Antara Potensi dan Prediksi Tsunami, Memahami Bilangan 57 Meter yang Menghebohkan

57 meter. Itulah bilangan yang menghebohkan (sebagian) Indonesia sejak awal April 2018 TU ini. Lebih lengkapnya tentang potensi tsunami dahsyat, hingga setinggi 57 meter bagi suatu lokasi di pesisir selatan Pandeglang, pada ujung barat pulau Jawa. Pulau terpadat penduduknya di Indonesia dan bahkan juga di dunia. Heboh akan bilangan ini melengkapi kehebohan lain akan bilangan lain sebulan sebelumnya, yakni Maret 2018 TU (Tarikh Umum). Saat itu bilangan 8,7 yang bikin heboh. Lebih tepatnya tentang potensi gempa bumi tektonik yang bersumber dari zona subduksi dan berkualifikasi gempa akbar (megathrust) berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo, juga bagi ujung barat Pulau Jawa. Dua bilangan yang menghebohkan itu hadir ke panggung sejarah Indonesia kontemporer melalui dua kegiatan ilmiah berbeda mengambil lokasi yang sama, yakni kompleks BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) Kemayoran (Jakarta).

Gambar 1. Saat-saat tsunami besar Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 menerjang kolam PLTU Bunton (Kabupaten Cilacap) dalam rekaman kamera sirkuit tertutup (CCTV). Riset pendahuluan termutakhir memperlihatkan zona subduksi Jawa, yang melepaskan tsunami besar ini, juga berpotensi memproduksi tsunami dahsyat. Sumber: PLTU Bunton, 2006 dalam Lavigne dkk, 2007.

Segera bilangan 57 meter menjadi bola liar yang menggelinding kemana-mana memantik beragam reaksi. Sebagian menganggapnya terlalu berlebihan dan malah menakut-nakuti orang. Sejumlah masyarakat Kabupaten Pandeglang, yang daerahnya disebut spesifik dalam potensi itu, mengaku tak bisa tidur dan merasa cemas. Nelayan berhenti melaut dan bahkan ada yang mulai mengungsi. Sebagian lainnya mencoba melakukan penyangkalan dengan menyebutnya sebagai kabar-bohong atau hoaks.

Wakil rakyat di Senayan turut cawe-cawe dengan memanggil BPPT (Badan Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi) untuk menjelaskan masalah itu. Karena bilangan 57 meter datang dari peneliti tsunami kawakan yang bernaung di bawah BPPT. Belakangan Direktorat Reserse Kriminal Khusus Polda Banten juga turut serta dengan rencana hendak memanggil sang peneliti BPPT tersebut dan juga BMKG sebagai penyelenggara acara. Alasannya, selain bilangan 57 meter itu telah menakut-nakuti masyarakat Pandeglang dan berpotensi menghambat laju investasi di tempat tersebut, juga sebagai bagian integral dari penyelidikan kabar-bohong atau hoaks tentang tsunami yang berkecamuk kemudian. Di kemudian hari rencana ini dibatalkan menyusul kecaman dari berbagai penjuru di bawah tajuk ancaman kriminalisasi terhadap kerja ilmiah yang dipaparkan di forum ilmiah.

Ada apa sesungguhnya? Dan bagaimana menyikapinya?

Dasawarsa Gempa Sumatra

Saat berbicara dalam seminar yang diselenggarakan Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG, pak Widjo Kongko barangkali tak pernah menduga materinya bakal memantik reaksi berantai kehebohan. Pada seminar yang digelar dalam rangka memperingati Hari Meteorologi ke-68 pada Selasa 3 April 2018 TU, ia memaparkan riset pendahuluan yang dikerjakannya di bawah tajuk Potensi Tsunami di Jawa Barat. Pada dasarnya ia menindaklanjuti publikasi Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017 hasil kerja Pusgen (Pusat Studi Gempa bumi Nasional) Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. Peta ini merupakan pemutakhiran dari peta sejenis yang dilansir tujuh tahun sebelumnya.

Berikut video tentang seminar tersebut :

Seluruh kegiatan tersebut berakar pada apa yang dialami Indonesia khususnya dalam dasawarsa pertama abad ke-21 TU. Inilah dasawarsa yang dalam ungkapan geolog legendaris pak Danny Hilman Natawidjaja, yang juga salah satu pembicara pada seminar tersebut, disebut sebagai teror gempa Sumatra. Dasawarsa gempa Sumatra adalah rentang masa tatkala gempa besar (kekuatan antara 7 hingga 8,5 skala Magntudo) hingga gempa akbar (kekuatan lebih dari 8,5 skala Magnitudo) dengan sumber di dasar laut mengguncang bumi Swarnadwipa secara berturut-turut dengan sumber sebelah-menyebelah layaknya mercon renteng. Dan semuanya melepaskan tsunami mulai dari tsunami besar hingga tsunami dahsyat.

Gambar 2. Gambaran sederhana sumber-sumber gempa besar dan akbar pada zona subduksi Sumatra. Gempa-gempa yang tercatat sejak tahun 2000 TU hingga 2010 TU merupakan bagian dari dasawarsa gempa Sumatra. Sumber: Muhammad dkk, 2016 dengan penambahan seperlunya.

Teror itu dimulai dari Gempa Enggano 4 Juni 2000 (7,9 skala Magnitudo) di ujung selatan Sumatra. Selanjutnya berpindah ke utara, dimulai dari Gempa Simeulue 2 November 2002 (7,3 skala Magnitudo) yang mengguncang daratan Pulau Simeulue. Puncaknya adalah Gempa Sumatra Andaman 26 Desember 2004 (9,3 skala Magnitudo) atau dikenal juga sebagai Gempa Aceh 2004 dengan tsunami dahsyatnya. Inilah gempa paling mematikan sekaligus bencana alam termahal sepanjang sejarah Indonesia modern. Gempa-gempa berikutnya beringsut kembali ke selatan, ditandai oleh Gempa Simeulue-Nias 28 Maret 2005 (8,6 skala Magnitudo). Gempa ini merontokkan pulau Nias dan sekitarnya. Sebagian kepulauan Mentawai pun menyusul berguncang dalam Gempa Bengkulu 12 September 2007 (8,4 skala Magnitudo). Dan yang terakhir adalah Gempa Mentawai 25 Oktober 2010 (7,8 skala Magnitudo) yang memorak-porandakan kepulauan Mentawai bagian selatan.

Selain merenggut korban jiwa yang sangat banyak, tak kurang dari 167.000 orang, dan kerugian materi luar biasa besarnya, tak kurang dari 45 trilyun rupiah, dasawarsa teror gempa Sumatra juga menggoyahkan pandangan umum tentang gempa besar dan akbar. Sebelum 2004 TU, para cendekiawan kebumian umumnya menerima pandangan bahwa peluang terjadinya gempa besar dan akbar yang memproduksi tsunami besar hingga raksasa akan lebih tinggi pada zona subduksi lebih muda. Sebab zona subduksi yang lebih tua akan lebih padat (memiliki massa jenis lebih besar) dan sudut penunjamannya lebih curam sehingga dianggap lebih stabil. Pandangan klasik ini nampaknya terbukti pada abad ke-20 TU, saat seluruh gempa akbar masa itu terjadi di bagian tepian Samudera Pasifik dengan zona subduksi berusia muda.

Gambar 3. Penampang sederhana zona subduksi Sumatra bagian utara khususnya segmen Aceh yang bersambungan dengan segmen Nicobar dan segmen Andaman. Umur subduksi segmen Aceh masih cukup muda (yakni 55 juta tahun) namun sebaliknya segmen Andaman sudah cukup tua (yakni 90 juta tahun). Ketiga segmen inilah yang secara bersama-sama menjadi sumber Gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis peta Google Earth.

Namun Gempa Aceh 2004 mempertontonkan anomali yang menggoyahkan pandangan itu. Sisi selatan sumber gempanya, yakni di segmen Simeulue, memang relatif muda dengan umur subduksi 55 juta tahun. Akan tetapi sisi utaranya, yakni segmen Andaman, jauh lebih tua dengan umur subduksi 90 juta tahun. Dan pandangan klasik tersebut akhirnya itu berantakan seiring peristiwa Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 (9,0 skala Magnitudo) di Jepang. Gempa akbar yang juga melepaskan tsunami dahsyat ini terjadi pada zona subduksi Jepang Timur yang berusia sangat tua, yakni 130 juta tahun. Kini pandangan baru mengemuka, dimana setiap zona subduksi dimanapun tanpa terkecuali harus dianggap memiliki peluang memproduksi gempa besar dan akbar beserta tsunaminya.

Subduksi Tua yang Tetap Berbahaya

Pandangan baru itu berimbas bagi Pulau Jawa. Subduksi di sini juga sama tuanya dengan Jepang Timur, yakni sekitar 130 juta tahun. Kecepatan subduksi lempeng Australia terhadap mikrolempeng Eurasia pada zona subduksi Jawa (yakni 70 mm/tahun) juga tidak banyak berbeda dengan subduksi lempeng Pasifik terhadap mikrolempeng Okhotsk di zona subduksi Jepang Timur (yakni 80 hingga 90 mm/tahun). Keduanya tergolong lambat, khususnya dibandingkan perilaku lempeng Pasifik umumnya.

Perbandingan dengan subduksi Jepang Timur menyajikan kesan bahwa subduksi Jawa pun bisa berperilaku demikian. Dengan kata lain subduksi Jawa memiliki kemampuan untuk memproduksi gempa akbar beserta tsunami dahsyatnya. Bukan hanya berkemampuan memproduksi tsunami besar, seperti yang diperlihatkannya dalam Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (7,7 skala Magnitudo) dan Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 (7,8 skala Magnitudo).

Perbedaan di antara keduanya adalah riwayat gempa akbar subduksi Jepang Timur lebih diketahui. Selama 3.000 tahun terakhir subduksi tersebut telah mengalami empat peristiwa gempa akbar dengan periode ulang antara 800 hingga 1.100 tahun sekali. Gempa akbar terakhir sebelum peristiwa Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 adalah Gempa Sanriku 9 Juli 869 (sekitar 9 skala Magnitudo). Semuanya memproduksi tsunami dahsyat. Akan tetapi tidak demikian halnya dengan subduksi Jawa. Pencatatan bencana gempa bumi (dan juga tsunami) baru dimulai sekitar 300 tahun silam. Tempo yang cukup singkat untuk menyelisik riwayat gempa akbar beserta tsunami dahsyatnya yang bisa berbilang ribuan tahun.

Gambar 4. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana membengkak dan mengempisnya segmen subduksi pada gempa besar atau akbar, dalam hal ini Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004. Atas: zona kuncian terbentuk sehingga mikrolempeng Burma mulai terseret mengikuti gerakan lempeng India. Tengah: zona kuncian terus terdesak sehingga mikrolempeng Burma kian terseret dan membengkak. Dan bawah: zona kuncian patah membuat mikrolempeng Burma melenting sekaligus mengempis. Sumber: Sudibyo, 2014.

Ada berbagai cara untuk menyingkap riwayat gempa bumi sebuah zona subduksi di tengah tiadanya catatan tertulis. Disini harus digarisbawahi terlebih dahulu bahwa sumber gempa akbar di zona subduksi serupa dengan sumber gempa tektonik umumnya. Yakni sebagai area bergeometri empat persegi panjang yang akan melenting (slip) hingga jarak tertentu. Sebelum gempa terjadi, maka sumber gempa akbar akan terseret oleh gerak lempeng tektonik yang mendesaknya (fully coupling maupun partially coupling). Gerakan ini membuatnya membengkak. Sebaliknya pasca gempa, sumber gempa akbar akan bergerak berlawanan arah dengan lempeng tektonik pendesak (non coupling) sehingga membuatnya mengempis.

Tatkala gempa meletup, maka terjadi pula pengangkatan dasar laut sebagai komponen vertikal dari lentingan. Pengangkatan ini mendorong kolom air laut dalam luasan sangat besar tepat di atas sumber gempa akbar sehingga bergolak dan menyebar secara horisontal ke segala arah sebagai tsunami dahsyat. Berbeda dengan gelombang laut biasa, tsunami mengaduk-aduk air laut hingga ke dasar. Membuat sedimen dan aneka karang di dasar laut dicabik-cabik dan turut terangkut bersama air hingga akhirnya terhempas dan terendapkan di daratan.

Di sebelah barat pulau Sumatra teruntai pulau-pulau kecil berbaris sebagai busur luar Sumatra, mulai dari pulau Simeulue di utara hingga pulau Enggano di selatan. Jajaran pulau-pulau ini menyajikan kesempatan unik guna memahami zona subduksi Sumatra, mulai dari segmentasi (pembagian) hingga membengkak-mengempisnya setiap segmen. Pesisir pulau-pulau kecil itu ditumbuhi beragam karang. Dan karang tertentu membentuk pola mikroatol (atol/cincin kecil), yang menumbuhkan lembaran demi lembaran baru setiap tahunnya menyerupai lingkaran tahun pada tumbuhan berkayu. Tatkala paras air laut turun maka bagian mikroatol yang terekspos di atas paras air laut dan mati sehingga lembaran baru karang berikutnya akan tumbuh menyamping. Sebaliknya saat paras air laut naik maka lembaran baru karang berikutnya akan tumbuh di atas mikroatol lama.

Gambar 5. Lapisan-lapisan endapan tsunami di pulau Phra Thong (Thailand) dan karang mikroatol yang terangkat di pesisir pulau Simeulue (Indonesia). Kedua fenomena alam ini merupakan kunci untuk mengetahui riwayat gempa besar/akbar dan tsunami besar/dahsyatnya hingga beratus dan bahkan beribu tahun ke belakang. Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Natawidjaja, 2007.

Manakala sebuah segmen zona subduksi membengkak, pulau-pulau kecil diatasnya perlahan-lahan terbenam (submergence), membuat lembaran baru karang mikroatol tumbuh ke atas. Sementara saat segmen yang sama mengempis, pulau-pulau yang sama mendadak terangkat (uplift) sehingga lembaran baru karang mikroatol tumbuh menyamping. Dengan menandai lembaran-lembaran dimana mikroatol tumbuh ke atas atau tumbuh menyamping dan menghitung jumlah total lembaran karangnya (sekaligus menentukan umur absolutnya melalui penarikhan radioaktif), maka bagaimana riwayat gempa akbar di segmen zona subduksi tersebut hingga ratusan atau bahkan ribuan tahun ke belakang dapat diketahui.

Lewat cara inilah, yang dikombinasikan dengan penanaman sejumlah radas (instrumen) geodesi tektonik berbasis satelit (GPS) berketelitian sangat tinggi seperti misalnya dalam jejaring SuGAr (Sumatran GPS Array), maka segmen-segmen subduksi Sumatra dan riwayat kegempaannya masing-masing telah banyak diketahui. Dari utara ke selatan, subduksi Sumatra terbagi atas segmen Aceh (sumber gempa akbar 2004), Simeulue-Nias (sumber gempa akbar 2005), segmen Batu (sumber gempa besar 1935), segmen Siberut (sumber gempa akbar 1833), segmen Pagai (sumber gempa akbar 1833, gempa besar 2007 dan gempa besar 2010) dan segmen Enggano (sumber gempa besar 2000). Kecuali segmen Siberut dan sebagian segmen Pagai, seluruh segmen itu telah mengempis.

Jawa, Tenang Sebelum Badai?

Sebaliknya subduksi Jawa tidaklah demikian, busur luar Jawa tidak membentuk rantai pulau-pulau kecil. Sehingga mikroatol tidak dijumpai di sini. Maka selain menanami radas GPS, strategi menyingkap riwayat gempa akbar pada subduksi Jawa bergantung pada pelacakan endapan-endapan tsunami khususnya di pesisir selatan Jawa. Endapan tsunami ini mengandung ciri khas tertentu, umumnya berupa mikrobiota seperti molusca, diatom dan foraminifera. Semuanya bisa diukur umur absolutnya, juga lewat penarikhan radioaktif. Perburuan ini, khususnya untuk endapan produk tsunami besar dan tsunami dahsyat, menjadi fokus sejumlah lembaga riset di Indonesia.

Gambar 6. Dua contoh endapan tsunami masa silam (paleotsunami) pada dua tempat yang berbeda. Masing-masing endapan di tepi sungai Cikembulan, Pangandaran (Kabupaten Ciamis) produk tsunami dahsyat empat abad silam (kiri) dan endapan tsunami di pesisir Teluk Penyu (Kabupaten Cilacap) sekitar 1 kilometer dari garis pantai, jejak tsunami besar tahun 1883 TU (kanan). Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Daryono, 2015.

Sejauh ini sepanjang garis pantai di antara Lebak (propinsi Banten) hingga Trenggalek (propinsi Jawa Timur) telah ditemukan sejumlah endapan tsunami yang terkubur cukup dalam. Endapan-endapan tersebut baik di Lebak, Pangandaran (Jawa Barat), Widarapayung (propinsi Jawa Tengah), Kulonprogo dan Gunungkidul (propinsi DIY) hingga Trenggalek memperlihatkan ada kandidat tsunami dahsyat pada sekitar 400 tahun silam. Juga terdeteksi kandidat tsunami dahsyat lainnya masing-masing pada sekitar 1.000 tahun dan 1.800 tahun silam. Jejak-jejak ini jelas menunjukkan bahwa subduksi Jawa mirip dengan Jepang Timur sekaligus mengukuhkan pandangan baru. Subduksi Jawa tidaklah sekalem yang selama ini diduga.

Sementara dari radas GPS diketahui bahwa subduksi Jawa bisa dibagi ke dalam sedikitnya tiga segmen. Masing-masing segmen Selat Sunda, segmen Jawa Barat dan segmen Jawa Tengah-Timur. Ada catatan sejarah tertulis tentang sejumlah gempa besar yang bersumber dari segmen-segmen subduksi tersebut. Misalnya Gempa 1780 (8,5 skala Magnitudo) dari segmen Selat Sunda. Lalu Gempa 1903 (8,1 skala Magnitudo) dan Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 dari segmen Jawa Barat. Juga Gempa 1916 (7,2 skala Magnitudo) dan Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994dari segmen Jawa Tengah-Timur. Gempa-gempa tersebut menghasilkan tsunami kecil hingga besar dengan dampak merusaknya bersifat lokal. Sebaliknya meskipun sejumlah endapan tsunami dahsyat sudah ditemukan, bagaimana riwayat gempa akbar dan perulangannya di subduksi Jawa masih terus diteliti.

Khusus pada segmen subduksi Selat Sunda, survei GPS selama tiga tahun penuh (2008 hingga 2010 TU) oleh Rahma Hanifa dkk (2014) dengan memanfaatkan 14 stasiun GPS yang tersebar di daratan Jawa Barat dan Banten menghasilkan temuan mencengangkan. Kecuali di area sumber Gempa Pangandaran 17 Juli 2006, segmen subduksi Selat Sunda terdeteksi dalam kondisi membengkak. Disimpulkan tiadanya peristiwa gempa akbar pada segmen ini sepanjang 300 tahun terakhir membuat sisi barat segmen (yakni di antara lepas pantai Ujung Kulo hingga Pelabuhan Ratu) kini berkemampuan membangkitkan gempa akbar berkekuatan minimal 8,7 skala Magnitudo. Sementara sisi timurnya, yakni di antara lepas pantai Pelabuhan Ratu hingga Pangandaran juga memiliki kemampuan memproduksi gempa besar dengan kekuatan minimal 8,3 skala Magnitudo. Jelas sudah bahwa kalemnya subduksi Jawa dalam gempa-gempa besar dan akbar adalah ibarat masa tenang sebelum badai menerjang.

Gambar 7. Distribusi keterseretan segmen Selat Sunda pada zona subduksi Jawa seiring interaksinya dengan lempeng Australia berdasarkan penelitian Hanifa dkk (2014). Merah menunjukkan derajat keterseretan tertinggi (fully coupling) sementara biru adalah sebaliknya. Warna merah-kuning adalah kandidat sumber gempa besar atau gempa akbar masa depan. Dari distribusi ini diketahui sisi barat dan timur segmen Selat Sunda masing-masing berpotensi menjadi sumber gempa berkekuatan 8,7 dan 8,3 skala Magnitudo. Sumber: Hanifa dkk, 2014 dalam Pusgen, 2017.

Dengan basis survei GPS serupa tim Pusgen mengungkap karakteristik setiap segmen subduksi Jawa. Segmen Selat Sunda memiliki kecepatan (sliprate) 40 mm/tahun sehingga secara keseluruhan memiliki kemampuan membangkitkan gempa akbar berkekuatan hingga 8,8 skala Magnitudo. Sementara segmen Jawa Barat memiliki sliprate 40 mm/tahun, maka berkemampuan memproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,8 skala Magnitudo. Dan segmen Jawa Tengah-Timur memiliki sliprate juga 40 mm/tahun, sehingga berkemampuan memproduksi gempa akbar berkekuatan hingga 8,9 skala Magnitudo. Inilah yang kemudian termaktub dalam Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia 2017.

Segmentasi inilah yang lantas dikembangkan lebih lanjut guna membentuk beragam skenario gempa akbar dan produksi tsunaminya. Pak Widjo Kongko menggunakan enam skenario sumber gempa berbeda dari tiga segmen subduksi berbeda yang saling bersebelahan. Skenario pertama berbasis segmen Enggano yang memiilki panjang 250 kilometer dan lebar 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampu menghasilkan gempa besar berkekuatan maksimum 8,4 skala Magnitudo. Skenario kedua mengasumsikan segmen Selat Sunda dengan panjang 390 kilometer dan lebar 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampumemproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo. Dan skenario ketiga beranggapan segmen Jawa Barat yang panjangnya 390 kilometer dan lebarnya 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo.

Skenario keempat hingga keenam merupakan gabungan atas segmen-segmen tersebut. Misalnya skenario keempat, membayangkan segmen Enggano dan segmen Selat Sunda bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 640 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu memproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,8 skala Magnitudo. Skenario kelima berasumsi segmen Selat Sunda dan segmen Jawa Barat bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 780 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 8,9 skala Magnitudo. Dan skenario keenam beranggapan seluruh segmen secara bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 1.040 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 9,0 skala Magnitudo.

Gambar 8. Segmen-segmen subduksi yang digunakan dalam riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat Jawa Barat dan Banten beserta keenam skenario sumber gempanya dengan karakternya masing-masing. Bersumber dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Skenario keenam mengingatkan pada peristiwa Gempa Aceh 2004. Gempa akbar fenomenal itu berasal dari tiga segmen sekaligus, satu fenomena yang jarang terjadi. Yakni segmen Nicobar di utara, segmen Andaman di tengah dan segmen Aceh di selatan. Sehingga sumber Gempa Aceh 2004 secara keseluruhan memiliki panjang 1.600 kilometer dengan lebar 200 kilometer. Dengan basis sumber tersebut, beragam simulasi tsunami yang dikerjakan oleh sejumlah cendekiawan dari berbagai lembaga menyajikan hasil yang cocok dengan kenyataan lapangan. Termasuk bagaimana tsunami dahsyat produk Gempa Aceh 2004 itu bisa memorak-porandakan pesisir India, Sri Lanka dan bahkan berdampak hingga pesisir timur benua Afrika. Juga mampu menjawab tinggi tsunami terbesar dalam kejadian tersebut yang mencapai 50 meter di Lhoknga (sebelah barat kota Banda Aceh).

Berikut adalah peta sumber gempa bagi skenario kedua (hanya segmen Selat Sunda) pada Google Maps berdasarkan publikasi Pusgen :

Dan berikut peta serupa namun bagi sumber gempa untuk skenario keenam (gabungan segmen Enggano, segmen Selat Sunda dan segmen Jawa Barat) :

Potensi vs Prediksi

Keenam skenario itu menjadi bahan masukan simulasi/perhitungan tsunami dengan memanfaatkan perangkat lunak TUNAMI-N3 yang dikembangkan University of Tohoku (Jepang). Selain skenario sumber gempa, TUNAMI-N3 juga membutuhkan masukan lain berupa kontur kedalaman dasar laut. Untuk itu digunakan basis data GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans) yang memiliki resolusi 30 detik busur (900 meter) dan basisdata Angkatan Laut dengan resolusi 3 detik busur (90 meter). Simulasi dipusatkan di pulau Jawa bagian barat (mencakup Jawa Barat, Banten dan DKI Jakarta) mencakup 11 kabupaten dan 2 kota yang semuanya berbatasan dengan laut. Tinggi tsunami di pantai dihitung untuk setiap interval jarak 500 meter sepanjang pesisir. Rentang waktu simulasi adalah sejak skenario gempa akbar terjadi hingga 9 jam kemudian.

Gambar 9. Hasil simulasi gelombang awal (sesaat setelah gempa) dari masing-masing enam skenario sumber gempa untuk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Simulasi tsunami dengan langkah-langkah seperti itu merupakan standar bagi cendekiawan tsunami dimanapun berada. Jadi dasar ilmiahnya cukup kuat. Dengan demikian hasil simulasi ini juga bukanlah kabar-bohong atau hoaks.

Dari hasil simulasi TUNAMI-N3 untuk pulau Jawa bagian barat ini diperoleh dua keluaran. Pertama adalah tinggi tsunami, sebagai tinggi dari keenam hasil skenario sumber gempa di suatu pesisir. Dan yang kedua yaitu waktu tiba minimal tsunami dari sumber tsunami ke pesisir tersebut. Di sinilah diperoleh bilangan 57 meter untuk tinggi tsunami bagi satu titik pesisir Kabupaten Pandeglang, tepatnya lokasi pantai Cibitung. Selengkapnya tentang tinggi tsunami dan waktu tiba minimal tsunami untuk 13 titik di Jawa Barat dan Banten dapat dilihat dalam tabel berikut :

Harus digarisbawahi sungguh-sungguh bahwa hasil simulasi itu masih berada dalam ranah potensi tsunami. Bukan prediksi tsunami. Yang dimaksud dengan potensi tsunami adalah daya atau kemampuan yang tersimpan pada sebuah kandidat sumber gempa dasar laut untuk memproduksi tsunami tanpa menyinggung aspek waktu. Jadi tidak mengupas, misalnya, kapan peristiwa itu akan terjadi. Sebaliknya prediksi tsunami adalah ramalan atau prakiraan kapan sebuah tsunami akan terjadi di masa depan. Atau singkatnya, prediksi tsunami adalah potensi tsunami yang telah ditambah dengan prakiraan waktunya.

Ilmu pengetahuan kebumian hingga saat ini memang belum bisa memprakirakan kapan persisnya sebuah gempa bumi tektonik akan terjadi, terutama dengan tingkat ketelitian setinggi prakiraan cuaca. Sehingga apabila ada yang menyebutkan akan terjadi peristiwa gempa tektonik pada hari dan tanggal tertentu, atau bahkan pada lebih teliti lagi pada jam tertentu, maka hal itu adalah kabar-bohong dan bukanlah prediksi yang mempunyai latar belakang ilmiah kebumian.

Gambar 10. Distribusi tinggi tsunami di sepanjang pesisir Jawa Barat dan Banten (dengan tambahan DKI Jakarta) hasil simulasi untuk seluruh skenario sumber gempa, sebagai produk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Namun ilmu pengetahuan yang sama pada saat ini telah bisa menyimpulkan apakah suatu daerah berpotensi mengalami gempa bumi tektonik dan berpotensi terlanda tsunami. Terutama karena tsunami hanya bisa dihasilkan oleh gempa besar/akbar (dengan mengecualikan potensi longsor dasar laut yang juga menjadi penyebab tsunami) dan kandidat sumber gempa semacam ini selalu berada di zona subduksi. Dan ilmu pengetahuan yang sama telah mampu menguak bahwa gempa-gempa besar dan akbar selalu berulang pada sebuah segmen subduksi yang sama, dengan periode perulangan yang khas. Di Indonesia perilaku tersebut dapat dilihat misalnya pada segmen Simeulue-Nias dengan Gempa Nias 16 Februari 1861 (8,6 skala Magnitudo) dan 154 tahun kemudian berulang lagi dengan Gempa Simeulue-Nias 28 Maret 2005.

Bisakah ilmu pengetahuan yang sama memprediksi tsunami? Dalam kata-kata pak Danny Hilman: bisa, sepanjang riwayat kegempaan pada suatu segmen zona subduksi bisa diketahui hingga ribuan tahun ke belakang. Dan hasil prediksinya adalah sebuah peluang (probabilitas) pada suatu rentang waktu. Bukan waktu spesifik seperti halnya hasil prakiraan cuaca saat ini. Disamping itu prediksi tsunami juga tetap memiliki peluang terlampaui, dimana dalam kejadian tsunami sesungguhnya bisa lebih besar ketimbang prediksi.

Gambar 11. Distribusi waktu tiba tsunami di sepanjang pesisir Jawa Barat dan Banten (dengan tambahan DKI Jakarta) hasil simulasi untuk seluruh skenario sumber gempa, sebagai produk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 mempertontonkan bagaimana prediksi tsunami terlampaui dalam realitasnya. Sudah lama Jepang mengetahui segmen subduksi Jepang Timur adalah zona subduksi yang siap mengalami gempa besar. Prediksinya hingga 30 tahun ke depan, sejak 2007 TU, segmen subduksi Jepang Timur berpeluang hingga 99 % menjadi sumber gempa besar berkekuatan 8,1 hingga 8,3 skala Magnitudo. Sejak 2001 TU juga sudah dipahami periode perulangan gempa akbar di sini (yakni maksimum 1.100 tahun sejak peristiwa Gempa Sanriku 9 Juli 869) sudah terlampaui,. Langkah-langkah untuk mengantisipasinya juga sudah digelar, baik dalam bentuk mirigasi fisik maupun non fisik. Yang paling spektakuler adalah pembangunan tanggul laut setinggi 7,2 meter sepanjang 400 kilometer garis pantai, lengkap dengan pintu-pintu air yang dapat ditutup bila dibutuhkan.

Begitu Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 meletup, kekuatannya ternyata melampaui prediksi. Demikian halnya tsunaminya. Di kota Miyako, prefektur Iwate, tsunami dahsyat menggempur pantai dengan tinggi gelombang maksimum 39 meter. Ini jauh melampaui tinggi tanggul laut. Sehingga tsunami dengan mudah tumpah ruah dari mercu tanggul dan menerjang hingga berkilo-kilometer jauhnya ke daratan. Walaupun begitu, meski realitasnya tsunami melampaui prediksinya, langkah-langkah mitigasi fisik dan non fisik yang Jepang lakukan berhasil mereduksi jumlah korban. Tsunami produk Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 merenggut korban jiwa sekitar 18.500 orang. Itu empatbelas kali lipat lebih kecil dibanding korban jiwa akibat tsunami produk Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004, yang menerjang negara-negara yang sama sekali tak siap.

Gambar 12. Saat-saat airbah tsunami beserta reruntuhan yang diangkutnya mulai tumpah dari mercu tanggul laut pada menit awal terjangan di kota kecil Miyako, prefektur Iwate (Jepang) dalam kejadian Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011. Dirancang setinggi 7,2 sesuai prediksi tsunami besar gempa berkekuatan maksimum 8,3 skala Magnitudo, dalam realitasnya kekuatan gempanya jauh lebih besar sehingga tsunami dahsyat yang menerjang Miyako berketinggian 39 meter. Sumber: Jiji Press/AFP/Getty Images, 2011.

Hambatan Politis

Indonesia belum mempunyai contoh prediksi tsunami seteliti Jepang. Dengan beragam keterbatasan yang ada, sejauh ini kemampuan kita di Indonesia masih sebatas pada eksplorasi potensi tsunami.

Contoh penyelidikan potensi tsunami terbaik ada di subduksi Sumatra. Penyelidikan riwayat kegempaan berbasis analisis mikroatol yang dikombinasikan dengan survei GPS memperlihatkan gabungan segmen Siberut dan Pagai dalam kondisi membengkak dan sudah berada di ujung periode perulangannya. Penyelidikan menyimpulkan periode perulangan gempa akbar di segmen ini antara 200 hingga 250 tahun. Di masa silam gabungan dua segmen tersebut (panjang total 600 kilometer) menghasilkan Gempa Mentawai 10 Februari 1797 (8,7 skala Magnitudo). Gabungan segmen yang sama juga memproduksi Gempa Mentawai 25 November 1833 (8,9 skala Magnitudo). Keduanya sama-sama memproduksi tsunami dahsyat yang cukup merusak.

Dan gempa terakhir dari gabungan dua segmen tersebut terjadi hampir 200 tahun silam, sehingga ada cukup alasan untuk mengatakan gabungan segmen ini akan menghasilkan gempa akbar dalam waktu antara saat ini hingga beberapa puluh tahun ke depan. Potensi inilah yang kemudian ditindaklanjuti dengan upaya-upaya mitigasi terutama mitigasi non-fisik yang melibatkan banyak komponen masyarakat. Terdapat Komunitas Siaga Tsunami (Kogami) di sini, yang aktif menyebarluaskan informasi terkait potensi tsunami di pesisir Sumatra Barat sekaligus sosialisasi jalur-jalur evakuasi, titik-titik evakuasi, prosedur evakuasi dan pembinaan terhadap sekolah-sekolah. Latihan bersama evakuasi tsunami (tsunami drill) pertama di Indonesia pun digelar di sini, tepatnya di Padang (Sumatra Barat) pada 26 Desember 2005 TU.

Penyelidikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten belumlah sejauh pencapaian di Sumatra Barat itu. Penyelidikan untuk Jawa Barat dan Banten barulah awal. Meskipun langkah-langkahnya berterima secara ilmiah, akan tetapi pilihan skenario sumber gempanya masih diperdebatkan. Pak Irwan Meilano, cendekiawan kebumian yang juga menjadi pembicara lainnya dalam seminar yang sama, berpandangan skenario keenam, yakni skenario yang berpotensi memproduksi gempa akbar berkekuatan hingga 9,0 skala Magnitudo, kecil kemungkinannya terjadi pada subduksi Jawa. Baginya lebih mungkin skenario yang melibatkan dua segmen bersamaan, dengan konsekuensi kekuatan gempa akbarnya sedikit lebih rendah (yakni 8,7 hingga 8,8 skala Magnitudo).

Jelas, sebagai penelitian awal, penyelidikan potensi tsunami Jawa Barat dan Banten ini perlu ditindaklanjuti dengan penelitian-penelitian berikutnya. Misalnya dilengkapi dengan riwayat kegempaan besar maupun akbar di kawasan ini, yang sedang giat-giatnya dilakukan dengan perburuan endapan-endapan tsunami. Dari riwayat tersebut juga perlu dilanjutkan penelitian guna mengetahui periode perulangan gempa akbar di kawasan ini. Serta seberapa besar kekuatan maksimum gempa akbar yang terekam dalam endapan-endapan tsunami tersebut. Dari penelitian-penelitian lanjutan itu barulah bisa diketahui seberapa valid skenario sumber-sumber gempa akbar yang digunakan untuk mendeskripsikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten.

Gambar 13. Jejak tsunami dahsyat masa silam di tanah Jawa? Kiri: sisa-sisa karang bercabang ditutupi endapan pasir tebal di rawa Sukamanah, Malingping (Kabupaten Lebak). Hanya tsunami dahsyat, sekitar 400 tahun silam, yang bisa membawa karang hingga sejauh 1 kilometer dari garis pantai ini. Kanan: lapisan endapan tsunami dari masa sekitar 1.800 tahun silam (tanda panah) pada pesisir Sindutan, Temon (Kabupaten Kulonprogo). Sumber: Yulianto dkk, 2017.

Jika hal-hal tersebut sudah dilakukan, barulah langkah-langkah mitigasi bisa lebih konkrit. Misalnya seperti memperbaharui peta resiko tsunami untuk kabupaten/kota di Jawa Barat dan Banten yang berbatasan dengan laut (baik Samudera Indonesia maupun Selat Sunda dan Laut Jawa bagian barat), menyiapkan skenario penyelamatan, menyiapkan titik-titik evakuasi beserta peta evakuasinya, memasang rambu-rambu petunjuk arah evakuasi, melakukan tsunami drill secara rutin, memasukkan pertimbangan potensi tsunami ke dalam penyusunan tata ruang kabupaten/kota setempat, memasukkan pendidikan kebencanaan dalam muatan lokal kurikulum sekolah dan sebagainya.

Jadi langkahnya masih panjang. Dan tidak elok jika penelitian awal potensi tsunami Jawa Barat dan Banten malah dibelokkan ke ranah lain seperti ranah politis maupun penyelidikan kriminal. Cendekiawan tsunami adalah hal yang jarang di Indonesia, sementara negeri ini bejibun dengan kawasan rawan tsunami dan hingga saat ini banyak yang belum diteliti lebih lanjut. Bila politisasi dan kriminalisasi dilakukan, selain berpotensi mematikan kebebasan akademis dan meredupkan gairah meneliti potensi bencana, juga akan membuat Indonesia mengikuti jejak konyol a la Italia. Pada 2009 TU Italia memenjarakan tujuh ahli gempanya pasca peristiwa Gempa L’Aquila 6 April 2009 (6,3 skala Magnitudo). Gempa L’Aquila menewaskan 309 orang, semuanya akibat tertimbun bangunan yang runtuh seiring buruknya mutu bangunan di kota L’Aquila.

Meski tak sekonyol Italia, Indonesia juga pernah merasakan dampaknya saat riset potensi gempa dan tsunami menubruk dinding politis. Manakala mulai menyelusuri zona subduksi Sumatra di akhir dasawarsa 1990-an TU, riset pendahuluan pak Danny dan rekan-rekannya menemukan besarnya potensi gempa akbar dan tsunami dahsyatnya untuk kawasan tengah. Temuan ini membuat mereka beranggapan kawasan ujung utara mungkin juga berpotensi serupa, terutama karena subduksi di sini dikenal kalem. Namun mereka tak bisa menguji kebenaran anggapan itu dengan penelitian langsung di lapangan. Sebab pada waktu yang sama ujung utara pulau Sumatra sedang bergolak. Merebaknya perlawanan GAM (Gerakan Aceh Merdeka) menjadikan kawasan itu ditetapkan sebagai DOM (Daerah Operasi Militer) pada periode 1990-1998 TU yang berlanjut dengan pemberlakuan status darurat militer mulai pertengahan 2003 TU.

Gambar 14. Dua lapis endapan tsunami masa silam (paleotsunami) yang berhasil dikuak dari pantai Lamreh, kota Banda Aceh. Lapisan paleotsunami 1450 lebih tebal dan hanya bisa diendapkan oleh peristiwa tsunami dahsyat yang sama besarnya atau bahkan lebih besar dari tsunami dahsyat produk Gempa Aceh 2004. Sementara lapisan paleostsunami 1390 lebih tipis, merupakan hasil pengendapan peristiwa tsunami besar. Sumber: Natawidjaja, 2015.

Meski sasaran para peneliti adalah pulau-pulau kecil di lepas pantai barat seperti pulau Simeulue dan sekitarnya, bukannya daratan utama Aceh, mereka tetap tidak diperkenankan masuk. Akibatnya semua menjadi ‘buta informasi’ akan gambaran potensi gempa akbar dan tsunami dahsyat di Aceh. Hingga saat meletupnya Gempa Sumatra Andaman 26 Desember 2004 yang fenomenal itu. Ironisnya hambatan serupa masih dialami dalam hari-hari pascagempa, saat para cendekia ingin mengetahui apa yang terjadi pada segmen Aceh.

Untungnya larangan masuk itu dijawab dengan solusi cerdas. Menggunakan helikopter sewaan, para cendekiawan itu berhasil mendeduksi bahwa pulau-pulau kecil di sebelah barat daratan Aceh memang terdongkrak naik. Mereka mendapati garis pantai setiap pulau bertambah ke arah laut, menyingkap daratan baru yang lebih segar penuh karang, hingga mudah diidentifikasi dari langit. Langkah serupa diulangi dengan melibatkan pencitraan satelit sehingga ruang lingkup amatan menjadi lebih luas. Maka gambaran lebih besar pun diperoleh. Setiap pulau kecil dalam rentang sepanjang 1.600 kilometer dari pulau Simeulue di selatan hingga pulau Preparis di utara terbukti terangkat. Jelas sudah Gempa Aceh 2004 itu melibatkan tiga segmen sekaligus: Aceh, Nicobar dan Andaman.

Memang ada pertanyaan, jika potensi gempa akbar dan tsunami di Aceh sudah diketahui beberapa tahun sebelumnya (katakanlah sejak lima tahun sebelumnya), akankah informasi itu akan mengubah permainan? Ya. Mitigasi fisik memang tak mungkin dilakukan. Namun mitigasi non fisik, dalam wujud sosialisasi potensi tsunami, sosialisasi daerah rawan, sosialisasi peta evakuasi beserta jalur-jalur evakuasi dan titik-titik evakuasi, dapat dilaksanakan hingga tahap tertentu. Sehingga publik terpapar informasi dan tidak buta sama sekali akan potensi tsunami. Dan kala bencana benar-benar datang menerjang, publik (setidaknya sebagian diantaranya) tahu apa yang harus dilakukan.

Gambar 15. Perbandingan data mikroatol di pesisir utara pulau Simeulue dengan irisan kronologi sejarah Aceh. Mikroatol mengalami kenaikan (uplift) saat segmen Aceh mengempis dalam tempo singkat pasca gempa akbar. Sebaliknya mengalami penurunan (submergence) saat segmen yang sama perlahan-lahan membengkak dalam tempo 600 tahun hingga terjadinya gempa akbar. Nampak jejak gempa akbar terakhir (1450 TU) bertepatan dengan memudarnya pengaruh kerajaan Samudera Pasai. Sumber: Natawidjaja, 2015.

Kita berharap hambatan politis sejenis dalam bentuk lain, seperti klaim menakut-nakuti publik atau menghambat investasi, tidak lagi dimunculkan dalam penyelidikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Betul, di satu sisi prediksi semacam itu bisa membuat bulu kuduk berdiri. Gambaran visual seperti yang terjadi di pesisir Aceh pada 2004 TU silam dan (mungkin) bisa terjadi pula di pesisir-pesisir Jawa Barat dan Banten tentu bisa membuat cemas dan menggelisahkan sebagian kita. Itu manusiawi. Namun mitigasi bencana geologi tak hanya berhenti di titik itu. Kita bisa bertindak lebih lanjut dengan memahami sampai sejauh mana tsunami dahsyat itu bisa menerjang ke daratan, apakah ratusan meter atau beberapa kilometer. Area yang berpotensi terendam tsunami itu menjadi daerah rawan tsunami.

Contoh peta kawasan rawan tsunami dapat dilihat berikut ini, dalam hal ini untuk Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) :

Dari daerah rawan ini kita bisa membentuk jalur-jalur evakuasi yang dilengkapi dengan titik-titik evakuasi. Sehingga kemana hendak melakukan evakuasi bila bencana terjadi dapat diketahui. Langkah semacam ini telah sukses diterapkan dalam mitigasi bencana geologi yang lain, yakni letusan gunung berapi. Dalam beberapa kejadian letusan gunung berapi mutakhir di Indonesia seperti Letusan Gunung Sinabung, Letusan Gunung Kelud, Letusan Gunung Sangeang Api hingga Letusan Gunung Agung, jumlah korban bisa ditekan seminimal mungkin. Kisah sukses mitigasi bencana letusan gunung berapi itu bisa juga diterapkan dalam mitigasi bencana tsunami dengan tiga hal mutlak yang harus terus dilakukan: sosialisasi, sosialisasi dan sosialisasi.

Pada akhirnya, kita juga harus melihat kembali ke dalam relung masa silam kala mencoba mengeksplorasi potensi tsunami dahsyat di suatu daerah. Dan contoh terbaik di Indonesia lagi-lagi Aceh. Jejak endapan tsunami di pesisir Aceh dan berbagai tempat memperlihatkan tsunami dahsyat sebelum 2004 TU di Aceh terjadi pada sekitar tahun 960 TU dan 1450 TU. Sehingga periode perulangannya adalah sekitar 600 tahun. Pada enam abad silam, Kerajaan Samudera Pasai tumbuh dan berkembang di ujung utara pulau Sumatra sekaligus menabalkan dirinya sebagai kerajaan Islam pertama di tanah Nusantara. Namun beragam faktor, termasuk terjangan tsunami dahsyat pada tahun 1450 TU, melemahkan kerajaan tersebut yang berujung pada keruntuhan menyakitkan begitu memasuki abad ke-16 TU. Kita berharap Indonesia khususnya Jawa Barat dan Banten tak perlu mengulangi nestapa itu.

Referensi:

BMKG. 2018. Video seminar menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU.

Muhammad dkk. 2016. Tsunami Hazard Analysis of Future Megathrust Sumatra Earthquakes in Padang, Indonesia Using Stochastic Tsunami Simulation. Front. Built Environ., 23 December 2016.

Kementerian Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat. 2017. Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017. Pusat studi gempa bumi nasional, Pusat penelitian dan pengembangan perumahan dan pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat RI.

Yulianto dkk. 2017. Paleotsunami, Studi Interdisiplin Tsunami Raksasa Selatan Jawa. worksjop Dukungan Infrastruktur yang Handal Proyek Stratgeis Nasional di Propinsi DIY, Kementerian Koordinasi Maritim, 29-30 Agustus 2017 TU.

Natawidjaja. 2015. Siklus Mega-Tsunami di Wilayah Aceh-Andaman dalam Konteks Sejarah. jurnal Riset Geologi dan Pertambangan, vol. 25 no. 1, Juni 2015, hal. 49-62.

Iklan

Akankah Stasiun Antariksa Tiangong-1 Jatuh di Indonesia?

Penghujung Maret 2018 TU (Tarikh Umum) menjadi hari-hari terakhir bagi sampah antariksa Tiangong-1 (baca: Tian Gong satu). Bangkai stasiun antariksa pertama milik Cina ini tinggal menunggu waktu saja untuk jatuh memasuki atmosfer Bumi (reentry). Orbitnya kian menurun saja. Hingga Kamis 29 Maret 2018 TU pukul 21:00 WIB, orbit Tiangong-1 sudah turun demikian rupa dengan perigee tinggal 186,7 kilometer dan apogee tinggal 201,7 kilometer, semuanya dari paras air laut rata-rata (dpl). Dan hingga 29 Maret 2018 TU itu prediksi waktu jatuh Tiangong-1 adalah sebagai berikut :

  • Aerospace Corporation = 1 April 2018 TU pukul 17:30 WIB ± 16 jam.
  • US Strategic Command = 1 April 2018 TU pukul 07:52 WIB ± 15 jam.
  • Marco Langbroek = 1 April 2018 TU pukul 16:36 WIB ± 19 jam.
  • Joseph Remis = 1 April 2018 TU pukul 17:40 WIB ± 15 jam.

Dengan nilai ketidakpastian masih cukup besar, yakni antara 15 hingga 19 jam, maka pada dasarnya masih sangat sulit untuk menentukan lokasi titik jatuh Tiangong-1. Ini mengingat bangkai stasiun antariksa itu melejit secepat 7,8 kilometer/detik atau sekitar 28.000 kilometer/jam. Maka ketidakpastian sebesar semenit saja akan setara dengan pergeseran jarak sebesar 467 kilometer.

Gambar 1. Jejak lintasan sampah antariksa Tiangong-1 diabadikan pada Kamis pagi 22 Maret 2018 TU dengan kamera pada waktu papar 8 detik. Tiangong-1 bergerak cukup cepat sehingga saat direkam kamera selama 8 detik nampak sebagai garis bercahaya samar. Sumber: Sudibyo, 2018.

Meski amat menyedot perhatian dunia, Tiangong-1 (massa 8,5 ton) sesungguhnya bukanlah sampah antariksa terberat. Ia masih berada dalam nilai rata-rata massa dari sampah-sampah antariksa signifikan sepanjang satu dekade terakhir. Semenjak tahun 2000 TU hingga saat ini, sampah antariksa terberat masih ditempati oleh wantariksa (wahana antariksa) Phobos-Grunt, yang jatuh ke sisi timur Samudera Pasifik pada 15 Januari 2012 TU silam. Russia meluncurkan Phobos-Grunt (13,5 ton) menuju Mars, namun cacat pada sistem pemrograman membuat sistem komputernya terus bermasalah. Sehingga Phobos-Grunt terperangkap dalam orbit Bumi tanpa daya hingga akhirnya jatuh.

Dalam pandangan ESA (European Space Agency atau badan antariksa gabungan negara-negara Eropa) Tiangong-1 memiliki massa dan dimensi mirip ATV (Automated Transfer Vehicle), wantariksa kargo yang dibangun ESA untuk mengirim muatan ke stasun antariksa internasional ISS. Pasca bertugas di ISS selama jangka waktu tertentu, ATV pun dijatuhkan secara terkendali ke kawasan Samudera Pasifik dengan proses yang terdokumentasi dengan baik (pada ATV Jules Verne). Karena itu apa yang akan terjadi pada Tiangong-1 saat jatuhnya nanti kemungkinan akan mirip dengan ATV.

Tatkala Tiangong-1 mulai menuruni lapisan atmosfer yang lebih padat dengan kecepatan 28.000 kilometer/jam, gesekan dengan udara di sekelilingnya menyebabkan kecepatan Tiangong-1 berkurang dengan pasti. Pengurangan ini mentransfer energi ke udara, menghasilkan tekanan ram yang kian menguat. Awalnya sepasang panel surya Tiangong-1 yang terlepas. Sementara badan Tiangong-1 terus terpanaskan dan ditekan sangat hebat seiring kian memasuki lapisan udara yang lebih padat. Pada ketinggian beberapa puluh kilometer dpl, tekanan hebat itu membuat badan Tiangong-1 terpecah-belah. Pemecah-belahan ini menandai titik mulai punahnya kecepatan asli Tiangong-1 (kecepatan yang dibawanya dari antariksa).

Selanjutnya gravitasi Bumi mengambil-alih sehingga masing-masing pecahan menjalani gerak jatuh bebas pada lintasannya sendiri-sendiri. Keping-keping Tiangong-1, dengan massa total tinggal sekitar 100 kilogram, lantas akan berjatuhan pada wilayah sepanjang sekitar 2.000 kilometer dan lebar sekitar 70 kilometer. Kecepatan jatuhnya (saat menyentuh paras Bumi) tergolong kecil, tinggal sekitar beberapa puluh kilometer per jamnya. Dan tak perlu cemas berlebihan. Peluang keping-keping Tiangong-1 untuk jatuh di kawasan berpenduduk padat sangat kecil. Hanya 1 berbanding beberapa trilyun.

Video berikut dari Aerospace Corporation menyimulasikan proses jatuhnya Tiangong-1 :

Melintas di Indonesia

Sebelum jatuh, sampah antariksa Tiangong-1 masih akan terlihat melayang menyusuri orbitnya. Hanya beberapa lokasi yang berkesempatan menyaksikan Tiangong-1 di langit menjelang kejatuhannya. Misalnya kota Tokyo (Jepang) dan Cape Town (Afrika Selatan), masing-masing berkesempatan menyaksikan Tiangong-1 pada saat fajar dan senja Kamis 29 Maret 2018 TU. Sementara Athena (Yunani) dan Roma (Italia) berpeluang melihat Tiangong-1 pada saat fajar Jumat 30 Maret 2018 TU.

Bagaimana dengan Indonesia?

Peluang terlihatnya Tiangong-1 di langit Indonesia kala fajar ataupun senja telah tertutup. Indonesia berkesempatan menyaksikannya pada minggu lalu tepatnya antara tanggal 19 hingga 24 Maret 2018 TU. Sedikitnya ada dua observasi yang berhasil mengamati Tiangong-1 di langit, misalnya oleh saya sendiri dan oleh Eko Hadi G dari klub astronomi Penjelajah Langit (Yogyakarta).

Gambar 2. Jejak lintasan sampah antariksa Tiangong-1 diabadikan pada Selasa sore 20 Maret 2018 TU oleh Eko Hadi G dengan kamera pada waktu papar 10 detik. Tiangong-1 bergerak cukup cepat sehingga saat direkam kamera selama 8 detik nampak sebagai garis bercahaya samar. Sumber: Penjelajah Langit/Eko Hadi G, 2018.

Namun sejatinya Tiangong-1 tetap melintas di atas wilayah Indonesia meski tak bisa disaksikan lagi. Dalam setiap harinya Tiangong-1 berkesempatan dua kali melintas di atas Indonesia, masing-masing di malam hari dan di siang hari. Perlintasan pada malam hari selalu dari arah barat daya menuju ke timur laut. Sebaliknya perlintasan di siang hari selalu dari arah barat laut menuju tenggara. Dengan luasnya wilayah Indonesia, maka dalam sehari terjadi lima hingga enam kali perlintasan Tiangong-1 dalam setiap harinya.

Perlintasan-perlintasan itu membentuk pola yang khas sebagai berikut :

  • Pulau Sumatra, perlintasan Tiangong-1 terjadi di malam hari pada koridor antara sekitar kota Natal (Sumatra Utara) hingga sekitar kota Bagan Siapi-api (Riau).
  • Pulau Jawa, koridornya adalah di sekitar kota Tulungagung hingga sekitar kota Sumenep (semuanya di propinsi Jawa Timur) dengan perlintasan pada malam hari.
  • Pulau Kalimantan, perlintasan Tiangong-1 terjadi di siang hari dengan koridor antara sekitar kota Pontianak (Kalimantan Barat) hingga sekitar kota Sampit (Kalimantan Tengah).
  • Pulau Sulawesi, koridor perlintasan Tiangong-1 adalah dari sekitar kota Palu (Sulawesi Tengah) hingga sekitar kota Gorontalo (Gorontalo) yang terjadi di malam hari.
  • Pulau Irian memiliki dua koridor perlintasan Tiangong-1. Masing-masing dari sekitar kota Manokwari (Irian Jaya Barat) hingga sekitar kota Merauke (Papua) di siang hari. Dan dari sekitar kota Agats hingga sekitar kota Jayapura (keduanya di propinsi Papua) di malam hari.

Berikut adalah peta perlintasan Tiangong-1 di Indonesia dari hari ke hari semenjak Jumat 30 Maret 2018 TU hingga Senin 2 April 2018 TU :

Gambar 3. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Jumat 30 Maret 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 4. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Sabtu 31 Maret 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 5. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Minggu 1 April 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 6. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Senin 2 April 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Akankah Tiangong-1 jatuh di Indonesia? Peluangnya sangat kecil. Sejauh ini seluruh prediksi yang ada tidak menempatkan prakiraan titik jatuh Tiangong-1 dalam kawasan Indonesia. Namun dengan nilai ketidakpastian yang masih besar, maka peluang jatuh di salah satu koridor perlintasan Tiangong-1 di wilayah Indonesia juga tetap terbuka, meski sangat kecil.

Pembaharuan : Prediksi Terakhir Waktu dan Titik Jatuh

Per 1 April 2018 TU pukul 18:00 WIB, Joseph Remis menyajikan prediksi terakhir waktu dan posisi titik jatuh Tiangong-1. Waktu jatuh adalah pada Senin 2 April 2018 TU pukul 05:46 WIB ± 4 jam. Sehingga waktu jatuh adalah pada saat kapanpun di antara rentang waktu antara pukul 01:46 WIB hingga 09:46 WIB pada 2 April 2018 TU.

Lokasi titik jatuh, jika terjadi pada pukul 05:46 WIB maka akan berada di tengah-tengah Samudera Pasifik pada koordinat 13,23 LS 142,85 BB. Namun dalam rentang waktu antara pukul 01:46 hingga 09:46 WIB, terbuka kemungkinan Tiangong-1 bisa jatuh di daratan dari negara-negara Myanmar, Cina, Jepang, Peru, Argentina, Afrika Selatan, India, Ethiopia, Yaman, Iran, Arab Saudi, Irak, Kazakhstan, Brazil, Italia dan Turki. Berikut petanya :

Pembaharuan 2 : Tiangong-1 Telah Jatuh!

Sampah antariksa yang juga stasiun antariksa Tiangong-1 dipastikan telah jatuh pada Senin 2 April 2018 TU pukul 07:16 WIB ± 1 menit menurut JFSCC (Joint Force Space Component Command) pada Komando Strategis (US Strategic Command/USStratcom) Kementerian Pertahanan Amerika Serikat. Tiangong-1 jatuh di kawasan Samudera Pasifik bagian selatan, tepatnya di antara koordinat 14 LS 162 BB hingga 24 LS 150 BB. Koridor ini membentang mulai dari sebelah barat daya hingga sebelah selatan Tahiti.

Meski tiada rekaman yang memperlihatkan detik-detik jatuhnya Tiangong-1, namun JFSCC memastikan hal tersebut terjadi melalui pantauan satelit militer Amerika Serikat, kemungkinan SBIRS (Space Based Infra Red System). Satelit mata-mata yang bertumpu pada spektrum sinar inframerah ini ditujukan untuk menyigi jejak inframerah dari aktivitas peluncuran rudal, namun juga bisa mengendus aktivitas lain. Termasuk jatuhnya sampah antariksa berukuran besar.

Rekonstruksi memperlihatkan, saat menempuh orbit terakhirnya sebelum kemudian jatuh, Tiangong-1 lewat di atas benua Amerika bagian selatan (yakni Chile dan Argentina), benua Afrika bagian tengah dan utara (masing-masing Gabon, Kamerun, Republik Afrika Tengah dan Sudan) dan benua Asia (Saudi Arabia, Iran, Kazakhstan, Cina dan Jepang). Di Saudi Arabia, Tiangong-1 lewat di atas kotasuci Madinah. Gambar berikut adalah peta lima lintasan terakhir yang dijalani sampah antariksa Tiangong-1, yakni sejak 7 jam 20 menit sebelum waktu jatuh :

Berikut adalah hasil rekonstruksi lintasan terakhir Tiangong-1 dalam aplikasi pemetaan Google Maps. Nampak 44 menit sebelum jatuh, Tiangong-1 melintas di atas kotasuci Madinah (Saudi Arabia) :


Referensi :

The Aerospace Corporation. 2018. Tiangong-1 Reentry. Diakses pada 29 Maret 2018 TU.

Joseph Remis. 2018. komunikasi pribadi.

Marco Langbroek. 2018. komunikasi pribadi

Mau Jatuh Dimana, (Stasiun Antariksa) Tiangong-1?

Bagaimana perasaanmu jika tahu sebongkah benda seukuran bus tingkat bersiap jatuh dari langit dalam waktu dekat? Namun itulah yang akan dialami Tiangong-1. Sampah antariksa sepanjang 10,5 meter yang bergaris tengah 3,4 meter itu sedang bersiap-siap mengakhiri perjalanannya dan akan memasuki atmosfer Bumi kita, proses yang dikenal sebagai reentry. Lebih menyesakkan lagi, Tiangong-1 bakal jatuh dalam kondisi uncontrolled reentry atau jatuh ke Bumi secara tak terkendali sehingga dimana ia bakal memasuki atmosfer belum bisa ditentukan pada saat ini.

Tiangong-1 diprediksi akan jatuh pada minggu pertama April 2018 TU (Tarikh Umum). Per 16 Maret 2018 TU, Aerospace Corporation (Amerika Serikat) memprakirakan peristiwa tersebut akan terjadi pada 4 April 2018 TU ± 7 hari. Sedangkan Joseph Remis, peneliti sampah antariksa dari Perancis, menempatkan prediksinya pada 3 April 2018 TU ± 7 hari. Dan Marco Langbroek, astronom amatir Belanda yang berspesialisasi pada pengamatan satelit-satelit buatan, memprakirakan akan terjadi pada 4 April 2018 TU ± 4 hari. Besarnya angka ketidakpastian dari prediksi-prediksi ini adalah imbas dari variasi sifat lapisan atmosfer teratas kita dari satu titik ke titik lain. Juga dari tidak diketahuinya posisi aktual dan kecepatan aktual sampah antariksa tersebut. Padahal inilah yang sangat menentukan kapan Tiangong-1 akan jatuh kembali ke Bumi.

Gambar 1. Tiangong-1 di orbitnya, dalam gambaran artis yang dipublikasikan badan antariksa nasional Cina. Nampak pintu labuh dengan sistem penambat APAS di sisi kiri, tempat taikonot memasuki prototip stasiun antariksa ini. Raksasa seberat 8,5 ton inilah yang akan jatuh kembali ke Bumi secara tak terkendali pada awal April 2018 TU kelak. Sumber: CNSA, 2011.

Nilai ketidakpastian tersebut juga berimbas pada lebarnya prediksi titik jatuh Tiangong-1. Dengan inklinasi orbit 42,8º maka pada dasarnya setiap titik di paras Bumi yang ada di antara garis lintang 42,8 LU hingga 42,8 LS berpotensi menjadi titik jatuh Tiangong-1. Berdasarkan pengalaman selama ini, titik koordinat mana yang tepatnya akan menjadi titik jatuh Tiangong-1 baru akan diketahui sehari sebelum terjadi. Akan tetapi karena bentuk orbitnya pula, daerah-daerah yang terletak di sekitar atau di sepanjang garis lintang 42,8 LU dan di garis lintang 42,8 LS memiliki peluang menjadi titik jatuh yang lebih tinggi (yakni sekitar 3 %) dibandingkan dengan daerah-daerah yang berada di lingkungan garis khatulistiwa (yakni kurang dari 0,5 %).

Dengan prediksi demikian maka Indonesia pun tidak dikecualikan. Sepanjang tiga tahun terakhir, Indonesia telah mengalami dua kejadian benda jatuh antariksa (BJA), dimana sisa-sisa sampah antariksa jatuh di dekat rumah penduduk. Yakni di pulau Madura (propinsi Jawa Timur) pada tahun 2016 TU dan di tepi Danau Maninjau (propinsi Sumatra Barat) pada tahun 2017 TU. BJA di pulau Madura adalah sisa upperstage roket Falcon 9 Full Thrust milik perusahaan SpaceX (Amerika Serikat) sementara BJA di tepi danau Maninjau adalah sisa upperstage roket Long March-3A milik pemerintah Cina.


Gambar 2. Dua kejadian benda jatuh antariksa (BJA) di Indonesia akibat jatuhnya sampah antariksa. Masing-masing sisa upperstage Long March-3A di tepi Danau Maninjau (atas) dan sisa upperstage Falcon 9 Full Thrust di pulau Madura (bawah). Sumber: Piliang, 2017 & Tribunnews, 2016.

Spesifikasi

Sebelum menjadi sampah antariksa, Tiangong-1 adalah stasiun antariksa pertama Cina sebagai bagian dari program Tiangong. Stasiun antariksa Tiangong-1 diluncurkan ke orbit pada 30 September 2011 TU lewat dorongan kuat roket Long March 2F/G. Roket dan muatannya lepas landas dari landasan nomor 4/landasan selatan pada kompleks Pusat Peluncuran Jiuquan di sisi barat laut padang pasir Gobi, propinsi otonom Mongolia Dalam. Long March 2F/G menempatkan Tiangong-1 pada orbit sirkular setinggi 343 kilometer.

Begitu mencapai orbit, stasiun antariksa berbobot 8,5 ton itu segera membuka sepasang sayap panel suryanya. Masing-masing panel surya memiliki panjang 10 meter dan lebar 3,1 meter. Arus listrik dengan daya rata-rata 2.500 watt dan daya puncak 6.000 watt pun mengalir deras darinya. Sebagian mengalir ke batere kering perak-seng, catudaya untuk situasi malam orbital, Interior Tiangong-1 terdiri atas dua ruang, masing-masing ruang hunian/orbital dan ruang layanan/sumberdaya.

Ruang hunian memiliki panjang 5 meter dan lebar 3,4 meter dengan volume total 15 meter3 dan berisi udara bertekanan 1 atmosfer. Didalamnya terdapat dua ranjang tidur dilengkapi dapur dan sistem toilet. Ruang ini dilengkapi dengan sistem pembuang panas ke lingkungan, yang mampu melepaskan panas yang diproduksi di dalam ruangan hingga sebesar 2.000 watt termal. Di ujungnya, yang juga adalah ujung Tiangong-1, terpasang pintu masuk dilengkapi sistem penambat APAS (Androgynous Peripheral Attach System). Sistem penambat ini serupa dengan yang digunakan pada stasiun-stasiun antariksa lainnya.

Sementara ruang layanan memiliki panjang 3,3 meter namun lebarnya hanya 2,5 meter. Di pusat pantat ruang ini, yang juga adalah pantat Tiangong-1, terpasang dua mesin roket utama. Selain guna menempatkan diri ke orbit kedua mesin ini juga digunakan untuk keperluan manuver pemulihan orbit. Di sisi luarnya, melingkari mesin roket utama, terpasang 8 mesin roket vernier. Mereka berguna untuk penyesuaian orbit yang sangat halus. Dan di sisi terluar terdapat empat set mesin roket kendali (reaction control system), masing-masing set terpisah 90º antara satu dengan yang lain. Dalam setiap set terdapat dua mesin roket kecil. Mesin roket kendali ini berguna untuk manuver anjak (pitch) dan belok (yaw). Dan bersama-sama dengan mesin roket vernier juga digunakan untuk manuver putaran (roll).

Gambar 3. Liu Yang, taikonot perempuan pertama Cina, mendemonstrasikan salah satu gerakan tai chi untuk pertama kalinya di antariksa saat berada dalam Tiangong-1 pada misi antariksa Shenzou 9 yang berlangsung antara 16 hingga 23 Juni 2012 TU. Gambar dari stasiun televisi nasional Cina (CNTV). Sumber: CNTV, 2012.

Beragam mesin roket tersebut ditenagai bahan bakar Hidrazin dan pengoksid Nitrogen Tetroksida. Mereka disimpan dalam empat tanki berbeda, masing-masing berkapasitas 230 liter yang sanggup memuat 1 ton bahan bakar atau pengoksid. Ada lagi dua buah tanki lebih kecil sferis dengan dinding didesain menahan tekanan tinggi. Takni kecil dengan kapasitas masing-masing 20 liter ini ditujukan untuk menampung gas (mungkin Helium) bertekanan tinggi guna mendorong bahan bakar dan pengoksid ke mesin roket yang dituju.

Hidup di Tiangong-1

Pembangunan dan pengoperasian Tiangong-1 adalah demonstrasi kedigdayaan Cina dalam pentas program antariksa global. Cina merintis program antariksanya bersamaan dengan Indonesia, yakni mulai dasawarsa 1960-an TU. Dalam periode yang sama negeri tirai bambu itu nyaris tenggelam seiring salah urus dalam eksperimen pertanian dan industri khas komunisme lewat program Lompatan Jauh ke Depan yang disusul huruhara Revolusi Kebudayaan. Bencana kelaparan meletup dimana-mana dan merenggut tak kurang dari 30 juta jiwa.

Hingga satu dasawarsa kemudian Cina layaknya ‘planet mati’, diemohi orang dan nampaknya bakal menjadi negara gagal. Namun kini situasinya telah sangat berbeda. Cina telah pulih dan bahkan melesat cukup jauh dalam berbagai bidang, termasuk program antariksanya. Sebaliknya Indonesia hingga kini masih tetap berkutat di titik nol dalam membangun kendaraan untuk menuju ke langit.

Program Tiangong adalah jawaban Cina kepada dunia setelah tawarannya bergabung dengan program stasiun antariksa internasional (ISS) bertepuk sebelah tangan. Sebagian negara partisipan ISS, dimotori Amerika Serikat, tidak ingin Cina bergabung atas alasan politis. Tiangong pun dibangun dan diparalelkan dengan Program Shenzou, program penerbangan antariksa berawak Cina. Tiangong-1 merupakan prototip stasiun antariksa moduler, tipe stasiun antariksa yang bisa bertumbuh/dikembangkan di orbit lewat menggabung-gabungkan aneka modul secara bertahap. Sebagai prototip, tujuan utama Cina adalah menguji coba kemampuan menambat (rendezvous) dan berlabuh antara Tiangong-1 dengan wantariksa (wahana antariksa) lain. Baik wantariksa berawak maupun tidak.

Ujicoba itu terlaksana beberapa bulan kemudian. Pada 31 Oktober 2011 TU wantariksa Shenzou 8 lepas landas dari Pusat Peluncuran Jiuquang menuju Tiangong-1. Dua hari berikutnya Shenzou 8 berhasil berlabuh di Tiangong-1 secara otomatis. Peristiwa ini terjadi dalam situasi malam orbital Tiangong-1 guna menghindari pengaruh gemerlap sinar Matahari terhadap radas navigasi dan penambat yang sensitif. Shenzou 8 berlabuh hingga 11 hari berikutnya, lantas melepaskan diri. Proses tersebut lantas diulangi kembali, tapi kali ini dalam situasi siang hari Tiangong-1. Tujuannya guna mengecek akurasi dan daya pakai radas-radas terkait di lingkungan terang benderang. Hasilnya memuaskan, Shenzou 8 tetap dapat berlabuh hingga hampir 2 hari kemudian ketika ia kembali melepaskan diri.

Misi berawak pertama ke Tiangong-1 berlangsung mulai 16 Juni 2012 TU dengan penerbangan wantariksa Shenzou 9 yang mengangkut tiga taikonot, istilah Cina untuk antariksawan. Yakni Jin Haipeng, Liu Wang dan Liu Yang. Dua hari kemudian Shenzou 9 berhasil berlabuh di Tiangong-1. Ketiga taikonot menghabiskan waktu hampir 4 hari. Liu Yang menyedot perhatian dunia karena selain menjadi taikonot perempuan pertama juga mendemonstrasikan gerak tai chi untuk pertama kalinya di antariksa.

Gambar 4. Tiangong-1 (kiri) dalam proses menambat dengan wantariksa berawak Shenzou (kanan) dalam gambaran artis yang dipublikasikan badan antariksa nasional Cina. Sebagai prototip stasiun antariksa moduler, dimensi Tiangong-1 tidak lebih panjang ketimbang Shenzou. Karena yang diuatamakan adalah ujicoba kemampuan tambat dan berlabuh, baik secara otomatis ataupun manual. Sumber: CNSA, 2012.

Sementara misi berawak kedua terlaksana setahun berikutnya. Pada 11 Juni 2013 TU wantariksa Shenzou 10 lepas landas dengan mengangkut tiga taikonot masing-masing Nie Haisheng, Zhang Xiaoguang dan Wang Yaping. Dua hari kemudian Shenzou 10 berlabuh aman di Tiangong-1 selama 12 hari berikutnya. Pada hari ketujuh Wang Yaiping, taikonot perempuan kedua, menggelar pengajaran dari langit yang disiarkan langsung ke 60 juta siswa-siswi di Cina. Pada pengajaran itu didemonstrasikan empat percobaan, mulai dari penimbangan berat badan, ayunan pendulum, sifat-sifat giroskop hingga tegangan permukaan air. Shenzou 10 adalah kunjungan wantariksa terakhir bagi Tiangong-1. pengajaran tersebut dapat disaksikan dalam video berikut ini :

Peluruhan Orbit

Setiap wantariksa di orbit rendah, yakni antara ketinggian 300 hingga 2.000 kilometer, pada dasarnya menempati pucuk lapisan teratas atmosfer Bumi kita. Yakni lapisan eksosfer. Di sini kondisinya tidak benar-benar hampa, masih terdapat molekul-molekul udara meski kerapatannya sangat kecil apabila dibandingkan lapisan-lapisan atmosfer yang lebih rendah. Gaya gesek molekul-molekul udara nan renggang ini membuat kecepatan wantariksa berkurang dan implikasinya orbitnya pun menurun. Ini disebut peluruhan orbit. Peluruhan orbit tak penting artinya bila misi antariksa berlangsung singkat, dalam beberapa hari hingga minggu. Namun jika misi antariksanya berjangka panjang, hingga bertahun-tahun lamanya, maka peluruhan orbit akan sangat terasa dan bisa berbahaya bila dibiarkan.

Gambar 5. Dinamika ketinggian orbit Tiangong-1 dari sejak diluncurkan hingga Januari 2018 TU sebagaimana dihimpun Aerospace Corporation berdasarkan data dari Celestrak. Garis putus-putus menandakan saat-saat manuver pemulihan orbit/penyesuaian orbit dilakukan. Manuver terakhir terjadi pada 16 Desember 2015 TU. Setelah itu orbit Tiangong-1 terus meluruh. Sumber: Aerospace Corporation, 2018.

Untuk itulah setiap stasiun antariksa yang pernah diterbangkan ke orbitnya selalu dibekali mesin roket. Dalam periode tertentu ia dinyalakan selama beberapa saat, sehingga stasiun antariksa akan bergerak naik kembali ke posisi orbit semula. Aktivitas ini disebut manuver pemulihan orbit. Dampaknya mudah diamati kasat mata lewat perubahan kecil dalam orbitnya. Terutama oleh pengamat langit berpengalaman.

Demikian halnya Tiangong-1. Sejak mulai menempati orbitnya hingga 4 tahun kemudian, tepatnya hingga Desember 2015 TU, Tiangong-1 telah mengalami 14 kali manuver pemulihan orbit. Ini menunjukkan stasiun antariksa tersebut tetap bisa berkomunikasi dua-arah dengan pengendalinya di Bumi. Meskipun tak pernah lagi dikunjungi pasca Shenzou 10. Manuver ini membuat sikap dan orbit Tiangong-1 tetap bisa dikendalikan sembari Cina menyiapkan rencana penjatuhan terkendali baginya.

Situasi berubah dramatis di 2016 TU. Pada 21 Maret 2016 TU pemerintah Cina secara resmi menyatakan komunikasi dengan Tiangong-1 terputus. Pengamatan independen menunjukkan manuver pemulihan orbit terakhir Tiangong-1 terjadi pada 16 Desember 2015 TU. Selepas itu tak ada apa-apa lagi sehingga orbit Tiangong-1 terus meluruh. Maka Tiangong-1 pun akan jatuh tak terkendali. Awalnya pemerintah Cina menyatakan reentry Tiangong-1 akan terjadi antara Juli hingga Desember 2017 TU. Pada Desember 2017 TU prediksi ini direvisi kembali menjadi antara Maret hingga April 2018 TU, yakni dalam jawaban Cina kepada Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB). Cina juga menyampaikan komunikasi dengan Tiangong-1 tidaklah terputus total meski sangat bermasalah. Mereka masih bisa mengendalikan sikap Tiangong-1.

Di awal 2018 TU, orbit Tiangong-1 telah meluruh demikian rupa sehingga turun ke ketinggian 280 kilometer dari normalnya 300 kilometer. Dan di awal Maret 2018 TU tinggal setinggi 250 kilometer. Berdasarkan prediksi-prediksi yang tertera di awal tulisan ini dan memperhitungkan ketidakpastiannya, bisa dikatakan bahwa Tiangong-1 masih akan tetap ada di antariksa hingga setidaknya 27 Maret 2018 TU. Cukup menarik bahwa pada rentang waktu 18 hingga 24 Maret 2018 TU, Tiangong-1 diprakirakan akan melintas di atas Indonesia terutama pada saat fajar dan senja. Sehingga memungkinkan melihat saat-saat terakhir Tiangong-1 di langit. Tentu saja sepanjang cuaca cerah.

Peluang Kecil

Jatuhnya Tiangong-1 akan seperti sampah-sampah antariksa lainnya yang telah lebih dulu berjatuhan. Begitu tiba di ketinggian 105 kilometer, udara lebih rapat membuat Tiangong-1 akan sangat diperlambat. Sehingga ia mulai turun dan terus menurun memasuki lapisan atmosfer lebih rapat dan lebih rendah. Kecepatannya yang masih sangat tinggi akan menghasilkan tekanan ram pada kolom udara disekelilingnya, memproduksi suhu tinggi. Komponen-komponen Tiangong-1 akan mulai pecah dan terkikis suhu tinggi. Maka ia akan terlihat mirip meteor dalam jumlah banyak. Sebagian besar komponennya akan menguap habis di atmosfer. Hanya bagian yang paling kuat dengan massa total sekitar 100 kilogram yang akan mendarat di paras Bumi.

Gambar 6. Area yang berpotensi menjadi titik jatuh sampah antariksa Tiangong-1 beserta probabilitas (peluang) jatuh berdasarkan garis lintang menurut badan antariksa gabungan negara-negara Eropa (ESA). Nampak peluang jatuh di sekitar garis lintang 42,8 LU dan 42,8 LS lebih besar. Sumber: ESA, 2018.

Apakah sisa-sisa Tiangong-1 bisa menjatuhi manusia di Indonesia? Peluang itu ada, namun sangat kecil. Seperti dipaparkan di atas, peluang Tiangong-1 jatuh di kawasan khatulistiwa lebih kecil dibanding di sekitar garis lintang 42,8 LU dan 42,8 LS. Hingga saat ini secara global hanya ada satu peristiwa dimana sisa-sisa sampah antariksa menimpuk seseorang. Yakni pada 22 Januari 1997 TU saat Lottie Williams ketimpuk sekeping logam bersisi hangus 15 sentimeter kala berada di taman publik di kota Tulsa, negara bagian Oklahoma (Amerika Serikat). Itu adalah sisa-sisa upperstage roket Delta II 7920-10 yang lepas landas pada 24 April 1996 TU mengangkut satelit militer MSX (Midcourse Space Experiment). Lottie Williams tidak menderita luka-luka karenanya.

Tiangong-1 bukanlah sampah antariksa terberat yang pernah jatuh. Jika kita batasi sampah antariksa hanya pada bekas stasiun antariksa dan yang jatuhnya tak terkendali, masih ada Skylab dan Salyut 7. Skylab adalah stasiun antariksa 74 ton milik Amerika Serikat yang mengorbit mulai 14 Mei 1973 TU. Sempat dihuni selama 171 hari, Skylab akhirnya terjun ke Bumi seiring meningkatnya aktivitas Matahari yang membuat lapisan eksosfer cukup mengembang. Bakal jatuhnya Skylab sempat menjadi insiden internasional yang membikin panik banyak orang, terutama di Filipina. Skylab jatuh pada 11 Juli 1979 TU dengan sisa-sisanya terserak di daratan sepanjang Esperance hingga Rawlina, sebelah timur kota Perth (Australia).

Gambar 7. Proyeksi lintasan Tiangong-1 di paras bumi Indonesia dan sekitarnya pada rentang waktu antara 31 Maret 2018 TU pukul 00:00 WIB hingga 6 April 2018 TU pukul 14:00 WIB menurut SatFlare. Pada rentang waktu itulah Tiangong-1 diprediksi akan jatuh. Nampak proyeksi lintasan Tiangong-1 mengenai pulau Irian bagian barat, kepulauan Bali dan Nusatenggara, pulau Sulawesi, pulau Kalimantan dan pulau Sumatra. Sementara pulau Jawa terbebas darinya. Sumber: SatFlare, 2018.

Salyut 7 lebih dramatis lagi. Stasiun antariksa milik eks-Uni Soviet ini diluncurkan pada 19 April 1982 TU dan sempat dihuni selama 816 hari. Mengikuti nasib nasib Skylab, Salyut 7 pun akhirnya jatuh tak terkendali. Sisa-sisanya menyirami kota Capitan Bermudez di propinsi Santa Fe (Argentina) pada 7 Februari 1991 TU. Beruntung dalam dua kejadian tersebut tak ada bangunan yang terkena secara langsung, apalagi manusia.

Ground track dari stasiun antariksa Tiangong-1 dapat disaksikan misalnya pada peta Lizard Tail.

Referensi:

The Aerospace Corporation. 2018. Tiangong-1 Reentry. Diakses pada 15 Maret 2018 TU.

Dickinson. 2017. China’s Tiangong-1 Space Station to Burn Up. Sky and Telescope, 10 November 2017. Diakses pada 15 Maret 2018 TU.

Daniel. 2018. Tiangong-1 Frequently Asked Questions. Space Debris Office, European Space Agency. Diakses pada 15 Maret 2018 TU.

Spaceflight101. t.t. Tiangong-1 Spacecraft Overview. Diakses pada 15 Maret 2018 TU.

SatFlare. 2018. Tiangong-1 NORAD 37820. Diakses pada 15 Maret 2018 TU.

Joseph Remis. 2018. komunikasi pribadi.

Marco Langbroek. 2018. komunikasi pribadi.

Hawking, 1942-2018 Tarikh Umum

Dari kota kecil Cambridge di Inggris pada Rabu 14 Maret 2018 TU (Tarikh Umum) tersiar kabar duka yang sejatinya tidak terlalu mengejutkan, namun tetap membuat tertegun. Fisikawan besar Stephen William Hawking berpulang hari itu. Ia tutup usia dengan tenang di kediamannya hanya 2 bulan setelah merayakan ulang tahun ke-76. Kondisi kesehatannya memang kian memburuk dalam sebulan terakhir.

Segera dunia menangisi kepergiannya. Hawking tak hanya seorang fisikawan. Ia adalah legenda. Ia berpulang setelah lebih dari setengah abad menerima vonis mati seiring gerogotan penyakit ALS. Ini akronim dari Amyothropic Lateral Schlerosis, sejenis penyakit tak menular langka dengan penyebab belum diketahui yang menyerang sistem syaraf penderitanya sehingga menyebabkan jaringan otot terkait pun tak dapat digerakkan dan akhirnya menyusut. Serangan selalu dimulai dari sistem syaraf tepi, seperti jari-jemari, kaki dan tangan lantas terus berkembang progresif. Atau mengutip kata-kata Premana Premadi, astronom perempuan Indonesia yang juga survivor ALS, serangan penyakit ini secara perlahan namun pasti membikin jaringan syaraf dalam tulang belakang penderitanya menjadi kriting.

ALS secara perlahan-lahan melumpuhkan satu demi satu organ penderitanya. Menggerogoti terus secara pasti hingga pada akhirnya jaringan syaraf pengendali jantung dan paru-paru pun akan terkena. Penyakit ini lebih populer dengan nama penyakit Lou Gehrig, sebagai penghormatan anumerta pada seorang atlet baseball legendaris Amerika Serikat dan terjangkiti penyakit ini menjelang berkecamuknya Perang Dunia 2.

Film Theory of Everything menggambarkan bagaimana Hawking pasca divonis sakit ALS ini. Kaki dan tangannya mulai melemah dan akhirnya sekaku papan. Mudah jatuh bahkan tanpa penghalang apapun di kakinya. Pita suara mulai terserang sehingga suara Hawking mulai pecah dan sulit didengar. Kerongkongan juga demikian, membuatnya mudah tersedak dan sulit minum. Dan urusan tersedak ini bisa berbahaya. Film ini dan salah seorang tetangga yang juga menderita penyakit serupa memberikan gambaran utuh bagi saya akan penyakit ALS.

Tetapi Hawking adalah anomali bagi penyakit ALS. Didiagnosis pada tahun 1964 TU dalam usia 22 tahun, dokter memvonisnya takkan bertahan lebih dari 2 tahun. Secara statistik, umumnya harapan hidup seorang penderita ALS tidak melebihi 5 tahun sejak diagnosisnya ditegakkan. Tetangga saya, almarhum pak Hendra, pun tutup usia dalam 3 tahun pasca gejala-gejala ALS mulai terlihat. Namun Hawking masih tetap bertahan hingga berpuluh tahun kemudian. Entah apa sebabnya. Berpuluh tahun kemudian dalam sebuah wawancara, Hawking menyebut harapannya sudah anjlok ke titik nol sejak usia 22 tahun itu. Apa yang terjadi setelahnya adalah bonus.

Bonus baginya dan juga bagi peradaban manusia. Sebab di tengah suasana suram tersebut, di tengah kondisi fisik yang terus melemah hingga melumpuhkannya dan menghilangkan kemampuannya berbicara, Hawking tetap belajar dan bekerja, mencoba menguak rahasia serta cara kerja alam semesta. Tekad bajanya berbuah manis. Tiada yang menyangka berbelas tahun kemudian sosok setengah lumpuh yang mulai sulit bicara ini akhirnya menduduki kursi mahaguru Lukasian untuk Matematika nan prestisius, pada Departemen Matematika Terapan dan Fisika Teoritis di Universitas Cambridge yang kesohor itu. Tiga abad sebelumnya kursi itu diduduki Isaac Newton, salah satu raksasa dalam fisika dan pembuka pintu ke dunia struktur skala besar alam semesta. Dan tiga perempat abad sebelumnya, kursi yang sama ditempati oleh Paul Dirac, raksasa lainnya yang menggumuli struktur skala mikro alam semesta.

Selempang galaksi Bima Sakti, pemandangan langit malam yang bisa kita saksikan mulai bulan Juli kala langit cerah. Sagittarius A-star (Sgr A*) adalah kawasan pusat galaksi yang menyembunyikan sebuahlubang hitam raksasa bermassa 4,31 juta kali Matahari kita dan berjarak antara 24.500 hingga 27.300 tahun cahaya dari Bumi kita. Diabadikan dari Gunung Sumbing pada Juni 2014 TU oleh Enggar. Sumber: Enggar, 2014.

Hawking wafat pada tanggal yang sama dengan tanggal kelahiran fisikawan besar legendaris lainnya, Albert Einstein. Sebuah kebetulan? Entah. Tetapi ada beberapa contoh dimana para fisikawan besar seakan-akan secara kebetulan memiliki momen penting dalam hidupnya yang beririsan pada satuan masa yang sama antara satu dengan yang lain. Tatkala Galileo Galilei wafat di tahun 1642 TU selagi menjalani tahanan rumah akibat hukuman yang dijatuhkan Inkuisisi Roma, di tahun yang sama pula seorang Isaac Newton lahir di tanah Inggris Raya. Kelak Newton tak hanya mendukung penuh kesimpulan Galileo, namun juga mengembangkannya hingga ke taraf yang tak pernah terbayangkan umat manusia pada masanya. Hingga hari ini dunia terus berhutang kepada Newton melalui mekanika klasiknya yang mampu menjelaskan dinamika pergerakan mobil dan sepeda motor kita, kapal laut kita, pesawat terbang kita serta kinerja mesin-mesin industri kita.

Hawking dan Einstein adalah dua sosok fisikawan besar yang menjadi etalase ilmu pengetahuan di abad ke-20 TU. Merekalah wajah bagi dunia sains, dunia sunyi yang kadangkala dicemooh sebagai menara-menara gading pada bentangan peradaban. Merekalah sosok-sosok ilmuwan yang bertransformasi dari lingkungan laboratorium ataupun kerja teoritis ke panggung-panggung ceramah dan multimedia dunia dengan daya penetrasi yang luar biasa.

Hawking memang tak seglamor Einstein. Meski koleksi penghargaannya tak kalah menggunung (termasuk gelar bangsawan Inggris yang dengan sopan ditolaknya), Hawking tak pernah meraup Nobel Fisika sebagaimana Einstein. Akan tetapi, suka atau tidak, lewat Hawking-lah generasi abad ke-20 TU, khususnya generasi X dan generasi Y, memahami dunia dan cara kerja alam semesta baik dalam skala makro maupun mikro. Hawking jugalah sosok yang mengilhami komunikasi sains, yang mengkhususkan diri dalam menyampaikan hasil-hasil kerja para ilmuwan dari balik dinding-dinding laboratoriumnya ke dunia luas dalam bahasa populer, visual dan mudah dipahami.

Jejak karya Hawking dalam fisika salah satunya adalah mengeksplorasi gejala-gejala relativitas umum dari Einstein. Dalam hal ini nama Hawking identik dengan lubang hitam, benda langit eksotik yang hingga setengah abad silam masih sangat samar dan menempati perbatasan ada dan tiada. Hipotesa tentang lubang hitam telah dipelopori dan dibangun sejak sebelum meletusnya Perang Dunia 2. Antara lain oleh Robert Oppenheimer, sosok jenius yang di kemudian hari membidani abad nuklir lewat kepemimpinannya dalam The Manhattan Project semasa perang.

Lubang hitam dideskripsikan sebagai benda langit kecil mungil bermassa amat sangat besar, sehingga menciptakan kelengkungan ruang-waktu demikian besar disekelilingnya dalam perspektif relativitas umum. Demikian besar kelengkungannya sehingga menjadi asimtot, sumur tanpa dasar. Akibatnya setiap materi yang masuk kedalamnya takkan pernah bisa meloloskan diri. Termasuk berkas cahaya sekalipun, obyek berkecepatan tertinggi dalam alam semesta. Sehingga tak ada cara untuk membuktikan keberadaannya secara langsung.

Benda langit eksotik semacam ini adalah produk evolusi bintang massif (massa lebih dari 20 kali Matahari kita). Saat bintang massif itu kehabisan bahan bakar fusinya di ujung kehidupannya, keseimbangan yang mengatur dimensinya selama ini pun berantakan. Tekanan radiasi menghilang sehingga bintang massif tak kuasa menahan kekuatan gravitasinya sendiri. Ia pun mulai mengerut dan berujung pada peristiwa ledakan kosmik nan gigantik yang menyemburkan sebagian besar materinya ke lingkungan. Akan tetapi bagian inti bintang massif itu masih tersisa, dengan massa lebih dari 4 kali Matahari, dan terus mengerut oleh gravitasinya sendiri. Inti-inti atom dalam eks inti bintang massif itu pun diperas-peras demikian dahsyat hingga tercabik-cabik menjadi partikel-partikel elementer seperti kuarka.

Hawking melihat hipotesa lubang hitam semacam ini mengandung masalah. Ada hukum termodinamika yang dilanggar. Agar tetap dipatuhi, maka ia mengusulkan bahwa lubang hitam seharusnya bisa dideteksi secara langsung. Dengan kata lain ada aliran informasi melalui arus partikel-partikel energetik (berenergi tinggi) yang berasal dari lubang hitam (khususnya lubng hitam yang berotasi). Meski lubang hitam takkan bisa meloloskan materi dan energi apapun, namun mekanika kuantum melalui asas ketidakpastian ternyata mengijinkan situasi tersebut. Inilah yang kemudian dikenal sebagai radiasi Hawking. Pancaran radiasi Hawking, di atas kertas, ternyata bisa mengurangi massa lubang hitam mengikuti hubungan kesetaraan massa dan energi Einstein E = mc². Hawking menyebutnya evaporasi (penguapan) lubang hitam. Semakin kecil massa sebuah lubang hitam, semakin cepat ia menguap.

Kini lembaga-lembaga penelitian astronomi termaju sedang giat-giatnya mendeteksi ada tidaknya radiasi Hawking ini. Termasuk NASA, lewat operasi teleskop landas-antariksa Fermi yang bekerja pada spektrum sinar gamma sejak 2008 TU silam. Sejauh ini hasilnya belum memuaskan. Tetapi saya melihatnya hanya masalah waktu saja sebelum radiasi Hawking benar-benar ditemukan. Sebagai pembanding, kita harus menanti hingga seabad lamanya dari sejak gagasan gelombang gravitasi diusulkan Einstein hingga penemuannya melalui observatorium gelombang gravitasi LIGO dan Virgo pada 14 September 2015 TU silam.

Di sisi lain, lewat gejala-gejala tak langsungnya melalui peredaran bintang-bintang di sekeliling inti galaksi, eksistensi cakram panas membara dan semburan material terkutub ke arah tertentu, maka lubang hitam adalah benar-benar ada di semesta ini. Sangat mengesankan, deteksi pertama gelombang gravitasi juga berasal dari solah-tingkah lubang hitam, tepatnya sepasang lubang hitam (masing-masing dengan massa 36 dan 29 kali Matahari kita) yang bergabung menyatu dalam tarian kosmik pada jarak 1,4 milyar tahun cahaya dari kita.

Lubang hitam menjadi salah satu topik menarik yang dibahas Hawking pada opus magnumnya : A Brief History of Time. Ini salah satu buku sains terlaris pada masanya dan secara keseluruhan telah terjual lebih dari 10 juta eksemplar. Buku yang telah dialihbahasakan pula sebagai Riwayat Sang Kala adalah buku yang membayangi masa SMA saya. Mulai membacanya semenjak kelas 1 SMA (sekarang disebut kelas 10), dengan kapasitas otak yang pas-pasan saya baru bisa memahami paparan Hawking setelah lulus. Meskipun buku ini, seperti janji Hawking, ditulis dengan narasi utuh tanpa menyertakan sebiji pun persamaan matematis kecuali E = mc².

Dalam bukunya Hawking menggambarkan dengan elok tentang relativitas umum dan bagaimana diuji. Salah satunya (yang cukup mengesankan) adalah pengamatan bintang-bintang yang tampak berada di dekat Matahari dalam peristiwa Gerhana Matahari Total. Relativitas umum mengusulkan setiap berkas cahaya yang lewat di dekat Matahari akan dibelokkan sedemikian rupa karena tak punya pilihan lain kecuali menyusuri ruang-waktu yang melengkung di sekitar Matahari. Tatkala menyaksikan Gerhana Matahari Total 16 Maret 2016 silam, saya dirambati sensasi tentang pembelokan cahaya bintang dan dalam kinerja alam semesta. Sensasi yang juga dirasakan oleh rekan-rekan di tempat observasi lain dan bersenjatakan instrumen termutakhir, yang secara gemilang menunjukkan cahaya memang melintas melengkung di sekeliling Matahari sebagai benda langit bermassa cukup besar.

Namun tak hanya galaksi dan bintang-bintang, Hawking juga menggambarkan struktur skala mikro alam semesta dengan elok. Ia mengajak kita masuk ke dunia yang lebih kecil dari butiran debu, ke dunia atomik dan sub-atomik. Bagaimana materi bisa dibelah-belah terus hingga akhirnya mencapai dasarnya, batu bata substantif yang disebut molekul. Bagaimana molekul bisa dibelah lagi menjadi atom-atom. Bagaimana atom bisa dibelah-belah lagi menjadi elektron, proton dan neutron. Hingga akhirnya bagaimana mereka itu bisa dibelah kembali hingga menghasilkan batu bata ultimat bisa diungkap, dalam rupa elektron, kuarka dan gluon. Dunia yang ajaib, yang dikendalikan mekanika kuantum, dan mengandung sejumlah gejala yang kerap terasa tak masuk akal. Misalnya asas ketidakpastian dari Heisenberg, yang membuat dunia menurut mekanika kuantum tak semulus dunia dalam pandangan relativitas umum.

Hawking juga memaparkan salah satu tantangan terbesar ilmu pengetahuan khususnya fisika pada masa ini adalah unifikasi dua aras berbeda : mekanika kuantum dan relativitas umum. Mekanika klasik atau mekanika Newton bisa diunifikasikan dengan relativitas umum karena sama-sama bersandar pada interaksi gravitasi, perbedaannya salah satunya hanya pada kecepatan obyeknya. Hingga paruh kedua abad ke-20 TU, alam semesta (dalam pandangan fisika) dibentuk oleh empat interaksi berbeda. Masing-masing interaksi gravitasi, interaksi elektromagnet, interaksi nuklir kuat dan interaksi nuklir lemah. Selain interaksi gravitasi, ketiga interaksi lainnya menjadi cakupan mekanika kuantum.

Upaya unifikasi pernah dilakukan. Misalnya pada interaksi elektromagnet sendiri, yang merupakan unifikasi dari interaksi listrik dan interaksi magnet. Unifikasi ini dirintis James Clerk Maxwell pada 1879 TU, tahun kelahiran Einstein, sekaligus menjadi pondasi berkembangnya relativitas. Seabad kemudian, yakni pada dekade 1960-an TU, upaya unifikasi yang lain oleh Abdus Salam, Steven Weinberg dan Sheldon Glashow membuahkan hasil. Yakni antara interaksi elektromagnet dengan interaksi lemah yang menghasilkan interaksi elektrolemah. Interaksi elektrolemah hanya bisa terjadi manakala foton (sebagai partikel pembawa gaya elektromagnet) serta boson W dan boson Z (sebagai partikel pembawa gaya lemah) sama-sama memiliki energi sangat tinggi, yakni minimal 246 Giga elektonvolt. Energi sebesar itu berkorelasi dengan suhu alam semesta sebesar minimal 1.000 trilyun derajat Celcius, tingkat suhu yang hanya pernah terjadi pada 13,7 milyar tahun silam. Atau tepatnya sesaat setelah lahirnya alam semesta kita.

Selamat jalan Hawking. Terima kasih.

Gugur Lumpur Brebes, Bencana Longsor Pasirpanjang 22 Februari 2018

Lumpurnya sangat tebal, hingga selutut bahkan sepaha orang dewasa. Ia melampar menutupi lahan persawahan cukup luas serta sepenggal jalan desa. Medan berlumpur itulah yang harus dihadapi para relawan kala mengevakuasi para korban bencana longsor di desa Pasirpanjang, Kec. Salem Kab. Brebes (Jawa Tengah). Meski tak sebesar skala longsor Jemblung Banjarnegara pada 12 Desember 2014 TU (Tarikh Umum) silam, bencana longsor Pasirpanjang ini menorehkan catatan tersendiri seiring beratnya medan.

Gambar 1. Sudut desa Pasirpanjang yang terlanda bencana tanah longsor 22 Februari 2018 TU. Nampak longsor mulai melebar kala melintasi area persawahan berterasering. Diabadikan hanya dalam 2 jam pasca bencana terjadi oleh BPBD Kabupaten Brebes. Sumber: BPBD Brebes, 2018 dalam PVMBG, 2018.

Hingga evakuasi dihentikan pada tujuh pascabencana, jumlah korban jiwa tercatat 11 orang, 10 orang ditemukan dalam timbunan lumpur dan seorang lagi meninggal dalam perawatan karena luka-lukanya. Sementara 7 orang masih dinyatakan hilang dibalik tebalnya timbunan lumpur. Sehingga jumlah korban jiwa seluruhnya mencapai 18 orang. Sedangkan 4 orang masih dirawat di rumah sakit dari jumlah korban luka-luka 14 orang. Kerugian materi masih dihitung. Namun secara kasat mata, tak kurang dari 8,5 hektar lahan persawahan hilang tertimbun lumpur. Penggal jalan beraspal sepanjang 507 meter, bagian dari jalan raya propinsi yang menghubungkan Kec. Salem dengan Kec. Banjarharjo di utara, menghilang. Demikian halnya penggal jalan desa Pasirpanjang sepanjang 225 meter. Selain itu dua buah jembatan pun hilang terbawa aliran lumpur.

Bencana longsor Pasirpanjang terjadi pada Rabu 22 Februari 2018 TU sekitar pukul 08:45 WIB. Longsor datang dari lereng Bukit Tamiang, area yang sesungguhnya tertutupi rimba belantara berkualitas baik dan tidak mengalami pembalakan. Longsor terjadi di pagi hari yang terang tanpa ada hujan. Akan tetapi sehari sebelumnya hujan deras mengguyur seharian. Guyuran hujan deras juga terjadi di sore hari pascalongsor. Kombinasi hujan ini menginisiasi banjir besar di bagian dataran rendah Brebes sejak 23 Februari 2018 TU. Guyuran hujan deras juga terjadi pada beberapa hari sebelumnya, juga memproduksi airbah yang menenggelamkan bagian dataran rendah Brebes mulai 12 Februari 2018 TU.

Peta lokasi longsor:

Permukaan Bukit Tamiang dan Bukit Lio di sebelah timurnya tersusun oleh tanah hasil pelapukan berupa lempung berpasir. Tanah ini bersifat sarang (porous) sehingga sangat mudah menyerap air. Ia cukup tebal hingga mencapai 5 meter. Di bawahnya terdapat batuan sedimen napal, yakni batu lempung yang mengandung karbonat cukup banyak. Berbeda dengan tanah permukaan, batuan napal ini bersifat kedap air. Bukit-bukit tersebut juga dikenal berlereng curam. Sisi Bukit Tamiang yang mengalami longsor memiliki kemiringan mulai 35º di bagian bawah hingga lebih dari 45º di bagian atas. Lereng curam dengan tanah permukaan yang sarang dan batuan kedap air dibawanya inilah yang menjadi faktor-faktor penyebab longsor.

Longsor dan Potensi Longsor

Gambar 2. Panorama mahkota longsor Pasirpanjang diabadikan dari udara dengan pesawat udara nir awak (PUNA) milik PVMBG. Nampak jelas longsr terjadi di kawasan yang masih tertutupi vegetasi baik. Terlihat pula aliran Kali Pangurudan, sungai yang berperan dalam bencana longsor ini. Sumber: PVMBG, 2018.

Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) menyimpulkan, saat hujan berintensitas tinggi mengguyur kawasan ini secara berturut-turut, tanah Bukit Tamiang menyerap air dalam jumlah cukup besar hingga jenuh. Bobot massa tanah pun bertambah. Di kaki bukit, penjenuhan menyebabkan kekuatan penahan tanah berkurang. Pada saat yang sama, air yang diserap terakumulasi cukup banyak pada kontak antara dasar tanah permukaan dengan batuan napal. Eksistensi air di sini menjadi mirip oli, melumasi bagian atas batuan napal. Bidang gelincir pun terbentuk. Maka gugur lumpur bertipe aliran pun terjadilah, diinisiasi dari melorotnya bagian kaki bukit. Begitu terjadi maka bagian atasnya pun turut tertarik. Lumpur pun mengalir menyusuri lembah Kali Pangurudan, sebelum kemudian menyebar di kaki bukit laksana kipas.

Secara keseluruhan, mulai dari mahkota longsor hingga ujung lidahnya, tanah longsor ini memiliki panjang 2,3 kilometer. Ia menutupi lahan seluas 23,6 hektar, terdiri dari aliran sungai, hutan produksi, jalan dan areal persawahan. Mahkota longsor terletak di ketinggian 660 meter dpl (dari paras air laut rata-rata). Sementara ujung lidah longsor pada ketinggian 350 meter dpl.

Gambar 3. Foto-foto retakan tanah (atas) dan perosotan tanah/nendatan (bawah) yang membelah jalan raya Salem-Banjarharjo di pinggang Bukit Lio, sejarak 800 meter sebelah timur mahkota longsor Pasirpanjang. Analisis PVMBG memperlihatkan area ini berpotensi berkembang menjadi mahkota longsor susulan yang tak kalah besar dibanding longsor Pasirpanjang 22 Februari 2018. Sumber: PVMBG, 2018.

Apa yang mencemaskan dari gugur lumpur Pasirpanjang ini adalah potensinya untuk terulang lagi. Tanda-tanda fisiknya sudah nampak jelas. Sejarak 800 meter di sebelah timur mahkota longsor ini, tepatnya pada penggal jalan raya Salem-Banjarharjo yang menempati pinggang Bukit Lio, dijumpai retakan-retakan tanah yang membelah aspal. Juga perosotan tanah atau nendatan (slump). Bagian ini kelak mungkin akan menjadi komponen mahkota longsor.

Analisis memperlihatkan bilamana nendatan dan retakan ini berkembang menjadi gugur lumpur, maka ia bisa mengalir sejauh tak kurang dari 2 kilometer. Aliran tersebut bakar menyusuri lembah sebuah sungai kecil, mirip dengan apa yang terjadi dalam bencana longsor Pasirpanjang kali ini. Di kaki bukit, ia pun akan meluber dengan bentangan laksana kipas. Apa yang harus dicermati dari analisis ini adalah bahwa di kaki bukit terdapat pemukiman yang membentuk kampung Jojogan. Kampung ini adalah salah satu kampung di desa Pasirpanjang.

Peta potensi longsor susulan:

Selain harus merelokasi jalan raya Salem-Banjarharjo dan jalan desa Pasirpanjang yang terputus serta lahan persawahan yang terkubur, potensi terancamnya kampung Jojogan juga perlu dicari solusinya. Opsi relokasi menjadi salah satu pilihan. Agar bilamana longsor di titik yang telah diprakirakan itu benar-benar terjadi, korban tak lagi berjatuhan.

Referensi :

PVMBG. 2018. Tanggapan Bencana Gerakan Tanah Kecamatan Salem, Kabupaten Brebes Provinsi Jawa Tengah 22 Februari 2018. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, 22 Februari 2018. Diakses 28 Februari 2018.

PVMBG. 2018. Laporan Sementara Pemeriksaan Gerakan Tanah di Desa Pasirpanjang Kecamatan Salem, Kabupaten Brebes Provinsi Jawa Tengah. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, 26 Februari 2018. Diakses 28 Februari 2018.

Letusan Besar Gunung Sinabung 19 Februari 2018

Letusan Gunung Sinabung adalah rutinitas yang telah dijalani Indonesia dalam lima tahun terakhir, tepatnya semenjak 2013 TU (Tarikh Umum). Ini adalah bagian dari episode Letusan Sinabung 2013. Itu adalah letusan magmatis berkepanjangan yang masih terus berlangsung hingga kini. Letusan-letusan itu umumnya berskala kecil, diawali dengan magma segar menumpuk di puncak. Kubah lava pun terbentuk dan kian lama menggemuk. Kubah lava akhirnya longsor menjadi awan panas guguran yang meluncur ke lereng sektor tertentu. Demikian hal ini berlangsung berulang-ulang dan dalam salah satu letusannya sempat merenggut korban.

Gambar 1. Saat-saat rempah letusan dalam kolom letusan besar Sinabung membumbung tinggi mendaki ke langit. Nampak jelas adanya awan Wilson, produk kondensasi uap air di udara akibat penurunan tekanan setempat seiring melintasnya kolom letusan. Diabadikan dari lokasi SPBU Jalan Jamin Ginting kota Kabanjahe, 14 kilometer dari Gunung Sinabung. Sumber: Anonim, 2018 dalam Sutopo Purwo Nugroho, 2018.

Namun tidak demikian pada kejadian Senin pagi 19 Februari 2018 TU. Sinabung lagi-lagi meletus, akan tetapi kali ini bukan letusan biasa. Pada pukul 08:53 WIB Sinabung mendadak meraung. Dari puncaknya rempah letusan nan pekat tersembur hebat pada tekanan cukup tinggi, menghasilkan pemandangan mirip kepalan tangan raksasa yang membumbung tinggi seakan hendak meninju langit. Bersamanya terdengar pula suara gemuruh berkepanjangan yang menakutkan. Panorama menggidikkan ini mengandung hampir semua ciri khas yang hanya terjadi dalam letusan-letusan besar.

Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) mencatat Gunung Sinabung saat itu menyemburkan kolom letusannya hingga setinggi 5.000 meter di atas puncak, atau hingga 7.500 meter dpl (dari paras air laut rata-rata). Ketinggian tersebut adalah sebelum kolom letusan mulai terpecah dan tersebar mengikuti arah angin. Dalam letusan-letusan sebelumnya, Gunung Sinabung tak pernah disertai suara gemuruh.

Gambar 2. Salah satu potret ikonis dalam peristiwa letusan besar Sinabung 19 Februari 2018. Gunung Sinabung di latar belakang sedang mementaskan drama babak utama dengan mulai runtuhnya kolom letusan ke lereng hingga menjadi awan panas letusan. Di latar depan nampak kepanikan siswa-siswi sebuah sekolah dasar di kaki gunung, di luar zona merah. Sumber: Anonim, 2018 dalam Sutopo Purwo Nugroho, 2018.

Fenomena lain yang juga tak pernah terjadi sebelumnya adalah terbentuknya awan panas letusan (APL). Saat sebagian kolom letusan mulai berjatuhan kembali ke paras Bumi seiring gravitasi, mereka menuruni lereng Gunung Sinabung sektor selatan dan timur sebagai awan panas letusan. Ke arah selatan-tenggara, awan panas letusan ini meluncur hingga sejauh 4.900 meter dalam arah mendatar dari puncak. Sementara ke arah ke arah timur-tenggara, awan panas letusan menyambar hingga sejauh 3.500 meter dari puncak, juga dalam arah mendatar.

Selain awan panas, hujan debu vulkanik pekat dan pasir mengguyur kawasan kaki Gunung Sinabung, menyelimuti sedikitnya tujuh desa di Kabupaten Karo. Selama hampir 2 jam pasca letusan, guyuran debu vulkanik menyebabkan jarak pandang di desa-desa tersebut hanya sebatas 5 hingga 7 meter saja. Suasana pun berubah gulita layaknya malam. Luncuran awan panas dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya dan hujan debu yang membuat gelap gulita sontak mengagetkan penduduk di sekitar kaki Gunung Sinabung khususnya yang berdekatan dengan zona merah. Kepanikan besar yang belum pernah dialami sebelumnya pun sempat terjadi. Untungnya tak ada korban yang berjatuhan, baik korban luka-luka apalagi korban jiwa.

Sementara itu sisa kolom letusan yang ringan seperti debu vulkanik terus membumbung dan kemudian menyebar ke arah baratlaut-utara dibawah pengarih hembusan angin regional. Debu vulkanik menyebar hingga ke wilayah propinsi Aceh, situasi yang juga belum pernah terjadi sebelumnya. Melimpahnya jumlah debu vulkanik di udara memaksa dibatasinya lalu lintas penerbangan yang lewat di ruang udara sekitar Gunung Sinabung. Sektor barat laut dan sektor utara dari Gunung Sinabung sempat dinyatakan terlarang untuk dilintasi pesawat terbang dalam beberapa jam. Untungnya lalu lintas pesawat terbang di kedua sektor tersebut relatif lengang, tak sepadat sektor timur. Sehingga letusan Sinabung itu tak berdampak pada penutupan bandara Kuala Namu di dekat Medan.

Gambar 3. Zona larangan lalu lintas penerbangan seiring letusan besar Sinabung 19 Februari 2018 seperti dikeluarkan oleh VAAC Darwin. Warna hitam berlaku mulai pukul 16 WIB, warna hijau mulai pukul 22:00 WIB, warna jingga mulai hari berikutnya pukul 04:00 WIB dan warna merah juga mulai hari berikutnya pukul 10:00 WIB. nampak lalu lintas penerbangan di sekitar Gunung Sinabung berdasarkan data FlightRadar24. Sumber: FlightRadar24.com, 2018.

Berubah Sifat?

Tak ada keraguan, hari itu Gunung Sinabung meletus besar. Peristiwa ini didahului rentetan gempa vulkanik sejak 2 hari sebelumnya. PVMBG mencatat jumlah gempa vulkanik Sinabung pada 17 Februari 2018 TU mencapai 17 kejadian, yang terdiri atas gempa vulkanik dalam dan dangkal. Sehari berikutnya jumlah gempa vulkaniknya meroket menjadi 49 kejadian hanya untuk gempa vulkanik dalam saja. Dan pada 19 Februari 2018 TU antara pukul 00:00 hingga 06:00 WIB saja terekam adanya 30 kejadian gempa vulkanik dalam.

Gambar 4. Gunung Sinabung dan lingkungan sekitarnya sehari pasca letusan besar, berdasarkan citra satelit penginderaan jauh Planet Dove milik PlanetLab. Nampak luasnya sebaran debu vulkanik letusan besar ini serta daerah yang terlanda awan panas. Sumber: PlanetLab, 2018.

Sebagai pembanding, sepanjang bulan Desember 2017 TU lalu PVMBG mencatat setiap harinya Gunung Sinabung mengalami gempa vulkanik sebanyak rata-rata 15 kejadian (gempa vulkanik dalam dan dangkal). Maka selama tiga hari berturut-turut menjelang letusan besarnya, gempa vulkanik Sinabung cukup intensif melampaui angka rata-ratanya. Gempa vulkanik selalu berhubungan dengan gerak fluida (magma segar dan gas vulkanik) dari perutbumi menuju kawah atau lubang letusan sebuah gunung berapi.

Intensifnya gempa vulkanik Sinabung selama tiga hari berturut-turut itu mencerminkan tingginya kuantitas fluida yang merangsek ke atas. Semua itu menyebabkan tekanan di dasar kubah lava terbaru Sinabung sangat kuat. Hingga mampu membobol dan menghancurkan kubah lava sekaligus membentuk lubang letusan yang cukup besar di puncak. Pengamatan langsung PVMBG terhadap bentuk puncak Sinabung menegaskan hal tersebut.

Gambar 5. Perubahan panorama puncak Gunung Sinabung akibat letusan besar 19 Februari 2018 TU, diabadikan PVMBG dari lokasi yang sama. Sebelum letusan besar, puncak Sinabung dihiasi kubah lava yang mengandung 1,6 juta meter3 lava segar. Pasca letusan besar, segenap kubah lava tersebut lenyap, digantikan oleh lubang letusan yang cukup besar yang masih berasap. Sumber: PVMBG, 2018.

Letusan besar Sinabung itu demikian bertenaga. Sehingga desing suara infrasonik yang diproduksinya menjalar demikian jauh sampai bisa terdeteksi dari tepian Laut Merah, yang berjarak 6.100 kilometer dari Gunung Sinabung. Tepatnya di Djibouti, pada stasiun infrasonik IS-19 yang menjadi bagian dari jejaring CTBTO (Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization), lembaga pengawas penegakan larangan ujicoba nuklir global dalam segala matra yang berada di bawah payung Perserikatan Bangsa-Bangsa.

Meski dirancang untuk mengendus gelombang infrasonik produk ledakan nuklir, namun stasiun yang sama juga bisa mendeteksi gelombang sejenis dari sumber lain, baik alamiah maupun buatan. Selain Djibouti, letusan besar Sinabung juga terdeteksi oleh stasiun infrasonik IS-52 di pulau Diego Garcia (Inggris) yang terletak di tengah-tengah Samudera Indonesia. Dan terdeteksi juga oleh stasiun infrasonik IS-6 di pulau Cocos (Australia), yang berjarak 1.600 kilometer dari Gunung Sinabung. Hasil deteksi ini memperlihatkan seperti apa besarnya letusan Sinabung.

Gambar 6. Bagaimana desing infrasonik letusan besar Sinabung 19 Februari 2018 terekam oleh tiga stasiun infrasonik CTBTO, masing-masing di pulau Cocos, pulau Diego Garcia dan yang terjauh di Djibouti. Di bawah nampak infrasonogram dari stasiun pulau Cocos. Dipublikasikan oleh CTBTO Preparatory Commission. Sumber: CTBTO, 2018.

Selain lewat gelombang infrasonik, kedahsyatan letusan besar Sinabung juga tercermin lewat sejumlah liputan satelit. Baik yang memang bertugas di kawasan Asia timur dan tenggara maupun yang kebetulan lewat. Misalnya satelit Himawari-8, satelit cuaca milik Jepang yang menetap pada orbit geostasioner di atas garis bujur 140,7º BT. Citra-citra dari satelit ini, yang diambil setiap 15 menit, memperlihatkan bagaimana debu vulkanik dalam letusan besar Sinabung itu berkembang dan meluas ke arah barat laut dan utara. Hingga menjangkau wilayah propinsi Aceh, hal yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Gambar 7. Letusan besar Sinabung seperti diabadikan pada rangkaian citra satelit Himawari-8 dalam warna nyata (true) sejak pukul 09:00 WIB hingga 12:00 WIB. Nampak debu vulkanik dengan warna kecoklatannya cukup kontras dibandingkan tebaran awan disekitarnya yang putih. Nampak pula bagaimana bentuk dan ukuran debu vulkanik Sinabung yang meluas dari waktu ke waktu. Dipublikasikan oleh Japan Meteorology Agency. Sumber: JMA, 2018.

Analisis Volcanic Ash Advisory Centre (VAAC) Darwin, tim pakar yang bekerja di bawah badan penerbangan sipil internasional dari Perserikatan bangsa Bangsa, menyimpulkan debu vulkanik produk letusan besar ini membumbung hingga ketinggian 16.500 meter dpl. Kesimpulan yang sedikit berbeda dikemukakan tim evaluasi pasca letusan yang berbasis satelit CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation). Satelit dikelola bersama oleh NASA (Amerika Serikat) dan CNES (Perancis) menunjukkan lima jam pasca letusan besar, puncak debu vulkaniknya bahkan sempat menjangkau ketinggian 18.000 meter dpl. Ketinggian sebesar ini belum pernah terjadi dalam letusan-letusan Sinabung sebelumnya.

Gambar 8. Atas = lintasan satelit Aqua di atas kawasan Gunung Sinabung dalam 5 jam pascaletusan, menyajikan citra dalam warna nyata dari radas MODIS dan hasil pengukuran kadar gas Belerang (SO2). Bawah = Bagaimana debu vulkanik dalam letusan besar Sinabung membumbung tinggi hingga 18.000 meter dpl diungkap lewat penyelidikan satelit CALIPSO yang lewat di atas Sinabung beberapa saat setelah satelit Aqua. Garis hitam menunjukkan tropopause (batas antara lapisan troposfer dan stratosfer). Sumber: Andrew Prata, 2018.

Sebelum letusan besar terjadi, kubah lava yang menduduki ujung lubang letusan Sinabung memiliki volume sedikitnya 1,6 juta meter3. Letusan besar Sinabung menghilangkan seluruhnya. Seperti terlihat pada Letusan Kelud 2014, volume letusan merupakan kombinasi dari volume kubah lava yang nampak di permukaan dengan volume magma segar yang merangsek deras dari perutbumi. Sehingga cukup beralasan untuk mengatakan letusan besar Sinabung menghamburkan setidaknya 2 juta meter3 magma segar. Penyelidikan lebih lanjut akan lebih memastikannya.

Letusan besar Sinabung mengindikasikan ada yang berubah dari gunung berapi yang tak pernah meletus lagi dalam 1.200 tahun terakhir itu. Awalnya erupsi magmatis Sinabung bersifat efusif. Ia ditandai pembentukan kubah lava yang berlanjut ke guguran lava pijar di lereng sekaligus terbentuknya awan panas guguran. Letusan semacam ini dikenal sebagai letusan tipe Merapi. Namun dalam setahun terakhir, Gunung Sinabung mulai memperlihatkan tanda-tanda erupsi eksplosif. Kolom letusan kerap terbentuk dan menyembur hingga ketinggian tertentu, yang dikenal sebagai letusan tipe vulkanian. Letusan besar Sinabung kemarin adalah pemuncak dari erupsi eksplosif tersebut, hingga saat ini. Letusan besar itu memiliki tipe plinian (subplinian).

Apakah Gunung Sinabung sedang berubah?

Referensi

PVMBG. 2018. erupsi Gunung Sinabung tanggal 19 Februari 2018 pukul 08:53 WIB. Pusat Vulkanologi da Mitigasi Bencana Geologi, Badan Geologi, Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral RI. Diakses 21 Februari 2018 TU.

Devy Kamil Syahbana. 2018. komunikasi pribadi.

Andrew Prata. 2018. komunikasi pribadi.

Sutopo Purwo Nugroho. 2018. komunikasi pribadi.

Roket Terkuat Sejagat yang Menerbangkan Mobil Termahal

Sebuah sejarah baru nan ganjil tercipta pada Rabu 7 Februari 2018 Tarikh Umum (TU) antara pukul 03:45 WIB hingga 09:30 WIB lalu. Sebuah mobil sport komersial bertenaga listrik berwarna merah melayang di antariksa dekat Bumi. Mobil bermerk Tesla Roadster produksi tahun 2008 TU ini mengedari planet biru kita pada sebentuk orbit lonjong dengan ketinggian bervariasi mulai 184 kilometer hingga 6.953 kilometer, semuanya dari paras air laut rata-rata (dpl). Kemiringan bidang orbitnya terhadap bidang ekuator Bumi, atau inklinasi orbit, adalah 29º. Periode orbitalnya 165 menit, bermakna setiap 2,75 jam sekali mobil sport ini menyelesaikan sekali putaran mengelilingi Bumi.

Gambar 1. Mobil listrik Tesla Roadster dan boneka Starman sesaat setelah mulai meninggalkan lingkungan pengaruh gravitasi Bumi pada Rabu 7 Februari 2018 TU pukul 09:30 WIB. Foto ikonis ini diabadikan dari salah satu kamera yang turut serta dalam penerbangan antariksa Tesla Roadster. Bumi nampak di latar belakang. Sumber: SpaceX, 2018.

Dummy Payload

Mobil sport di beredar orbit Bumi laksana satelit saja sudah cukup ganjil. Ini belum pernah terjadi sepanjang sejarah penerbangan antariksa. Namun keganjilan itu masih ditambah lagi oleh hadirnya sesosok manekin/boneka berjuluk Starman yang mengenakan baju antariksawan dan duduk di sisi pengemudi pada mobil dengan setir kiri ini. Sejumlah kamera, minimal tiga buah, menyoroti Tesla Roadster dan Starman-nya dari berbagai sisi. Semuanya memiliki massa sekitar 1,4 ton. Tatkala sudah mengangkasa, kamera-kamera ini pun menyajikan tayangan liputan langsung yang diunggah ke laman video populer. Seperti terlihat berikut ini :

Tak pelak kehebohan besar pun tercipta dan membelah dunia. Sebagian melihatnya keren dan unik. Sementara sebagian lagi mencibirnya, beranggapan hanya membuang-buang duit sembari menciptakan jenis baru sampah antariksa. Kalangan cendekiawan pun demikian. Sebagian mereka mengkritisi aksi Tesla Roadster dan Starman. Mulai dari mengapa tidak mengirim muatan lebih berharga yang bisa membantu menyokong peradaban manusia modern seperti halnya satelit-satelit buatan, mengingat banyak diantaranya yang masih antri menunggu terbang. Hingga kekhawatiran potensi kontaminasi benda langit lain oleh bakteri bandel yang terbawa dari Bumi, mengingat baik Tesla Roadster dan Starman tidak disterilkan lebih dulu sebelum terbang.

Dalam khasanah penerbangan antariksa, mobil Tesla Roadster dan boneka Starman itu sejatinya hanyalah dummy payload atau muatan inert. Mereka dipilih sebagai bagian unjuk kebolehan penerbangan perdana roket angkut berat Falcon Heavy milik perusahaan Space Exploration Technologies, atau SpaceX. Target uji terbang ini adalah mendemonstrasikan kemampuan roket Falcon Heavy untuk lepas landas, lantas tingkat terbawah (booster) bisa mendarat kembali dengan selamat pada landasan pendaratan masing-masing. Selanjutnya roket tingkat teratas (upperstage) bisa dimatikan dan dinyalakan ulang sesuai kebutuhan berdasarkan orbit tujuan yang ditargetkan. Dengan kemampuan seperti itu, upperstage mampu mengantar muatannya menuju berbagai tingkat orbit. Mulai dari orbit geostasioner hingga orbit heliosentris.

Gambar 2. Roket berat Falcon Heavy saat lepas landas dari landasan nomor 39A yang bersejarah di kompleks Tanjung Canaveral, Florida (AS) pada Kamis 7 Februari 2018 TU pukul 03:45 WIB. Dalam penerbangan antariksa bersejarah ini nampak bagian-bagian struktur roket tingkat dua ini, yang ditambahkan kemudian. Sumber: SpaceX, 2018.

Pilihan Elon Musk, pendiri sekaligus direktur utama dan pemegang saham terbesar SpaceX, akan dummy payload nampaknya bersandar pada pengalaman buruk SpaceX masa silam. Kala mengembangkan roket Falcon 1, SpaceX harus menelan pil pahit saat uji terbang perdana 24 Maret 2006 TU gagal. Meski berhasil lepas landas, namun mesin roket Falcon 1 mendadak mati hanya setengah menit pasca meluncur. Akibatnya muatan mahal berupa satelit FalconSAT-2 milik Departemen Pertahanan AS terpaksa jatuh berdebum mencium Bumi tanpa bisa digunakan lagi. Kegagalan juga menghampiri Falcon 1 pada dua peluncuran berturut-turut berikutnya, masing-masing 21 Maret 2007 TU dan 3 Agustus 2008 TU. Dalam dua peluncuran tersebut roket hancur di udara, membuat satelit-satelit milik Departemen Pertahanan AS dan badan antariksa AS (NASA) turut remuk.

Tidak Dari Nol

Falcon Heavy adalah roket angkut berat produk pengembangan evolutif semenjak 2004 TU. Dalam rancangan terakhirnya ia ditargetkan memiliki kapasitas muatan dalam skala luar biasa. Ia berkemampuan mengangkut 68,3 ton muatan ke orbit rendah (tinggi kurang dari 2.000 kilometer dpl) pada inklinasi 28º. Ke orbit transfer geostasioner (tinggi maksimum 35.900 kilometer dpl) pada inklinasi 27º, Falcon Heavy sanggup mengangkut 26,7 ton muatan. Ke orbit heliosentris (mengelilingi Matahari) dengan tujuan akhir ke orbit Mars, Falcon Heavy sanggup membawa 16,8 ton muatan. Bahkan bila tujuan akhirnya ke orbit Pluto sekalipun, tentu dalam orbit heliosentris, Falcon Heavy masih sanggup mengangkut 3,5 ton muatan. Jadi pada dasarnya ini jenis roket yang mampu mengantar muatan ke bagian manapun tata surya kita.

Kemampuan ini jelas mengesankan, mengingat pesawat ulang-alik AS yang melegenda, kini sudah pensiun, ‘hanya’ sanggup mendorong 27,5 ton muatan ke orbit rendah. Sedangkan bila dibandingkan dengan kapasitas angkut roket-roket berat serupa yang masih aktif pada saat ini seperti Delta IV Heavy, Ariane 5 dan Proton-M, Falcon Heavy masih jauh lebih unggul. Demikian halnya dengan ongkos peluncuran untuk setiap kilogram massa muatan, Falcon Heavy tetap jauh lebih unggul.

Ada dua faktor yang membuat roket Falcon Heavy jauh lebih murah dalam hal ongkos peluncuran ketimbang roket-roket berat sejawatnya. Yang pertama, Falcon Heavy tidaklah dibangun dari nol. Akan tetapi melanjutkan pengembangan roket Falcon 9, kuda beban SpaceX saat ini. Komponen-komponen roket Falcon 9, yang sebagian diantaranya diproduksi industri berskala kecil dan menengah, dapat digunakan juga dalam Falcon Heavy. Struktur Falcon Heavy sendiri pada dasarnya serupa Falcon 9, yakni sebagai roket bertingkat dua. Keduanya sama-sama memiliki booster (lowerstage) dan upperstage. Keduanya juga sama-sama hanya memiliki satu upperstage. Bedanya booster Falcon Heavy berjumlah tiga buah, terdiri dari dua side booster di samping dan satu core booster di tengah. Sementara Falcon 9 hanya memiliki sebiji booster. Namun booster Falcon Heavy sejatinya adalah tiga booster Falcon 9 yang digandeng paralel menjadi satu.

Gambar 3. Roket Falcon 9, tepatnya Falcon 9 FT (Full Thrust), saat mulai mengangkasa dari landasan nomor 40 di kompleks Tanjung Canaveral pada 14 Agustus 2016 TU silam dengan membawa muatan komersial satelit komunikasi JCSAT-16. Sebulan kemudian upperstage-nya mengalami reentry di atas Jawa Timur dan sisa-sisanya jatuh di pulau Madura. Roket berat Falcon Heavy dikembangkan dari roket Falcon 9 ini. Sumber: SpaceX, 2016.

Penggunaan komponen yang sama membuat biaya perakitan Falcon Heavy lebih murah. Namun hal itu juga tak terlepas dari faktor kedua, yakni konsep daya pakai ulang. Selagi Falcon Heavy dirancang di atas kertas, SpaceX juga bereksperimen dengan konsep daya pakai ulang bagi roket Falcon 9. Sejara penerbangan antariksa hingga 2015 TU memperlihatkan daya pakai ulang tak pernah meraup sukses sesuai harapan. Di masa lalu wantariksa (wahana antariksa) ulang-alik menerapkan konsep ini secara parsial. Komponen yang bisa dipakai lagi berulang-ulang adalah dua booster berbahan bakar padat dan pesawat ulang-alik. Sementara tanki bahan bakar eksternal dirancang hanya sekali pakai untuk kemudian dibuang dan hangus dalam proses reentry di ketinggian atmosfer.

Aplikasi konsep daya pakai ulang pada wantariksa ulang-alik merupakan jawaban atas begitu mahalnya ongkos peluncuran roket-roket Saturnus 5 yang menjadi pendahulunya. Akan tetapi wantariksa ulang-alik juga mengemban misi antariksa berawak, yang bisa mengangkut hingga 7 astronot, membuat biaya keamanannya melonjak. Terlebih pasca tragedi meledaknya wantariksa Challenger pada 28 Januari 1986 TU. Maka penghematan yang diidam-idamkan pada wantariksa ulang-alik pun meredup. Peluncuran wantariksa ulang-alik pun akhirnya sama mahalnya dengan Saturnus 5.

Era Baru Penerbangan Antariksa

SpaceX juga menyiasati konsep daya pakai ulang secara parsial, awalnya pada booster. Booster SpaceX memang nampak seperti roket-roket lain umumnya, yakni berupa tabung panjang yang volumenya sangat didominasi bahan bakar dan bahan pengoksid. Bedanya, SpaceX berinovasi menjadikan booster bisa mendarat kembali secara vertikal ke landasan pendaratan tertentu usai menjalankan tugas. Caranya mulai dari membalikkan arah terbang booster menggunakan semburan nitrogen dingin usai menjalani tahap pelepasan (staging). Lantas mengendalikan arah terbangnya melalui empat sirip jala-jala yang bisa dibuka-tutup-putar hingga mereduksi kecepatan lewat penyalaan ulang sebagian mesin roket Merlin 1D. Dan akhirnya memasang empat buah kaki pendarat untuk menyokong booster tetap tegak begitu telah mendarat.

Gambar 4. Diagram implementasi konsep daya pakai ulang (reusability) parsial pada roket Falcon 9. Booster akan didaratkan kembali setelah bertugas, sementara upperstage hanya bisa sekali pakai untuk kemudian dibuang. Roket berat Falcon Heavy juga mengadaptasi konsep daya pakai ulang parsial yang mirip. Bedanya Falcon Heavy harus mendaratkan ketiga booster-nya sekaligus dan mendaratkan pula cangkang-cangkang sungkup muatan dengan selamat. Sumber: SpaceX, 2016.

Ujicoba konsep daya pakai ulang dilakukan dalam sejumlah penerbangan komersial roket Falcon 9 sebagai eksperimen tambahan pasca setiap roket menunaikan tugas utamanya. Setelah mencoba berulang-ulang dengan sejumlah kegagalan, akhirnya SpaceX mencetak sukses lewat variannya, roket Falcon 9 FT (Full Thrust) penerbangan ke-20. Dimana booster mendarat selamat di landasan darat pada 22 Desember 2015 TU pasca mengantar muatan komersial 11 satelit Orbcomm-OG2 ke orbit rendah. Sementara sukses pendaratan misi antariksa ke orbit geostasioner diperoleh dalam penerbangan ke-24 pada 6 Mei 2016 TU lewat peluncuran satelit komunikasi JCSAT-14. Booster mendarat di tengah laut pada sebuah kapal bekas yang didesain ulang sebagai landasan landasan bargas (droneship). Peluncuran satelit geostasioner berikutnya, yakni JCSAT-16, tercatat di Indonesia karena upperstage-nya mengalami reentry di atas Jawa Timur dan sisa-sisanya mendarat di selatan Pulau Madura.

Hingga dua tahun kemudian, tepatnya hingga awal Februari 2018 TU, SpaceX telah sukses mendaratkan 21 buah booster Falcon 9 FT dalam 20 misi antariksa berbeda. Enam diantaranya telah diterbangkan kembali dalam misi antariksa yang lain. Konsep daya pakai ulang pun mulai menjadi rutinitas. Ongkos peluncuran pun mulai bisa ditekan, dimana untuk roket Falcon 9 FT menjadi 30 % lebih murah. Era baru penerbangan antariksa yang menjanjikan biaya lebih murah pun dimulai.

Gambar 5. Momen pendaratan booster roket Falcon 9 FT di landasan bargas di perairan Samudera Atlantik, dalam misi antariksa penerbangan ke-23 yang mengantar muatan kargo CRS-8 ke stasiun antariksa internasional pada 8 April 2016 TU. Keterangan bagian-bagian penting dari komponen kendali pendaratan ditambahkan kemudian. Sumber: SpaceX, 2016.

Kombinasi dua faktor itu membuat biaya pengembangan Falcon Heavy relatif kecil bila dibandingkan roket-roket berat sejenis. Elon Musk dalam satu kesempatan menyatakan SpaceX merogoh kocek hingga sedikit di atas US $ 500 juta guna membangun Falcon Heavy. Seluruhnya dibiayai dari kocek SpaceX sendiri tanpa bantuan pendanaan dari luar.

Meski demikian upaya pengembangan Falcon Heavy harus tertunda berkali-kali. Saat memperkenalkan Falcon Heavy ke publik 2011 TU silam, Musk menyatakan roket berat ini akan siap terbang dua tahun kemudian. Namun beragam masalah teknis menghinggapinya. Pada saat yang sama, berbagai problem juga berkali-kali menerpa pengembangan roket Falcon 9 dan variannya (termasuk Falcon 9 FT). Sementara Falcon Heavy dikembangkan secara paralel dengan Falcon 9. Pada akhirnya, penundaan berlangsung hingga 5 tahun lamanya sebelum Falcon Heavy benar-benar siap diluncurkan.

SpaceX menyiapkan lokasi peluncuran di landasan nomor 39A kompleks Tanjung Canaveral, Florida (AS). Ini adalah lokasi bersejarah yang digunakan dalam peluncuran roket-roket Saturnus 5 (1967-1973 TU) dan selanjutnya digunakan pula dalam peluncuran wantariksa ulang-alik (1981- 2011 TU). SpaceX menyewanya dari badan aeronotika dan antariksa AS (NASA) selama 20 tahun penuh terhitung sejak 2014 TU.

Setelah melewati hari-hari terakhir yang menegangkan, akhirnya roket berat Falcon Heavy pun siap mengangkasa. Saat berdiri tegak di landasan nomor 39A, massa total roket berat Falcon Heavy adalah 1.421 ton. Bagian bawah adalah tiga booster, masing-masing bermesin roket 9 buah, sehingga seluruhnya terdapat 27 buah mesin roket. Jumlah ini hanya bisa dikalahkan oleh roket N1, roket berat era Uni Soviet yang dibangun guna meluncurkan manusia Uni Soviet pertama ke Bulan. Tingkat pertama roket N1 itu memiliki 30 buah mesin roket.

Dua side booster Falcon Heavy ini merupakan booster Falcon 9 FT yang pernah diterbangkan dalam misi antariksa sebelumnya. Sedangkan core boosternya adalah baru, demikian halnya upperstage-nya. Di pucuk upperstage, bertumpu pada sebuah adapter khusus, bertengger muatan Tesla Roadster dan Starman beserta kamera-kameranya. Harga jual Tesla Roadster sekitar US $ 100 ribu. Dengan ongkos peluncuran sekitar US $ 2.200 per kilogram, maka secara keseluruhan Tesla Roadster itu berharga sekitar US $ 3 juta, menjadikannya mobil termahal sejagat. Muatan ini dilindungi oleh sungkup (fairing), sepasang cangkang yang mengatup menjadi satu dan melindungi muatan didalamnya selama penerbangan menembus lapisan atmosfer yang lebih padat.

Saat lepas landas, ke-27 buah mesin roket Merlin 1D menyala penuh menghasilkan daya dorong sekuat lebih dari 2.300 ton. Dorongan ini adalah yang terkuat di antara roket-roket berat aktif pada saat ini. Sepanjang sejarah penerbangan antariksa, daya dorong roket berat Falcon Heavy adalah yang yang terkuat kelima sejagat, setelah roket berat N1, Saturnus 5, Energia dan wantariksa ulang-alik. Hanya saja seluruh roket berat itu telah purna tugas. Ini menjadikan Falcon Heavy sebagai roket terkuat sejagat saat ini.

Menyinkronkan kinerja 27 buah mesin roket berbeda adalah tugas sulit. Sejarah penerbangan antariksa memiliki beberapa pengalaman tak menyenangkan. Paling menonjol adalah yang dialami roket N1. Dalam empat ujicoba penerbangannya, sebagian hingga seluruh 30 mesin roket tingkat pertamanya berjumpa beragam masalah. Mulai dari seluruh mesin mati mendadak hingga sejumlah mesin meledak. Ini berujung pada gagal terbangnya roket secara keseluruhan.

Bahkan dalam satu ujicobanya, tepatnya 3 Juli 1969 TU atau hanya dua minggu sebelum peluncuran Apollo 11, gagalnya mesin-mesin tingkat pertama roket N1 berujung jatuhnya roket berbahan bakar penuh di landasannya. Ledakan dahsyat pun terjadilah, salah satu ledakan non-nuklir terbesar yang pernah tercatat, dengan pelepasan energi sekitar 1 kiloton TNT. Buntutnya program roket N1 dibatalkan dan kelak mesin-mesinnya dijual ke AS). Akan tetapi SpaceX nampaknya telah sanggup mengatasi persoalan tersebut sehingga roket Falcon Heavy pun lepas landas dengan mulus.

Gambar 6. Detik-detik pendaratan dua side booster roket Falcon Heavy pasca menjalani penerbangan perdananya. Keduanya mendarat di landasan daratan dalam kompleks Tanjung Canaveral hanya beberapa kilometer dari landasan nomor 39A tempat Falcon Heavy lepas landas. Keduanya mendarat pada masing-masing titik yang ditentukan, yang berjarak 170 meter satu dengan yang lain. Sumber: SpaceX, 2018.

Dua setengah menit pasca lepas landas, yakni saat mencapai ketinggian kurang dari 100 kilometer dpl, Falcon Heavy mematikan dan melepaskan kedua side booster-nya. Selanjutnya kedua side booster membalik dan mengendalikan arah penerbangan selagi turun kembali ke lapisan atmosfer lebih rendah. Pada setiap booster, 3 dari 9 mesin roketnya dinyalakan ulang selama beberapa saat untuk mengurangi kecepatannya selagi masih di ketinggian. Langkah serupa dilakukan kembali disertai membukanya kaki-kaki pendarat saat side-side booster itu sudah mendekati paras Bumi. Maka hanya dalam 8 menit pasca lepas landas, koreografi manis kedua side booster membuatnya mendarat dengan selamat di landasan darat . Keduanya mendarat di dua titik berbeda yang hanya terpisah jarak 170 meter.

Langkah serupa juga dijalani core booster. Tiga menit setelah lepas landas, pada ketinggian lebih dari 100 kilometer dpl, core booster melepaskan diri dari Falcon Heavy dan mengikuti koreografi serupa side booster tadi. Hanya, karena melepaskan diri di ketinggian lebih tinggi dengan kecepatan lebih besar, maka core booster harus mendarat di landasan bargas yang mengapung di perairan Samudera Atlantik. Sayangnya pengalaman side booster tak terulang. Mengeringnya cairan pematik khusus guna penyalaan ulang mesin roket membuat core booster hanya sanggup menyalakan 1 mesin roketnya saja. Tak cukuplah untuk mengerem. Akibatnya core booster menumbuk paras Samudera Atlantik secepat 500 km/jam yang mematikan. Ia jatuh terhempas sejarak hanya 100 meter dari bargas. Hempasan tumbukan dan puing-puingnya bahkan membuat bargas mengalami kerusakan ringan.

Pasca boosterbooster-nya melepaskan diri mengikuti prinsip dasar penerbangan roket bertingkat, kini Falcon Heavy hanya terdiri dari upperstage dan muatannya saja. Di titik ini sungkup melepaskan diri sembari membuka, menjadi sepasang cangkang. Keduanya lantas mengatur arah dan sikap menggunakan roket-roket kecil yang tertanam di setiap cangkang. Sehingga ketika menurun kembali ke lapisan atmosfer lebih rendah, kedua cangkang sungkup itu memiliki sikap yang benar sehingga tidak hancur. Pada akhirnya keduanya melepaskan parasut supersonik sebagai pengerem, membuatnya cukup pelan kala mendarat di paras air Samudera Atlantik sehingga masing-masing cangkang sungkup tetap utuh dan mengapung. Langkah ini masih menjadi bagian dari jargon daya pakai ulang SpaceX, karena pembuatan sungkup muatan saja bisa menelan ongkos US $ 6 juta.

Lewat di Atas Indonesia

Tiga seperempat menit pasca lepas landas, upperstage menyalakan mesin roketnya selama 5,25 menit penuh. Membuat dirinya beserta Tesla Roadster dan Starman berpindah dari semula mengikuti lintasan balistik menjadi menyusuri orbit sirkular takstabil setinggi 185 kilometer dpl. Dan 28,5 menit pasca lepas landas, kala tiba di atas Afrika Selatan, mesin roket upperstage dinyalakan kembali. Kali ini hanya selama 30 detik, namun cukup untuk mendorong Tesla Roadster dan Starman ke orbit parkir nan lonjong dengan ketinggian bervariasi antara 184 kilometer hingga 6.953 kilometer. Praktis tinggi orbit Tesla Roadster dan Starman menembus sabuk van Allen yang penuh radiasi sebagai pengorbanannya dalam melindungi Bumi. Sejak itu pula Tesla Roadster dan Starman menyedot perhatian dunia. Siaran langsung akan keduanya berjalan selama 4 jam penuh. Meski sesungguhnya Tesla Roadster membawa batere yang sanggup memasok arus listrik mencukupi hingga 12 jam pasca lepas landas.

Gambar 7. Peta lintasan upperstage Falcon Heavy beserta muatannya (Tesla Roadster dan Starman) kala masih menghuni orbit parkir pada 7 Februari 2018 TU antara pukul 03:45 hingga 09:30 WIB. Pada lintasannya yang kedua, mereka sempat lewat di atas Indonesia tepatnya di antara pukul 08:00 WIB hingga 08:30 WIB. Peta digambar oleh Marco Langbroek, astronom amatir Belanda. Sumber: Langbroek, 2018.

Selama menyusuri orbit parkirnya, Tesla Roadster dan Starman sempat lewat di atas Indonesia. Tepatnya di antara pukul 08:00 hingga 08:30 WIB. Tesla Roadster dan Starman melintas dari barat daya menuju timur laut. Awalnya Tesla Roadster dan Starman melintas di atas pulau Lombok (propinsi Nusa Tenggara Barat) sekitar pukul 08:04 WIB. Beberapa menit kemudian tepatnya sekitar pukul 08:15 WIB keduanya sudah melejit jauh sehingga ada di atas pulau Buru (propinsi Maluku). Dan sekitar pukul 08:20 WIB Tesla Roadster dan Starman sudah tiba di atas perairan Raja Ampat (propinsi Irian Jaya Barat) nan elok.

Melintasnya Tesla Roadster dan Starman di atas Indonesia adalah momen terakhir keduanya berada di dekat Bumi. Sebab berselang sejam kemudian SpaceX kembali menyalakan ulang mesin roket upperstage-nya. Kali ini durasinya cukup lama, hingga lebih dari 8 menit, pada tahap yang disebut SOI (Solar Orbit Injection). Dorongan kuat membuat Tesla Roadster dan Starman memiliki kecepatan mencukupi untuk lepas dari kungkungan gravitasi Bumi dan berubah menjadi benda langit buatan pengorbit Matahari dengan orbit heliosentris. Tahap SOI ini dapat disaksikan langsung oleh sebagian benua Amerika khususnya pantai barat AS, negara-negara Amerika Tengah dan Brazil. Mesin roket yang menyala dalam tahap ini nampak sebagai bintik cahaya besar yang cukup terang, lebih terang dari Venus, dan nampak laksana sorot lampu yang bergerak.

Seperti terlihat berikut, berdasarkan rekaman dari Observatorium MMT di University of Arizona (AS), upperstage Falcon Heavy dalam tahap SOI terlihat bergerak dari arah barat ke selatan :

upperstage Falcon Heavy beserta muatannya (Tesla Roadster dan Starman) lalu menempati orbit lonjong dengan periode 1,53 tahun, inklinasi 1º, perihelion 0,986 SA (147,5 juta kilometer) dan aphelion 1,664 SA (248,9 juta kilometer). Ini menempatkan mereka berkeliaran mulai dari lingkungan sekitar orbit Bumi di perihelionnya hingga melambung ke bagian dalam kawasan Sabuk Asteroid Utama di aphelionnya, melampaui orbit Mars. Meski demikian perhitungan menunjukkan mereka takkan singgah dekat-dekat baik ke Mars maupun Bumi hingga berdekade-dekade mendatang. Diperhitungkan pada Kamis 8 Februari 2018 TU pukul 11:20 WIB, Tesla RoadsterStarmanupperstage telah lebih jauh dari orbit Bulan. Pada Senin dinihari 12 Februari 2018 TU pukul 01:00 WIB, Tesla RoadsterStarmanupperstage telah meninggalkan ruang pengaruh gravitasi sistem Bumi-Bulan. Sekitar bulan Juli 2018 TU mendatang Tesla RoadsterStarmanupperstage akan melintasi orbit Mars (namun berjarak puluhan juta kilometer dari planet merah itu) dan pada bulan November 2019 TU akan mencapai titik aphelionnya.

Siaran langsung Tesla Roadster dan Starman berakhir menjelang tahap SOI, meski arus listrik dari baterenya masih mencukupi. Masalahnya adalah jarak yang kian menjauh, sehingga kuat sinyal elektromagnetiknya merosot drastis sebagai fungsi kuadrat terbalik dari pertambahan jarak. Sehingga kekuatan sinyalnya telah merosot dibawah ambang batas yang bisa diterima antenna-antenna SpaceX. Mulai saat itu giliran para astronom mengambil alih, memelototi gerak-geriknya dengan bersenjatakan teleskop-teleskop modern di sejumlah observatorium.

Misalnya observasi dari tim Elecnor Deimos, perusahaan teknologi aeronotika dan antariksa yang bermarkas di Spanyol.Elecnor Deimos merekam gerak Tesla RoadsterStarmanupperstage pada hari Kamis 8 Februari 2018 TU pukul 13:10 WIB pada jarak 520.000 kilometer dari Bumi. Ada juga timVirtual Telescope, mengamati pada hari yang sama mulai pukul 18:10 WIB hingga sejam kemudian dengan memanfaatkan teleskop robotik di Observatorium Tenagra, Arizona (AS). Selanjutnya ada Observatorium Las Cumbres di Cerro Tololo (Chile) yang turut berpartisipasi. Dan masih banyak lagi.

Hasil observasiElecnor Deimos :

Hasil observasiVirtual Telescope:

Hasil observasi Marco Langbroek:

Observasi-observasi para astronom tersebut memperlihatkan bahwa Tesla RoadsterStarmanupperstage kini telah sangat redup, lebih redup ketimbang Pluto. Magnitudo semunya bervariasi antara +17 hingga +18. Variasi ini disebabkan oleh rotasi Tesla RoadsterStarmanupperstage pada sumbunya (tepatnya pada sumbu upperstage) dengan periode rotasi 4,7 menit. Rotasi ini umumnya disebut sebagai barbecue roll, yang biasa dilakukan wantariksa antarplanet sebagai upaya untuk menjaga agar tidak ada bagian yang terpapar sinar Matahari terlalu lama.

Gambar 8. Plot variasi kecerlangan Tesla RoadsterStarmanupperstage berdasarkan observasi Erik Dennihiy (University of North Carolina Chapel Hill) pada 11 Februari 2018 TU. Dari plot ini diketahui bahwa Tesla RoadsterStarman-uperstage berputar pada sumbunya dengan pola barbecue roll pada periode rotasi 4,7 menit. Sumber: Dennihiy, 2018.

Layaknya hal-hal populer lainnya, keputusan SpaceX untuk menerbangkan Tesla Roadster dan Starman ke antariksa dalam uji terbang perdana roket berat Falcon Heavy tak lepas dari pro dan kontra. Meski peran utama Tesla Roadster dan Starman sejatinya hanyalah dummy payload. Akan tetapi di atas pro dan kontra tersebut, ini adalah keputusan yang jenius. Animo besar dunia terhadap tayangan langsung Tesla Roadster dan Starman mengapung di antariksa tak pelak menjadi iklan gratis, atau setidaknya berbiaya cukup murah, dalam memperkenalkan roket Falcon Heavy sebagai roket baru. Ini sangat berbeda dengan langkah-langkah pengenalan roket baru lainnya yang sudah pernah dilakukan, yang terkesan lebih formal dengan standar agak membosankan sehingga jarang menggamit perhatian publik.

Kini praktis sebagian besar dunia mengetahui bahwa telah ada roket Falcon Heavy. Roket berat yang mampu melayani pengantaran muatan untuk beragam jenis orbit, mulai dari orbit rendah dan orbit geostasioner di Bumi hingga ke orbit heliosentris ke sudut manapun dalam tata surya kita. Roket berat ini juga mampu melayani penerbangan antariksa berawak. Jenis penerbangan antariksa yang kini hanya dilayani oleh wantariksa Soyuz (Russia) dan (sedikit diantaranya) oleh wantariksa Shenzou, sementara pesawat ulang-alik sudah purna tugas. Dan yang lebih mengesankan lagi, adalah tawaran biaya penerbangan antariksa yang jauh lebih murah, bahkan termurah untuk saat ini.

Referensi :

SpaceX. 2011. SpaceX Brochure : Falcon Heavy, 9 Agustus 2011. Diakses 10 Februari 2018 TU.

SpaceX. 2018. Falcon Heavy Demonstration Mission, Press Kit, 6 Februari 2018. Diakses 10 Februari 2018 TU.