Super-Nagasaki di Laut Mati, Tumbukan Komet di Zaman Nabi?

Sebuah peristiwa kosmik yang menggidikkan terjadi di sisi utara Laut Mati pada 37 abad silam. Itu adalah masa yang sama dengan kenabian Ibrahim AS dan Luth AS. dalam peristiwa tersebut, sebuah benda langit berupa komet telah menerobos atmosfer Bumi dan melepaskan energinya yang luar biasa besar pada ketinggian rendah. Dampak yang ditimbulkannya menyebabkan kawasan itu hancur total dan tercemar berat hingga tak dihuni manusia sampai enam abad berikutnya.

Gelombang Kejut dan Sinar Panas

Gambar 1. Sebuah ilustrasi artistik akan tumbukan komet yang berujung pada peristiwa airburst di atas gurun pasir, mirip dengan kejadian 37 abad silam di sisi utara Laut Mati. Sumber: Terry Baker, dalam Universetoday.com, 2019.

Laut Mati adalah tengara topografis paling menonjol bagi sekeping daratan di sisi timur Laut Tengah (Levantine). Walau tersemat nama laut sejatinya ia adalah danau besar yang bertempat pada salah satu lembah terpanjang di Bumi. Yakni Lembah Retakan Besar (the Great Rift Valley) yang panjangnya 4.000 kilometer. Bagian dari lembah tersebut yang melintas di tanah Levantine merupakan ekspresi parasbumi dari sesar Laut Mati nan legendaris, sesar transformasi yang menjadi batas lempeng Arabia di sisi timur dengan lempeng Afrika di sisi barat. Danau Laut Mati bertempat di bagian tengah sesar legendaris itu. Ia mendapatkan airnya dari Sungai Yordan, sungai besar yang menghilir dari utara dan tidak memiliki saluran pengeluaran, sehingga hanya memanfaatkan penguapan oleh sinar Matahari guna menjaga ketinggian permukaan danau.

Kawasan Levantine adalah salah satu buaian peradaban umat manusia. Agama-agama samawi lahir dan atau mempunyai kaitan terhadap kawasan ini. Sekitar 37 abad silam, di sinilah Nabi Ibrahim AS dan saudaranya Nabi Luth AS berdakwah dengan mengambil lokasi sedikit berbeda yang saling berdekatan. Nabi Luth AS berdakwah di kawasan Laut Mati, kawasan yang akhirnya masyhur dengan kisah hancurnya kota Sadum (Sodom) dan Amurrah (Gomorah) beserta lima kota lainnya. Pada masa itu pula sebuah peristiwa kosmik terjadi di sisi utara kawasan Laut Mati.

Kita dapat berimajinasi, pada suatu hari di masa itu seberkas cahaya sangat terang melintas cepat laksana membelah langit. Di puncak kecerlangannya, terangnya cahaya tersebut sampai berpuluh kali lipat lebih terang ketimbang Matahari. Berselang beberapa menit kemudian suara sangat keras menggelegar laksana petir mengaum garang, menggetarkan jantung siapapun yang mendengar. Tanah juga bergetar seiring menjalarnya gelombang seismik yang khas gempa bumi.

Di pesisir utara Laut Mati, kilatan cahaya sangat terang itu mencapai puncak perjalanannya dan juga kecerlangannya. Energi sangat besar, diperkirakan mencapai 10 megaton TNT atau setara 500 kali lipat kekuatan bom nuklir Nagasaki, terlepas di ketinggian sekitar 1.000 meter di atas paras tanah (600 meter dpl). Energi itu menjalar ke lingkungan sekitar dalam dua bentuk, awalnya sebagai sinar panas (thermal rays) yang khas. Lalu disusul hempasan gelombang kejut (shockwave) yang sangat kuat. Segera keduanya memapar hebat daratan yang ada di bawahnya, termasuk kota dan desa yang ada disekelilingnya.

<img src="https://ekliptika.files.wordpress.com/2019/03/bering-gb1_airburst.jpg&quot; width="600" height="707" alt="Gambar 2. Ilustrasi artistik akan peristiwa airburst di atas hutan belantara. Nampak jejak lintasan benda langit (kiri atas) hingga bola api airburst (tengah dan kanan) serta hempasan gelombang kejut dan sinar panas produk airburst ke parasbumi (bawah). Peristiwa 37 abad silam di sisi utara Laut Mati pada dasarnya seperti ini, hanya saja terjadi di atas perairan danau yang berada di sebuah cekungan memanjang. Sumber: atas perkenan Don Davis, tanpa tahun. ” class=”size-large” /> Gambar 2. Ilustrasi artistik akan peristiwa airburst di atas hutan belantara. Nampak jejak lintasan benda langit (kiri atas) hingga bola api airburst (tengah dan kanan) serta hempasan gelombang kejut dan sinar panas produk airburst ke parasbumi (bawah). Peristiwa 37 abad silam di sisi utara Laut Mati pada dasarnya seperti ini, hanya saja terjadi di atas perairan danau yang berada di sebuah cekungan memanjang. Sumber: atas perkenan Don Davis, tanpa tahun.

Sinar panas adalah gabungan dari pancaran cahaya tampak, inframerah dan ultraungu dengan intensitas sangat besar. Paparan sinar panas menyebabkan suhu permukaan obyek yang terkena akan melonjak dramatis hingga ribuan derajat Celcius meski hanya untuk sesaat. Di sisi utara Laut Mati itu, selain membakar bangunan-bangunan yang terbuat dari kayu dan melelehkan sebagian permukaan keramik/gerabah, paparan sinar panas juga menyebabkan luka bakar dalam beragam tingkatan bagi manusia dan hewan. Sementara gelombang kejut adalah alunan tekanan udara yang sangat kuat diiringi oleh hembusan angin kencang sekuat badai. Paparan gelombang kejut di sisi utara Laut Mati tersebut menyebabkan bangunan-bangunan berdinding batubata ambruk ke arah tertentu saja.

Bukti-bukti terjadinya peristiwa kosmik yang mencengangkan tersebut diungkap oleh sebuah tim peneliti gabungan dari North Arizona University, DePaul University, Elizabeth City State University, New Mexico Tech dan Comet Research Group yang dipimpin Phillip Silvia. Temuan itu dipaparkan dalam pertemuan ilmiah tahunan American Schools of Oriental Research 2018 yang berlangsung pada 14-17 November 2018 TU (Tarikh Umum) di Denver (Amerika Serikat), yang sontak menarik perhatian.

Tall el-Hammam

Tim menemukan bencana itu melanda kawasan seluas 500 kilometer persegi, menghancurkan segenap pemukiman yang ada. Tak hanya pemukiman yang hancur, lahan pertanian yang semula subur pun berubah tandus seiring kontaminasi partikulat garam anhidrat. Kontaminasi tersebut membuat kawasan ini tak lagi dihuni manusia hingga setidaknya enam abad kemudian.

Gambar 3. Kawasan Levantine dengan batas-batas negara masakini dalam peta sederhana. Tall el-Hammam terletak di pesisir utara Laut Mati, sebuah danau air asin yang menjadi muara dari Sungai Yordan. Di Tall el-Hammam dan sekitarnyalah (yang disebut area Kikkar dalam peta ini) jejak-jejak peristiwa kosmik 37 abad silam mulai terungkap. Sumber: UN Map, dalam Universetoday.com, 2019.

Salah satu dari kota yang hancur pada masa itu adalah Tall el-Hammam (elevasi minus 305 mdpl) di Yordania, sebuah kota kuno seluas 36 hektar yang dibentengi dinding kota. Ini bukan kota biasa. Tall el-Hammam sudah dihuni manusia selama 2.500 tahun. Tepatnya sejak akhir zaman neolitikum, atau sejak masa 4300 – 3600 STU (Sebelum Tarikh Umum). Hunian tersebut berlanjut dan berkembang lebih kompleks hingga ke zaman perunggu, tepatnya zaman perunggu awal dan zaman perunggu pertengahan. Pada masa itu Tall el-Hammam menjadi salah satu pusat kebudayaan dan metropolitan nan ramai di kawasan Levantine. Arsitektur kota terbagi menjadi dua: kota-bawah di sisi selatan dan kota-atas di sisi utara.

Reruntuhan Tall el-Hammam unik, karena ditemukan banyak pondasi bangunan namun tidak dengan sisa-sisa dindingnya. Kecuali dinding kota, yang ditemukan baik pondasi maupun sisa-sisa reruntuhannya. Dari pondasi dan sisa-sisa dinding kota diketahui tebal dinding kota itu mencapai 30 meter, dengan panjang 2.500 meter dan tingginya mencapai 15 meter. Sebagai lapisan pertahanan, dinding ini dilengkapi sejumlah gerbang dan menara-menara pengintai, layaknya kota-kota kuno di Timur Tengah. Uniknya sisa-sisa dinding kota terserak ke arah timur laut dari kedudukan pondasinya, mengesankan dorongan kuat yang mengambrukannya berasal dari arah barat daya (arah Laut Mati). Dorongan itu demikian kuat sehingga mampu mematahkan dinding kota dari pondasinya. Ini konsisten dengan terjadinya hempasan gelombang kejut berkekuatan tinggi.

Gambar 4. Situs Tall el-Hammam, kota benteng kuno yang adalah metropolitan dan pusat kebudayaan yang ramai pada 37 abad silam. Di situs ini dijumpai artefak-artefak arkeologis jejak hantaman gelombang kejut dan paparan sinar panas yang terjadi pada 37 abad silam. Sumber: Silvia dkk, 2018.

Selain sisa pondasi dan dinding, tim juga menemukan pecahan-pecahan keramik dalam jumlah berlimpah hingga puluhan ribu keping. Uniknya, mayoritas pecahan tersebut dapat direkonstruksi menjadi kemarik-keramik utuh dengan ditunjang pecahan-pecahan lain yang tersebar disekelilingnya. Hal itu menunjukkan keramik-keramik tersebut pecah di tempat oleh suatu sebab, dalam hal ini gelombang kejut, lalu lambat laun terkubur di bawah lapisan sedimen. Pertanggalan radioaktif menunjukkan pecahan-pecahan keramik tersebut berasal dari masa 1700 ± 50 STU (Sebelum Tarikh Umum).

Di antara pecahan-pecahan keramik itu ada beberapa pecahan lebih unik. Karena mengalami vitrifikasi. Pecahan-pecahan yang tervitirfikasi tersebut itu memiliki tebal rata-rata 5 mm. Pada satu sisi dijumpai lelehan lempung yang membeku kembali sebagai kaca setebal 1 mm, sehingga terlihat mengkilap. Di bawahnya, hingga setebal 2 mm, dijumpai lempung yang menghitam sebagai pertanda jejak paparan panas. Sedangkan di bawahnya lagi tidak demikian. Praktis pecahan-pecahan keramik tersebut seakan hanya dipanasi pada satu sisi dan tidak pada sisi yang lainnya, menandakan sumber panas hanya berasal dari satu arah.

Vitrifikasi terjadi saat lempung mengalami paparan suhu cukup tinggi sehingga butir-butir Silikat (SiO2) dalam tanah liat yang menjadi bahan pecahan keramik itu berubah menjadi gelas. Paparan panas yang menerpa pecahan-pecahan keramik tersebut demikian tinggi, mencapai minimal 4.000º Celcius. Sehingga menyebabkan butir-butir Zirkonium di sisi yang terpapar menghilang karena menguap. Namun paparan suhu tinggi tersebut berlangsung sangat singkat, terbukti dari tak terpanasinya sisi lain dari pecahan keramik tersebut. Sehingga butir-butir Zirkonium di sisi yang lain masih tetap ada. Panas yang tinggi namun singkat adalah konsisten dengan ciri-ciri paparan sinar panas.

Tumbukan Komet

Gambar 5. Contoh salah satu keping keramik yang terdeteksi mengalami vitrifikasi sebagian di situs Tall el-Hammam. Sisi atas mengkilap seperti kaca karena pelelehan butir-butir Silikat yang membeku kembali. Bagian tengahnya (sebagian) menghitam, jejak pemanasan berlebihan. Namun sisi bawahnya tidak mengalami apa-apa. Keping ini adalah salah satu jejak terjadinya paparan sinar panas pada peristiwa 37 abad silam. Sumber: Silvia dkk, 2018.

Secara alamiah paparan sinar panas dan hempasan gelombang kejut hanya bisa disebabkan oleh peristiwa tumbukan benda langit, yakni jatuhnya komet atau asteroid ke Bumi. Dalam akhir perjalanannya saat hendak mencapai atau bahkan sudah menyentuh paras Bumi, komet atau asteroid tersebut akan melepaskan energi luar biasa besar dalam tempo yang sangat singkat seiring tingginya kecepatannya. Pelepasan energi seperti itu menyerupai peristiwa ledakan nuklir atmosferik.

Dengan tiadanya jejak kawah tumbukan berusia sangat muda di lokasi tersebut dan tiadanya jejak-jejak meteorit hingga sejauh ini, tim mengambil kesimpulan bahwa benda langit yang jatuh di sisi utara Laut Mati pada 3.700 tahun silam adalah komet. Saat memasuki atmosfer Bumi, komet tersebut menjadi meteor-sangat terang (superfirebal) atau bahkan boloid untuk kemudian mengalami peristiwa ledakan-di-udara (airburst) di akhir perjalanannya. Tim memperhitungkan, berdasarkan jejak-jejak hempasan gelombang kejut dan sinar panas, maka titik terjadinya airburst adalah setinggi 1.000 meter dari paras Laut Mati sisi utara. Atau setara 600 meter dpl. Energi yang dilepaskan sungguh besar, diperkirakan mencapai 10 megaton TNT atau setara dengan 500 butir bon nuklir Nagasaki yang diledakkan serempak.

Dari angka-angka tersebut, perhitungan saya dengan mengacu pada Collins dkk (2005) dan asumsi kecepatan komet 30 km/detik, maka komet itu bergaris tengah 250 meter dan massanya 10,6 juta ton. Dipandang dari sisi utara Laut Mati, komet itu berasal dari altitud 20º. Saat mulai memasuki atmosfer Bumi, komet berubah menjadi meteor-superterang dan mulai terpecah-belah di ketinggian 86 kmdpl. Pemecah-belahan terjadi seiring tekanan ram dari atmosfer mulai melampaui ambang batas dayatahan struktur komet. Pemecah-belahan terus berlangsung bersamaan dengan kian melambatnya kecepatan keping-keping komet. Hingga akhirnya pada ketinggian 600 meter dpl, seluruh pecahan mendadak sangat melambat, sehingga seluruh energi kinetiknya terlepas ke lingkungan dalam tempo singkat. Terjadi peristiwa airburst, yang melepaskan energi 10 megaton TNT.

Perhitungan lebih lanjut dengan memanfaatkan simulasi dampak ledakan senjata nuklir Nukemap memperlihatkan, airburst itu melepaskan gelombang kejut yang bakal meratakan seluruh bangunan pada di seluas 200 kilometer persegi oleh overpressure 5 psi. Airburst juga melepaskan sinar panas, yang menghajar kawasan lebih luas yakni 500 kilometer persegi. Manusia yang bertempat dalam area seluas ini akan mengalami luka bakar tingkat satu hingga tingkat tiga. Pada manusia, luka bakar tingkat satu bisa sembuh namun luka bakar tingkat dua dan tiga bisa berakibat fatal.

Karena danau Laut Mati menempati sebuah cekungan besar memanjang, maka dampak hempasan gelombang kejut dan paparan sinar panas terkonsentrasi hanya di tepian danau dan kawasan sekitarnya. Tidak di seluruh area. Pola kerusakan seperti ini dikenal sebagai pola Nagasaki. Dalam kejadian pengeboman nuklir di kota Nagasaki pada 9 Agustus 1945 TU silam, bom meledak di atas lembah sehingga pola kerusakannya terkonsentrasi hanya di lembah-lembah yang saling terhubung. Tidak di seluruh bagian kota sebagaimana halnya yang terjadi di kota Hiroshima. Tapi yang jelas, dalam kerusakan yang terkonsentrasi sekalipun, dampak hempasan gelombang kejut dan luka-luka bakar akibat paparan sinar panas akan berakibat fatal bagi penduduk kawasan tersebut.

Gambar 6. Dampak paparan sinar panas yang menyebabkan luka bakar tingkat 1 hingga 3 (warna kuning) dan hempasan gelombang kejut dengan overpressure minimal 5 psi (abu-abu) dalam peristiwa airburst di sisi utara Laut Mati berdasarkan simulasi Nukemap. Titik airburst pada ketinggian 600 mdpl dengan energi 10 megaton TNT. Nampak pesisir utara Laut Mati terkena hempasan gelombang kejut kuat dan paparan sinar panas yang telak. Sumber: Nukemap/Alex Wellerstein, 2019.

Hal menarik berikutnya yang diungkap tim adalah adanya lapisan debu yang menyelubungi puing-puing berumur 3.700 tahun itu. Lapisan debu tersebut cukup kaya akan garam (kadar 6 %) dan sulfat, pertanda terjadinya kontaminasi tanah setempat. Kontaminasi tersebut demikian merusak lahan pertanian yang menjadi tulang punggung kehidupan kota-kota masa itu. Sehingga Tall el-Hammam tidak dihuni manusia lagi hingga enam atau tujuh abad kemudian.

Kontaminasi ini terkait karakter danau Laut Mati sebagai perairan paling asin di Bumi, dengan kadar garam 24 % (air laut = 3,5 %). Peristiwa airburst di sisi utara Laut Mati nampaknya menyebabkan perairan itu turut bergolak dan mengirimkan airnya hingga sejauh Tall el-Hammam. Dua mekanisme yang memungkinkan untuk itu adalah tsunami dan gelombang pasang. Jika terjadi tsunami, maka harus ada bagian komet yang tersisa dan tercebur ke perairan Laut Mati pada kecepatan cukup tinggi agar bisa memproduksi tsunami. Dengan elevasi Tall el-Hammam 100 meter lebih tinggi dibanding paras air danau dan 8 km jauhnya dari pesisir danau, tsunami tersebut harus berkualifikasi megatsunami dan cukup terarah sehingga dampak terparahnya lebih dirasakan tepi utara danau. Sedangkan jika berupa gelombang pasang, maka airburst yang terjadi harus mampu membentuk padang barometrik bertekanan udara rendah pada ruang udara Laut Mati sisi utara dengan selisih tekanan barometrik cukup besar dibanding lingkungan sekitar. Sehingga gelombang pasang yang dipengaruhi perbedaan tekanan udara dan sangat besar, tinggi minimal 100 meter dan jangkauan minimal 8 km, dapat terbentuk.

Petaka Kaum Luth AS?

Tumbukan komet yang menghancurkan sisi utara Laut Mati pada 37 abad silam dapat disetarakan dengan Peristiwa Chelyabinsk 13 Februari 2013, saat asteroid mengalami airburst di atas kawasan Pegunungan Kaukasus bagian barat (Russia) dan melepaskan energi 600 kiloton TNT yang menyebabkan kerusakan berskala luas. Hanya saja apa yang terjadi di sisi utara Laut Mati adalah 20 kali lipat lebih dahsyat, sehingga dampaknya pun lebih parah ketimbang yang dialami Chelyabinsk.

Satu pertanyaan tersisa yang menggoda adalah, apakah peristiwa tersebut yang dinisbatkan sebagai petaka bagi kaum Nabi Luth AS? Sebab secara temporal (aspek waktu), tumbukan komet tersebut terjadi pada masa yang sama dengan kenabian Luth AS. Sementara dari sisi spasial (aspek keruangan), tumbukan komet itu terjadi di kawasan Laut Mati, kawasan yang juga merupakan medan dakwah Nabi Luth AS. Beberapa ciri dari petaka yang menimpa kaum Nabi Luth AS, mulai dari guyuran batu / sijjil dan getaran tanah juga merupakan ciri khas tumbukan benda langit. Kala mencoba menganalisis peristiwa tentara bergajah pada saat kelahiran Nabi Muhammad SAW, saya berpendapat kata sijjil mencerminkan dampak tumbukan benda langit khususnya dalam bentuk airburst. Akankah tumbukan komet yang menghancurkan sisi utara Laut Mati 37 abad silam merupakan bagian dari petaka yang menimpa kaum Nabi Luth AS? Wallahua’lam.

Referensi :

Silvia dkk. 2019. The 3.7kaBP Middle Ghor Event, Catastrophic Termination of a Bronze Age Civilization. Annual Meeting of the American Schools of Oriental Research (ASOR), Denver, Colorado, USA, 14-17 November 2018.

Collins dkk. 2005. Earth Impact Effects Program : A Web–based Computer Program for Calculating the Regional Environmental Consequences of a Meteoroid Impact on Earth. Meteoritics & Planetary Science 40, no. 6 (2005), 817–840.

Gough. 2018. A Meteor may have Exploded in the Air 3,700 Years Ago, Obliterating Communities Near the Dead Sea. Universetoday.com, 4 December 2018. Diakses 12 Desember 2018.

Tragedi Lion Air JT-610, Apa yang Merasukimu Boeing?

Tragedi jatuhnya pesawat Boeing 737-8 (Max) Lion Air penerbangan JT-610 telah setahun berlalu. Komisi Nasional Keselamatan Transportasi (KNKT) pun telah menyajikan laporan akhirnya. Sembilan temuan yang berkontribusi pada kecelakaan telah disajikan, tujuh diantaranya diarahkan ke raksasa penerbangan Boeing. Akar dari tragedi ini dapat dilacak pada situasi yang terjadi hampir sewindu sebelumnya.

Lion Air JT-610

Senin pagi 29 Oktober 2018 TU (Tarikh Umum) semula laksana Senin-Senin sebelumnya yang sibuk di bandara Soekarno Hatta, Tangerang (Banten). Para pekerja yang keluarganya bertempat tinggal di Jakarta dan sekitarnya hendak kembali ke tempat tugas masing-masing yang jauh. Sebuah pesawat Boeing 737-8 (Max) bernomor ekor PK-LQP dari maskapai Lion Air tengah bersiap di landasan. Ia melayani rute Jakarta-Pangkal Pinang (pulau Bangka) dalam Lion Air penerbangan JT-610 yang normalnya ditempuh dalam waktu dua jam.

Gambar 1. Pesawat Boeing 737-8 (Max) nomor ekor PK-LQP milik maskapai Lion Air saat berada di apron bandara Soekarno-Hatta (Banten) pada 11 September 2018 TU. Inilah pesawat yang naas dalam tragedi Lion Air penerbangan JT-610 satu setengah bulan kemudian. Sumber: AviationSafety.net/Miolo, 2018.

Pesawat masih anyar, baru beroperasi tiga bulan dan baru mengumpulkan 895 jam terbang. Ia generasi terbaru keluarga pesawat Boeing 737, yaitu Boeing 737-8 (Max), yang dijanjikan sebagai pesawat paling hemat dan baru memasuki layanan penerbangan komersial global mulai Mei 2017 TU. Ada 189 orang dalam pesawat ini yang terdiri atas 2 pilot, 6 kru udara (pramugara/pramugari) dan 181 penumpang. Di antara penumpang terdapat seorang teknisi penerbangan Lion Air yang bertugas memantau.

Pesawat lepas landas pada pukul 06:21 WIB ke arah barat daya dengan kopilot sebagai pengemudi (pilot flying) dan kapten pilot menangani komunikasi radio (pilot monitoring). Di atas Tangerang-Tangerang Selatan ia berbelok ke kiri sampai berbalik arah ke timur laut, lalu melintas di atas jantung kota Jakarta. Hanya lima menit pasca lepas landas, pilot monitoring melaporkan kepada menara pengatur lalu lintas udara Jakarta (Jakarta ATC) kalau kendali penerbangan pesawat bermasalah. Jakarta ATC mencatatnya dan selama 5 menit berikutnya menyaksikan pesawat naik turun di layar radar. Pesawat menghilang dari radar pada pukul 06:32 WIB, tepat 11 menit pasca lepas landas, pada suatu titik sejarak 15 kilometer di lepas pantai utara Tanjung Karawang, Kab. Karawang (Jawa Barat).

Kini kita tahu apa yang terjadi. Pesawat jatuh membentur perairan Laut Jawa sangat keras pada kecepatan 670 km/jam. Puing-puing pesawat yang berukuran besar dan berat ditemukan pada kedalaman 35 meter, terserak dalam area seluas hanya 200 x 140 meter2. Area sempit itu menandakan pesawat jatuh dengan sudut yang relatif curam terhadap paras airlaut dengan badan yang tetap utuh saat masih di udara. Tak ada yang selamat dan tak semuanya berhasil ditemukan. Kotak hitam pesawat ditemukan secara terpisah, masing-masing pada 1 November 2018 TU berupa perekam data penerbangan (flight data recorder/FDR) dan 14 Januari 2019 TU berupa perekam suara (cokcpit voice recorder/CVR). Keduanya terbenam dalam lumpur tebal di dasar Laut Jawa pada lokasi reruntuhan.

Gambar 2. Lintasan penerbangan serta data ketinggian (altitude) dan kecepatan (veolcity) Boeing 737-8 (Max) PK-LQP Lion Air penerbangan JT-610 yang naas. Diolah FlightRadar24 berdasarkan data yang dipancarkan transponder ADS-B. Sumber: FlightRadar24, 2018.

Flight data recorder mempertegas apa yang telah diketahui dari transponder ADS-B (automatic dependent surveilllance-broadcast) yang telah dipublikasikan sebelumnya seperti misalnya oleh FlightRadar24. Pesawat memang mengalami masalah kontrol penerbangan yang membuatnya ‘mengangguk-angguk’ tanpa henti selama 11 menit penerbangan yang berakhir naas itu. Akan tetapi akar masalah dari tragedi Lion Air penerbangan JT-610 sudah dimulai sejak tujuh tahun sebelumnya. Yakni tindakan ceroboh dalam pengembangan Boeing 737 Max yang menghasilkan cacat desain pesawat.

Airbus A320neo vs Boeing 737 Max

Boeing merupakan raksasa pesawat jet komersial nomor satu di dunia, disusul konsorsium Airbus pada peringkat kedua. Meski enam dasawarsa lebih muda ketimbang kompetitornya tetapi Airbus cepat berkembang dan segera menjadi wajah Eropa dalam fabrikasi pesawat komersial sipil dan militer di pentas global. Maka tak mengherankan jika keduanya terlibat persaingan ketat memperebutkan pasar pesawat jet komersial sejak dekade 1990-an TU. Dari sekitar 28.000 pesawat jet komersial yang pernah ada, dua pertiga diantaranya diproduksi Boeing dan Airbus. Dalam persaingan duopolistik itu saling tuduh tak jarang terjadi. Mulai dari tudingan subsidi diam-diam hingga penarikan bea masuk tambahan.

Persaingan tersengit terjadi di ceruk jet komersial berlorong tunggal. Boeing diwakili oleh keluarga pesawat Boeing 737 yang telah mengudara sejak 1965 TU. Sementara Airbus diwakili keluarga pesawat Airbus A320 yang mulai diproduksi pada 1986 TU. Jet komersial berlorong tunggal begitu diminati maskapai sejagat karena daya jelajahnya kini lebih jauh, hanya bermesin dua dan dapat dilayani bandara lebih kecil. Daya jelajah lebih jauh (melampaui 7.000 kilometer) membuatnya mampu melayani penerbangan transatlantik maupun antarbenua, rute yang dulu hanya bisa dilayani jet-jet komersial berbadan besar. Dua mesin pendorong berarti konsumsi bahan bakar lebih sedikit, demikian pula biaya perawatannya, ketimbang pesawat berbadan lebar.

Gambar 3. Pesawat Airbus A320neo milik maskapai IndiGo sedang mengudara. Nampak sharklet yang khas di ujung sayap pesawat. IndiGo adalah operator terbesar Airbus A320neo dengan 87 pesawat aktif dan 300 pesawat dalam pemesanan pada Oktober 2019 TU. Sumber: Flickr/BriYYZ, 2016.

Bahan bakar menjadi faktor krusial dalam penerbangan sipil komersial masakini seiring melambungnya harga jual avtur. Ambil contoh maskapai Southwest Airlines. Sepanjang tahun 2018 TU Southwest Airlines merogoh kocek US $ 4,6 milyar (Rp 64,4 trilyun) guna membeli 8 milyar liter avtur yang menghidupi mesin-mesin jet dari 751 buah armada Boeing 737 miliknya. Peningkatan efisiensi 1 % saja akan menghemat biaya US $ 46 juta (Rp 644 milyar). Bayangkan jika efisiensinya lebih besar lagi.

Pada 1 Desember 2010 TU, Airbus mengubah peta permainan. Usai menjalankan program pengembangan rahasia empat tahun penuh, mereka mengumumkan rencana pembangunan generasi terbaru keluarga pesawat Airbus 320, yakni Airbus 320neo (new engine option). Pesawat ini dijanjikan 6 % lebih hemat bahan bakar ketimbang generasi termutakhir Boeing 737, yakni Boeing 737-800 atau disebut Boeing 737NG (new generation). Penghematan disebabkan oleh ujung sayap (winglet) berukuran besar mirip sirip hiu sehingga disebut sharklet, peningkatan aerodinamika pesawat dan penggunaan mesin jet turbofan baru yang kipasnya lebih besar tapi jauh lebih irit (hingga 16 %).

Maskapai sejagat sangat senang mendengarnya dan segera berbondong-bondong memesan. Sebanyak 1.226 buah Airbus A320neo dipesan dalam tahun 2011 TU dengan 667 diantaranya dipesan hanya dalam waktu seminggu pada momen pameran dirgantara Paris Air Show 2011. Laris manis. Sebaliknya Boeing harus berpuas diri dengan hanya menerima 150 pesanan Boeing 737NG.

Awalnya Boeing enggan menyamakan langkah. Mesin-mesin jet turbofan generasi terbaru itu lebih besar dan lebih berat, sehingga bila dipasang pada desain jet komersial berlorong tunggal yang mereka miliki bisa menyebabkan terlampauinya sejumlah batasan teknis. Namun akhirnya Boeing berubah pikiran. Terutama setelah maskapai-maskapai yang selama ini setia menggunakan produk Boeing mulai mengerling pula ke Airbus A320neo. Termasuk Southwest Airlines, yang terang-terangan bilang akan beralih ke Airbus A320neo jika dalam satu dasawarsa ke depan tak ada rencana baru Boeing guna mengganti armadanya yang menua. Selain tak ingin kehilangan pelanggan utama (seperti yang pernah mereka alami dengan Lufthansa dan United Airlines), Boeing juga berpotensi kehilangan pangsa pasar jet komersial berlorong tunggal yang nilainya bisa mencapai US $ 35 milyar (Rp 490 trilyun) selama sepuluh tahun ke depan jika tak melakukan apa-apa. Itu uang yang sangat besar.

Common Type Certificate

Gambar 4. Pesawat Boeing 737-8 (Max) milik maskapai WestJet. Nampak AT winglet yang khas di ujung sayap pesawat. Sumber: Wikipedia/Acelift, 2018.

Dalam hitungan minggu Boeing menjawab tantangan. Mereka kembali kepada desain pesawat yang sudah melegenda dan termasuk salah satu pesawat yang mengubah dunia. Yakni desain Boeing 737.

Boeing 737 kembali diutak-atik, seperti pernah mereka lakukan pada 1984 TU yang melahirkan generasi Boeing 737 Classic dan pada 1997 TU yang menelurkan generasi Boeing 737NG. Maka lahirlah generasi keempat dalam keluarga Boeing 737. Yaitu Boeing 737 Max, yang diumumkan Boeing pada 30 Agustus 2011 TU. Empat varian dikembangkan masing-masing Boeing 737-7 (Max), Boeing 737-8 (Max), Boeing 737-9 (Max) dan yang terbesar Boeing 737-10 (Max). Boeing menjanjikan Boeing 737 Max bakal lebih hemat ketimbang Airbus A320neo dengan kemampuan penghematan bahan bakar sampai 8 %.

Pengumuman ini sontak disambut gembira para maskapai pelanggan setianya. Tak heran jika di tahun 2012 TU Boeing menerima 914 pesanan Boeing 737 Max dan kembali ke puncak kekuasaan selagi Airbus hanya membukukan 478 pesanan Airbus A320neo.

Apa yang dilakukan Boeing? Mereka meningkatkan beberapa aspek pada airframe pesawat yang desain awalnya digambar setengah abad silam itu. Antara lain memasang mesin jet turbofan generasi terbaru yang lebih irit dan lebih tenang. Juga meningkatkan aerodinamika pesawat terutama dengan pemasangan AT (advanced technology) winglet. Berbeda dengan sharklet Airbus A320neo yang besar, AT winglet Boeing 737 Max lebih kecil namun berbentuk sayap-belah yang disebut lebih efisien. Terhadap avioniknya, Boeing menjejalkan aneka perangkat baru yang serba digital dan terkomputerisasi.

Secara keseluruhan pengembangan Boeing 737 Max membutuhkan waktu enam tahun, pemecahan rekor tersendiri dalam sejarah Boeing. Itu setahun lebih cepat ketimbang waktu pengembangan Boeing 777 dan satu setengah tahun lebih cepat ketimbang Boeing 787, dua generasi pesawat jet komersial berbadan lebar terkini. Dengan total biaya maksimum US $ 3 milyar (Rp 42 trilyun), Boeing juga memecahkan hukum besi pengembangan teknologi yang seakan tak pernah bisa dipatahkan itu. Bahwa pengembangan sebuah bentuk teknologi tak pernah berlangsung cepat, tak pernah murah dan tak pernah berlangsung baik.

Boeing sengaja menggunakan airframe Boeing 737 untuk menghemat biaya. Sehingga Boeing 737 Max dapat menggunakan common type certificate sebagaimana generasi-generasi sebelumnya. Dengan common type certificate maka Boeing 737 Max dapat dikendarai sebagaimana para pilot mengendalikan Boeing 737NG maupun Boeing 737 Classic. Ed Wilson, kepala pilot uji Boeing, bahkan melansir pernyataan betapa mudahnya Boeing 737 Max ditangani. Dimana pilot yang telah berkualifikasi menerbangkan Boeing 737NG atau Boeing 737 Classic dapat dengan mudah beralih ke Boeing 737 Max hanya dengan menjalankan 2,5 jam program pelatihan berbasis komputer.

Kabar ini tentu kian menyenangkan para maskapai. Mereka dapat kian menghemat biaya, karena pengoperasian pesawat baru itu tak disertai pembentukan kelas-kelas pelatihan para pilot yang mahal. Juga tak mengharuskan penggunaan simulator penerbangan yang mahal dan memakan banyak waktu. Cukup meminta dan menyupervisi pilot melaksanakan pelatihan berbasis komputer rumahan atau bahkan iPad di pagi hari, lalu pilot dapat menerbangkan Boeing 737 Max di sore harinya. Teknik marketing ini dipandang sebagai salah satu keunggulan Boeing dibanding Airbus.

Gambar 5. Skema beda ukuran mesin jet turbofan pada Boeing 737NG (kiri) dan Boeing 737 Max (kanan). Mesin jet Boeing 737 Max lebih besar dan lebih berat sehingga harus dipasang lebih tinggi dan lebih ke depan agar memiliki ruang bebas yang sama dengan Boeing 737NG. Sumber: TheVerge, 2019.

Dengan Boeing 737 Max, kini Boeing siap melanjutkan status keluarga pesawat Boeing 737 sebagai pesawat jet komersial terlaris yang turut membentuk sejarah dunia. Boeing 737 Max digadang-gadang bakal mencetak sejarah sebagai pesawat teririt dan terhemat untuk kelasnya.

Namun ada satu hal yang disembunyikan Boeing hingga bertahun-tahun kemudian.

MCAS

Penggunaan mesin jet turbofan generasi terbaru, yakni CFM International LEAP 1-B, pada struktur Boeing 737 memang dilematis. Di satu sisi mesin itu lebih hemat dan tidak seberisik mesin jet turbofan Boeing 737NG. Di sisi lain dimensi mesin itu lebih besar dan lebih berat sementara roda-roda pendarat keluarga pesawat Boeing 737 lebih rendah dibanding keluarga Airbus A320. Dengan mesin lebih kecil saja, generasi Boeing 737NG hanya punya ruang bebas setinggi 45 cm saja. Yakni ruang antara bagian bawah mesin dan permukaan landasan. Jika mesin LEAP 1-B dipasang dengan cara yang sama, maka ruang bebasnya akan sangat sempit dan tak memungkinkan pesawat tinggal landas. Karena pasti akan bergesekan dengan permukaan landasan.

Mau tak mau Boeing harus memasang mesin-mesin LEAP 1-B lebih tinggi dan lebih ke depan pada sayap Boeing 737 Max dibandingkan kedudukan mesin jet turbofan Boeing 737NG. Sehingga ruang bebasnya tetap sama dengan Boeing 737NG. Dilema menghilang, tetapi masalah baru menghadang. Jika pesawat sudah terbang dan dalam posisi menanjak, kedudukan mesin LEAP 1-B yang demikian akan membuat hidung pesawat cenderung tambah mendongak dengan sendirinya dalam tempo singkat. Istilah teknisnya, sudut serang (angle of attack/AoA) pesawat akan bertambah besar dengan cepat. Situasi ini berbahaya bagi pesawat, karena bisa menimbulkan stall aerodinamis yang bisa menjatuhkan pesawat ke parasbumi. Di Indonesia, stall aerodinamis adalah biang keladi tragedi Air Asia QZ-8501.

Dalam praktiknya posisi seperti itu terjadi saat pesawat baru saja lepas landas, proses yang harus dilakukan secara manual. Jika pesawat menanjak di tengah perjalanan, autopilot sudah dinyalakan sehingga kendali pesawat diambil-alih sejumlah komputer penerbangan. Pada kesempatan itu bertambahnya AoA secara berlebihan tidak bisa terjadi karena autopilot secara otomatis mencegahnya dengan menggerakkan horizontal stabilizer di sayap ekor.

Gambar 6. Konfigurasi sistem MCAS Boeing 737-8 (Max). Perangkat lunak MCAS tersimpan dalam komputer penerbangan (FCC) dan mendapatkan masukannya dari sensor AoA dan sensor kecepatan/pitot yang telah diolah dalam ADIRU. Keluaran MCAS digunakan untuk menggerakkan stabilizer motor trim. Jika motor dimatikan (dengan memutus arusnya), maka kendali horizontal stabilizer dapat dilakukan secara manual dari kokpit. Sumber: KNKT, 2019.

Solusi Boeing untuk masalah ini adalah menambahkan perangkat lunak (software) dengan tugas tunggal: mengoreksi kecenderungan penambahan AoA dengan menaikkan horizontal stabilizer di ekor pesawat. Kala AoA hendak bertambah, maka software memerintahkan horizontal stabilizer naik sebesar 0,6º (pada praktiknya 2,5º) dalam satu waktu agar terjadi manuver yang menurunkan hidung pesawat. Koreksi ini terjadi selama 9 detik. Perangkat lunak ini disebut MCAS (Maneuvering Characteristics Augmentation System) dan tersimpan dengan komputer penerbangan. Meski tergolong baru, MCAS tak hanya dipasang di Boeing 737 Max saja. Namun juga pada tanker terbang Boeing KC-46 Pegassus yang sedang diproduksi dan akan melayani Angkatan Udara sejumlah negara mulai dari Amerika Serikat hingga Indonesia

Boeing merancang MCAS akan aktif secara otomatis apabila berjumpa dengan AoA yang tinggi dan terus bertambah, terbang secara manual, sirip sayap (flap) telah ditarik dan pesawat berbelok terlalu tajam.

MCAS membutuhkan masukan sensor AoA dan sensor kecepatan pesawat. Entah bagaimana ceritanya diputuskan MCAS Boeing 737 Max hanya menggunakan masukan dari satu sensor AoA saja. Berbeda dengan komputer penerbangan, yang menerima masukan dari dua sensor AoA masing-masing sensor sisi kiri dan sisi kanan. Sehingga bila salah satu sensor rusak, masih tersedia cadangan dan pilot bisa mengambil keputusan secara independen. Menyebalkannya, kerja MCAS sama sekali terlepas dari keputusan pilot. Maka meskipun pilot tak menghendaki manuver menurunkan hidung pesawat, MCAS akan tetap melakukannya sepanjang masukannya tersedia. Lebih menyebalkan lagi, dalam pemasaran Boeing 737 Max tak pernah disebut atau dipaparkan adanya MCAS. Praktis sebelum November 2018 TU pilot-pilot Boeing 737 Max di seluruh dunia tak pernah tahu dalam pesawat yang dikemudikannya ada perangkat lunak MCAS dengan fungsi tertentu namun juga memiliki resiko tertentu.

Resiko MCAS serupa dengan perangkat lunak pada umumnya. Mereka adalah GIGO, akan menghasilkan keluaran yang baik dan berguna jika masukannya baik (gold in gold out) namun juga bisa memproduksi keluaran yang jelek dan berguna jika masukannya pun buruk (garbage in garbage out). Saat masukannya jelek, maka MCAS akan menyebabkan hidung pesawat menurun sekalipun sedang terbang mendatar.

Dilarang Terbang

Masukan keliru bagi MCAS inilah penyebab tragedi Lion Air penerbangan JT-610. Sehari sebelum jatuh, pesawat itu masih melayani rute Denpasar-Jakarta sebagai penerbangan JT-043. Begitu mulai mengudara, muncul masalah bacaan kecepatan antara sensor sisi kiri dan kanan (selisih hingga 27 km/jam) dan bacaan ketinggian antara sensor sisi kiri dan kanan (selisih 300 meter). Juga muncul masalah serupa pada sensor AoA dengan selisih bacaan 21º. Jadi meskipun pesawat terbang mendatar dan sensor AoA sisi kanan menyajikan sudut 0º, namun sensor AoA sisi kiri menyajikan sudut 21º. Akibatnya tongkat kemudi sisi kiri (sisi pilot monitoring) bergetar terus-menerus sepanjang penerbangan. Getaran yang seharusnya hanya terjadi bilamana pesawat hendak mengalami stall aerodinamis. Dan sensor AoA kiri inilah yang justru terhubung ke MCAS.

MCAS menganggap pesawat hendak stall aerodinamis, sehingga memerintahkan komputer penerbangan secara otomatis menurunkan hidung pesawat. Pilot flying pun spontan bereaksi dengan manuver mengangkat hidung pesawat. Hal itu berlangsung berulang-ulang. Flight data recorder merekam MCAS aktif hingga 12 kali berturut-turut dan sebanyak itu pula pilot flying bereaksi. Pada akhirnya pilot monitoring menganggap masalah berulang itu mungkin berkaitan dengan horizontal stabilizer, yang ternyata terbukti benar. Setelah mematikan autopilot, pilot monitoring memutus arus ke pengontrol horizontal stabilizer dan menggerakkannya secara manual. Masalah pun teratasi dan Lion Air JT-043 berhasil mendarat di Jakarta dengan keterlambatan hanya beberapa menit dari jadwal.

Masalah yang sama kembali berulang pada penerbangan JT-610 meski teknisi telah berusaha memperbaiki sensor yang dianggap rusak. Selama 11 menit penerbangan naas itu, MCAS aktif hingga 32 kali. Dan sebanyak itu pula pilot flying bermanuver mengangkat hidung pesawat. Namun kedua pilot tak tahu apa penyebabnya sampai pesawat menghunjam deras ke Laut Jawa.

Lima bulan pasca tragedi Lion Air JT-610, masalah serupa berulang dan kembali terjadi pada Boeing 737-8 (Max) yang lain. Yakni pada Boeing 737-8 (Max) nomor ekor ET-AVJ milik maskapai Ethiopian Airlines. Ini juga pesawat anyar, baru berusia 4 bulan dan baru mengumpulkan 1.330 jam terbang. Selagi hendak menerbangi rute Addis Ababa (Ethiopia) ke Nairobi (Kenya) sebagai penerbangan ET-302 pada 10 Maret 2019 TU, pesawat jatuh hanya enam menit setelah lepas landas. Temuan sementara menunjukkan kemiripan dengan tragedi Lion Air JT-610. Flight data recorder menunjukkan terjadi selisih bacaan AoA yang ekstrim (hingga mencapai 60º). Dimana sensor AoA sisi kiri membaca hingga 74,5º yang menyebabkan MCAS aktif. Selama enam menit itu MCAS aktif hingga 4 kali. Meski pilot bereaksi sesuai prosedur dan mengikuti langkah mematikan arus listrik ke pengontrol horizontal stabilizer, namun pesawat tak bereaksi sesuai harapan. Pesawat pun menghunjam tanah secepat 950 km/jam pada jarak 62 kilometer dari bandara. 157 orang tewas, menjadikannya kecelakaan pesawat terbang paling mematikan sepanjang sejarah Ethiopia.

Gambar 7. Pesawat Boeing 737-8 (Max) nomor ekor ET-AVJ milik maskapai Ethiopian Airlines saat berada di apron bandara Jomo Kenyatta, Nairobi (Kenya) pada 22 Desember 2018 TU. Inilah pesawat yang naas dalam tragedi Ethiopian Airlines penerbangan ET-302 tiga bulan kemudian. Sumber: AviationSafety.net/Rubenstein, 2018.

Penyelidikan kecelakaan Ethiopian Airlines ET-302 masih berlangsung. Sementara kecelakaan Lion Air JT-610 telah rampung diselidiki KNKT dan hasilnya telah dipublikasikan pada 25 Oktober 2019 TU lalu. Ada 9 faktor yang berkontribusi pada jatuhnya Boeing 737-8 (Max) PK-LQP. Dua diantaranya mengkritisi manajemen Lion Air terkait penerbangan sebelumnya (Lion Air JT-043). Yakni tidak adanya dokumentasi tertulis komplit tentang situasi tongkat kemudi yang bergetar, hidung pesawat yang naik turun dan dimatikannya arus ke horizontal stabilizer. Juga tidak ditetapkannya status kejadian tersebut sebagai insiden serius sehingga harus diselidiki secara komprehensif. Sisanya menunjuk ke hidung Boeing. Mulai dari kelirunya asumsi terkait respon pilot akan kerusakan MCAS, penggunaan sensor AoA tunggal, tiadanya informasi dan panduan terkait MCAS, tiadanya display dan prosedur terkait selisih bacaan sensor AoA hingga tidak terkalibrasinya sensor AoA.

Boeing memang baru memberitahu dunia akan keberadaan MCAS pasca tragedi Lion Air JT-610, itu pun secara terbatas. Mereka terus bersikap seakan Lion Air JT-610 hanyalah sebuah kecelakaan yang terjadi di satu negara berkembang dengan reputasi keselamatan penerbangan yang buruk di tataran global. Dunia penerbangan internasional pun terkesan memakluminya. Bisnis terus berlanjut, Boeing tetap menerima belasan pesanan Boeing 737 Max baru dari sejumlah maskapai.

Permainan berubah total begitu tragedi Ethiopian Airlines ET-302 terjadi. Dalam dunia teknologi, sebuah kegagalan teknologi yang pertama kali terjadi dikategorikan kebetulan. Namun kegagalan serupa yang terjadi untuk kedua kalinya merupakan pola yang menunjukkan adanya cacat. Jelas sudah, Boeing 737 Max memiliki cacat desain dan itu terletak pada MCAS. Begitu sensor AoA memberikan masukan yang keliru, MCAS pun bertindak menjadi pembunuh yang menewaskan total 346 orang.

Beberapa negara memutuskan melarang terbang Boeing 737 Max dalam varian apapun mulai 13 Maret 2019 TU. Keputusan ini akhirnya mengglobal setelah otoritas penerbangan AS (FAA) pun mengikutinya. Sebanyak 390-an buah Boeing 737 Max dalam berbagai varian pun diparkir di berbagai penjuru tanpa terkecuali, situasi yang akan terus terjadi hingga kemungkinan awal 2020 TU mendatang.

Reputasi Boeing hancur. Gugatan meluncur bertubi-tubi, mulai dari keluarga korban, asosiasi pilot yang mendadak menganggur hingga belasan maskapai yang membatalkan pesanan. Pasar modal pun bereaksi negatif. Untuk armada pesawat yang dilarang terbang, Boeing harus merogoh kocek hingga US $ 9,2 milyar. Sedangkan dari anjloknya harga saham, Boeing harus merelakan kapitalisasi senilai US $ 40 milyar lenyap seiring anjloknya harga sahamnya hingga 18 %. Terasa ironis memang bahwa demi penghematan besar-besaran sehingga biaya pengembangan Boeing 737 Max hanya menyentuh angka US $ 3 milyar, kini Boeing harus membayar berkali-kali lipat akibat produk yang terbukti cacat desain.

Referensi :

Komite Nasional Keselamatan Transportasi RI. 2019. Aircraft Accident Investigation Report, PT Lion Mentari Airlines Boeing 737-8 (Max) PK LQP, Tanjung Karawang West Java Republic of Indonesia, 29 October 2018. Final Report.

Campbell. 2019. Redline, the Many Human Errors that Brought Down the Boeing 737 Max. The Verge, May 2, 2019, diakses 2 Agustus 2019.

Asteroid-mini dari luar Tata Surya

Sebuah meteoroid yang berupa asteroid-mini memasuki atmosfer Bumi pada 9 Januari 2014 TU dinihari waktu Indonesia. Ia menjadi meteor-terang (fireball) dan mencapai puncak kecemerlangannya manakala tiba di ketinggian 19 kilometer di atas paras air laut, di lepas pantai utara pulau Irian. Lima tahun kemudian barulah disadari bahwa asteroid mini tersebut datang dari luar tata surya kita.

Setengah Ton

Asteroid-mini itu tak bernama, tak dikodekan dan tak pernah terdeteksi sebelumnya. Jika dianggap berbentuk bola, diameternya hanya 50 cm. Namun ia hampir sepadat besi dengan massa mencapai setengah ton. Melesat secepat 161.000 km/jam pada lintasan membentuk sudut sekitar 20º terhadap parasbumi yang menjadi titik targetnya, asteroid-mini-tanpa-nama itu sontak berubah menjadi meteor begitu mulai menembus ketinggian 110 kilometer. Puncak kecerlangannya dicapai pada ketinggian 20 kilometer dengan terang mendekati Bulan purnama. Sehingga merupakan meteor-terang (fireball). Secara keseluruhan asteroid-mini-tanpa-nama itu melepaskan energi 0,11 kiloton TNT, setara 1/137 kekuatan ledakan bom nuklir Hiroshima.

Gambar 1. Lokasi terdeteksinya meteor-terang 9 Januari 2014 di lepas pantai utara pulau Irian. Peta berdasarkan Google Earth dikombinasikan dengan data NASA Astrophysics Data System.

Saat mencapai puncak kecerlangannya, meteor-terang berkedudukan sekitar 100 kilometer sebelah timur laut Pulau Manus. Atau 740 kilometer sebelah timur laut kota Jayapura (Indonesia). Di atas kertas, penduduk pulau Manus dapat dengan mudah menyaksikan panorama meteor-terang ini, yang mengemuka setinggi 11º di horizon timur laut. Namun peristiwa tersebut terjadi pada pukul 02:05 WIT sehingga praktis hampir segenap penduduk di kawasan ini telah terlelap.

Beruntung ada satelit mata-mata rahasia Departemen Pertahanan AS yang rajin memelototi selimut udara Bumi dengan radas (instrumen) bhangmeter-nya. Radas tersebut sejatinya bertujuan mengendus kilatan cahaya khas produk ledakan nuklir atmosferik/permukaan, sebagai bagian dari patroli global keamanan negara adidaya. Namun radas yang sama berkemampuan pula mengindra kilatan cahaya dari peristiwa pelepasan energi tinggi sejenis. Termasuk yang dilepaskan meteor-terang, meteor-sangat terang dan juga boloid.

Hasil observasi meteor-terang/sangat-terang dan boloid itu disimpan pada sebuah basisdata terbuka yang dikelola badan antariksa AS (NASA) melalui CNEOS (Center of Near Earth Object Studies). Sering disebut pula sebagai katalog CNEOS, basisdata itu memuat semua data meteor-terang/sangat-terang dan boloid sejak 1988 TU. Lima tahun berselang, barulah diketahui bahwa peristiwa meteor-terang di utara pulau Irian itu bukanlah kejadian biasa.

Sempat Diragukan

Amir Siraj, astronom dari Harvard University (AS), tergelitik oleh pertanyaan menarik pasca penemuan Oumuamua. Seperti diketahui Oumuamua adalah asteroid unik, karena menjadi benda langit pertama yang terdeteksi umat manusia sebagai benda langit yang berasal dari luar tata surya kita sepanjang sejarah peradaban. Siraj mengembangkan mengembangkan euforia penemuan Oumuamua ke konteks lingkungan dekat-Bumi dengan pertanyaan: adakah benda langit dari luar tata surya kita yang terdeteksi jatuh ke Bumi?

Bersama Abraham Loeb yang menjadi mentornya, Siraj mengaduk-aduk katalog CNEOS dengan menerapkan batasan kecepatan sangat tinggi yang bisa dianalisis. Dari batasan tersebut diperoleh tiga kandidat meteor. Namun hanya satu kandidat yang akhirnya disimpulkan benar-benar berasal dari luar tata surya kita. Yakni meteor-terang yang terlihat di utara pulau Irian pada 9 Januari 2014 TU. Data menunjukkan meteor itu memiliki kecepatan 44,8 km/detik relatif terhadap Bumi.

Gambar 2. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), diamati dengan teleskop William Herschell Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal merupakan jejak bintang-bintang di latar belakang seiring teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Gambar 2. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), diamati dengan teleskop William Herschell Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal merupakan jejak bintang-bintang di latar belakang seiring teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Penggunaan katalog CNEOS sempat dipertanyakan seiring tidak tersajinya nilai ketidakpastian pengukuran. Dalam banyak pengukuran pada katalog CNEOS, ketidakpastian kecepatannya bisa sangat kecil hingga mencapai kurang dari 1 km/detik khususnya untuk meteoroid berdiameter kecil (dalam ukuran hingga beberapa meter). Namun dalam beberapa kejadian nilai ketidakpastiannya bisa melambung hingga 28 %. Pada saat Peristiwa Chelyabinsk 2013, nilai ketidakpastian kecepatan meteor yang dicatat katalog CNEOS adalah 5 %. Dalam kasus meteor-terang di utara pulau Irian ini, jika nilai ketidakpastian pengukuran kecepatannya mencapai 45 % maka penafsirannya sebagai benda langit dari luar tata surya bakal bias dengan benda langit yang terikat secara gravitasional ke tata surya kita.

Keraguan itu membawa Loeb menerobos pagar kerahasiaan yang menyelimuti produksi data dari radas bhangmeter satelit militer AS. Hingga ia bersua pada Los Alamos National Laboratory, salah satu laboratorium penelitian paling prestisius di Amerika Serikat sekaligus tempat dimana senjata nuklir pertama dirakit. Melalui Matt Heavner yang mengepalai pusat data untuk keamanan global dan intelijen di Los Alamos, diketahui bahwa nilai ketidakpastian pengukuran kecepatan meteor-terang di utara pulau Irian itu hanya sebesar 10 % atau kurang.

Gambar 3. Wajah komet Borisov melalui teleskop landas antariksa Hubble pada 12 Oktober 2019 TU lalu. Nampak komet Borisov, komet yang berasal dari luar tata surya namun bersifat selayaknya komet asli tata surya umumnya. Sumber: NASA, 2019.

Gambar 3. Wajah komet Borisov melalui teleskop landas antariksa Hubble pada 12 Oktober 2019 TU lalu. Nampak komet Borisov, komet yang berasal dari luar tata surya namun bersifat selayaknya komet asli tata surya umumnya. Sumber: NASA, 2019.

Maka dapat disimpulkan (dengan tingkat keyakinan sangat tinggi), bahwa meteor-terang di utara pulau Irian pada 9 Januari 2014 TU dinihari itu memang bersumber dari asteroid-mini-tanpa-nama yang berasal dari luar tata surya kita. Asteroid tersebut bermassa setengah ton dengan dimensi hanya 50 cm. Bersama dengan Oumuamua dan komet Borisov, maka asteroid-mini-tanpa-nama ini menjadi bagian dari benda langit yang bukan penduduk asli tata surya.

Pelajaran apa yang dapat diambil dari peristiwa tersebut?

Banyak. Salah satunya, menurut saya, kini kita mengetahui Bumi memiliki potensi ditumbuk benda langit yang berasal dari luar tata surya. Dengan kecepatan mereka yang jauh lebih tinggi dibanding asteroid dan komet asli tata surya, maka benda langit yang lebih kecil pun dapat menimbulkan dampak yang besar. Ambil contoh Peristiwa Chelyabinsk 2013 (energi 560 kiloton TNT), jika disebabkan oleh benda langit seperti ini maka hanya butuh yang dimensinya 8,5 meter saja. Bandingkan dengan dimensi asteroid Chelyabinsk yang mencapai 20 meter. Artinya kewaspadaan akan potensi tumbukan benda langit kini pun harus ditegakkan terhadap benda-benda langit yang datang dari luar tata surya.

Referensi

Siraj & Loeb. 2019. Discovery of a Meteor of a Interstellar Origin. ArXiv 1904.07224, submitted.

Loeb. 2019. It Takes a Village to Declassify an Error Bar. Scientific American blog July 3, 2019, diakses 2 Agustus 2019.

Komet Borisov, Bintang Berekor dari Luar Tata Surya

Saat dilihat umat manusia untuk pertama kalinya, tak ada keraguan bahwa benda langit itu adalah bintang berekor. Komet. Ia memang hanya terlihat sebagai sebintik cahaya samar dengan bentuk ekor tak kalah samar pula. Juga sangat redup. Dengan magnitudo mendekati +19 maka kecerlangannya hanya 1 % dari kecerlangan planet–kerdil Pluto yang legendaris dan sulit diamati itu (terutama dari Indonesia). Gennady Borisov, astronom amatir asal Ukraina yang bekerja sebagai insinyur Sternberg Astronomical Institute di Crimea (Russia), menjadi orang pertama yang menyaksikan keberadaannya pada Jumat malam 30 Agustus 2019 TU (Tarikh Umum) waktu setempat. Borisov merekamnya melalui teleskop reflektor 65 cm kreasi sendiri, menjadikannya sebagai penemu komet tersebut. Siapa sangka, ternyata bintang berekor ini bukanlah komet biasa karena ternyata datang dari luar tata surya kita. Dari ruang antarbintang.

Gambar 1. Wajah komet Borisov saat diabadikan oleh teleskop landas antariksa Hubble pada 12 Oktober 2019 TU lalu. Citra komposit ini dihasilkan dari pemotretan dengan waktu paparan total 7 jam. Nampak komet Borisov, selayaknya komet asli tata surya pada umumnya. Garis-garis samar merupakan jejak bintang dan satelit buatan yang kebetulan melintas di latar depan medan pengamatan Hubble. Sumber: NASA, 2019.

Benda langit temuan Borisov awalnya dikodekan secara non formal sebagai obyek gb00234 (gb akronim untuk Gennady Borisov). Setelah dikonfirmasi sebagai komet, maka berdasarkan tata nama IAU (International Astronomical Union) lantas dikodekan menjadi C/2019 Q4 Borisov. Di kemudian hari setelah dipastikan benar-benar berasal dari luar tata surya kita, maka kode untuknya berubah menjadi 2I/Borisov (I untuk interstellar/benda dari ruang antarbintang). Dengan pengkodean terakhir tersebut maka komet Borisov secara formal menjadi benda langit kedua dari ruang antarbintang yang memasuki tata surya dan ditemukan umat manusia sepanjang sejarah. Benda langit pertama adalah 1I/Oumuamua (sebelumnya dikodekan sebagai A/2017 U1), sebuah asteroid unik berbentuk mirip kapal selam sepanjang 500 meter yang ditemukan pada Oktober 2017 TU silam.

Akan tetapi secara non formal, komet Borisov adalah benda langit ketiga yang berasal dari ruang antarbintang. Ia dan Oumuamua didului oleh sebentuk asteroid mini (garis tengah 50 cm) yang menerobos lapisan udara Bumi dan menjadi meteor–sangat terang (fireball) di lepas pantai utara pulau Irian pada 8 Januari 2014 TU silam. Asteroid tersebut baru diidentifikasi sebagai benda langit dari ruang antarbintang pada April 2019 TU ini.

Eksentrisitas

Gambar 2. Obyek gb00234 (titik kecil pada perpotongan dua garis lurus), diabadikan pada 9 September 2019 TU oleh Katsumi Yoshimoto (astronom amatir Jepang) menggunakan teleskop reflektor dengan cermin berdiameter 20 cm. Teleskop ‘dikunci’ ke posisi komet, sehingga bintang-bintang latar belakang nampak sebagai garis-garis lurus diagonal. Beberapa hari kemudian benda langit ini dikonfirmasi sebagai komet yang berasal dari luar tata surya. Sumber: Katsumi, 2019.

Bagaimana cara kita mengetahui sebuah benda langit bukanlah penduduk asli tata surya kita?

Ciri khas paling menonjol adalah pada nilai eksentrisitas. Eksentrisitas atau kelonjongan orbit merupakan sebuah parameter yang menunjukkan sejauh apa lonjongnya bentuk orbit benda langit. Di tata surya, bila eksentrisitas bernilai 0 maka orbitnya merupakan lingkaran sempurna dengan Matahari berkedudukan di pusat lingkaran. Bila eksentrisitasnya bernilai antara 0 dan 1 maka orbitnya berbentuk ellips dengan Matahari menempati salah satu dari dua titik fokus. Semakin eksentrisitasnya mendekati 0 maka orbit ellips itu kian menyerupai lingkaran dan sebaliknya semakin eksentrisitasnya mendekati 1 maka bentuk ellipsnya kian melonjong.

Jika eksentrisitasnya tepat atau lebih besar dari 1 maka orbitnya tak lagi bersifat tertutup seperti halnya lingkaran dan ellips. Melainkan menjadi orbit terbuka. Pada eksentrisitas tepat 1, orbitnya memiliki bentuk parabola. Dan pada eksentrisitas lebih dari 1, orbitnya berbentuk hiperbola. Benda-benda langit yang memiliki orbit parabola dan hiperbola pada dasarnya hanya akan sekali mendekat ke Matahari untuk kemudian melaju menjauhinya hingga akhirnya terlepas dari lingkungan tata surya.

Semua benda langit yang berasal dari luar tata surya kita selalu memiliki eksentrisitas orbit lebih dari 1. Bahkan terhadap titik barisenter tata surya, yaitu titik dimana segenap massa tata surya diperhitungkan (jadi bukan hanya mempertimbangkan massa Matahari saja), mereka tetap memiliki eksentrisitas orbit lebih besar dari 1. Ini berbeda dengan puluhan komet unik yang telah dikenal sebelumnya mempunyai orbit bereksentrisitas tepat sama atau sedikit lebih besar dari 1, manakala hanya diperhitungkan terhadap Matahari. Namun begitu perhitungan dilakukan terhadap titik barisenter tata surya, segenap orbit komet tersebut ternyata memiliki eksentrisitas sedikit lebih kecil dari 1. Artinya mereka masih tetap terikat dengan tata surya meski memiliki bentuk orbit sangat lonjong. Bentuk orbit tersebut sekaligus menguak asal-usul komet-komet tersebut, yakni dari awan komet Opik-Oort di tepian tata surya kita.

Asteroid Oumuamua dan Komet Borisov tidak demikian. Meski telah diperhitungkan terhadap titik barisenter tata surya, komet Borisov tetap memiliki eksentrisitas orbit sebesar 3,2 sementara asteroid Oumumamua eksentrisitasnya 1,2. Artinya mereka memang memiliki orbit hiperbolik. Maka mereka hanya kebetulan melintas dalam tata surya tanpa Matahari dan segenap anggota tata surya bisa memaksanya untuk terikat di kawasan ini seperti halnya Bumi kita dan kawan–kawannya. Setelah sekali mendekat ke Matahari, maka mereka akan melaju cepat menjauh untuk kembali meninggalkan tata surya ini.

Gambar 3. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), berdasarkan pengamatan menggunakan teleskop landas bumi William Herschell di Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal adalah bintang-bintang di latar belakang, yang mengemuka karena teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Gambar 3. Asteroid Oumuamua (bintik putih di tengah foto), berdasarkan pengamatan menggunakan teleskop landas bumi William Herschell di Observatorium La Palma, Canary (Spanyol). Garis-garis putih diagonal adalah bintang-bintang di latar belakang, yang mengemuka karena teleskop ‘dikunci’ ke posisi asteroid. Inilah benda langit pertama yang dipastikan berasal dari luar tata surya. Sumber: Observatorium La Palma, 2017.

Oleh karena itu mereka melesat sangat cepat. Terkait bentuk orbit benda langit dikenal adanya besaran kecepatan lebih hiperbolis, yang menjadi parameter bagi terikat tidaknya benda langit tersebut kepada tata surya kita. Komet dengan orbit paling ellips yang pernah ditemukan, yaitu komet C/1980 E1 Bowell, memiliki kecepatan lebih hiperbolis sebesar 3 km/detik. Angka ini merupakan batas kecepatan lebih hiperbolis tertinggi yang memungkinkan bagi anggota tata surya. Sebaliknya pada asteroid Oumuamua dan komet Borisov kecepatan lebih hiperbolisnya jauh lebih besar, masing–masing 26 km/detik dan 30 km/detik. Dengan kecepatan sebesar itu jelas sudah, mereka memang tak pernah terikat dengan tata surya kita.

Mirip Komet Asli Tata Surya

Berbeda halnya dengan asteroid Oumuamua, komet Borisov menjanjikan kesempatan lebih baik bagi umat manusia. Saat ditemukan komet ini masih berjarak 404 juta kilometer dari Matahari dan sedang bergerak mendekati sang surya menuju titik perihelionnya. Titik perihelion tersebut akan dicapai pada 9 Desember 2019 TU mendatang, dengan jarak 293 juta kilometer. Terhadap Bumi, komet Borisov akan mencapai jarak terdekatnya 19 hari kemudian dengan jarak cukup besar yakni 282 juta kilometer. Dalam dua kesempatan tersebut komet Borisov diperkirakan akan mencapai magnitudo semu +15, atau 2,5 kali lebih redup ketimbang Pluto.

Pasca mencapai perihelion dan titik terdekatnya ke Bumi, komet Borisov akan kembali menjauhi Matahari dan perlahan-lahan pun kian meredup. Namun diperkirakan pada pertengahan tahun 2020 TU mendatang, magnitudo semu komet Borisov masih sebesar +19. Atau setara dengan saat ditemukan. Maka praktis tersedia kesempatan untuk mengamati komet Borisov selama berbulan-bulan kemudian pasca ditemukan.

Situasi ini sangat berbeda dibandingkan asteroid Oumuamua, yang hanya menyediakan kesempatan observasi selama beberapa minggu saja sebelum benda langit tersebut menjadi teramat redup dan berada di luar jangkauan teleskop terkuat sekalipun.Meski demikian dengan prakiraan magnitudo semu hanya +15 pada saat tiba di titik perihelionnya, komet Borisov akan sangat sulit diamati oleh para astronom amatir di Indonesia.

Gambar 4. Orbit komet Borisov di antara orbit planet-planet dalam tata surya kita. Orbit komet ini merupakan orbit hiperbola, sehingga bersifat terbuka dan sangat berbeda dibandingkan orbit ellips milik planet-planet tersebut. Sumber: Anonim, 2019.

Sebagai benda langit yang tidak lahir di lingkungan tata surya kita, akankah komet Borisov memiliki komposisi yang berbeda?

Pengamatan intensif terhadapnya masih terus dilakukan lewat fasilitas teleskop termutakhir, baik yang bersifat landas Bumi maupun landas antariksa. Sejauh ini sejumlah hasil sementaranya telah dipublikasikan. Komet Borisov ternyata juga memiliki komposisi yang tak berbeda jika dibandingkan dengan komet-komet asli tata surya kita. Komet Borisov juga melepaskan uap air dan sianogen.

Fitzsimmons dkk (2019) memperlihatkan pada kondisi pra-perihelion dan sejarak 404 juta kilometer dari Matahari, tingkat pelepasan uap air dari komet Borisov mencapai sekitar 57 kilogram/detik. Pada kondisi yang sama tingkat pelepasan sianogen mencapai sekitar 10 kilogram/detik. Sianogen atau (CN)2 adalah molekul anorganik beracun yang masih bersaudara dengan sianida. Sianogen umum dijumpai pada komet dan menjadi salah satu penanda aktivitasnya. Produksi sianogen komet Borisov masih berada dalam rentang nilai produksi sianogen dari komet-komet asli tata surya kita. Lebih lanjut dapat dikatakan bahwa berdasarkan produksi sianogen-nya, aktivitas komet Borisov setingkat lebih rendah ketimbang komet-komet berperiode panjang asli tata surya kita namun setingkat dengan aktivitas komet-komet berperiode pendek.

Sedangkan Jewitt & Luu (2019) memperlihatkan pada kondisi yang sama, tingkat produksi debu komet Borisov tergolong kecil. Yakni hanya 2 kilogram/detik. Ini tergolong tak-biasa, mengingat komet-komet asli tata surya umumnya memiliki rasio produksi debu terhadap gas (uap air) sebesar 1 atau lebih besar lagi. Kecilnya produksi debu dari komet Borisov kembali menegaskan bahwa komet ini kurang aktif. Saat pengamatan dilakukan, panjang komet Borisov hanyalah 480.000 kilometer atau sedikit lebih besar ketimbang jarak Bumi-Bulan. Tetapi semua itu masih berpotensi untuk berubah manakala komet kian mendekat ke Matahari. Dengan kian mendekati Matahari, maka komet akan menerima paparan angin Matahari yang kian besar sehingga tingkat produksi gas (uap air dan sianogen) serta debunya mungkin akan lebih besar dibanding saat ini.

Dua pengamatan tersebut juga berhasil menguak dimensi inti komet Borisov meski masih berada dalam rentang nilai yang cukup lebar. Fitzsimmons dkk memprakirakan dimensi inti komet Borisov berada di antara 1,4 hingga 16 kilometer. Sedangkan Jewit & Luu menyodorkan prakiraan yang lebih kecil, yakni di antara 0,7 hingga 7,6 kilometer saja.

Asal

Dari Bumi, komet Borisov seakan-akan muncul dari gugusan bintang Cassiopea dan kelak juga akan lenyap dari pandangan mata di rasi bintang yang sama. Kesempatan terbaik guna mengamati komet ini jatuh pada sepuluh hari pertama Desember 2019 TU, meski akan terganggu terangnya cahaya Bulan purnama. Saat itu komet akan berada di rasi bintang Crater yang terletak di sisi barat rasi bintang Virgo. Komet masih bertengger di langit pasca Matahari terbenam dan berlangsung hingga beberapa jam kemudian.

Cukup menarik bahwa darimana komet Borisov berasal telah diprakirakan. Berdasarkan data orbit yang lantas di-input-kan ke dalam perhitungan astronomi, kelompok astronom Polandia (2019) memprakirakan komet Borisov berasal dari sistem bintang Kruger 60 (HD 239960). Ini adalah sistem bintang ganda yang terletak di rasi bintang Cepheus yang tepat bertetangga dengan rasi bintang Cassiopea. Kruger 60 berjarak 13,15 tahun cahaya dari Bumi kita dan beranggotakan dua bintang katai (cebol) coklat. Masing-masing bintang katai coklat tersebut bermassa 0,27 dan 0,18 massa Matahari kita. Kedua bintang katai tersebut terpisahkan jarak 1,42 milyar kilometer, setara jarak Matahari ke Saturnus. Keduanya saling mengedari dengan periode orbit 45 tahun.

Gambar 5. Panorama langit di area rasi bintang Cepheus. Kotak merah menunjukkan kedudukan sistem bintang ganda Kruger 60 yang cukup redup (magnitudo +9,5). Sistem bintang ganda ini diduga merupakan lokasi asal komet Borisov. Diabadikan oleh Peter Mulligan (astronom amatir Inggris) pada 28 Desember 2017 TU menggunakan kamera Canon 1100D dengan lensa 200 mm pada ISO 800 dan waktu paparan 30-40 detik. Dipublikasikan di British Astronomical Association. Sumber: BAA, 2017.

Perhitungan menunjukkan, pada satu juta tahun silam komet Borisov melintas dalam jarak 5,6 tahun cahaya dari sistem bintang Kruger 60. Pada saat itu kecepatan lebih hiperbolis komet terhadap sistem bintang ganda tersebut relatif kecil, yakni hanya 3,4 km/detik. Kecilnya kecepatan tersebut mendatangkan dugaan bahwa komet Borisov semula terikat kepada sistem bintang Kruger 60. Dan oleh suatu sebab, komet Borisov kemudian dihentakkan keluar hingga melanglang buana sejuta tahun lamanya sebelum singgah di lingkungan dekat Bumi kita pada saat ini.

Yang jelas hadirnya komet Borisov memiliki arti penting multidimensi bagi umat manusia. Ia tak hanya berguna untuk lebih memahami semesta khususnya sistem-sistem keplanetan di luar tata surya kita. Namun juga memberikan khasanah baru dalam memitigasi potensi ancaman dari langit.

Referensi :

Fitzsimmons dkk. 2019. Detection of CN gas in Interstellar Object 2I/Borisov. The Astrophysical Journal, submitted.

Jewitt & Luu. 2019. Initial Characterization of Interstellar Comet 2I/2019 Q4 (Borisov). ArXiv 1910.02547, submitted.

Dybczynski dkk. 2019. Kruger 60, a Plausible Home System of the Interstellar Comet C/2019 Q4.ArXiv 1909.10952, submitted.

Tanpa Perang Dingin Takkan Ada Pendaratan Manusia di Bulan

Tahun ini, tepatnya pada 21 Juli 2019 TU (Tarikh Umum) lalu, kita menyongsong setengah abad pendaratan manusia di Bulan dalam dunia yang sudah demikian berubah dan respon yang campur–aduk. Sebagian dari kita terkagum–kagum akan pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi yang menjadi tulang punggung mksi antariksa beresiko tersebut, yang dalam beberapa hal terlalu primitif untuk ukuran masakini. Misalnya, sistem komputer masa itu bertumpu pada prosesor yang selambat siput apabila dibandingkan yang ditanam pada gawai–gawai pintar masakini. Pun kameranya, yang selain lebih lebih berat juga jauh lebih kompleks dibanding kamera berkeping elektronik modern.

Sebaliknya sebagian lainnya mencibir, mencoba denial dan menganggapnya sekedar konspirasi. Pun di Indonesia, negeri yang baru saja melewati tahap demi tahap pemilihan umum 2019, kegiatan elektoral tingkat nasional yang penuh dengan gelimang hoaks. Cacat fotografi di Bulan, besarnya radiasi di sabuk van–Allen hingga kenapa tiada lagi astronot yang mendarat di sana meski sudah berlalu setengah abad lamanya kembali diperbincangkan.

Gambar 1. Pemandangan langka saat roket raksasa Saturnus 5 saat mulai mengangkasa dari landasan peluncuran no. 39A di pusat antariksa Kennedy, Tanjung Canaveral, Florida (Amerika Serikat) pada 16 Juli 1969 TU, diabadikan dari menara peluncuran. Bagian paling atas adalah menara penyelamat, tersambung langsung dengan modul komando wantariksa Apollo 11. Dibawahnya terdapat modul layanan yang berwarna keperakan. Sementara modul pendarat Bulan tersimpan aman dalam sungkup pelindung berbentuk kerucut terpancung, tepat di bawah modul layanan. Sumber: NASA, 1969.

Jarang sekali di antara kita yang mencoba menarik benang merah antara program pendaratan manusia di Bulan dengan dinamika Perang Dingin. Padahal tanpa berkecamuknya Perang Dingin, peristiwa pendaratan manusia di Bulan boleh jadi takkan pernah terjadi hingga masakini. Setidaknya hingga berakhirnya abad ke-20 TU.

Perang Dingin merupakan peningkatan tensi geopolitik yang membentuk perang urat syaraf modern dan mengharu–biru umat manusia sejak usainya Perang Dunia 2 hingga empat dasawarsa kemudian kemudian. Tepatnya sejak 1947 TU hingga tercapainya perjanjian Malta di tahun 1991 TU. Itulah masa tatkala dunia seakan dipaksa memilih untuk berkubu pada salah satu dari dua kekuatan adikuasa. Yaitu blok kapitalis di bawah pimpinan Amerika Serikat atau blok komunis yang digawangi Uni Soviet. Itulah pula rentang masa manakala aneka perseteruan bersenjata berlabel proxy war di antara kedua blok meletus. Mulai dari perang Korea, perang Arab Israel yang berbabak–babak, perang Vietnam, perang sipil Kamboja hingga transisi Orde Lama menuju Orde Baru yang berkuah darah di Indonesia.

Ketertinggalan

Perang dingin juga menjadi masa kala perlombaan senjata didorong jauh menjangkau titik paling ekstrim. Generasi kakek–nenek kita dan kedua orang tua kita menjadi saksi mata betapa kapal–kapal perang menjadi kian tambun yang berdaya gempur kian jauh, langit yang kian riuh oleh lesatan aneka pesawat tempur dan pengebom era jet dan pembangunan senjata–senjata mutakhir berkekuatan dahsyat menggentarkan seperti senjata nuklir. Dan perlombaan antariksa dimana pendaratan manusia di Bulan termasuk didalamnya, adalah turunan langsung dari perlombaan senjata.

Kala John F Kennedy menduduki tahta kepresidenan Amerika Serikat, adikuasa itu nyaris sepenuhnya tertinggal dalam penguasaan antariksa dibandingkan Uni Soviet. Negeri tirai besi, demikian julukan Uni Soviet kala itu, unggul dalam segala hal. Mereka lebih dulu meluncurkan satelit buatan pertama (Sputnik–1), meluncurkan makhluk hidup pertama (anjing bernama Laika), mengorbitkan manusia pertama ke langit (kosmonot Yuri Gagarin) dan bahkan menempatkan perempuan pertama ke orbit (kosmonot Valentina Tereshkova).

Gambar 2. Roket Soyuz-FG saat mulai lepas landas dari Kosmodrom Baikonur (Kazakhstan) pada 18 September 2006 TU mendorong wantariksa Soyuz TMA di hidungnya ke stasiun antariksa ISS. Kecuali sejumlah modifikasi di bagian atas, bentuk dasar roket ini diturunkan dari R-7 Semyorka, rudal balistik antarbenua operasional pertama milik Uni Soviet. Sumber: NASA, 2006.

Kelak mereka pun unggul dalam melakukan perjalanan antariksa pertama (kosmonot Alexei Leonov), mengirimkan wantariksa (wahana antariksa) pendarat pertama ke Bulan dengan selamat (Luna–9) dan mengirim wantariksa pengorbit Bulan pertama yang bekerja baik (Luna–10). Sebaliknya Amerika Serikat terseok–seok dan hanya unggul dalam hal fotografi Bumi pertama dari langit (Explorer 6) serta peluncuran teleskop landas–antariksa pertama (Orbital Solar Observatory).

Kennedy juga melihat Amerika Serikat tertinggal dalam kancah penguasaan rudal balistik antarbenua (ICBM/inter continental ballistic missile), jenis senjata roket baru berhulu ledak nuklir yang berkekuatan menggentarkan. Baik di Amerika Serikat maupun Uni Soviet, pengembangan rudal balistik antarbenua merupakan turunan senjata V-2/A-4 yang dibangun Jerman di masa Perang Dunia 2. Namun Uni Soviet melangkah lebih maju meski mereka tak memboyong insinyur-insinyur top Jerman pascaperang sebagaimana yang dilakukan Amerika Serikat. Analisis badan–badan intelejen menunjukkan hingga tahun 1963 TU Uni Soviet akan memiliki 1.500 butir ICBM, jauh melampaui Amerika Serikat yang diperkirakan baru akan sanggup membangun 130 ICBM saja.

Uni Soviet telah mendemonstrasikan kemampuannya dalam membangun R-7 Semyorka (SS-6 Sapwood), rudal balistik antarbenua operasional pertama di dunia. Awalnya R-7 mampu menghantam sasaran sejauh 6.000 km saat uji terbang di bulan Agustus 1957. Setahun kemudian Soviet bahkan mampu meningkatkan kemampuannya sehingga bisa menjangkau jarak 13.000 km. Soviet pun bereksperimen lebih lanjut dengan memodifikasi R-7 sebagai kuda beban pendorong Sputnik–1 dan wantariksa berikutnya ke orbit. Turunan teknologi rudal balistik R-7 inilah yang tetap dipergunakan hingga saat ini sebagai keluarga roket Soyuz yang mencetak rekor sebagai roket yang paling banyak diluncurkan, yakni lebih dari 1.840 peluncuran sejak 1966 TU. Roket Soyuz sekaligus merupakan roket yang paling andal dan termurah, khususnya sebelum tibanya era roket Falcon 9 dari SpaceX.

Keunggulan dalam hal penguasaan teknologi dan jumlah rudal balistik antarbenua tak sekedar mendemonstrasikan superioritas Soviet. Itu juga menciptakan kekhawatiran ketidakseimbangan kekuatan militer, yang secara langsung mengancam kepentingan Amerika Serikat dan sekutunya. Perasaan inferior itu tak hanya menjangkiti pucuk pimpinan Amerika Serikat, namun juga meluas hingga ke lapisan–lapisan masyarakat. Dan Kennedy ingin membalikkan situasi itu.

Gambar 3. SLBM, varian rudal balistik antarbenua yang diluncurkan dari kapal selam. Peluncuran rudal Trident yang berdaya jangkau 7.400 km ini adalah bagian dari ujicoba peluncuran 9 Oktober 1984 TU. Rudal diluncurkan dari kapal selam nuklir SSBN 658 Mariano G Vallejo milik Angkatan Laut Amerika Serikat. Sumber: US Navy, 1984.

Pertimbangan geopolitik dan strategis militer itulah yang menjadi landasan Kennedy menetapkan program pendaratan manusia di Bulan sebagai salah satu tujuan nasional Amerika Serikat yang baru. Orang Amerika Serikat harus mendarat di Bulan dan kembali lagi ke Bumi dengan selamat sebelum dekade 1960–an Tarikh Umum berakhir. Begitu tekatnya, berapapun biayanya. Program penerbangan antariksa Amerika Serikat pun bertransformasi dari sekedar upaya ala kadarnya berbumbu persaingan antar angkatan dalam tubuh militer menjadi sebuah usaha tersistematis dan massif di bawah administrasi sipil baru bernama NASA dengan tujuan sangat jelas : Bulan.

Program Apollo

Tembakan senapan runduk menutup usia Kennedy secara tragis di jalanan kota Dallas, Texas, pada 22 November 1963 TU. Namun bangunan dasar penerbangan antariksa Amerika Serikat tak berubah meski presidennya silih berganti. Lewat Program Ranger (1961–1965) yang setengah babak–belur, Amerika Serikat mendapatkan pelajaran berharga dalam mengorganisasi pengiriman wantariksa tak berawak ke Bulan. Program Surveyor (1966–1968) menumbuhkan dan melipatgandakan rasa percaya diri, dimana wantariksa tak hanya sekedar memotret namun juga memetakan sebagian wajah Bulan secara sistematis. Baik Program Ranger maupun Program Surveyor meletakkan anak–anak tangga yang dibutuhkan bagi Program Apollo, payung bagi pendaratan manusia Amerika Serikat di Bulan.



Gambar 4. Sebagian besar astronot Program Apollo dalam kesempatan reuni yang langka di NASA Johnson Space Center, Houston (Amerika Serikat) pada 21 Agustus 1978 TU menjelang paparan program antariksa ulang-alik Amerika Serikat. Astronot-astronot yang mendarat di Bulan dilabeli dengan angka merah, sementara yang mengorbit Bulan ditandai dengan angka kuning. Sumber : NASA, 1978.

Neil Armstrong dan Edwin Aldrin memang menjadi dua orang pertama yang menapakkan kaki di Bulan. Akan tetapi tak hanya mereka saja yang pernah berkeliaran di wajah sang candra. Secara keseluruhan terdapat dua belas orang yang pernah mendarat dan mengeksplorasi Bulan. Empat diantaranya masih hidup hingga saat ini. Sebaliknya juga ada dua belas orang pula yang pernah meninggalkan orbit Bumi guna mengorbit sang candra, dengan empat diantaranya telah berpulang.

Di balik langkah–langkah ke–24 orang tersebut, terhampar upaya pengerahan sumber daya manusia dan finansial dalam skala raksasa yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dan belum pernah terulang lagi hingga masakini.

Fisika pendaratan manusia di Bulan dapat disederhanakan sebagai upaya memacu kecepatan sampai hampir melepaskan diri dari pengaruh gravitasi Bumi sembari mengarah ke kedudukan Bulan. Upaya tersebut akan mewujud dalam sebentuk orbit sangat lonjong (ellips) dengan titik terjauh dalam pengaruh kuat gravitasi Bulan. Selanjutnya giliran memperlambat kecepatan hingga bisa memasuki orbit Bulan dan lantas mendarat di paras Bulan dengan lembut.

Dalam praktiknya fisika pendaratan manusia di Bulan menyediakan tiga metode, yakni metode pendaratan langsung, metode perakitan di orbit Bumi dan metode perakitan di orbit Bulan. Metode pendaratan langsung bisa mengirimkan wantariksa berawak tiga astronot langsung ke permukaan Bulan dengan roket berkekuatan tinggi. Namun roket yang dibutuhkan bakal sangat besar. NASA pernah menyiapkan konsep roket Nova, yang diproyeksikan mampu mengangkut 74 ton muatan ke permukaan Bulan. Akan tetapi dengan bobot diperhtungkan hampir 4.500 ton saat peluncuran, Nova dipandang tidak layak secara teknis dan ongkos pembangunannya bakal sangat mahal.

Metode perakitan di orbit Bumi (EOR/earth orbit rendezvous) dipandang lebih murah, tetapi juga lebih kompleks. Pada dasarnya metode ini merupakan variasi dari metode pendaratan langsung, dimana komponen-komponen wantariksanya diluncurkan satu persatu ke orbit rendah Bumi untuk kemudian digandengkan satu dengan yang lain. Peluncuran tambahan harus dilakukan pula guna mengisi bahan bakar roket transfer yang bakal mendorong wantariksa yang sudah tergabung itu ke orbit Bulan. NASA memperhitungkan dibutuhkan 10 hingga 15 peluncuran dengan menggunakan roket Saturnus 1 yang sedang dibangun dan memiliki kapasitas angkut 9 ton ke orbit rendah.

Metode ini tidak menjadi pilihan, selain karena dipandang terlalu kompleks, juga ada kekhawatiran akan penguasaan teknologi penggandengan di langit (orbital rendezvous). Meski kekhawatiran terakhir itu terbukti tak beralasan setelah NASA mengujicobanya lewat misi antariksa berawak di bawah tajuk Program Gemini dengan hasil memuaskan.

Pada akhirnya metode ketiga-lah, yakni perakitan di orbit Bulan (LOR/lunar orbit rendezvous) yang dipilih. Selain yang termurah, metode ini juga hanya membutuhkan satu kali peluncuran roket sehingga jauh lebih efisien. Dengan metode ini pula diperhitungkan impian Kennedy dapat dilaksanakan sebelum dasawarsa 1960-an Tarikh Umum berakhir dengan tenggat waktu yang lebih rasional.

Lewat metode ini maka wantariksa Bulan terbagi atas modul komando, modul layanan dan modul pendarat. Modul pendaratnya dapat dibuat lebih kecil dan dirancang hanya beroperasi di lingkungan bergravitasi rendah seperti Bulan. Ketiganya diluncurkan secara bersama-sama dalam satu roket. Kala tahap transfer ke Bulan dimulai, ketiga modul itu pun digandengkan membuat ketiga astronot memiliki ruang gerak lebih leluasa selama 3 hari mengarungi langit saat berangkat ke Bulan.

Baru setibanya di orbit Bulan, modul pendarat memisahkan diri dan melaksanakan tugas pendaratan di Bulan dengan dua astronot. Usai bertugas, sebagian modul ini (khususnya bagian atas) akan mengangkasa kembali untuk bergandengan dengan modul komando. Begitu kedua astronot dan sampel-sampel batuan/tanah Bulan telah dipindahkan ke modul komando, sisa modul pendarat pun dilepaskan di orbit Bulan. Hanya modul komando inilah yang akhirnya kembali ke Bumi sementara modul layanan dilepaskan di orbit Bumi.

Gambar 5. Sketsa sederhana yang menggambarkan perbedaan besar ukuran wantariksa antara metode pendaratan langsung dengan metode perakitan di orbit Bulan. Dalam metode pendaratan langsung, modul komando dan modul layanan harus didaratkan di Bulan sehingga membutuhkan bahan bakar yang sangat banyak. Konsekuensinya roket pendorongnya harus sangat berat. Sebaliknya dalam metode perakitan di orbit Bulan, hanya modul pendarat saja yang akan mendarat di Bulan. Sehingga roket pendorongnya dapat lebih kecil. Sumber: NASA, 1979.

Sangat Mahal

Pilihan terhadap metode perakitan di orbit Bulan membuat NASA memutuskan membangun roket raksasa Saturnus 5, roket terbesar dan terkuat yang pernah dibuat manusia hingga masa kini. Sebagai roket bertingkat tiga yang menjulang setinggi 111 meter dan bobot 2.900 ton, Saturnus 5 memiliki kapasitas angkut 140 ton ke orbit rendah Bumi (ketinggian 170 km). Kapasitas tersebut mencukupi guna mendorong gabungan modul pendarat Bulan, modul layanan dan modul komando berbobot 30 ton ditambah roket transfer yang bobotnya 90 ton.

Daya dorong akumulatif 3.600 ton timbul kala kelima mesin roket jumbo di tingkat pertamanya dinyalakan. Gabungan kelima mesin itu sungguh rakus, menyedot tak kurang dari 12,5 ton campuran kerosen dan pengoksid dalam tiap detiknya. Daya dorong yang luar biasa itu membuat sensor–sensor pengukur gempa bumi yang berada di segenap daratan Amerika Serikat riuh bergetar manakala roket raksasa ini mulai mengangkasa dari landasan nomor 39A di kompleks peluncuran Tanjung Canaveral, Florida.

Meski telah memilih metode yang paling murah dan paling efisien, begitupun Program Apollo membuat Amerika Serikat harus merogoh koceknya dalam-dalam. Sempat terbelalak menatap usulan anggaran hampir US $ 90 milyar (berdasarkan nilai mata uang 2018) diajukan ke meja kerjanya di Gedung Putih, Kennedy lalu menandatanganinya tanpa banyak cingcong. Kelak anggaran program pendaratan manusia di Bulan membengkak hingga US $ 158 milyar. Itu belum terhitung anggaran Program Ranger (US $ 1 milyar) dan Program Surveyor (US $ 3 milyar). Bayangkan saja, untuk setiap peluncuran roket raksasa Saturnus 5 dibutuhkan dana US $ 1,16 milyar. Sementara Program Apollo meluncurkan 13 roket Saturnus 5 sepanjang periode 1967 hingga 1975 TU.

Gambar 6. Modul pendarat Bulan dari Apollo 11, beberapa jam setelah pendaratan berlangsung, diabadikan oleh Neil Armstrong. Nampak Edwin Aldrin sedang membuka ruang bagasi guna mengeluarkan instrumen ilmiah yang hendak dipasang di Bulan. Sumber: NASA, 1969.

Gambar 6. Modul pendarat Bulan dari Apollo 11, beberapa jam setelah pendaratan berlangsung, diabadikan oleh Neil Armstrong. Nampak Edwin Aldrin sedang membuka ruang bagasi guna mengeluarkan instrumen ilmiah yang hendak dipasang di Bulan. Sumber: NASA, 1969.

Jika kita rupiahkan, anggaran Program Apollo setara dengan Rp 2.200 trilyun (berdasarkan kurs 2018). Sehingga ongkos tiket setiap astronot yang terbang ke Bulan saat itu mencapai Rp 91 trilyun.

Selain dana luar biasa besar, Amerika Serikat juga mengerahkan sumber daya manusia terbaiknya dalam skala yang belum pernah ada. Pada puncaknya Program Apollo mempekerjakan 400.000 orang yang melibatkan 20.000 firma industri dan universitas di segenap penjuru. Di bawah pimpinan Wernher von Braun, pionir peroketan kelahiran Jerman yang bermigrasi ke Amerika Serikat di akhir era Perang Dunia 2, semua itu ditujukan membangun roket raksasa Saturnus 5 dengan modul pendarat, modul layanan dan modul komandonya beserta sistem komunikasi jarak jauh Bumi dan Bulan.

Mobil Bulan

Peluncuran Apollo 11 menyedot perhatian yang sangat besar. Lebih dari sejuta orang berjejalan di tepi pantai dan tepi jalan raya pada jarak yang aman dari landasan nomor 39A. Tokoh-tokoh penting sipil dan militer, termasuk para menteri, gubernur negara bagian, beberapa walikota, duta-dutabesar negara tetangga dan anggota Kongres hadir di panggung kehormatan menyaksikan peluncuran tersebut. Sekitar 25 juta warga Amerika Serikat menyaksikannya lewat siaran langsung stasiun-stasiun televisi. Dunia kian memperhatikannya manakala Armstrong menapakkan kaki di Bulan, disusul Edwin Aldrin. Meski hanya 21,5 jam di paras Bulan dengan hanya 2,5 jam diantaranya yang benar-benar digunakan untuk mengekplorasi wajah sang candra.

Penerbangan Apollo berikutnya tak pernah meraih perhatian sebesar yang diterima Apollo 11. Histeria massa tak terlihat dalam penerbangan Apollo 12 (14 – 24 November 1969 TU), meskipun peluncurannya jauh lebih dramatis (dihempas angin kencang 152 knot dan 2 kali disambar petir) serta mencatat prestasi baru sebagai pendaratan presisi pertama. Penerbangan Apollo 13 (11-17 April 1970 TU) sempat hendak bernasib serupa, sebelum tragedi meledaknya tanki Oksigen yang melumpuhkan total modul layanan menyedot perhatian besar. Misi antariksa berawak ke Bulan pun berubah menjadi misi penyelamatan para astronot. Dan pilihan metode perakitan di orbit Bulan menjadi salah satu kunci penyelamat. Modul pendarat yang nganggur memungkinkan para astronot memodifikasinya sebagai sekoci penyelamat sepanjang sisa misi antariksa yang nyaris berubah bencana itu.

Misi Apollo 14 dan misi-misi antariksa berawak ke Bulan berikutnya (hingga yang terakhir Apollo 17) dipandang sebagai rutinitas NASA belaka. Apollo 14 (31 Januari – 9 Februari 1971 TU) masih melanjutkan eksplorasi Bulan dengan berjalan kaki. Mulai misi Apollo 15 (26 Juli – 7 Agustus 1971 TU), NASA memanfaatkan mobil Bulan sebagai bagian eksplorasi. Mobil Bulan memungkinkan astronot menjelajah lebih jauh ketimbang berjalan kaki. Pada misi Apollo 15, mobil Bulan menempuh jarak hinga 27,8 km. Pada misi Apollo 16 (16-27 April 1972 TU), mobil Bulan menempuh jarak sedikit lebih pendek yakni 27,1 km. Dan pada misi yang terakhir yakni Apollo 17 (7 – 19 Desember 1972 TU), mobil Bulan menempuh jarak yang terjauh hingga 35,74 km. Apollo 17 sekaligus menjadi satu-satunya misi pendaratan manusia di Bulan yang membawa seorang astronot sipil. Yaitu ahli kebumian bernama Harrison Schmitt.

Mengalahkan Soviet

Dipandang dari perspektif politik dan strategi militer, program pendaratan manusia di Bulan pada dasarnya telah mencapai kulminasinya pada misi Apollo 11. Imajinasi bahwa Amerika Serikat telah menang dalam balapan manusia menuju ke Bulan menguasai dunia masa itu. Selepas itu perhatian mulai menyurut dan penerbangan antariksa berawak ke Bulan dipandang mulai menjadi rutinitas, terkecuali pada misi Apollo 13. NASA sendiri telah merencanakan 10 misi pendaratan manusia di Bulan, namun mereka pun mengantisipasi kemungkinan pemotongan anggaran.

Gambar 7. Perbandingan model roket Saturnus 5 milik Amerika Serikat (kiri) dengan roket N-1 milik Uni Soviet (kanan). 13 peluncuran roket Saturnus 5 berlangsung sukses meski dua diantaranya dihinggapi masalah teknis, sementara seluruh peluncuran roket N-1 berujung gagal. Sumber: Anonim, 2011.

Dan benarlah demikian. Di masa kepresidenan Nixon-lah nasib Program Apollo berakhir. Selain dihadapkan pada intensitas Perang Vietnam yang kian meningkat, kian mahal dan makin tak populer di dalam negeri, secara personal Nixon tak menyukai gemuruh penerbangan antariksa yang gemanya terlalu membahana layaknya Program Apollo. Nixon memang menyaksikan para astronot Amerika Serikat satu persatu mendarat di Bulan. Namun ia juga yang mengayunkan kapak pemotong anggaran NASA. Sehingga Program Apollo pun harus berakhir di Apollo 17 dengan Apollo 18 hingga Apollo 20 harus dibatalkan. Seolah meramalkan masa depan, Nixon berujar takkan lagi ada manusia yang mendarat di Bulan hingga abad ke-20 TU berakhir. Ia memang benar.

Nixon memang mengakhiri sebuah era yang dibiayai anggaran berskala raksasa dan ditenagai oleh sumber daya manusia yang tak kalah luar biasa. Sebuah era yang menjadi penanda bahwa Amerika Serikat telah mengungguli Uni Soviet dalam kancah eksplorasi manusia di Bulan. Tanpa tanding.

Di Uni Soviet, walaupun menampakkan kesan enggan berkompetisi sesungguhnya mereka diam–diam juga berupaya mendaratkan manusia di Bulan. Lewat dekrit Nikita Khruschev pada 1964 TU, negeri beruang merah itu memasang tahun 1967 TU sebagai tenggat waktu pendaratan kosmonotnya di Bulan. Tenggat itu lalu direvisi mundur setahun menjadi 1968. Namun dana yang terbatas, desain bangunan roket yang sangat kompleks, berpulangnya sang maestro Sergei Korolev (yang secakap von Braun) secara mendadak pada awal tahun 1966 dan gagalnya ujicoba penerbangan roket Bulannya secara berturut–turut membuat kosmonot Soviet tetap berkutat di titik nol. Tak pernah berhasil pergi ke Bulan.

Salah satu kegagalan yang menyesakkan terjadi hanya dua minggu jelang penerbangan Apollo 11. Roket N–1, sang raksasa bertingkat 5 dengan tinggi 105 meter dan bobot 2.750 ton yang dirancang bakal menjadi kuda beban Soviet ke Bulan, gagal terbang. Hanya 10 detik pasca lepas landas, manakala baru mencapai ketinggian 100 meter, mendadak 29 mesin roket tingkat pertamanya mati. Hanya tersisa sebuah mesin saja yang berfungsi normal. Akibatnya roket terberat kedua sedunia dengan daya dorong terbesar (4.600 ton) itu pun kembali mencium Bumi, meledak dan terbakar hebat selama berjam–jam kemudian hingga menghancurkan landasannya.

Gambar 8. Saat-saat roket raksasa N-1 mulai mengangkasa dari kosmodrom Baikonur, Kazakhstan (saat itu Uni Soviet). Kemungkinan dalam uji terbang yang kedua (3 Juli 1969 TU) atau yang ketiga (26 Juni 1971 TU). Sumber : Smithsonian, 2019.

Bencana ini menandai satu dari empat kegagalan ujicoba terbang roket N–1 selama kurun 1969 hingga 1972 TU. Setelah menyaksikan 12 astronot Amerika Serikat sukses mengeksplorasi Bulan, akhirnya Leonid Brezhnev sang supremo Soviet pasca Nikita memutuskan lempar handuk. Pada tahun 1974 TU ia menghentikan segenap upaya negara beruang merah itu untuk mengirim kosmonotnya ke Bulan. Dunia baru mengetahui semua cerita ini berbelas tahun kemudian, manakala Perang Dingin sudah berakhir dan Uni Soviet tepat di pintu keruntuhan.

Versi singkat artikel ini dipublikasikan di Kompas.com

Kabel Menjuntai dan Listrik pun Memble

Separuh Jawa bagian barat mendadak gulita pada Minggu 4 Agustus 2019 TU (Tarikh Umum) malam seiring peristiwa padam listrik massif (blackout atau power outage) yang berlangsung sejak pukul 11:50 WIB. Sebanyak 22 juta pelanggan di tiga propinsi (Banten, DKI Jakarta dan Jawa Barat) terdampak olehnya. Peristiwa ini berlangsung hingga sekitar 30 jam, meski di beberapa tempat durasinya lebih panjang hingga dua hari kemudian yang sempat diselingi pulihnya aliran listrik dalam sesaat.

Padamnya listrik massif ini berdampak cukup luas. Di ranah transportasi, fasilitas transportasi publik ikonik Jabotabek seperti KRL (kereta rel listrik) dan MRT (moda raya terpadu) terpaksa berhenti. Gardu-gardu otomatis di pintu-pintu tol juga lumpuh dan transaksi pun kembali ke tunai. Di ranah bisnis, potensi kerugian Rp 200 milyar sudah membayang di sektor ritel. Jaringan perbankan dan internet pun terhambat berat, menyebabkan banyak ATM (anjungan tunai mandiri) tak bisa diakses. PLN sendiri, sebagai penyedia layanan listrik tunggal, dikabarkan bakal merogoh koceknya dalam-dalam, hingga senilai Rp 865 milyar, untuk memenuhi kompensasi atas padamnya listrik massif ini.

Skala pemadaman ini adalah yang terbesar dalam sistem interkoneksi Jawa-Bali sejak 2005 TU. Pada 18 Agustus 2005 TU juga terjadi padam listrik massif yang berdampak pada 120 juta orang. Hanya saja durasi pemadamannya terbatas selama 3 jam. Padam listrik massif yang jauh lebih besar, karena meliputi segenap Jawa-Bali, terjadi pada 17 Agustus 1991 TU malam. Durasinya juga selama 3 jam. Hanya di daerah-daerah dimana terdapat pasokan listrik lokal dan tak bergantung pada pasokan PLTU Suralaya saja yang tak terpengaruh. Padam listrik massif berikutnya terjadi pada 13 April 1997 TU yang berlangsung selama 10 jam.

Gambar 1. Peta sederhana sistem interkoneksi Jawa-Bali. Nampak lintasan paralel pantura dan pansela Jawa Tengah. Masing-masing lintasan terdiri atas dua jalur SUTET. Awal reaksi berantai yang menimbulkan padam listrik massif ditengarai berasal dari lintasan pantura Jawa Tengah, tepatnya di sisi barat kota Semarang. Sumber: PLN, 2019.

Interkoneksi

Untuk peristiwa dengan skala sebesar kejadian padam listrik massif 4-5 Agustus 2019 TU kemarin, tentu ada banyak faktor yang berkontribusi. Tak mungkin hanya ada satu faktor tunggal saja yang menjadi penyebabnya. Di sini saya hanya mengupas salah satu dari sekian banyak faktor yang memungkinkan, khususnya dari sudut pandang fisika. Namun sebelum masuk ke bagian itu, lebih dulu perlu dipahami bagaimana sistem interkoneksi listrik Jawa-Bali pada saat ini. Saya menyarikannya dari beberapa sumber, terutama dari tulisan mas Aldi di media sosial facebook-nya.

Sistem interkoneksi listrik Jawa-Bali merupakan suatu sistem tenaga listrik yang menggabungkan seluruh pembangkit listrik di pulau Jawa dan Bali beserta segenap gardu induknya melalui saluran transmisi yang bertujuan untuk melayani beban yang ada pada semua gardu induk yang terhubung. Sistem ini menjamin tersedianya penyaluran tenaga listrik secara terus-menerus meskipun kepadatan bebannya cukup tinggi dan meliputi pada area yang cukup luas. Keandalannya dapat dipegang dan kualitasnya pun tinggi. Meski di sisi lain sistem interkoneksi ini pun mengandung kelemahan, mulai dari biayanya yang tinggi hingga kerentanannya apabila salah satu atau beberapa pembangkit listrik yang berpartisipasi mengalami gangguan sehingga harus lepas (trip) dulu untuk sementara. Gangguan itu berpotensi pada kolaps-nya sebagian atau bahkan seluruh sistem.

Pada saat ini sistem interkoneksi listrik Jawa-Bali bertumpu pada dua lintasan paralel, masing-masing lintasan pantai utara (pantura) dan lintasan pantai selatan (pansela) Jawa. Setiap lintasan masih terdiri atas dua jalur SUTET (saluran udara tegangan ekstra tinggi) 500 kilovolt (500.000 volt). Filosofi dari dua jalur ini adalah salah satunya berfungsi sebagai cadangan untuk yang lain apabila mengalami gangguan. Lewat empat jalur SUTET inilah daya listrik yang diproduksi terutama di Jawa Tengah dan Jawa Timur disalurkan ke arah barat, menuju DKI Jakarta dan sekitarnya sebagai daerah dengan beban listrik terbesar. Tentunya setelah kebutuhan masing-masing propinsi terpenuhi.

Dengan cara itulah Jawa Timur memasok 1.277 megawatt 1.034 megawatt listrik ke sistem interkoneksi yang melintasi Jawa Tengah. Dan setelah melewati Jawa Tengah sistem interkoneksi tersebut masih membawa 1.387 megawatt 2.088 megawatt daya listrik menuju Jawa Barat dan DKI Jakarta. Daya sebesar itu dibagi ke dalam dua lintasan. Lintasan pantura Jawa Tengah menyalurkan 940 megawatt 1.586 megawatt listrik sementara lintasan pansela Jawa Tengah kebagian menyalurkan 491 megawatt 475 megawatt listrik.

Kabel SUTET terbuat dari logam yang memiliki kemampuan konduktor (penghantar listrik) namun juga memiliki hambatan listrik. Dua hal berbeda ini yang menentukan seberapa besar daya listrik yang bisa dialirkan melalui kabel SUTET. Besarnya tegangan yang melewati kabel SUTET memang telah dipatok sebagai tegangan ekstra tinggi 500 kilovolt, yang dipilih guna mereduksi sebesar mungkin potensi terjadinya kehilangan daya listrik seiring transmisi di sistem interkoneksi. Maka seberapa besar daya listrik boleh dialirkan menentukan seberapa besar kuat arus dalam kabel SUTET. Umumnya kuat arus listrik yang diperkenankan mengalir dalam kabel SUTET sebesar 2.000 Ampere. Dengan demikian satu jalur SUTET hanya diperkenankan menyalurkan maksimal 1.000 megawatt daya listrik saja.

Sebagai konduktor yang memiliki hambatan listrik, kabel listrik juga menghasilkan panas. Panas diproduksi oleh hambatan listrik yang dimilikinya dan bergantung kepada kuat arus yang mengalir dalam kabel. Pada kabel listrik yang terbuka seperti umum dijumpai di Indonesia, produksi panas diperbolehkan hingga batas tertentu saja. Yakni sepanjang panas tersebut dapat didinginkan dengan cara ditransfer ke lingkungan (udara) untuk mencapai keseimbangan termal.

Pemuluran Kabel

Masalah timbul manakala daya listrik yang mengalir melebihi batasan. Sehingga kuat arus didalam kabel SUTET pun menjadi lebih besar, yang berakibat pada produksi panas lebih besar pula hingga melampaui kemampuan pendinginannya. Karena kabel SUTET terbuat dari logam, pertambahan panas bakal membuatnya mengalami ekspansi termal. Terjadilah pemuaian yang besarnya sebanding dengan pertambahan suhu, yang mewujud sebagai memanjang atau mulurnya kabel SUTET. Karena ditopang oleh menara-menara transmisi (tinggi 40 meter), maka kombinasi antara ekspansi termal dan gravitasi membuat kabel SUTET akan mulai menjuntai di antara dua menara.

Masalah tersebut kian kompleks manakala di bawah bentangan kabel SUTET terdapat obyek pengganggu. Misalnya pucuk pepohonan. Kala kabel SUTET yang kian menjuntai bersua dengan pucuk pepohonan, terjadilah lucutan listrik disertai suara ledakan mirip petir. Di saat yang sama kuat arus yang mengalir dalam kabel akan berosilasi cukup besar yang sontak memicu aktifnya relai pelindung. Relai yang aktif segera memutus jalur tersebut demi melindungi diri dari potensi kerusakan lebih besar. Dan daya listrik yang seharusnya mengalir melalui jalur tersebut pun terpaksa dialihkan ke jalur lain, atau bahkan malah distop.

Itulah yang diindikasikan terjadi di dusun Malon, kelurahan Gunungpati, kota Semarang (Jawa Tengah) sekitar 2 menit sebelum padam listrik massif terjadi. Di sekitar koordinat 7º 05′ 54″ LS 110º 21′ 34″ BT, kabel SUTET terbawah yang sedang menjuntai akhirnya bertemu atau sangat berdekatan dengan pucuk-pucuk pohon tanaman budidaya. Terjadilah lucutan listrik. Penduduk setempat melihat kilatan cahaya, disusul nyala api dan suara ledakan hingga empat kali berturut-turut sejak pukul 11:27 WIB hingga 11:48 WIB. Tak lama kemudian padam listrik massif pun terjadi.

Gambar 2. Dusun Malon, kelurahan Gunungpati, kota Semarang (Jawa Tengah) pada citra Google Earth. Nampak posisi menara SUTET bagian dari lintasan paralel pantura Jawa Tengah. Ellips putus-putus menandakan lokasi dimana lucutan listrik terjadi yang ditandai kilatan cahaya, nyala api dan suara ledakan mirip petir. Sumber: Sudibyo, 2019.

Dalam kasus dusun Malon ini, panjang kabel SUTET yang menggantung di antara dua menara bersebelahan adalah 450 meter. Kabel terbuat dari tembaga, logam dengan koefisien muai panjang 0,000017 /º C pada temperatur lingkungan 20º C. Anggaplah produksi panas akibat beban berlebih yang diterima jalur SUTET ini menyebabkan kabel memiliki suhu 100º C. Pada suhu tersebut maka kabel mengalami pemuluran menjadi sepanjang 450,5 meter. Penambahan panjang inilah yang membuat kabel mulai menjuntai.

Tentu saja, kabel menjuntai akibat panas internal yang berujung terjadinya lucutan di dusun Malon hanya salah satu faktor. Masih tersisa pertanyaan, misalnya mengapa daya yang tersalur lewat jalur ini bertambah sehingga kabel bertambah panas? Lalu mengapa lucutan menyebabkan dua jalur SUTET sekaligus kolaps? Selanjutnya mengapa 940 megawatt 1.287 megawatt daya listrik yang semula melewati lintasan pantura Jawa Tengah beralih begitu saja ke lintasan pansela Jawa Tengah? Sementara di lintasan ini hanya tersedia satu jalur SUTET yang aktif, satunya lagi masih dalam perawatan terjadwal. Dengan satu jalur aktif yang sudah mengangkut 491 megawatt 979 megawatt daya listrik, tambahan 940 megawat 1.287 megawatt daya listrik yang dialihkan begitu saja dari lintasan pantura yang kolaps bakal sangat membebani hingga membuat lintasan pansela Jawa Tengah pun menyusul kolaps. Dan masih banyak pertanyaan lainnya.

Semoga tim penyelidik gabungan Kementerian ESDM – Polri – Kementerian BUMN mampu menelusuri akar permasalahan yang membuat padam listrik massif ini terjadi, termasuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut. Agar bencana serupa tak lagi terulang di masa depan.

Pembaharuan : Data Teknis

Kawan di PLN membagikan outline data teknis terkait peristiwa lucutan di dusun Malon yang telah dipaparkan di atas. Sebelumnya, angka-angka daya listrik yang ditransfer dari Jawa Timur ke barat dan juga dari Jawa Tengah ke barat adalah berdasarkan pada posisi data pukul 10:00 WIB. Menjelang pukul 11:27 WIB, yakni tepat sebelum terjadi lucutan listrik yang pertama, daya listrik yang ditransfer dari Jawa Tengah ke barat mencapai 2.266 megawatt. Ini masih berada di bawah ambang batas stabilitas 2.300 megawatt. Dari daya listrik sebanyak itu, sejumlah 1.287 megawatt disalurkan melalui lintasan pantura Jawa Tengah tepatnya melalui dua jalur SUTET aktif. Sementara sisanya 979 megawatt disalurkan lewat lintasan pansela Jawa Tengah yang pada saat itu hanya memiliki satu jalur SUTET aktif (satunya lagi masih dalam perawatan). Listrik yang dialirkan memiliki kuat arus 842 Ampere dengan frekuensi 49,9 Hz yang stabil baik di ujung timur maupun ujung barat sistem interkoneksi ini.

Lucutan pertama di dusun Malon terjadi pada pukul 11:27 WIB. Perekam data PLN mendeteksi terjadinya lonjakan arus listrik hingga sebesar ~4.000 Ampere yang kemudian turun kembali lewat osilasi eksponensial gayut waktu ke posisi 842 Ampere. Dalam lucutan pertama ini baik jalur kesatu maupun jalur kedua SUTET masih tetap aman. Lucutan kedua terjadi pada pukul 11:45 WIB, yang menimbulkan lonjakan kuat arus listrik hingga sebesar 3.410 Ampere. Jalur kedua SUTET langsung kolaps sementara jalur kedua tetap aman. Lucutan ketiga dan keempat terjadi pada pukul 11:48 WIB, masing-masing hanya berselisih 4 detik. Dalam dua lucutan tersebut, arus listrik masing-masing melonjak ke posisi 4.870 Ampere dan 4.638 Ampere. Tepat 3 detik kemudian jalur kesatu SUTET pun kolaps. Kolaps-nya kedua jalur ini menyebabkan daya listrik sebesar 1.287 megawatt sontak berpindah ke lintasan pansela Jawa Tengah.

Gambar 3. Sekuens peristiwa lucutan listrik di dusun Malon seperti yang terekam dalam Gardu Induk Pemalang dan Ungaran. Terjadi empat peristiwa lucutan sejak pukul 11:27 WIB hingga 11:48 WIB yang pada akhirnya menyebabkan lintasan pantura Jawa Tengah kolaps. Sumber: PLN, 2019.

Kolaps-nya lintasan pantura Jawa Tengah membawa akibat sangat serius dalam upaya menjaga stabilitas frekuensi. Tepat 3 detik pasca kolaps, frekuensi arus listrik di ujung timur (yang tercatat di Gardu Induk Banyuwangi-Gilimanuk) melambung ke 51,43 Hz sementara di ujung barat (yang tercatat di gardu Induk Suralaya) anjlok ke 48,35 Hz. Terjadi selisih 3 Hz, yang seharusnya tak boleh terjadi. Dalam dua menit pasca kolaps, frekuensi arus listrik di ujung timur telah stabil di angka 50,7 Hz. Sebaliknya di ujung barat yang semula sempat melonjak ke posisi 49,24 Hz terus menurun ke 47,11 Hz. Penurunan frekuensi secara konsisten ini menyebabkan sejumlah pembangkit listrik akhirnya melepaskan diri (trip) secara otomatis dari sistem interkoneksi sebagai bagian dari sistem proteksi. Akibatnya padam listrik massif pun terjadi.

Gambar 4. Terjadinya separasi frekuensi listrik dalam sistem interkoneksi Jawa-Bali menyusul kolaps-nya lintasan pantura Jawa seperti yang terekam dalam Gardu Induk Banyuwangi dan Suralaya. Normalnya tidak boleh terjadi perbedaan frekuensi di titik manapun dalam sistem interkoneksi. Sumber: PLN, 2019.

Berikut adalah foto-foto dari pepohonan di dusun Malon yang terlibat dalam proses lucutan listrik. Sejumlah tanda lewatnya arus listrik terlihat di pepohonan tersebut, mulai dari ranting yang menghangus hingga kulit pohon yang tersayat memanjang.

Gambar 5. Pepohonan yang teraliri arus listrik dalam serangkaian kejadian lucutan listrik di dusun Malon tepat menjelang padam listrik massif di pulau Jawa. Nampak jejak aliran arus listrik dalam bentuk sayatan panjang di kulit pohon (panah kuning) dan ranting yang hangus (panah merah). Sumber: PLN, 2019.

Referensi:

Marsudi. 2005. Pembangkitan Energi Listrik. Jakarta : Erlangga.

Stevenson. 1983. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Jakarta : Erlangga, edisi keempat.

PLN. 2019. Gangguan Partial Blackout Sistem Jawa Bali 4 Agustus 2019.

Gempa Pelabuhan Ratu, Sebuah Catatan Singkat

Gambar 1. Peta intensitas getaran dari Gempa Pelabuhan Ratu 2 Agustus 2019 (magnitudo 7,4) menurut BMKG

Hingga 2 jam pasca Gempa Pelabuhan Ratu 2 Agustus 2019, tak terdeteksi adanya usikan khas tsunami pada stasiun-stasiun pasangsurut BIG (Badan Informasi Geospasial) terdekat, yakni stasiun Pelabuhan Ratu (Jawa Barat) dan stasiun Binangeun (Banten). Laut terlihat normal seperti biasanya. Patut disyukuri, mengingat berdasarkan kedudukan lokasi episentrum dan durasi gempa yang lumayan lama sempat membuat saya menerka mungkin ini jenis gempa unik yang dikenal sebagai slow-quake atau tsunami-earthquake. Yakni jenis gempa yang bsa memproduksi tsunami lebih besar ketimbang skala gempanya itu sendiri.

Dengan magnitudo 7,4 menurut rilis awal BMKG, maka gempa ini melepaskan energi 1,89 megaton TNT (setara 95 butir bom nuklir Nagasaki) yang merambat sebagai gelombang seismik. Energi totalnya tentu jauh lebih besar lagi, namun nggak perlu lah disinggung di sini. Yang jelas gempa ini bersumber dari area seluas 75 x 27 kilometer persegi. di area tersebut terjadi pematahan kerak bumi yang menimbulkan pergeseran rata-rata 260 cm (dengan pergeseran maksimal 330 cm). Pergeserannya besar? Ya. Namun mekanisme sumber gempanya (beachball) didominasi oleh pematahan mendatar (strike slip).

Komponen pergeseran vertikal sangat kecil. Dalam hitungan pak Widjo Kongko (dan saya juga setuju), hanya sekitar 5 cm saja. Dengan pergeseran vertikal yang kecil maka andaikata pergeseran tersebut juga mencapai dasar Samudera Indonesia di atas sumber gempa, deformasi dasar laut yang terjadi bakal sangat kecil. Usikan kolom air laut diatasnya pun bakal sangat kecil sehingga tsunami tak terbentuk. Keyakinan pribadi bahwa gempa ini tak menimbulkan tsunami juga datang dari lamanya durasi gempa, yang mengindikasikan bahwa sumber gempa tersebut relatif dalam. Hampir segenap tsunami merusak yang dibangkitkan oleh gempa bumi memiliki gempa dengan sumber yang dangkal / sangat dangkal.

Tentu saja, semua ini hanya bisa dituliskan dalam beberapa waktu pascagempa. Ya 2 jam untuk saya sendiri, di tengah sok sibuk ini dan itu serta data lebih lengkap telah berdatangan dari sana sini Namun jika anda misalnya bertugas di ruang operasi Sistem Peringatan Dini Tsunami Indonesia (InaTEWS) di gedung BMKG Kemayoran, Jakarta, dimana sahabat saya pak Daryono bertahta, anda hanya punya waktu lima menit untuk menganalisis sebelum menyebarluaskan informasi. Ya hanya lima menit, dengan data yang masih terbatas. Sistem peringatan dini tsunami Indonesia memang dirancang harus cepat, mengingat kajian-kajian menunjukkan banyak pesisir Indonesia yang hanya punya waktu kurang dari 15 menit sebelum terjangan tsunami datang manakala sumber gempanya berada persis di hadapannya. Bahkan dalam kasus khusus seperti di Palu 2018 lalu, tsunami menggempur pantai hanya dalam tempo 3 menit (!).

Semoga Gempa Pelabuhan Ratu 2019 ini tidak menelan korban. Pelajaran yang bisa diambil, bagi saya pribadi, tetaplah waspada namun jangan berlebihan. Manakala kelak ada gempa bumi lagi dengan peringatan dini tsunami-nya, cermati daerah-daerah mana saja yang tergolong Waspada dan Siaga. Kita yang berada di luar daerah itu silahkan tetap waspada, namun tak perlu ikut-ikutan mengungsi.