Prinsip mengorbit adalah melawan gaya gravitasi dengan gaya sentrifugal wahana, saat dia mengitari bumi. Karena itu untuk bisa mendarat lagi di Bumi, pesawat ulang-alik harus mengerem sangat hebat. Pengereman dilakukan dengan menggunakan daya hambat dari udara di atmosfer.

Saat bergerak pada media cair atau gas, benda akan mengalami gaya hambat yang proporsional dengan kuadrat kecepatannya.

Pada media gas, gaya hambat dipengaruhi geometri dan kecepatan wahana relatif terhadap kecepatan suara (dekat permukaan laut kecepatan suara sekitar 330 m/det).

Agar pengereman optimal, pesawat ulang-alik harus jatuh dengan bagian perut lebih dahulu. Akibatnya, bagian perut pesawat yang bergesekan langsung dengan udara mengalami pemanasan hebat. Saat kejadian, kecepatan Columbia 18 kali kecepatan suara.

Suhu di situ dapat lebih dari 2000° C, yang dapat melelehkan sebagian logam campuran. Maka di perut pesawat dipasang lapisan penahan panas RCC (reinforced-carbon-carbon) yang dapat bertahan pada suhu 3000° C. Dengan lapisan ini dan satu lapis penahan panas berbentuk selimut di bagian dalam, suhu pesawat ulang-alik layak bagi manusia.

Jika lapisan panas ini rusak panas akan merambat masuk, merusak struktur pesawat, dan membakar para astronot.

Dari film yang direkam saat peluncuran, diketahui bahwa pada saat-saat awal peluncuran bagian dari insulasi tangki bahan bakar utama yang berisi oksigen cair terlepas dan menghantam sayap bagian bawah sebelah kiri.

Setelah dianalisa pihak pengontrol misi, kerusakan yang mungkin terjadi dianggap minor sehingga ada perintah pada awak pesawat untuk mencek lapisan panas pada sayap.

Kecurigaan muncul karena data mengindikasikan sayap sebelah kiri patah lebih dahulu sebelum pesawat meledak.

Wahana angkasa seperti Columbia, memiliki sistem telemetri yang secara periodik mengirim data kondisi wahana ke pengontrol di Bumi. Ternyata data telemetri sensor hidrolik dari sayap kiri hilang 7 menit sebelum pesawat meledak diikuti hilangnya data dari sensor suhu.

RUSAKNYA lapisan penahan panas adalah salah satu hipotesa yang mungkin terjadi. Kemungkinan lain adalah menurunnya kekuatan struktur sayap kiri karena pesawat sudah berumur 20 tahun dan telah menjalani 28 kali perjalanan ke antariksa.

Itulah yang kerap dinamakan kelelahan struktur atau "fatigue". Jadi, struktur yang dirancang dengan kekuatan tertentu dapat menurun kekuatan setelah pembebanan yang berulang kali.

Dua kasus kegagalan dalam bentuk disintegrasi struktur pesawat saat terbang terjadi 2002. Yang pertama adalah patahnya sayap pesawat pemadam kebakaran hutan Kanada, yang kebetulan direkam video kamera. Kedua adalah patahnya struktur pesawat B747 milik China Airlines, yang lantas jatuh ke laut. Keduanya pesawat berumur lanjut.

Hipotesa lain mengatakan, kemungkinan kegagalan pada sistem kendali pesawat membuat sudut jatuh penerbangan kali ini terlalu tinggi sehingga beban aerodinamis yang harus disangga sayap terlalu besar.

Karena atmosfer menipis sebanding dengan ketinggiannya, saat memasuki atmosfer, pesawat harus memiliki sudut masuk tertentu sehingga tidak terlalu cepat memasuki lapisan udara padat. Udara padat akan memberikan gaya reaksi (beban aerodinamis) yang lebih besar pada pesawat.

NASA mempunyai prosedur ketat dalam menginspeksi pesawat sebelum dinyatakan laik terbang. Namun, dalam investigasi kecelakaan hipotesa tersebut tidak boleh ditinggal sampai ada bukti yang menyanggah. Karena itulah pihak penyidik di AS berusaha keras mengumpulkan sebanyak mungkin "catatan" kejadian ini. Sebagai wahana antariksa canggih, Columbia sudah barang tentu dilengkapi perekam data penerbangan atau blackbox. Namun kemampuan bertahan komponen ini setelah jatuh dengan kecepatan sangat tinggi membuat para ahli pesimis akan mendapat data yang berarti. Karena itu, semua sumber yang dapat memberi informasi menjadi penting, termasuk serpihan pesawat.

Data lain yang bisa digunakan adalah data Norad (North American Aerospace Defense Command). Lembaga yang menggunakan satelit pengindera jauh untuk memberikan peringatan bila ada rudal mengarah ke Amerika ini, membantu operasi pesawat ulang-alik menghindari benturan sampah seperti serpihan bekas roket dan satelit di antariksa. Namun, hingga kini Norad menolak memberikan keterangan.

Kecelakaan pesawat Columbia membuat para ahli mengevaluasi kembali sistem penyelamat yang ada di pesawat. Pemerintah AS juga telah memutuskan untuk meningkatkan dana bagi NASA, agar program dapat terus berjalan tanpa memakan lebih banyak korban.

Robertus Heru Triharjanto Peneliti Lapan