Mission Impossible: Mendarat di Inti Komet

Wahana antariksa takberawak Rosetta kian mendekat saja ke inti komet Churyumov-Gerasimenko, benda langit mirip bebek yang menjadi targetnya. Saat Juli 2014 menutup tarikhnya, Rosetta tinggal terpisah 1.360 km saja dari sang inti komet. Bila tak ada aral melintang maka Rosetta dan inti komet Churyumov-Gerasimenko hanya akan berjarak 100 km saja pada 6 Agustus 2014 besok. Inilah momen yang menentukan, kala wahana antariksa yang telah melanglang buana selama lebih dari 10 tahun di angkasa itu bakal mulai mengorbiti inti komet yang memang menjadi tujuan misinya. Momen ini sekaligus menjadi awal dari sebuah mission imposible, misi (nyaris) tak mungkin guna mendarat di permukaan inti komet.

Gambar 1. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko dari jarak 1.000 km, diabadikan dengan kamera OSIRIS oleh wahana Rosetta pada 2 Agustus 2014. Sumber: ESA, 2014.

Ya. Rosetta memang tak sekedar akan berpapasan-dekat saja dengan sang komet seperti yang telah dilakukan sejumlah misi antariksa pendahulunya. Rosetta pun takkan mengikuti jejak misi antariksa Deep Impact, yang mendarat dengan keras (hard landing) di permukaan inti komet Tempel-1 lewat penumbuk berkecepatan 10,5 km/detik (37.800 km/jam) hingga menciptakan kawah besar di titik yang ditubruknya. Lebih dari semua itu, Rosetta bakal mendarat di permukaan komet dengan lunak (soft landing) pada kecepatan sangat pelan sehingga tak merusak struktur dan instrumen-instrumennya. Pendaratan lunak tersebut memungkinkan Rosetta melaksanakan tugas yang dibebankan padanya, mulai dari mencitra (memotret) lingkungan di sekitar titik pendaratan hingga menganalisis kemungkinan adanya senyawa-senyawa karbon enantiomer.

Namun ambisi pendaratan lunak Rosetta bakal berhadapan dengan tantangan yang sangat besar. Inti komet Churyumov-Gerasimenko merupakan segumpal benda langit dengan massa hanya 3,14 milyar ton, amat sangat kecil dibanding massa planet-planet dan satelit alaminya. Pengukuran Rosetta menunjukkan inti komet ini memiliki kerapatan (massa jenis) yang sangat rendah, yakni hanya 0,1 gram dalam setiap sentimeter kubiknya. Bandingkan dengan air murni, yang massa jenisnya 1 gram per sentimeter kubik. Rendahnya massa dan kerapatan berimbas pada sangat kecilnya percepatan gravitasi di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko, yakni hanya 6 persejuta percepatan gravitasi Bumi. Konsekuensi lainnya adalah kecepatan lepas komet Churyumov-Gerasimenko, yakni kecepatan minimum yang dibutuhkan agar bisa melepaskan diri dari kungkungan gravitasi komet itu dan terbang bebas ke angkasa, pun amat kecil yakni hanya 46 cm/detik (1,7 km/jam). Bandingkan dengan Bumi kita, yang kecepatan lepasnya mencapai 11,2 km/detik (40.000 km/jam). Karena itu bila di Bumi kita membutuhkan roket jumbo dengan mesin bertenaga raksasa yang bisa menghasilkan kecepatan melampaui 40.000 km/jam agar bisa lepas dari gravitasi Bumi, di komet Churyumov-Gerasimenko kita cukup berjalan kaki saja untuk bisa lepas dari gravitasinya.

Gambar 2. Wajah inti komet Churyumov-Gerasimenko menurut simulasi komputer badan antariksa Eropa (ESA) berdasarkan citra-citra bidikan kamera OSIRIS dalam rentang waktu antara 14 hingga 24 Juli 2014. Di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko inilah Rosetta bakal menetapkan lima kandidat lokasi pendaratan di akhir Agustus 2014 dan memutuskan lokasi terpilih dalam 2 minggu kemudian. Sumber: ESA, 2014.

Kerumitan ini kian diperparah oleh tersingkapnya bentuk komet Churyumov-Gerasimenko, yang baru saja terungkap belakangan ini tatkala Rosetta telah berjarak relatif dekat (dalam skala astronomi) terhadap komet itu. Inti komet Churyumov-Gerasimenko merupakan benda langit kembar dempet (contact binary), fakta yang sangat membatasi lokasi yang memungkinkan untuk melakukan pendaratan. Inilah mission impossible itu.

Lalu bagaimana Rosetta menuntaskan mission impossible ini?

Jangkar

Setelah jaraknya tinggal 100 km, Rosetta bakal mulai mengelilingi komet Churyumov-Gerasimenko hingga akhir Agustus 2014 besok. Akibat massa kometnya yang sangat kecil, maka Rosetta bakal mengedarinya dengan kecepatan hanya 0,3 km/jam jika menempati orbit lonjong dengan setengah sumbu mayor 30 km. Pada orbit tersebut, Rosetta membutuhkan waktu 26 hari guna mengelilingi komet Churyumov-Gerasimenko sekali putaran. Kesempatan tersebut bakal dimanfaatkan untuk memetakan seluruh permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko dengan detail. Sehingga pada akhir Agustus 2014 ini peta global permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko telah diperoleh. Lewat peta yang sama pula maka Rosetta dapat memilih lima kandidat lokasi untuk pendaratannya.

Dalam dua minggu kemudian Rosetta secara berangsur-angsur terus mendekat hingga hanya sejarak 30 km dari komet. Pada periode ini pemetaan pun terus digelar, namun kali ini bertumpu pada instrumen pencitra/kamera OSIRIS (Optical, Spectroscopic and Infrared Imaging System) yang memiliki resolusi 55 cm per pixel untuk jarak tersebut. Dengan demikian ketajaman mata OSIRIS Rosetta sebanding dengan aksi wahana LRO (Lunar Reconaissance Orbiter) di Bulan. LRO yang masih aktif bertugas hingga kini sambil mengelilingi satu-satunya satelit alamiah Bumi itu telah berulangkali memproduksi penemuan menggemparkan, mulai dari deteksi jejak-jejak pendaratan manusia di Bulan dalam program Apollo hampir setengah abad silam hingga merekam perubahan titik tertentu di wajah Bulan akibat hantaman meteor. Diharapkan pada pertengahan September 2014 Rosetta telah berkemampuan memilih salah satu dari kelima kandidat lokasi pendaratan. Sisa waktu sepanjang September hingga Oktober 2014 bakal dimanfaatkan Rosetta untuk memusatkan mata tajamnya ke lokasi pendaratan terpilih dan area sekelilingnya. Sehingga beragam skenario sekaligus simulasi beragam kondisi pendaratan dapat digelar.

Lantas bagaimana Rosetta mendarat di komet?

Gambar 3. Simulasi pendaratan Philae di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Pendarat seberat 100 kg ini dilengkapi dengan tiga jangkar di kakinya guna menjaga agar ia tak terpental kembali ke antariksa seiring sangat kecilnya gravitasi inti komet. Dengan terungkapnya bentuk inti komet Churyumov-Gerasimenko, pendaratan Philae menjumpai tantangan baru. Sumber: ESA, 2014.

Badan antariksa Eropa telah menyertakan sebuah wahana pendarat kecil bernama Philae dan menjadi bagian integral dari wahana antariksa Rosetta. Dari 2.900 kilogram bobot Rosetta (termasuk bahan bakar roket untuk keperluan manuver dan pengereman), 100 kg diantaranya merupakan bobot Philae. Bila semua berjalan dengan lancar, maka pada rentang waktu antara 11 hingga 19 November 2014 mendatang, pendarat Philae bakal mencetak sebuah sejarah baru dalam peradaban umat manusia dengan mendarat lunak di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko. Philae awalnya bakal mendekat dengan kecepatan 1 meter/detik (3,6 km/jam). Begitu menyentuh permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko, Philae bakal menambatkan diri dengan cara menembakkan dua tombak berpengait. Guna lebih mengukuhkan posisinya sekaligus menghindarkan diri dari potensi terlontar kembali ke langit lepas, maka Philae bakal mengebor permukaan inti komet dibawahnya dan lantas menanamkan sejenis jangkar disana.

Setelah mendarat dan mengecek seluruh instrumennya, Philae akan memetakan kawasan di seputar titik pendaratannya. Ia juga bakal menganalisis komposisi senyawa-senyawa kimiawi yang berada di permukaan inti komet, termasuk kemungkinan eksistensi senyawa karbon enantiomer. Senyawa karbon enantiomer adalah isomer stereometrik senyawa karbon, yakni sepasang senyawa karbon atau lebih yang memiliki rumus kimia dan untaian rantai karbon yang sama persis, namun posisi gugus fungsionalnya berbeda. Senyawa karbon enantiomer merupakan substansi yang umum dijumpai dalam tubuh makhluk hidup, termasuk manusia. Philae dibebani tugas mencari senyawa karbon enantiomer di permukaan inti komet Churyumov-Gerasimenko sebagai bagian dari upaya kita untuk membuktikan bahwa komet memang mengandung senyawa-senyawa karbon tertentu yang juga terkandung dalam tubuh makhluk hidup. Selain itu, Philae juga bertugas merekam dinamika aktivitas komet Churyumov-Gerasimenko hingga Desember 2015 mendatang, yakni pada saat komet itu menempati jarak terdekatnya terhadap Matahari (sejarak 185 juta kilometer) sehingga berada dalam kondisi paling aktif. Pada saat ini komet Churyumov-Gerasimenko masih berada pada jarak 524 juta kilometer dari Matahari.

Akankah mission impossible ini membuahkan hasil seperti yang diharapkan? Itulah yang dinanti setiap ilmuwan badan antariksa Eropa yang terlibat dalam misi Rosetta dengan harap-harap cemas. Misi ini memang nyaris tak mungkin, namun bukannya mustahil.

Sumber:
Lakdawalla. 2014. Rosetta Update: Long Journey to a Comet Nearly Complete. The Planetary Society, 29 July 2014.