Melacak Jejak Chang’e 3 di Bulan

Robot penjelajah Yutu bakal menghabiskan detik-detik tahun baru 2014 dalam senyap setelah mulai berhibernasi sejak 26 Desember 2013. Hibernasi terjadi seiring malam yang merembang di Bulan dan berlangsung sampai 14,5 hari berikutnya, sehingga Yutu tidak mendapat pasokan energi Matahari yang cukup untuk menghidupi instrumen-instrumennya dan hanya bisa tertidur dengan energi minimum dari batereinya. Namun heboh yang dipicu pendaratannya Bulan pada Sabtu 14 Desember 2013 pukul 20:11:18 WIB silam masih tetap meraja di Bumi hingga jelang detik-detik akhir 2013. Beragam reaksi muncul seiring kesukesan Cina menempatkan Yutu di Bulan, hingga menjadikannya negara ketiga yang mampu melakukannya setelah AS dan (eks) Uni Soviet. Ada yang memujinya sebagai pendaratan wahana antariksa termulus Bulan sepanjang sejarah. Decak kagum pun terlontar akan keberhasilan Cina meski negara itu baru pertama kalinya mengirim robot penjelajah ke Bulan. Namun tak jarang pula yang mencacinya sebagai bagian upaya pencitraan negeri tirai bambu itu dalam orkestrasi yang mirip dengan kisah konspirasi pendaratan manusia di Bulan.

Gambar 1. Wahana pendarat Chang'e 3 dan robot penjelajah Yutu dengan posisinya masing-masing di permukaan Bulan berdasarkan citra satelit LRO per 25 Desember 2013. Sumber: NASA, 2013; CCTV, 2013.

Gambar 1. Wahana pendarat Chang’e 3 dan robot penjelajah Yutu dengan posisinya masing-masing di permukaan Bulan berdasarkan citra satelit LRO per 25 Desember 2013. Sumber: NASA, 2013; CCTV, 2013.

Terlepas apapun reaksi dunia, sukses Cina menempatkan Yutu kian mengukuhkan ambisi sang naga dalam menguasai angkasa khususnya sepanjang satu dasawarsa terakhir. Catatan sukses Cina berderet semenjak Shenzou 5 mengangkasa pada 2003 silam dengan mengangkut taikonot (istilah Cina untuk antariksawan/antariksawati) pertama, sebagai rintisan dari penerbangan 9 taikonot berikutnya. Lalu Bulan pun mulai dieksplorasi lewat program Chang’e yang mewujud lewat peluncuran Chang’e 1 (2007) dan Chang’e 2 (2010). Stasiun antariksa juga menjadi bahan garapan seiring beroperasinya Tiangong-1 sejak 2011, sebagai prototipe stasiun modular yang dikembangkan Cina di bawah program Tiangong. Sukses itu bakal kian lengkap andaikata satelit Yinghuo-1 berhasil mengorbit Mars pada 2012. Sayangnya Yinghuo-1 terpaksa turut terkatung-katung selama 3 bulan lamanya di orbit Bumi bersama Phobos-Grunt yang menjadi penggendongnya, sebelum akhirnya jatuh tercebur dalam bara api di Samudera Pasifik pada 15 Januari 2012. Perkembangan pesat ini sungguh tak terbayangkan bagi negara yang pada 40 tahun silam nyaris terperosok ke dalam negara gagal akibat salah urus dan kelaparan besar-besaran, yang membuatnya sempat menyandang julukan ‘planet mati.’

Spesifikasi

Gambar 2. Citra panoramik (pandangan 250 derajat) di sekeliling titik pendaratan Chang'e 3 yang dikonstruksi oleh Marcio DiLorenzo dan Ken Kremer berdasarkan citra-citra hasil bidikan Chang'e 3 yang dipublikasikan televisi CCTV. Nampak robot penjelajah Yutu berada di arah timur laut. Sumber: DiLorenzo & Kremer, 2013 dengan teks oleh Sudibyo.

Gambar 2. Citra panoramik (pandangan 250 derajat) di sekeliling titik pendaratan Chang’e 3 yang dikonstruksi oleh Marcio DiLorenzo dan Ken Kremer berdasarkan citra-citra hasil bidikan Chang’e 3 yang dipublikasikan televisi CCTV. Nampak robot penjelajah Yutu berada di arah timur laut. Sumber: DiLorenzo & Kremer, 2013 dengan teks oleh Sudibyo.

Cina melalui badan antariksa nasionalnya memang tidak memublikasikan detail teknis wahana pendarat (lander) Chang’e 3 maupun robot penjelajah Bulan (lunar rover) bernama Yutu secara lengkap. Hanya disebutkan bahwa wahana Chang’e 3 memiliki bobot 3.800 kg saat diluncurkan dari Bumi dan 1.200 kg saat mendarat di Bulan. Selain sebagai kendaraan pengangkut robot penjelajah Yutu, wahana Chang’e 3 juga berfungsi sebagai observatorium pengamat langit lewat teleskop Ritchey-Chretien 150 mm guna pengamatan galaksi, inti galaksi aktif, bintang variabel, bintang ganda, nova, kuasar dan blazar pada spektrum ultraviolet dalam rentang panjang gelombang 2.450 hingga 3.400 Angstrom. Teleskop ini berkemampuan mengamati benda langit yang cukup redup hingga batas hingga magnitudo semu +13. Selain itu wahana Chang’e 32 juga dilengkapi dengan kamera ultraviolet khusus yang bekerja pada panjang gelombang 3.040 Angstrom guna mengobservasi atmosfer plasma Bumi.

Sedangkan Yutu merupakan robot penjelajah beroda 6 dengan bogie mirip robot Curiosity (Mars Science Laboratory) yang dioperasikan NASA di Mars semenjak 2012. Kemiripan lainnya juga bisa dijumpai pada struktur tiang kamera (mast) dengan kamera panoramik di pucuknya. Tetapi Yutu jauh lebih kecil dan lebih sederhana dibanding Curiosity, mengingat beratnya hanya 140 kg dan panjang 1,5 meter. Yutu mengangkut 20 kg instrumen ilmiah dalam rupa 2 kamera panoramik, 2 kamera navigasi dan 2 kamera penghindar bahaya serta spektrometer APXS, inframerah dan radar GPR. Kamera panoramik memungkinkan Yutu untuk mengambil foto stereoskopik (3-dimensi) dengan sudut pandang layaknya mata manusia. Sementara kamera penghindar bahaya dan kamera navigasi membuat Yutu bisa mendeteksi ukuran dan jarak suatu benda pengganggu (misalnya bongkahan batu) lewat teknik triangulasi.

Spektrometer APXS (Alpha Proton X-ray Spectrometer) merupakan instrumen spektrometer yang berguna untuk ‘mengendus’ kelimpahan unsur dan senyawa pada sampel batuan dan tanah Bulan yang dikenai bombardemen sinar radiokatif partikel alfa dengan jalan menganalisis spektrum energi partikel alfa terhambur, proton dan juga sinar-X lemah. Spektrometer inframerah juga menyandang tugas serupa, namun terfokus pada spektrum energi inframerah yang dipancarkan sampel batuan dan tanah Bulan setelah tersinari Matahari. Dan radar GPR (Ground Penetrating Radar) berfungsi untuk menganalisis lapisan-lapisan tanah Bulan hingga kedalaman 30 m dan struktur kerak Bulan hingga kedalaman ratusan meter.

Gambar 3. Perkiraan zona pendaratan Chang'e 3 seperti dirilis Phil Stooke (NASA) dibandingkan dengan zona pendaratan yang sesungguhnya seperti dipublikasikan melalui televisi CCTV. Sumber: Stooke, 2013; CCTV, 2013.

Gambar 3. Perkiraan zona pendaratan Chang’e 3 seperti dirilis Phil Stooke (NASA) dibandingkan dengan zona pendaratan yang sesungguhnya seperti dipublikasikan melalui televisi CCTV. Sumber: Stooke, 2013; CCTV, 2013.

Guna menghidupi instrumen-instrumen ini Yutu menggunakan energi Matahari yang diubah menjadi energi listrik lewat sepasang sayap panel suryanya. Ketergantungan terhadap Matahari membuat Yutu praktis hanya bisa beroperasi penuh di siang hari Bulan. Sementara di malam hari Bulan ia berhibernasi. Agar tidak mati beku, Yutu dilengkapi dengan sejumlah tablet pemanas radioaktif yang dilekatkan khususnya pada sistem komputernya. Sebaliknya untuk menjaganya tidak terpanggang kepanasan di kala siang, Yutu dilengkapi dengan sistem pendingin cair dua fase layanknya yang diterapkan pada pakaian antariksa. Dengan segala perlengkapan tersebut, Yutu dirancang untuk bekerja selama 3 bulan dengan mengeksplorasi area seluas 3 kilometer persegi dan mampu berjalan hingga 10 km jauhnya dari titik pendaratan.

Resolusi Tinggi

Seperti halnya detail teknisnya, Cina pun tak mempublikasikan bakal lokasi pendaratan Chang’e 3 dan Yutu secara lengkap. Hanya disebutkan keduanya akan didaratkan di Teluk Pelangi atau Sinus Iridum, yakni bagian Mare Imbrium (laut hujan) yang menjorok membentuk separuh lingkaran layaknya teluk. Kawasan Sinus Iridum dibatasi oleh dua pegunungan yang menjorok ke Mare Imbrium seperti semenanjung (promontorium), masing-masing Promontorium Laplace di sisi timur dan Promontorium Heraclides di sisi barat. Sebagian sempat berspekulasi Cina bakal mendaratkan Chang’e 3 dan Yutu di dekat kawah Laplace A, struktur produk tumbukan komet/asteroid purba dengan fitur geologis yang menakjubkan dalamnya. Sebelum Chang’e 3 diluncurkan, Cina diketahui telah memetakan sebagian besar kawasan Sinus Iridum hingga Mare Imbrium pada resolusi tinggi (hingga 1,5 meter/pixel) melalui Chang’e 2.

Namun hingga sehari jelang pendaratan, bakal lokasi pendaratan tetap tidak dipublikasikan. Di sisi lain NASA melalui Phil Stooke di Goddard Spaceflight Center mencoba untuk mengestimasi zona pendaratannya dengan menggunakan pengetahuan aktivitas Chang’e 2 di masa silam dan profil orbit Chang’e 3 saat mulai mengedari Bulan. Didapatkan bahwa zona pendaratan itu berbentuk persegi sepanjang sekitar 350 km dengan lebar 50 km yang mencakup sebagian besar area Sinus Iridum dan bagian kecil Mare Imbrium. Pusat zona pendaratan berdekatan dengan kawah Laplace A yang spektakuler, namun Chang’e 3 sejatinya dapat mendarat di titik manapun sepanjang berada dalam zona pendaratan.

Gambar 4. Sekuens titik lokasi pendaratan Chang'e 3 dalam beragam resolusi seperti diperlihatkan oleh peta QuickMap. Lokasi pendaratan ditandai dengan anak panah putih, nama kawasan dengan huruf tegak sementara nama kawah dengan huruf kecil miring. Nama-nama "kawah ganda" dan "kawah 450 m" merupakan istilah penulis dan bukan nama resmi. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Sudibyo, 2013 berdasarkan QuickMap.

Gambar 4. Sekuens titik lokasi pendaratan Chang’e 3 dalam beragam resolusi seperti diperlihatkan oleh peta QuickMap. Lokasi pendaratan ditandai dengan anak panah putih, nama kawasan dengan huruf tegak sementara nama kawah dengan huruf kecil miring. Nama-nama “kawah ganda” dan “kawah 450 m” merupakan istilah penulis dan bukan nama resmi. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Sudibyo, 2013 berdasarkan QuickMap.

Untungnya Cina tidak pelit berbagi informasi pada saat detik-detik pendaratan. Siaran langsung pun dipancarkan oleh stasiun televisi negara CCTV (China Central Television). Estimasi zona pendaratan pun ditampilkan, yang ternyata mirip dengan apa yang telah dipublikasikan Phil Stooke. Detik-detik pendaratan yang diabadikan melalui kamera pembantu pendaratan di pantat Chang’e 3 memungkinkan kita menyusuri bagaimana detik-detik terakhir wahana antariksa pendarat ini melayang di atas permukaan Bulan sebelum mendarat dengan selamat. Rekonstruksi dari citra demi citra pembantu pendaratan tersebut yang dikombinasikan dengan peta global Bulan terkini beresolusi tinggi produk misi LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) yang dioperasikan NASA semenjak 2009 membuat kita mampu melacak dimana tepatnya Chang’e 3 dan Yutu mendarat dengan tingkat presisi yang cukup tinggi.

Sebelum 2009 memang telah tersedia peta Bulan, misalnya produk pemotretan sejumlah misi Apollo lewat Modul Komando-nya selagi Modul Bulan mendarat dan melaksanakan tugas di permukaan Bulan. Atau lewat misi antariksa pemetaan Bulan pasca Apollo menggunakan satelit Clementine (1994), Lunar Prospector (1998-1999), Selene/Kaguya (2007-2009) dan SMART-1 (2003-2006). Namun semuanya memiliki resolusi terbatas. Kehadiran satelit LRO mengubah segalanya. Pemilihan orbit rendah Bulan dan penggunaan instrumen pencitra (kamera) beresolusi sangat tinggi membuat LRO mampu memproduksi peta Bulan dengan resolusi sangat tinggi yang tak pernah terbayangkan sebelumnya hingga bongkahan-bongkahan batuan di permukaan Bulan pun mampu diamati dengan baik. Begitu tajamnya kamera satelit LRO sehingga sisa-sisa wahana pendarat yang bertebaran di sekujur wajah Bulan mampu diabadikannya dengan baik. Baik itu milik AS seperti wahana-wahana pendarat dalam program Ranger, Surveyor dan Apollo maupun milik eks-Uni Soviet lewat program Luna. Kamera LRO bahkan mampu pula melacak jejak bendera di beberapa titik pendaratan Apollo, lewat tapak bayangannya, maupun alur-alur roda hasil manuver robot penjelajah Lunokhod-1 dan Lunokhod-2. Kemampuan ini sungguh tak terbayangkan sebelumnya bahkan andaikata kita mengamati Bulan dengan menggunakan teleskop sekelas teleskop Hubble sekalipun.

Mare Imbrium

Jadi dimana Chang’e 3 mendarat?

Gambar 5. Perbandingan wajah Bulan melalui QuickMap (kiri) dan rekonstruksi citra pembantu pendaratan Change'3 oleh Tezio (kanan). Sejumlah fitur permukaan Bulan nampak jelas dalam kedua citra, baik fitur berukuran besar seperti kawah A dan tepian kawah 450 m (B) maupun fitur berukuran kecil seperti kawah 1, 2 dan 3. Garis putus-putus menunjukkan proyeksi lintasan yang ditempuh Chang'e 3 sebelum pendaratannya. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Tezio, 2013 dan Sudibyo, 2013 dengan QuickMap.

Gambar 5. Perbandingan wajah Bulan melalui QuickMap (kiri) dan rekonstruksi citra pembantu pendaratan Change’3 oleh Tezio (kanan). Sejumlah fitur permukaan Bulan nampak jelas dalam kedua citra, baik fitur berukuran besar seperti kawah A dan tepian kawah 450 m (B) maupun fitur berukuran kecil seperti kawah 1, 2 dan 3. Garis putus-putus menunjukkan proyeksi lintasan yang ditempuh Chang’e 3 sebelum pendaratannya. Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber: Tezio, 2013 dan Sudibyo, 2013 dengan QuickMap.

Peta yang dipublikasikan dalam siaran langsung CCTV menunjukkan Chang’e 3 mendarat di sisi timur zona pendaratannya, sejauh sekitar 160 km di sebelah timur-timur laut kawah Laplace A. Badan antariksa nasional Cina menyodorkan koordinat 44,12 LU 19,51 BB sebagai lokasi pendaratan Chang’e 3.

Pelacakan dengan menggunakan peta QuickMap, yakni peta Bulan global produk pemetaan satelit LRO yang dikhususkan bagi publik, menunjukkan Chang’e 3 memang mendarat di sekitar koordinat tersebut. Perbandingan dengan citra-citra kamera pembantu pendaratan berhasil mengidentifikasi sejumlah fitur di permukaan Bulan yang terekam kamera saat Chang’e 3 sedang melayang dengan lintasan dari selatan ke utara menuju titik pendaratannya. Citra panoramik permukaan Bulan di sekeliling titik pendaratan Chang’e 3 yang dikirimkan secara bertahap begitu wahana tersebut mendarat pun cocok dengan fitur permukaan Bulan di lokasi yang diduga menjadi koordinat titik pendaratannya. Maka jelaslah bahwa Chang’e 3 mendarat di koordinat 44,1146 LU 19,5149 BB yang secara geografis terletak di sebelah timur kawah tanpa nama berdiameter sekitar 450 meter yang penuh dengan bongkahan-bongkahan batu beraneka ragam ukuran sebagai produk tumbukan komet/asteroid purba. Secara geografis titik pendaratan ini masih berada di dalam kawasan Mare Imbrium.

Gambar 6. Citra satelit LRO untuk lokasi pendaratan Chang'e 3 yang diambil pada 30 Juni 2013 (kiri) dan 25 Desember 2013 (kanan), masing-masing dengan Matahari berada di atas horizon barat Bulan. Tanda panah menunjukkan posisi wahana Chang'e 3 (C) dan robot penjelajah Yutu (Y). Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber : NASA, 2013.

Gambar 6. Citra satelit LRO untuk lokasi pendaratan Chang’e 3 yang diambil pada 30 Juni 2013 (kiri) dan 25 Desember 2013 (kanan), masing-masing dengan Matahari berada di atas horizon barat Bulan. Tanda panah menunjukkan posisi wahana Chang’e 3 (C) dan robot penjelajah Yutu (Y). Panduan arah, atas = utara, kanan = timur. Sumber : NASA, 2013.

Lokasi Chang’e 3 dan robot Yutu akhirnya dipastikan sepenuhnya setelah satelit LRO melintas di atas lokasi pendaratan pada 25 Desember 2013 pukul 10:53 WIB pada ketinggian 150 km dari permukaan Bulan, yang memungkinkan kamera LRO memotret koordinat Chang’e 3 dengan resolusi hingga 150 meter/pixel 150 centimeter/pixel. Perbandingan dengan citra lokasi yang sama yang diambil satelit LRO pada 30 Juni 2013 menunjukkan kehadiran dua tonjolan baru, yang tak ada pada citra 30 Juni 2013. Tonjolan itu jelas bukan benda alamiah layaknya bongkahan batu Bulan, karena topografi lokasi tersebut nyaris datar (sehingga tak memungkinkan ada longsoran yang menggerakkan batu Bulan) dan tiada gunung berapi di Bulan pada masa kini (sehingga tak mungkin ada letusan yang mampu melontarkan bongkahan batu). Dua tonjolan itu juga bukanlah batu yang hadir dari luar Bulan sebagai meteorit, karena jatuhnya meteorit ke Bulan selalu diiringi dengan pembentukan kawah dan cipratan material produk hantaman ke sekeliling kawah. Hanya ada satu alasan terkait kehadiran dua tonjolan baru itu. Itulah Chang’e 3 dan Yutu.

Iklan

Jarak 200 Meter Tak Cukup Untuk Mengerem, di Balik Tragedi Bintaro 2

Hingga dua hari pasca kejadian, kecelakaan tubrukan KRL Commuter Line 1131 relasi Serpong-Tanah Abang dengan truk tanki pengangkut premium berkapasitas 24 kiloliter di perlintasan Pondok Betung, Bintaro (Jakarta Selatan) yang terjadi pada Senin siang 9 Desember 2013 pukul 11:18 WIB telah merenggut nyawa 7 orang sementara 75 orang lainnya masih dirumahsakitkan akibat luka-luka berat dan ringan yang dideritanya. Berapa total kerugian dalam musibah yang lantas populer sebagai Tragedi Bintaro 2 masih dihitung namun diduga mencapai milyaran rupiah.

Gambar 1. Bangkai salah satu gerbong KRL 1131 yang berhasil ditegakkan kembali setelah 12 jam terguling dalam Tragedi Bintaro 2. Sumber: Humas KAI Daop I Jakarta, 2013.

Gambar 1. Bangkai salah satu gerbong KRL 1131 yang berhasil ditegakkan kembali setelah 12 jam terguling dalam Tragedi Bintaro 2. Sumber: Humas KAI Daop I Jakarta, 2013.

Kecelakaan bertempat di perlintasan Pondok Betung, lokasi yang juga memegang peran krusial dalam mata rantai penyebab Tragedi Bintaro 26 tahun silam, tepatnya pada 19 Oktober 1987 silam dengan skala kedahsyatan jauh lebih besar hingga merenggut nyawa 156 orang dan lebih dari 300 orang luka-luka. Tragedi itu sendiri terjadi pada titik sejarak sekitar 500 meter di selatan perlintasan Pondok Betung dimana petak rel mengambil bentuk melengkung. Hingga kini Tragedi Bintaro lebih dari seperempat abad silam itu masih memegang rekor sebagai kecelakaan kereta api terburuk sepanjang sejarah Indonesia. Reaksi berantai kesalahan insani membuat dua buah kereta api, masing-masing KA 220 dari stasiun Kebayoran Lama dan KA 225 dari stasiun Sudimara, melaju berlawanan arah di petak rel yang sama sehingga tabrakan saling berhadapan (head-on) dalam kecepatan menengah (antara 25 dan 30 km/jam) tak terelakkan. Perlintasan Pondok Betung seyogyanya menjadi salah satu titik yang bisa mencegah tragedi berdarah itu, andaikata penjaganya memahami isyarat situasi darurat yang dihantarkan stasiun Sudimara lewat semboyan genta perlintasan.

Bagaimana dengan Tragedi Bintaro 2? Sejauh ini polisi masih bekerja keras melakukan olah TKP (tempat kejadian perkara) dan menganalisisnya, begitu juga KNKT (Komite Nasional Keselamatan Transportasi). KNKT menyebut mungkin butuh waktu tiga bulan untuk menyelidiki kecelakaan ini sampai tuntas. Sebuah perkiraan yang wajar, mengingat banyaknya komponen kunci pengungkap kecelakaan baik di kabin KRL 1131 maupun di truk tanki yang hangus atau bahkan meleleh dimakan api. Masinis, asisten masinis dan teknisi kereta turut menjadi korban tewas, sementara sopir dan kernet truk berada dalam kondisi kritis. Di sisi lain ketiadaan kamera pengawas dalam bentuk CCTV juga membuat upaya mengungkap akar permasalahan tragedi ini menjadi lebih sulit.

Jarak Pengereman

Gambar 2. Posisi titik Tragedi Bintaro 2 (ditandai dengan "09-12-2013") di perlintasan Pondok Betung terhadap titik Tragedi Bintaro seperempat abad silam (ditandai dengan "19-10-1987") dalam citra satelit spektrum visual. Jalan besar di sisi kanan (timur) adalah bagian ruas jalan tol JORR sementara jalan sejenis di sisi k iri (barat) adalah bagian ruas jalan tol Serpog. Sumber; Google Maps, 2013 dengan teks oleh Sudibyo, 2013.

Gambar 2. Posisi titik Tragedi Bintaro 2 (ditandai dengan “09-12-2013”) di perlintasan Pondok Betung terhadap titik Tragedi Bintaro seperempat abad silam (ditandai dengan “19-10-1987”) dalam citra satelit spektrum visual. Jalan besar di sisi kanan (timur) adalah bagian ruas jalan tol JORR sementara jalan sejenis di sisi kiri (barat) adalah bagian ruas jalan tol Serpong. Sumber; Google Maps, 2013 dengan teks oleh Sudibyo, 2013.

Bagaimana sesungguhnya mata rantai yang memicu Tragedi Bintaro 2 ini, biarlah KNKT yang menjawabnya dalam 3 bulan mendatang. Namun tanpa menelisik terlalu jauh, ada satu pelajaran bersama yang harus kita ambil dari kecelakaan ini, yakni bahwa kereta api (termasuk KRL) bukanlah kendaraan biasa dan memiliki beberapa ciri khas. Salah satunya adalah kebutuhan jarak pengereman, yakni jarak minimal yang dibutuhkan agar kereta api bisa berhenti dengan aman tanpa memicu insiden maupun kecelakaan khususnya bagi dirinya sendiri.

Dalam fisika, saat sebuah benda melaju dengan kecepatan tertentu yang konstan, benda tersebut bisa berhenti (kehilangan kecepatan) bila padanya diberikan gaya horizontal yang berlawanan arah dengan arah gerak benda. Dalam kereta api gaya tersebut berwujud gaya gesek pada roda-roda kereta yang diberikan dalam proses pengereman. Secara umum kemudian berlaku kesetaraan antara usaha pengereman (yakni gaya gesek dikalikan jarak pengereman) dengan energi kereta (yakni selisih energi kinetik kereta api antara kecepatan awal dan kecepatan akhir). Kesetaraan ini sebenarnya juga berlaku untuk kendaraan jenis lain. Namun kereta api adalah unik, karena menjadi gabungan dari sejumlah gerbong yang masing-masing memiliki energi dan momentumnya sendiri-sendiri seiring kecepatannya. Sehingga pengeremannya harus dilakukan sedemikian rupa sehingga setiap gerbong juga mengalami usaha pengereman masing-masing secara seragam dan tidak menyebabkan roda-roda kereta api selip yang bisa memicu peristiwa anjlok dengan segala akibatnya. Untuk itulah pengereman kereta api selalu membutuhkan jarak pengereman tertentu, yang terutama bergantung kepada konfigurasi gerbong dan kecepatannya.

Secara umum jarak pengereman bisa diketahui melalui persamaan berikut :

bintaro_jarakpengereman_umumNamun pada kereta api khususnya di Indonesia, terdapat persamaan empirik berikut yang diperoleh dari Bagian Rekayasa Teknik Divisi Sarana PT KAI :

bintaro_jarakpengereman_empirikPengereman Bintaro

Bagaimana peran pengereman dan jarak pengereman dalam Tragedi Bintaro 2? Mari kita telisik informasi teknis KRL 1131 yang telah dipublikasikan di media, misalnya oleh Tempo. KRL terdiri dari 8 gerbong dengan setiap gerbong dilengkapi fasilitas pendingin udara sehingga bobotnya mungkin 31 ton. Sebagai catatan, gerbong tanpa AC berbobot 30 ton.
Setiap gerbong mampu mengangkut maksimal 250 penumpang, baik duduk maupun berdiri. Karena kereta diberitakan tidak terlalu penuh, mari anggap jumlah penumpang rata-rata per gerbong adalah 200 orang dengan bobot rata-rata penumpang beserta barang bawaannya adalah 60 kg. Dengan demikian bobot total setiap gerbong adalah sekitar 43 ton dan keseluruhan KRL memiliki bobot sekitar 344 ton.

KRL melaju pada kecepatan 70 km/jam, kecepatan yang wajar karena ia telah berjarak cukup jauh dari stasiun Pondok Ranji dan belum akan memasuki stasiun berikutnya (yakni stasiun Kebayoran Lama). Kecepatan ini disebutkan masih berada di bawah ambang batas kecepatan maksimum yang diijinkan untuk operasi kereta, yakni 80 km/jam. Persentase pengereman sebuah gerbong dalam kondisi penumpang penuh adalah 85 %. Sehingga pada kecepatan 70 km/jam tersebut dan dengan asumsi petak rel adalah datar tanpa tanjakan dan kelokan, maka andaikata pengereman berlangsung sempurna (yakni pada kedelapan gerbong KRL 1131 tersebut) kereta baru akan berhenti setelah menempuh jarak pengereman sejauh 309 hingga 324 meter. Dan dalam kasus paling ekstrim dimana pengereman hanya bisa terjadi pada satu gerbong saja sementara tujuh lainnya tak berfungsi oleh suatu sebab (sehingga remnya blong), maka jarak pengeremannya menjadi jauh lebih panjang lagi, yakni sebesar 1.454 hingga 1.523 meter. Lebih lengkapnya dapat dilihat dalam tabel berikut :

Gambar 3. Tabel variasi jarak pengereman hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Gambar 3. Tabel variasi jarak pengereman hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Mari kita lihat pula bagaimana posisi petak rel Pondok Ranji-Kebayoran Lama khususnya di sekitar lokasi kecelakaan. Dari citra satelit dalam spektrum visual diketahui bahwa sekitar 200 meter ke selatan dari perlintasan Pondok Betung, lintasan rel tak lagi lurus karena mulai melengkung sebagai bagian dari lengkungan S. Pada 1987 silam lengkungan ini juga memegang peranan penting dalam Tragedi Bintaro. KRL 1131 melaju dari arah selatan, sehingga dapat dikatakan bahwa masinis dan asisten masinisnya baru akan bisa melihat situasi perlintasan begitu keluar dari lengkungan, saat jaraknya tinggal 200 meter. Angka ini lebih kecil daripada jarak pengereman sempurna sekalipun. Sehingga tabrakan memang tak terhindarkan.

Sekarang mari kita lihat apakah respon para petugas di kabin masinis dapat mereduksi keparahan kecelakaan ini. Bila mereka spontan mengerem begitu mendeteksi adanya hambatan di perlintasan, alias dengan waktu reaksi 0 detik, maka pada saat tiba di perlintasan KRL masih memiliki kecepatan antara 44 hingga 65 km/jam. Sementara jika mereka baru bereaksi 5 detik kemudian, alias dengan waktu reaksi 5 detik, kecepatan KRL saat mencapai perlintasan masih sebesar 58 hingga 68 km/jam. Dari sisi ini jelas bahwa tabrakan pun tak terhindarkan. Lebih lengkapnya lihat tabel berikut :

Gambar 4. Tabel variasi kecepatan tubrukan hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu pada waktu reaksi 0 detik setelah masinis melihat truk tanki, berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Gambar 4. Tabel variasi kecepatan tubrukan hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu pada waktu reaksi 0 detik setelah masinis melihat truk tanki, berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Apakah KRL tidak bisa direm lebih kuat lagi? Secara teknis bisa dan para petugas di kabin masinis tentu sangat mengetahuinya. Namun konsekuensinya jauh lebih besar. Pengereman lebih kuat akan menyebabkan roda-roda kereta selip sehingga potensi tergulingnya gerbong-gerbong cukup besar. Dan karena melaju dengan kecepatan mula-mula yang besar (yakni 70 km/jam), gerbong-gerbong yang terguling akan bergerak meliar sehingga menghasilkan tingkat keparahan lebih besar. Terlebih lagi dengan lintasan yang melengkung, maka gaya sentrifugal yang tersisa akibat pengereman lebih kuat dapat membawa gerbong-gerbong yang terguling keluar dari lintasan dan menghantam pemukiman penduduk, khususnya di sisi barat rel. Apabila hal ini terjadi, korban jiwa dan luka-luka bisa membengkak hebat.

Gambar 5. Tabel variasi kecepatan tubrukan hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu pada waktu reaksi 5 detik setelah masinis melihat truk tanki, berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Gambar 5. Tabel variasi kecepatan tubrukan hasil simulasi untuk KRL 1131 dengan asumsi-asumsi tertentu pada waktu reaksi 5 detik setelah masinis melihat truk tanki, berdasarkan situasi paling tak sempurna (yakni hanya rem satu gerbong yang berfungsi) hingga situasi pengereman sempurna (rem seluruh gerbong berfungsi) mengikuti masing-masing jenis rem. Sumber: Sudibyo, 2013.

Konsekuensi lebih buruk itulah yang nampaknya menjadi pertimbangan para petugas dalam kabin masinis KRL 1131 untuk memilih tetap melakukan pengereman sembari memperingatkan penumpang setelah menyaksikan adanya truk tanki masih nangkring di perlintasan, meski mereka tahu ada konsekuensi lain yang bakal menanti. Dengan kecepatan yang masih tergolong besar saat tiba di perlintasan, mereka tahu tubrukan dengan truk tanki bakal menyebabkan perlambatan hebat yang berimbas pada timbulnya percikan api dan pelelehan setempat bidang kontak rel dengan roda-roda kereta. Namun pilihan itulah yang mereka ambil. Tragedi pun terjadilah dan tetap merenggut nyawa, termasuk seluruh petugas di kabin masinis. Namun malapetaka yang jauh lebih besar dapat dihindari seiring tetap bertahannya ketujuh gerbong KRL di rel tanpa terguling. Angkat topi untuk dedikasi para petugas, yang rela mengorbankan nyawanya demi menghindari malapetaka lebih besar !

Dan dengan munculnya api, potensi kebakaran besar pasca tubrukan akibat tersulutnya bahan bakar sangat terbuka. Dan memang demikianlah yang terjadi dalam tragedi Senin siang lalu. Begitu tubrukan terjadi, KRL 1131 masih sempat melaju hingga 20 meter jauhnya bersama truk tanki di ujung kabin masinis, sebelum kemudian berhenti. Dengan demikian terjadi perlambatan sebesar 95 hingga 96 % G (G = percepatan gravitasi di permukaan Bumi). Perlambatan sebesar ini selain sontak mengagetkan dan menjatuhkan orang-orang, khususnya yang tak bersiap, juga menghasilkan percikan api yang berlimpah dan inilah yang menyulut kebakaran.

Gambar 6. Simulasi kasar apa yang bakal terjadi bila KRL 1131 (digambarkan dengan garis kuning tebal putus-putus) melakukan pengereman sangat kuat begitu mulai keluar dari lengkungan. KRL akan terguling ke kiri (ke arah barat) dan menghantam area bertanda segitiga diarsir. Sumber; Google Maps, 2013 dengan teks oleh Sudibyo, 2013.

Gambar 6. Simulasi kasar apa yang bakal terjadi bila KRL 1131 (digambarkan dengan garis kuning tebal putus-putus) melakukan pengereman sangat kuat begitu mulai keluar dari lengkungan. KRL akan terguling ke kiri (ke arah barat) dan menghantam area bertanda segitiga diarsir. Sumber; Google Maps, 2013 dengan teks oleh Sudibyo, 2013.

Semoga sifat unik pergerakan kereta api dan tragedi ini menyadarkan kita semua untuk tak lagi mengambil pilihan nekat dengan menerobos perlintasan, baik berpalang pintu ataupun tidak, apapun alasannya khususnya tatkala kereta api hendak melintas. Sebab kenekatan kita tak hanya akan berimbas pada diri kita sendiri namun juga mempertaruhkan nyawa orang lain.

Rujukan :

KNKT. 2003. Laporan Investigasi Kecelakaan Kereta Api, Tabrakan Antara Rangkaian KA 146 Empu Jaya dengan Rangkaian KA 153 Gaya Baru Malam Selatan, 25 Desember 2001. Laporan Nomor KNKT/KA.01.02/03.01.001.

ISON, Dari Debu Kembali Menjadi Debu

Saga komet ISON akhirnya berakhir tragis. Bintang berekor yang semenjak setahun silam digadang-gadang bakal meraih tahta “komet abad ini” seiring prediksi awal yang memperlihatkan ia bakal menghias langit sebagai obyek lebih terang ketimbang Bulan purnama akhirnya jatuh tersungkur di beranda Matahari. Jangankan menyamai Venus atau bahkan seterang Bulan purnama, komet ISON hanya sempat mencapai magnitudo semu sekitar -2,5 saja sebelum kemudian mulai meredup. Hingga 2 Desember 2013, apa yang semula berupa komet ISON telah berubah total menjadi awan debu yang terus melebar dan meredup dengan magnitudo semu hanya sekitar +8.

Apa yang sebenarnya dialami komet ISON?

Data berlimpah yang dipasok oleh armada satelit pengamat Matahari seperti STEREO (Solar and Terestrial Relation Observatory) dan SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) melalui beragam instrumennya memungkinkan kita untuk mengikuti perjalanan komet pelintas-dekat Matahari (sungrazer) itu. Khususnya dalam rentang waktu 28 hingga 30 November 2013, yakni saat-saat yang krusial bagi komet ISON.

Gambar 1. Dramatisnya perubahan kecerlangan komet ISON sebelum mencapai titik perihelionnya. Atas: 38 jam sebelum perihelion, komet masih redup dengan magnitudo semu +2,5. Nampak badai Matahari (CME 1 = coronal massa ejection 1) sedang menjalar meski tak langsung mengarah ke komet. Tengah : 15 jam sebelum perihelion, komet dalam kondisi paling terang dengan magnitudo semu -2,5. Nampak badai matahari berikutnya (CME 2) sedang menjalar. Dan bawah : 4 jam sebelum perihelion, komet kembali meredup dengan magnitudo semu anjlok ke antara +2 hingga +1 saja. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 1. Dramatisnya perubahan kecerlangan komet ISON sebelum mencapai titik perihelionnya. Atas: 38 jam sebelum perihelion, komet masih redup dengan magnitudo semu +2,5. Nampak badai Matahari (CME 1 = coronal massa ejection 1) sedang menjalar meski tak langsung mengarah ke komet. Tengah : 15 jam sebelum perihelion, komet dalam kondisi paling terang dengan magnitudo semu -2,5. Nampak badai matahari berikutnya (CME 2) sedang menjalar. Dan bawah : 4 jam sebelum perihelion, komet kembali meredup dengan magnitudo semu anjlok ke antara +2 hingga +1 saja. Sumber: NASA, 2013.

Analisis Zdenek Sekanina, astronom spesialis komet di Jet Propulsion Laboratory NASA, terhadap citra-citra STEREO dan SOHO menunjukkan komet ISON memang menjumpai masalah saat sedang menuju ke perihelionnya. Awalnya komet memang menunjukkan tanda-tanda penambahan kecerlangan, seperti yang seharusnya dialami setiap komet yang sedang menuju ke perihelionnya. Namun dalam 12 jam sebelum mencapai perihelionnya, inti komet mulai terpecah-belah (terfragmentasi) secara beruntun dan menghancur (terdesintegrasi). Sehingga dalam sembilan jam kemudian inti komet ISON telah sepenuhnya menghilang. Apa yang terlihat sebagai obyek mirip komet dalam citra satelit SOHO setelah perihelion lebih merupakan kumpulan debu produk fragmentasi bercampur kepingan-kepingan sisa inti komet ISON beraneka ukuran yang masih terus menghablur dan hancur secara perlahan di bawah tekanan angin Matahari dan temperatur tinggi. Resolusi instrumen LASCO C3 satelit SOHO memang tak memungkinkan untuk menelisik kepingan demi kepingan inti komet ISON itu. Namun dengan ekornya yang melebar menyerupai kipas yang sekilas mengingatkan pada ekor komet Shoemaker-Levy 9, pada awalnya kepingan-kepingan sisa inti komet ISON itu mungkin berjajar layaknya untaian permata sebelum kemudian terus mengecil dan berubah menjadi debu yang terus melebar.

Badai Matahari

Sekilas peristiwa lenyapnya inti komet ISON kala berada di dekat perihelionnya terasa mengejutkan. Namun hal ini sebenarnya sudah diprediksi sejumlah kalangan jauh hari sebelumnya. Michael Kelley dalam kesempatan 8th Meeting of the NASA Small Bodies Assessment Group (SBAG) di awal 2013 telah memikirkan adanya empat skenario yang potensial diderita komet ISON, ulai dari kehancuran (desintegrasi) pada jarak cukup jauh dari perihelion, pemecah-belahan inti pada jarak cukup jauh dari perihelion, pemecah-belahan inti di dekat perihelion dan kehancuran di dekat perihelion. Empat skenario tersebut didasarkan pada faktor internal dan eksternal komet. Faktor internal meliputi seberapa kuat inti komet yang direpresentasikan oleh massa jenis dan porositasnya (volume pori-pori/rongga dalam inti dibanding volume inti secara keseluruhan) dan seberapa cepat ia berotasi pada sumbunya. Sementara faktor eksternal meliputi hembusan angin dan badai Matahari, suhu tinggi akibat berdekatan dengan Matahari dan batas Roche Matahari. Batas Roche Matahari merupakan jarak tertentu dari Matahari dimana gaya tidal Matahari telah cukup besar sehingga sebuah benda langit yang tepat berada sini akan memiliki selisih gaya gravitasi cukup besar antara bagian yang menghadap Matahari dengan bagian yang membelakanginya. Selisih cukup besar itu mampu menghancurkan struktur benda langit hingga berkeping-keping.

Dalam realitasnya inti komet ISON mulai mengalami penghancuran pada 12 jam sebelum mencapai perihelionnya, atau kala jaraknya ke Matahari masih sebesar 0,0592 SA yang setara dengan 8,9 juta kilometer atau 13 kali jari-jari Matahari. Jarak ini masih terlalu jauh dari batas Roche Matahari yang hanya sebesar 3,7 kali jari-jari Matahari (untuk benda pejal dengan massa jenis 0,4 gram per sentimeter kubik) atau hanya 2,6 kali jari-jari Matahari (untuk benda berongga dengan massa jenis 0,4 gram per sentimeter kubik). Inti komet ISON pun masih berjarak cukup jauh dari jarak maksimum untuk memulai proses ablasi, yakni 1,01 kali jari-jari Matahari. Maka jelas bukan gaya tidal Matahari maupun pemanasan sangat tinggi yang menghancurkan komet ISON.

Gambar 2. Bagaimana wajah komet ISON berubah total hanya dalam waktu 60 jam terlihat dalam citra komposit ini, mulai dari 30 jam sebelum perihelion saat komet masih cukup terang (bawah) hingga 30 jam setelah melewati perihelionnya saat sisa komet sudah sangat redup (atas). Sumber: NASA, 2013.

Gambar 2. Bagaimana wajah komet ISON berubah total hanya dalam waktu 60 jam terlihat dalam citra komposit ini, mulai dari 30 jam sebelum perihelion saat komet masih cukup terang (bawah) hingga 30 jam setelah melewati perihelionnya saat sisa komet sudah sangat redup (atas). Sumber: NASA, 2013.

Lalu apa penyebabnya? Menarik sekali bahwa pada Rabu 27 November 2013, kala komet ISON mulai memasuki medan pandang instrumen LASCO C3 satelit SOHO, pada saat bersamaan terlihat adanya semburan massa koronal (coronal mass ejection/CME) sebagai pertanda kejadian badai Matahari. Semburan massa ini cukup cukup besar, nampaknya berasal dari flare kelas M atau bahkan kelas X. Namun tiadanya lonjakan fluks sinar-X yang diterima satelit GEOS pada saat yang sama menunjukkan bahwa flare itu berasal dari sisi jauh Matahari (bagian Matahari yang membelakangi kita) dan mungkin bersumber dari bintik Matahari AR 1903 yang sudah dikategorikan sebagai bintik Matahari potensial bagi flare kelas M. Lintasan badai Matahari ini tidak tepat berpotongan dengan komet ISON sehingga tak terjadi hantaman telak. Namun sebagian kecil materi badai matahari tersebut nampaknya menubruk inti komet. Nampaknya tekanan besar akibat hantaman badai Matahari ini yang membuat struktur inti komet ISON, yang yang aslinya cukup rapuh, tak lagi sanggup bertahan. Maka pasca badai Matahari, komet ISON terdeteksi mulai menunjukkan peningkatan kecerlangan yang dramatis.

Tak Sendirian

Saat sebuah komet hancur berkeping-keping, segenap kepingnya masih tetap berada di orbit induknya semula. Dan mereka pun masih terus bergerak menyerupai gerakan induknya semula. Dan karena sangat dekat dengan Matahari, tekanan angin Matahari dan suhu yang tinggi menyebabkan kepingan-kepingan tersebut terus tergerus hingga hancur. Proses penggerusan membutuhkan waktu tertentu, maka tak mengherankan bila gumpalan debu sisa komet ISON masih terdeteksi hingga dua hari kemudian. Indikasi proses penghancuran yang terus berlangsung nampak dari jejak ekor yang diperlihatkan sisa komet ISON. Ekor yang menjauhi Matahari merupakan jejak penghancuran pasca perihelion, sementara ekor yang mengara ke timur merupakan jejak pemecah-belahan dan penghancuran pra-perihelion.

Gambar 3. Dinamika gumpalan debu sisa komet ISON sebagaimana terekam satelit STEREO-A instrumen HI-1 pada 1 hingga 3 Desember 2013. Pada 1 Desember, sisa komet masih nampak jelas (atas), namun pada 2 Desember ia sudah cukup kabur (tengah). dan pada 3 Desember, sisa komet ISON sudah tak terdeteksi lagi. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 3. Dinamika gumpalan debu sisa komet ISON sebagaimana terekam satelit STEREO-A instrumen HI-1 pada 1 hingga 3 Desember 2013. Pada 1 Desember, sisa komet masih nampak jelas (atas), namun pada 2 Desember ia sudah cukup kabur (tengah). dan pada 3 Desember, sisa komet ISON sudah tak terdeteksi lagi. Sumber: NASA, 2013.

Hancurnya komet ISON cukup mengagetkan sebagian kita, khususnya yang berdiam di belahan Bumi utara. Sebab komet ini semula diprediksikan sangat cemerlang di langit hemisfer utara pasca perihelionnya. Namun peristiwa tersebut sebenarnya tidaklah eksklusif. Dua tahun silam, komet populer lainnya yakni Komet Elenin, pun remuk setelah terhantam badai Matahari 20 Agustus 2011. Inti komet Elenin terdesintegrasi dan lenyap bahkan sebelum komet sempat mencapai perihelionnya. Bagi komet-komet sungrazer, peristiwa tersebut bahkan berlangsung lebih sering lagi meski kejadiannya hanya bisa disaksikan melalui pantauan satelit SOHO.

Komet pada umumnya memiliki orbit cukup eksentrik dengan sudut inklinasi yang besar, menjadikannya mudah diganggu oleh gravitasi planet-planet raksasa seperti Jupiter dan Saturnus. Maka tidak seperti planet, umur sebuah komet di dalam tata surya tergolong cukup pendek dan hanya bisa bertahan selama kurun 10 hingga 100 juta tahun saja di orbitnya sebelum kemudian mati atau lenyap. Ada enam skenario yang menyebabkan sebuah komet mati atau pergi dari tata surya kita ini. Pertama, komet dihentakkan keluar dari tata surya untuk terbang menuju ruang antarbintang, seperti yang dialami oleh komet-komet dengan orbit parabola dan hiperbola. Kedua, komet hancur berkeping-keping menjadi debu antarplanet akibat bertabrakan dengan sesamanya. Ketiga, komet juga bisa hancur berkeping-keping akibat menumbuk planet/satelit alaminya atau Matahari. Jika tumbukan terjadi di Bumi, bencana mahadahsyat dalam skala tak terperi bisa terjadi akibat pelepasan energi kinetik dalam jumlah sangat besar. Keempat, komet pun dapat hancur berkeping-keping menjadi debu antarplanet akibat terjangan badai Matahari. Kelima, komet juga bisa hancur berkeping-keping setelah mengalami penguapan superbrutal akibat terlalu dekat/menerobos atmosfer Matahari. Dan yang keenam, komet dapat kehilangan seluruh materi gampang menguapnya (volatile) setelah mengedari Matahari dalam kurun waktu tertentu sehingga inti kometnya berubah jadi bongkahan mirip asteroid. Selanjutnya orbitnya pun dipaksa berubah menjadi mirip orbit asteroid tertentu akibat kombinasi pengaruh gravitasi Jupiter dan Saturnus. Diperkirakan 60 % populasi asteroid dekat Bumi merupakan inti komet purba yang telah mati akibat kehabisan materi gampang menguapnya. Dari skenario-skenario tersebut, nampaknya komet ISON mengalami kombinasi skenario keempat dan kelima pada saat hampir bersamaan.

Komet diyakini merupakan gumpalan debu yang mengandung material primitif (asli) dari masa muda tata surya kita, material yang belum banyak terubah sebagaimana apa yang terjadi pada planet-planet dan satelitnya seiring proses diferensiasi kimiawi. Seperti komet lainnya, komet ISON mungkin lahir sekitar 4,5 miliar tahun silam di tengah kekacau-balauan tata surya. Namun kini komet ISON pun kembali menjadi debu.

 

Catatan : ditulis pula di LangitSelatan

Komet ISON dan Perjalanan Menembus Api (Bagian 2)

Hari yang ditunggu-tunggu astronom sejagat pun akhirnya tiba. Jumat 29 November 2013 dinihari waktu Indonesia, atau Kamis menjelang malam 28 November 2013 waktu universal (GMT) menjadi saat-saat dimana komet ISON yang fenomenal bakal melintasi titik perihelionnya, yakni titik di dalam orbitnya yang berjarak terdekat terhadap Matahari. Dan berbeda dengan hampir segenap komet lainnya yang telah dikenal hingga saat ini, titik perihelion komet ISON amat sangat dekat terhadap Matahari, yakni ‘hanya’ sejarak 1,25 juta kilometer. Dengan demikian komet ISON bakal berada di dalam atmosfer Matahari saat menempati perihelionnya, khususnya lapisan atmosfer terluar yang dikenal sebagai korona. Inilah bagian atmosfer Matahari yang panas membara dengan suhu bisa mencapai 2 juta derajat Celcius atau jauh lebih tinggi dibanding ‘permukaan’ Matahari (lapisan fotosfera) yang ‘hanya’ sepanas 6.000 derajat Celcius. Secara akumulatif komet ini akan menghabiskan waktu belasan jam di lingkungan dengan suhu melebihi 3.000 derajat Celcius di sekitar Matahari.

Gambar 1. Komet ISON pada saat paling benderang, Kamis 28 November 2013 pukul 13:00 WIB, seperti diabadikan dalam instrumen LASCO C3 satelit SOHO, lengkap dengan ekor gas (G) dan ekor debu (D). Garis horizontal sebelah menyebelah kepala komet adalah cacat fotografis, yang terjadi akibat komet terlalu terang sehingga sensor LASCO C3 SOHO sempat tersaturasi. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 1. Komet ISON pada saat paling benderang, Kamis 28 November 2013 pukul 13:00 WIB, seperti diabadikan dalam instrumen LASCO C3 satelit SOHO, lengkap dengan ekor gas (G) dan ekor debu (D). Garis horizontal sebelah menyebelah kepala komet adalah cacat fotografis, yang terjadi akibat komet terlalu terang sehingga sensor LASCO C3 SOHO sempat tersaturasi. Sumber: NASA, 2013.

Hampir seluruh komet yang telah kitab kenal menghabiskan sebagian hampir seluruh waktunya melata di tepian tata surya, kawasan yang dingin membekukan. Mereka amat terbiasa dengan suhu teramat dingin, yang membuat kandungan air dan gas-gas mudah menguap lainnya (seperti misalnya karbondioksida, karbonmonoksida, metana dan sianogen) berada dalam fase padat. Maka terbayang apa yang akan terjadi jika benda bersuhu amat dingin mendadak harus tercelup ke lingkungan demikian panas membara meski hanya dalam sekejap? Yang terjadi bukan hanya penguapan brutal yang besar-besaran saat es sontak berubah menjadi uap dan gas, namun juga bisa memicu melemahnya struktur inti komet. Ujung-ujungnya inti komet bisa tergerus (terdesintegrasi) hingga mengecil atau habis. Dan dalam kondisi sangat ekstrim bahkan bisa hancur berkeping-keping. Dengan diameter inti komet ISON yang relatif besar, yakni sekitar 4.000 meter, muncul pertanyaan bagaimana nasib komet ini saat tiba di perihelionnya? Seberapa besar ia tergerus? Akankah ia pecah berkeping-keping? Atau sebaliknya akankah ia bertahan melewati semua hadangan dalam kondisi sangat ektrim itu sekaligus meraih titel “komet abad ini” dengan benderang demikian terang hingga menyamai atau bahkan melebihi terangnya Bulan purnama?

Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan itu baru diketahui semenjak Jumat 29 November 2013.

Satelit

Salah satu perbedaan besar dalam mengamati komet yang perihelionnya terlalu dekat ke Matahari pada masa kini dibanding masa silam adalah telah tersedianya armada satelit pengamat Matahari. Mereka bertugas memonitor sang surya dan lingkungannya secara tak terputus dalam 24 jam sehari. Armada itu beranggotakan satelit seperti STEREO (Solar and Terestrial Relation Observatory, yang terdiri dari sepasang satelit yakni STEREO A dan STEREO B) dan SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) yang masing-masing menempati lokasi yang berbeda. Sehingga memberikan pandangan menyeluruh terhadap Matahari dan lingkungannya dari segenap penjuru pada saat bersamaan. Meski tak dirancang untuk mengobservasi komet saat berada di angkasa dekat Matahari, namun satelit-satelit tersebut dilengkapi koronagraf sehingga mampu mendeteksi komet yang melintas terlalu dekat ke Matahari dengan mudah.

Gambar 2. Komet ISON pada saat paling benderang, Kamis 28 November 2013 pukul 13:00 WIB, seperti diabadikan dalam instrumen COR-2 satelit STEREO-B. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 2. Komet ISON pada saat paling benderang, Kamis 28 November 2013 pukul 13:00 WIB, seperti diabadikan dalam instrumen COR-2 satelit STEREO-B. Sumber: NASA, 2013.

Sesungguhnya komet ISON sudah mulai teramati oleh salah satu armada satelit ini semenjak 10 Oktober 2013 silam, yakni kala ia mulai memasuki medan pandang instrumen HI-1(Heliospheric Imager-1) satelit STEREO-A. Meski demikian saat itu komet sulit diidentifikasi karena masih cukup redup. Tetapi situasi berubah semenjak paruh kedua November 2013 kala komet secara dramatis bertambah terang, khususnya pasca terjadinya outburst (peningkatan kecemerlangan secara mendadak) pada 14 November 2013. Outburst ditimbulkan oleh merekahnya salah satu bagian permukaan inti komet ISON seiring tekanan angin Matahari yang kian meningkat karena komet kian mendekat ke Matahari. Retakan membuat cebakan (reservoir) es dan bekuan senyawa mudah menguap yang ada dibawahnya terbuka ke lingkungan, sehingga melipatgandakan jumlah uap air, gas dan debu yang tersembur dari inti komet. Inilah yang membuat komet ISON bertambah terang sekaligus menyajikan pemandangan langit nan spektakuler pada paruh kedua November 2013. Dalam situasi tersebut, komet ISON mulai memasuki medan pandang instrumen HI-2 satelit STEREO-A, yang resolusinya lebih baik ketimbang HI-1, semenjak 21 November dan terus bertahan hingga 28 November 2013.

Armada satelit pengamat Matahari mulai memainkan peranan pentingnya semenjak 23 November 2013, kala komet ISON secara alamiah sudah terlalu dekat dengan Matahari sehingga tak bisa lagi diamati teleskop-teleskop di Bumi. Secara berturut-turut komet ISON mulai memasuki medan pandang instrumen COR-2 (Coronagraph-2) satelit STEREO-B, LASCO C3 (Large Scale Coronagraph C3) satelit SOHO, COR-2 satelit STEREO-A dan LASCO C2 satelit SOHO, masing-masing pada 26, 27 dan 28 November 2013. Ketiganya secara rutin mengirimkan citra (foto) demi citra setiap 15-30 menit sekali, yang menyajikan panorama menakjubkan dan dinamika komet ISON selama menerobos atmosfer berapi Matahari.

Terang dan Redup

Gambar 3. Posisi satelit-satelit pengamat Matahari, masing-masing SOHO, STEREO-A dan STEREO-B terhadap orbit planet-planet dan orbit komet ISON pada Jumat 29 November 2013. Dari ketiga posisi berbeda inilah observasi terhadap komet ISON kala berada di/dekat perihelionnya bisa berlangsung tanpa terputus. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 3. Posisi satelit-satelit pengamat Matahari, masing-masing SOHO, STEREO-A dan STEREO-B terhadap orbit planet-planet dan orbit komet ISON pada Jumat 29 November 2013. Dari ketiga posisi berbeda inilah observasi terhadap komet ISON kala berada di/dekat perihelionnya bisa berlangsung tanpa terputus. Sumber: NASA, 2013.

Awalnya komet ISON nampak stabil dan terus bertambah terang sepanjang rentang waktu 21 hingga 28 November 2013, hal yang memang seharusnya terjadi pada sebuah komet yang sedang bergerak mendekati Matahari. Kemudian komet ISON terlihat membentuk dua jenis ekor yang berbeda: ekor gas dan ekor debu. Sepanjang waktu itu pula komet ISON teramati bersama dengan komet lainnya yang lebih redup, yakni komet Encke yang periodik dan mendekati Matahari setiap 3,3 tahun sekali. Meski terlihat berdampingan, orbit kedua komet tersebut sejatinya tak saling berdekatan atau bahkan berpotongan. Mereka terlihat dalam berdekatan hanya karena diamati dari lokasi satelit STEREO-A. Tidak demikian halnya jika keduanya diamati dari Bumi.

Sepanjang 27 dan 28 November 2013 komet ISON nampak bertambah terang secara konsisten. Pada 27 November 2013 pukul 08:20 WIB, komet masih redup dengan magnitudo hanya +2,5. Namun berselang 12 jam kemudian komet telah bertambah terang 6 kali lipat. Dan komet terus saja benderang menjadi 25 (magnitudo semu -1) hingga 63 kali lipat (magnitudo semu -2), masing-masing dalam 20 dan 26 jam kemudian. Komet yang kian benderang memang seperti seharusnya terjadi pada saat sedang mendekati Matahari. Namun sesuatu yang tak biasa terjadi pada 28 November 2013 pukul 21:00 WIB, empat jam sebelum komet menjangkau titik perihelionnya. Secara perlahan namun pasti komet ISON mulai meredup.

Pasca melewati perihelionnya, pada Jumat pagi 29 November 2013 terdeteksi benda mirip komet yang gerakannya bersesuaian dengan orbit komet ISON dengan sepasang ekor yang seakan menyatu lebar menyerupai kipas. Benda ini ditengarai sebagai komet ISON atau setidaknya sisa-sisanya. Benda mirip komet ini sempat bertambah terang hingga 2 jam komet melintasi perihelionnya, sehingga sama terangnya dengan bintang Antares. Namun setelah itu sisa komet ISON terdeteksi mulai meredup dan kian meredup. Lebih dari itu, benda tersebut juga tak lagi memiliki titik pusat yang terang sebagai petunjuk adanya kepala komet (coma) seperti halnya komet-komet lainnya. Sehingga saat meninggalkan medan pandang satelit SOHO, sisa komet ISON sudah menjadi benda langit dengan magnitudo semu +8 saja.

Hancur

Apa yang sebenarnya terjadi pada komet ISON?

Gambar 4. Komet ISON diabadikan dengan instrumen HI-1 satelit STEREO A pada 21 November 2013 (atas) dan 27 November 2013 (bawah). Perhatikan perbedaan bentuk dan ketebalan ekor komet serta ukuran kepala komet ISON pada kedua tanggal tersebut. Ekor debu (D) nampak jelas, sementara ekor gas (G) terlihat tipis. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 4. Komet ISON diabadikan dengan instrumen HI-1 satelit STEREO A pada 21 November 2013 (atas) dan 27 November 2013 (bawah). Perhatikan perbedaan bentuk dan ketebalan ekor komet serta ukuran kepala komet ISON pada kedua tanggal tersebut. Ekor debu (D) nampak jelas, sementara ekor gas (G) terlihat tipis. Sumber: NASA, 2013.

Analisis Zdenek Sekanina, astronom spesialis komet di Jet Propulsion Laboratory NASA, menunjukkan komet ISON memang menjumpai masalah saat sedang bergerak menuju perihelionnya. Kian membesarnya hembusan angin Matahari, apalagi pada Rabu pagi 27 November 2013 terjadi badai Matahari kelas M yang memberikan tekanan lebih besar, membuat struktur inti komet yang aslinya sudah cukup rapuh tak lagi sanggup bertahan. Badai Matahari tersebut berasal dari sisi jauh Matahari (yakni bagian wajah Matahari yang membelakangi Bumi kita) dan lintasannya memang tak langsung berpotongan dengan komet ISON, namun ada sebagian kecil materinya yang menghantam komet ini. Faktor lain yang turut berperan adalah suhu tinggi, yang memanggang komet demikian rupa sehingga es dan bekuan senyawa mudah menguapnya mengalami penguapan superbrutal. Kombinasi kedua faktor tersebut menyebabkan komet bertambah terang pascabadai, yang menjadi indikasi mulai terpecah-belahnya inti komet. Proses pemecah-belahan inti mencapai puncaknya pada Kamis 28 November 2013 pukul 13:00 WIB, atau 12 jam sebelum komet ISON mencapai perihelionnya. Dan dalam sembilan jam kemudian inti komet ISON sudah sepenuhnya terpecah-belah, sehingga produksi debu dan gas pun berhenti. Semenjak saat itu komet mulai meredup.

Saat sebuah komet hancur berkeping-keping, segenap kepingan tersebut masih tetap berada di orbit komet induknya semula. Dan mereka pun masih tetap bergerak laksana induknya semula. Dan karena sangat dekat dengan Matahari,tekanan angin Matahari dan tingginya suhu menyebabkan kepingan-kepingan yang tersisa itu terus tergerus hingga hancur. Proses penggerusan membutuhkan waktu tertentu, sehingga tak mengherankan bila sisa-sisa komet ISON masih terdeteksi hingga belasan jam kemudian. Indikasi proses penghancuran yang terus berlangsung nampak dari jejak ekor yang diperlihatkan sisa komet ISON. Ekor yang menjauhi Matahari merupakan jejak penghancuran, sementara ekor yang menuju ke arah timur merupakan sisa material yang terlepas saat komet belum mencapai perihelionnya.

Hancurnya komet ISON menjadi berita menyedihkan bagi manusia khususnya di belahan bumi utara, karena komet ini digadang-gadang bakal menjadi komet yang cukup terang setelah melewati perihelionnya. Namun peristiwa hancurnya sebuah komet sebenarnya bukan hal yang aneh. Tidak seperti planet, komet merupakan benda langit anggota tata surya yang berumur jauh lebih pendek dan hanya bisa bertahan selama kurun waktu 10 hingga 100 juta tahun saja di orbitnya sebelum kemudian mati atau lenyap.

Gambar 5. Bagaimana komet ISON mengalami perubahan tingkat terang yang dramatis sebelum meraih titik perihelionnya. Atas: 38 jam sebelum mencapai perihelion, komet masih redup dengan magnitudo semu +2,5. Nampak badai Matahari (CME 1 = coronal massa ejection 1) sedang menjalar meski tak langsung mengarah ke komet. Tengah : 15 jam sebelum mencapai perihelion, komet dalam kondisi paling terang dengan magnitudo semu -2,5. Nampak badai matahari berikutnya (CME 2) sedang menjalar. Dan bawah : 4 jam sebelum perihelion, komet kembali meredup dengan magnitudo semu anjlok ke antara +2 hingga +1 saja. Sumber: NASA, 2013.

Gambar 5. Bagaimana komet ISON mengalami perubahan tingkat terang yang dramatis sebelum meraih titik perihelionnya. Atas: 38 jam sebelum mencapai perihelion, komet masih redup dengan magnitudo semu +2,5. Nampak badai Matahari (CME 1 = coronal massa ejection 1) sedang menjalar meski tak langsung mengarah ke komet. Tengah : 15 jam sebelum mencapai perihelion, komet dalam kondisi paling terang dengan magnitudo semu -2,5. Nampak badai matahari berikutnya (CME 2) sedang menjalar. Dan bawah : 4 jam sebelum perihelion, komet kembali meredup dengan magnitudo semu anjlok ke antara +2 hingga +1 saja. Sumber: NASA, 2013.

Ada enam skenario yang menyebabkan sebuah komet mati atau pergi dari tata surya kita ini. Pertama, komet dihentakkan keluar dari tata surya untuk terbang menuju ruang antarbintang, seperti yang dialami oleh komet-komet dengan orbit parabola dan hiperbola. Kedua, komet hancur berkeping-keping menjadi debu antarplanet akibat bertabrakan dengan sesamanya. Ketiga, komet juga bisa hancur berkeping-keping akibat menumbuk planet/satelit alaminya atau Matahari. Jika tumbukan terjadi di Bumi, bencana mahadahsyat dalam skala tak terperi bisa terjadi akibat pelepasan energi kinetik dalam jumlah sangat besar. Keempat, komet pun dapat hancur berkeping-keping menjadi debu antarplanet akibat terjangan badai Matahari. Kelima, komet juga bisa hancur berkeping-keping setelah mengalami penguapan superbrutal akibat terlalu dekat/menerobos atmosfer Matahari. Dan yang keenam, komet dapat kehilangan seluruh materi gampang menguapnya (volatile) setelah mengedari Matahari dalam kurun waktu tertentu sehingga inti kometnya berubah jadi bongkahan mirip asteroid. Selanjutnya orbitnya pun dipaksa berubah menjadi mirip orbit asteroid tertentu akibat kombinasi pengaruh gravitasi Jupiter dan Saturnus. Diperkirakan 60 % populasi asteroid dekat Bumi merupakan inti komet purba yang telah mati akibat kehabisan materi gampang menguapnya. Dari skenario-skenario tersebut, jelas komet ISON mengalami kombinasi skenario keempat dan kelima.

Gambar 6. Dramatisnya penampilan komet ISON terlihat dalam citra komposit ini, antara 30 jam sebelum melintasi perihelionnya saat komet masih cukup terang (bawah) dengan 30 jam setelah melewati perihelionnya saat komet sudah sangat redup (atas). Sumber: NASA, 2013.

Gambar 6. Dramatisnya penampilan komet ISON terlihat dalam citra komposit ini, antara 30 jam sebelum melintasi perihelionnya saat komet masih cukup terang (bawah) dengan 30 jam setelah melewati perihelionnya saat komet sudah sangat redup (atas). Sumber: NASA, 2013.

Jadi, komet ISON gagal menembus lapisan atmosfer berapi milik Matahari dalam perjalanannya. Namun sebelum ia tiada, komet ISON ternyata sempat menebarkan pesonanya, termasuk bagi Indonesia. Silahkan ikuti bagian ketiga dari tulisan ini.