilmuan barat yang mempunyai peran
cukup nyata dalam perkembangan roket diantaranya Robert Anderson.
Ilmuan Inggris ini pada tahun 1696 membuat cetakan roket dan
campuran bahan bakar roket yang disebut propelan. Memasuki tahun
1806, roket sudah digunakan oleh armada perang Napoleon tetapi
hasilnya belum akurat untuk menembak sasaran. Baru pada awal abad
ke-20 muncul dua orang ilmuwan yang bermimpi menggunakan roket
untuk ke ruang angkasa, yaitu Konstantin Tsiolkovsky dari Rusia dan
Robert Goddard dari Amerika Serikat.Roket modern bermula ketika
Robert Goddard seorang insinyur dari Amerika Serikat meletakkan
corong de Laval pada kamar pembakaran mesin roket, menggandakan
daya dorong dan meningkatkan keefisienan pada roket. Kemudian pada
tahun 1926, Robert Goddard berhasil meluncurkan roket pertama di
Auburn Massachusetts. Roket ini menggunakan minyak dan oksigen dan
bisa meluncur sampai ketinggian 12 meter. Selanjutnya Goddard
merancang roket yang lebih besar dan lebih cepat, hingga bisa
terbang sampai ketinggian 2 km. Di tangan bangsa Jerman, yang
dimotori Hermann Oberth dan Wernher von Braun, roket menjadi
senjata ampuh sebagai peluru kendali disebut Roket V-2
(Vergelstungswaffe Zwei) yang digunakan pada perang dunia II.
Mereka juga merintis pengembangan roket sebagai wahana pembawa
muatan yang kemudian menjadi cikal bakal dalam memajukan roket
modern.Setelah perang dunia ke-II dengan kalahnya Jerman dan
sekutunya, maka teknologi peroketan ini dibawa ke Uni Soviet dan
Amerika Serikat. Di dua negara ini roket mengalami perkembangan
yang sangat pesat.
Yuri GagarinAmerika Serikat dan Uni Soviet mengembangkan roket
untuk peluru kendali pada tahun 1950. Ditangan Konstantin
Tsiolkovsky, Uni Soviet kemudian berhasil meluncurkan roket pembawa
satelit Sputnik ke orbit di ruang angkasa pada 4 Oktober 1957.
Keberhasilan peluncuran satelit untuk pertama kali itu disusul
peluncuran roket yang membawa Sputnik II wahana ruang angkasa
berawak. Dan pada tahun 1961, dengan menggunakan roket A-1 kosmonot
pertama Rusia Yuri Gagarin menjadi orang pertama di dunia yang
pergi keluar angkasa.
Neil Armstrong, Michael Collins dan Edwin AldrinSedangkan
Amerika Serikat pada tahun 1969, dengan menggunakan roket Sarturnus
V yang membawa pesawat Apollo yang diawaki oleh Neil Amstrong dan
Edwin Aldrin membuat sejarah dengan menjadi manusia pertama yang
menginjakan kakinya di bulan.
Saat ini angkasa luar menjadi bisnis yang sangat menjanjikan
dengan nilai transaksi yang sangat besar, sehingga roketpun
disewakan oleh beberapa pemasok untuk meluncurkan satelit komersial
ke dalam orbit. Pemasok utama adalah NASA dan European Space Agency
(ESA). Prinsip dan Cara Kerja RoketRoket adalah sejenis sistem
propulsi yang membawa bahan bakar dan oksigennya sendiri.Dorongan
pada roket merupakan penerapan yang menarik dari hukum III Newton
danHukumkekekalan momentumyaitu dengan memancarkan aliran massa
hasil pembakaran propelan.Roket memiliki tangki yang berisi bahan
bakar hodrogen cair dan oksigen cair. Bahan bakar tersebut dibakar
dalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan gas lalu dibuang
melalui mulut pipa yang terletak dibelakang roket. Akibatnya
terjadi perubahan momentum pada gas selama selang waktu tertentu.
Jika ditinjau dari hukum ketiga Newton tersebut ketika suatu benda
mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda yang dikerjakan gaya
akan mengerjakan gaya pada benda yang mengerjakan gaya padanya,
gaya ini disebut gaya aksi-reaksi yang besarnya sama, namun arahnya
berlawanan, dan juga impuls dan momentum, dikatakan bahwa gaya
eksternal yang bekerja pada suatu benda atau sistem akan
mengakibatkan laju perubahan momentum benda tersebut. Pada awal
perkembangannya, roket digerakan dari hasil pembakaran bahan bakar
minyak, gas dan oksigen cair. Setelah bahan bakar roket dinyalakan,
pancaran gas yang keluar dari roket akan menimbulkan ledakan
beruntun kebawah sehingga mendorong roket ke atas dan roket dapat
melaju ke udara. Roket terbang dengan kecepatan supersonik, yaitu
sekitar 300 m/s. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum
Newton III tentang gerak, dimana energi panas diubah menjadi energi
gerak.Bahan bakar roket ada dua jenis yaitu bahan bakar cair dan
bahan bakar padat. Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan
padat sama saja, di mana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong
ke atas. Tetapi roket yang berbahan bakar padat mempunyai kelebihan
yaitu mampu menyimpan bahan bakar dengan jumlah besar untuk ruang
penyimpanan yang sama, karena bahan bakarnya telah dipadatkan.
Sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.Roket terdiri
dari banyak komponen, diantaranya selongsong roket (yang terbuat
dari logam tahan panas dan ringan), bahan bakar (propelan padat),
GPS dan komponen-komponen elektronika lainnya.Berikut merupakan
perhitungan untuk persamaan umum kecepatan roket:Asumsikan ketika
t=0, roket diam sehingga massa roket ditambah massa bahan bakar
adalah m, setelah t, roket telah membakar sebesar m bahan bakar
sehingga kecepatan roket bertambah sebesar v dan v akan terus
bertambah besar terhadap t dan gas hasil pembakaran memiliki
kecepatan keluar sebesar -u konstan.sehingga untuk roket (momentum
roket)P1=0P2= (m-m)vmakaF-(m-m)g=(m-m)v/t........(1)
untuk gas yang keluar dari roket dengan massa m (momentum
gas)P1=0P2=-(m)umaka-(F+(m)g)=-(m)u/tF=((m)u/t)-((m)g)untuk lim t
0, maka m0 juga, maka suku (m)g bisa kita abaikan terhadap suku
lainnya, sehingga persamaan diatas
menjadiF=(u)(dm/dt)........(2)dengan dm/dt adalah laju pembakaran
bahan bakar dan persamaan diatas merupakan persamaan gaya dorong
roketsekarang lihat persamaan
1F-(m-m)g=(m-m)v/tF-(m-m)g=(mv/t)-(mv/t)
untuk lim t 0, maka m0 juga dan v0 juga, maka suku (mv/t) dan
(m)g bisa kita abaikan terhadap suku lainnya, sehingga persamaan
diatas menjadi
F-mg=(m.dv/dt)(u)(dm/dt)-mg=(m.dv/dt)(u)(dm/dt(m))-g=(dv/dt)
sehingga untuk mendapatkan kecepatan roket ketika t maka kita
integralkan persamaan diatas dari t=o sampai t dan dari m sampai m
saat t(u)(dm/(m))-g.dt= (dv)(u)ln(mawal/makhir)-gt=vt.....(3)
Persamaan 3 merupakan persamaan untuk kecepatan roket ketika
waktu t dengan syarat V0=0 dan tawal=0Jika kita mengasumsikan V00
dan tawal0, maka persamaan 3 akan
menjadi(u)ln(mawal/makhir)-(gt2-gt1)=vt-v0.....(4)
Inilah persamaan umum untuk kecepatan roket dengan syarat u
haruslah harga mutlak, karena saat awal kita sudah memasukkan u
negatif, maka pada rumus umum, u harus harga mutlak.
Komponen utama roket terdiri dari empat bagian yaitu; rangka
(structure sistem), Beban (payload system), sistem pemandu
(guidance system) dan sistem propulsi (propultion system).
Keterangan gambar : Solid-full mesin roket memiliki keunggulan
penting : kesederhanaan, biaya rendah dan keamanan. Kelemahan :
dorong tidak dapat dikontrol dan begitu dinyalakan mesin tidak bisa
dihentikan atau restart
Combustion chumber, berfungsi sebagai tempat terjadinya
pencampuran antara udara yang telah dikompresi dengan bahan bakar
yang masuk.
Combustion liners; terdapat didalam combustionn chamber yang
berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembakaran.
Fuel nozzle, berfungsi sebagai tempat masuknya bahan bakar
kedalam combustion liner
Lynitors (spark plug), berfungsi untuk memercikkan bunga api
kedalam combustions chamber sehingga campuran bahan bakar dan udara
dapat terbakar.
Transitions fieces, berfungsi untuk mengarahkan dan membentuk
aliran gas panas agar sesuai dengan ukuran nozzle.
Cross Fice Tubes, berfungsi untuk meratakan nyala api pada semua
combustion chamber.Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan
padat sama, dimana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong
keatas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan
bahan bakar dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama,
karena telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa
dimampatkan.
Jenis-jenis Roket SATURN V
Saturn V merupakan roket terbesar di dunia dan paling bertenaga
yang pernah dibangun dalam sejarah umat manusia. Ini adalah roket
yang memungkinkan bagi manusia untuk mendarat di Bulan. Saturn V
tingginya hampir 363 kaki setinggi gedung 40 lantai
N-1
N1 adalahroketyang cukup bertenaga dan roket terbesar yang
dikembangkan oleh soviet untuk mengirim orang ke Bulan. Namun semua
roket tersebut telah hancur selama penerbangan uji coba mereka. N1
panjangnya sekitar 344,5 meter.
ARES-1
Ares-1 adalah roket lain yang dirancang AS yang saat ini sedang
dalam pembangunan. Setelah pensiun dari shuttle, Ares akan menjadi
transportasi manusia untuk pergi ruang angkasa dan bahkan ke Bulan
lagi. Ares-1 memiliki panjang 310 kaki dan didukung oleh satu mesin
roket padat selama lepas landas.
DELTA IV
Delta IV adalah roket yang dirancang AS dengan tujuan untuk
penggunaan militer dan komersial. Roket ini memiliki ketinggian 206
meter.
ATLAS V
Atlas V adalah roket buatan Amerika Serikat yang dirancang untuk
membawa beban berat untuk diangkut ke orbit Bumi. Roket ini
memiliki ketinggian 195 kaki dan memiliki total angkat dari massa
333.298 kg.
ARIANE 5
Uji terbang pertama Ariane 5 yang gagal pada bulan Juni 1996,
dengan perusakan diri selama 37 detik setelah diluncurkan karena
kerusakan pada software kontrol, yang tak diragukan lagi salah satu
bug komputer paling mahal dalam sejarah. Roket ini memiliki
ketinggian 193 kaki
SPACE SHUTTLE
Sekarang tiba disini dengan mesin canggih, yaitu pesawat ulang
alik. Dibuat di USA, Pesawat Ulang Alik sedang digunakan untuk
pengiriman kargo dengan ukuran sedang ke orbit dan dioperasikan
oleh tujuh awak laki-laki. Space Shuttle memiliki tinggi sepanjangi
184 kaki
H-IIB ROCKET:
H-IIB adalah roket berbahan bakar cair buatan Jepang yang
menyediakan sistem peluncuran untuk tujuan utama peluncuran H-II
Transfer Vehicle (HTV) terhadap Stasiun Luar Angkasa Internasional
(ISS). Ini memiliki ketinggian 56m.
FALCON 9
Falcon 9 adalah dua-tahap dapat digunakan untuk orbit; oksigen
cair dan minyak roket bertenaga meluncurkan kendaraan yang
diproduksi oleh SpaceX. Roket ini masih di dalam pengembangan dan
akan diluncurkan pada akhir 2009. Roket ini memiliki ketinggian 178
kaki.
PROTON
Proton pertama diluncurkan pada tahun 1965 dan sistem peluncuran
masih digunakan pada 2009, yang menjadikannya salah satu dari para
pendukung paling sukses berat dalam sejarah luar angkasa. Ini
memiliki ketinggian 53m.
Roket Terbesar Buatan Indonesia
Indonesia sukses melakukan uji coba terbang roket RX-420. Roket
dengan jarak tempuh 101 kilometer dan dapat mencapai ketinggian 53
kilometer itu merupakan roket terbesar yang pernah diuji.
Manfaat RoketBiaya yang dikeluarkan untuk pengembangan roket
sangat besar, tentunya manfaat dari roket harus lebih besar dari
biaya pembuatannya. Beberapa manfaat dari pembuatan roket : Riset
ruang angkasa Membawa satelit ke orbit Membawa pesawat ulang alik
Persenjataan militer untuk mempertahankan diri ataupun menyerang
musuh (missile atau peluru kendali)
Roket dan PerangDalam istilah militer,Roketmerujuk kepada bahan
peledak berpendorong tanpa alat pengendali. Roket ini bisa
diluncurkan olehpesawatpenyerang darat (roket udara ke permukaan),
ditembakkan dari permukaan(darat/laut)ke sasaran diudara(darat ke
udara), atau bisa ditembakkan dari permukaan(darat/laut) ke sasaran
permukaan yang lain. Ketika era perangVietnam, terdapat juga roket
darat-udara tanpa kendali yang dibuat untuk menyerangpesawatyang
terbang dalam formasi.Peluru kendaliserupa dengan roket dengan
perbedaansistem kendaliuntuk memperbesar kemungkinan mengenai
sasaran.Dalam perang dunia II penggunaan teknologi untuk
kepentingan perang begitu menonjol. Salah satu teknologi yang
dikembangkan selama perang dunia II adalah roket. Dampak yang
sangat terasa yaitu pada teknologi persenjataan untuk perang.Kalau
pada perang dunia I masih digunakan senjata manual, tetapi
padaperang dunia II sudah digunakan senjata otomatis dan
semiotomatis.Penggunaan pesawat terbang dan kapal perang sebagai
senjata andalan juga menunjukan bahwa perkembangan ilmu tentang
pesawat danperkapalan sangat cepat. Ilmu tentang roket peluncur
juga mengalami pertumbuhan yang sangat cepat pula.Di tangan bangsa
Jerman, yang dimotori Hermann Oberth dan Wernher von Braun, roket
menjadi senjata ampuh sebagai peluru kendali disebut Roket V-2
(Vergelstungswaffe Zwei) yang digunakan pada perang dunia II.
Mereka juga merintis pengembangan roket sebagai wahana pembawa
muatan yang kemudian menjadi cikal bakal dalam memajukan roket
modern.