Roket Terkuat Sejagat yang Menerbangkan Mobil Termahal

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

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

Dummy Payload

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

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

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

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

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

Tidak Dari Nol

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

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

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

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

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

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

Era Baru Penerbangan Antariksa

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Lewat di Atas Indonesia

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

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

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

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

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

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

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

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

Hasil observasiElecnor Deimos :

Hasil observasiVirtual Telescope:

Hasil observasi Marco Langbroek:

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

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

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

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

Referensi :

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

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

Iklan

Drama Schiaparelli, Mimpi Eropa dan Kutukan Mars

Piring terbang raksasa itu bernama Schiaparelli, wahana antariksa pendarat eksperimental (demonstrator) milik badan antariksa Eropa (ESA) yang baru saja mendarat di Mars pada Rabu 19 Oktober 2016 Tarikh Umum (TU) lalu. Seharusnya ia sudah mulai berpesta pora, melaporkan pandangan mata (baca: sensor-sensor elektronik) dari paras planet merah nan berdebu melalui gelombang radio yang disalurkan lewat satelit-satelit buatan aktif di Mars saat ini. Seperti Mars Express yang dikelola ESA, ataupun Mars Reconaissance Orbiter (MRO) dan Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), keduanya dikelola badan antariksa Amerika Serikat (NASA). Namun suka ria itu tak terjadi. Sebaliknya ia membisu dan membeku. Membuat para pengendali misi ESA di Darmstadt (Jerman) cemas tak kepalang. Bencana kutukan Mars pun membayang dalam angan.

Gambar 1. Dua wahana antariksa dalam misi ExoMars 2016 saat telah dirakit dan menjalani pengujian pada November 2015 TU di fasilitas ESA. Keduanya adalah satelit Trace Gas Orbiter (TGO) di bagian bawah dan pendarat Schiaparelli (warna keemasan) di bagian atas. Sumber: ESA, 2015.

Gambar 1. Dua wahana antariksa dalam misi ExoMars 2016 saat telah dirakit dan menjalani pengujian pada November 2015 TU di fasilitas ESA. Keduanya adalah satelit Trace Gas Orbiter (TGO) di bagian bawah dan pendarat Schiaparelli (warna keemasan) di bagian atas. Sumber: ESA, 2015.

Schiaparelli adalah bagian dari misi antariksa ExoMars (Exobiology on Mars). Inilah bagian dari mimpi benua Eropa untuk mengeksplorasi paras Mars, setidaknya dalam 13 tahun terakhir. Tepatnya setelah ESA sukses mengorbitkan satelit Mars Express dan pada saat yang sama gagal mengoperasikan wahana pendarat Beagle 2. Beagle 2 berhasil mendarat dengan lembut di dataran Isidis Planitia namun ia membuka tak sempurna sehingga mati perlahan-lahan. Misi ExoMars terbagi ke dalam dua tahap. Tahap pertama adalah ExoMars 2016 yang mencakup satelit Trace Gas Orbiter (TGO) dan pendarat Schiaparelli. Satelit TGO bertujuan  mendeteksi dan memetakan distribusi gas-gas di dalam atmosfer Mars. Terutama metana (CH4). Juga uap air (H2O), higroperoksil (HO2), nitrogen dioksida (NO2), nitrogen monoksida (N2O), asetilena (C2H2), etilena (C2H4), etana (C2H6), formaldehida (HCHO), hidrogen sianida (HCN), hidrogen sulfida (H2S), karbonil sulfida (OCS), sulfur dioksida (SO2), hidrogen klorida (HCl), karbonmonoksida (CO) dan ozon (O3). Sensitivitas detektor TGO untuk gas-gas tersebut cukup tinggi, yakni mencapai tingkat 100 bagian per milyar. Bahkan dalam kondisi tertentu memungkinkan untuk ditingkatkan menjadi 10 bagian per milyar.

Sementara pendarat Schiaparelli ditujukan untuk mendemonstrasikan keandalan teknologi terbaru Eropa guna pendaratan lembut di permukaan Mars. Pengujian ini menjadi bagian penting bagi misi tahap kedua, yakni ExoMars 2020 yang direncanakan bakal mendaratkan robot penjelajah ke Mars,

Pendarat Schiaparelli memiliki bentuk layaknya piring raksasa dengan garis tengah 240 sentimeter,  tinggi 165 sentimeter dan massa 600 kg. Pendarat ini dilengkapi 2 parasut pengerem supersonik dan 9 mesin roket retro. Semua itu ditujukan guna mengurangi kecepatan dari semula 21.000 km/jam saat memasuki lapisan teratas atmosfer Mars (ketinggian 121 km) menjadi tinggal 4 km/jam saat hampir mendarat (ketinggian 2 meter).  Terdapat penyekat panas untuk menahan panas berlebih saat Schiaparelli mulai memasuki atmosfer Mars. Penyekat panas yang sama juga berfungsi menyerap getaran (shock absorber) saat mendarat. Proses pendaratan dijadwalkan akan berlangsung hanya dalam waktu 5 menit 53 detik secara otomatis. Schiaparelli bakal bertumpu pada sistem navigasi dengan sistem pandu sirkuit tertutup yang dipasok  radar Doppler sebagai radas/instrumen altimeter (pengukur ketinggian) dan radas navigasi inersial. Sistem navigasi inilah yang hendak diujicoba ESA.

Selain radas-radas tersebut, Schiaparelli juga dilengkapi dengan radas meteorologis DREAM (Dust characterization, Risk assessment and Environmental Analyser on the Martian surface). DREAM terdiri dari pengukur kecepatan dan arah angin (anemometer), pengukur kelembaban (higrometer), pengukur tekanan (barometer), pengukur suhu permukaan (termometer), pengukur kejernihan atmosfer dan pengukur aliran listrik di atmosfer Mars. Untuk komunikasinya terdapat antenna gelombang radio UHF dengan satelit TGO sebagai relai komunikasi dengan pengendali misi di Bumi. Seluruh radas ditenagai arus listrik berdaya 100 watt. Semula ESA bekerja sama dengan badan antariksa Rusia (Roscosmos) untuk menyiapkan batere bahang berbasis radioisotop atau RTG (radioisotope thermoelectric generator). Dengan batere ini Schiaparelli bisa ‘hidup’ di Mars selama minimal setahun, tanpa perlu repot memasang panel surya. ESA nampaknya menghindari pasokan listrik dari panel surya setelah berkaca pada kegagalan Beagle 2. Namun ruwetnya aturan dalam negeri Rusia terkait ekspor bahan berbasis radioisotop membuat penggunaan batere RTG dibatalkan dan ESA berpaling pada batere konvensional. Sehingga Schiaparelli hanya akan hidup selama 2 hingga 8 sol saja (1 sol = 1 hari Mars = 24,6 jam).

Pendarat ini diberi nama Schiaparelli, mengabadikan nama Giovanni Schiaparelli (1835-1910 TU) astronom Italia yang pertama kali mencoba memetakan topografi permukaan Mars dengan teleskopnya. Dialah yang pertama kali menyebut adanya ‘canali’  yang bermakna saluran dalam bahasa Italia, namun secara keliru diterjemahkan publik luas sebagai kanal (buatan). Istilah ‘canali’ Schiaparelli kemudian memicu heboh internasional terkait potensi kehidupan cerdas menyerupai manusia di Mars.

Drama

Gambar 2. Keping-keping upperstage Breeze-M seperti teramati oleh Observatorium OASI di Brazil dalam program pemantauan peluncuran ExoMars 2016 oleh ESA. Terlihat sedikitnya 9 keping berukuran besar di sini, hasil meledaknya upperstage tersebut pasca sukses mengantar satelit TGO dan pendarat Schiaparelli ke orbit tujuan. Sumber: ESA, 2016.

Gambar 2. Keping-keping upperstage Breeze-M seperti teramati oleh Observatorium OASI di Brazil dalam program pemantauan peluncuran ExoMars 2016 oleh ESA. Terlihat sedikitnya 9 keping berukuran besar di sini, hasil meledaknya upperstage tersebut pasca sukses mengantar satelit TGO dan pendarat Schiaparelli ke orbit tujuan. Sumber: ESA, 2016.

Misi ExoMars 2016 sudan membikin drama sejak hari pertama penerbangannya. Awalnya semua terlihat berjalan mulus tatkala roket Proton-M meluncur dari landasan 200/39 di kosmodrom Baikonur pada 14 Maret 2016 TU pukul 16:31 WIB. Semua juga masih terlihat normal tatkala tingkat pertama menyala hingga kehabisan bahan bakar, lantas disusul tingkat kedua dan selanjutnya tingkat ketiga. Hingga roket pendorong teratas (upperstage) Breeze-M menyala pun, yang bertugas mendorong ExoMars 2016 melepaskan diri dari pengaruh gravitasi Bumi dan selanjutnya menempuh orbit heliosentrik (mengelilingi Matahari) menuju Mars, semua masih berjalan normal.

Bencana terjadi tatkala gabungan satelit TGO dan pendarat Schiaparelli sudah melepaskan diri dari Breeze-M. Saat jaraknya masih beberapa kilometer dan Breeze-M sedang bermanuver untuk memasuki orbit kuburan agar tak terlalu lama menjadi sampah antariksa, mendadak ia meledak. Ledakan terlihat jelas dari observatorium OASI di Brazil yang ditugasi ESA untuk mengamati peluncuran ExoMars 2016.  Malfungsi Breeze-M memang sudah terjadi berulang kali dan membikin pusing Roscosmos. Salah satu malfungsi tersebut terjadi pada 6 Oktober 2012 TU, yang membuat satelit Telkom-3 milik Indonesia terkatung-katung di langit tanpa guna.

Beruntung satelit TGO dan pendarat Schiaparelli lolos dari maut. Pengecekan sistematis memperlihatkan dampak ledakan Breeze-M sama sekali tak berpengaruh terhadap keduanya. Bersama-sama mereka mengarungi antariksa dalam perjalanan 7 bulan kalender untuk menggapai Mars. Pendarat Schiaparelli baru melepaskan diri dari satelit TGO (yang menjadi kapal induknya) pada Minggu 16 Oktober 2016 TU tatkala jaraknya tinggal 900.000 km dari planet merah. Semua juga nampak berjalan normal tatkala Schiaparelli mulai menjalani proses pendaratan. Sinyal-sinyal gelombang radio yang diterima fasilitas jaringan teleskop radio di Pune (India) memperlihatkan dengan jelas saat Schiaparelli mengembangkan kedua parasutnya. Pengembangan itu dijadwalkan terjadi pada ketinggian 11 km pada kecepatan 1.700 km/jam. Terekam juga sinyal saat Schiaparelli melepaskan diri dari penyekat panas dan parasutnya, yang dijadwalkan berlangsung pada  ketinggian 1,2 km dengan kecepatan 240 km/jam.

Tetapi setelah itu ia membisu. Analisis terhadap data rekaman pendaratan sebesar 6 megabyte yang diterima satelit TGO memperlihatkan bagaimana drama Schiaparelli, secara kasar. Schiaparelli nampaknya melepaskan parasutnya lebih awal dari rencana. Selanjutnya ia sempat menyalakan roket-roket retronya, namun hanya selama 3 detik. Setelah itu tak terdeteksi apapun. Seharusnya roket-roket retro Schiaparelli menyala selama 30 detik untuk mengurangi kecepatan dari 250 km/jam menjadi 4 km/jam. Schiaparelli membisu hanya dalam waktu 50 detik sebelum seharusnya mendarat. Tepatnya ia mendadak membisu dalam 19 detik pasca parasutnya terlepas.

Dalam pendapat saya ada tiga hal yang patut dikhawatirkan di titik ini. Pertama, Schiaparelli mungkin mengalami malfungsi pada sistem navigasinya sehingga parasut terlepas lebih awal. Atau yang kedua ia mengalami gangguan pada mesin roketnya sehingga hanya menyala 3 detik untuk kemudian meledak hingga membuat struktur Schiaparelli terpecah. Atau yang ketiga mesin roketnya mendadak macet sehingga Schiaparelli terjun bebas ke Mars dengan kecepatan yang mematikan. Butuh waktu untuk bisa memastikan apa yang sebenarnya terjadi.

Gambar 3. Gambaran simulatif saat pendarat Schiaparelli melepaskan parasut supersoniknya dan mulai menyalakan roket-roket retronya. Sejauh ini ESA mengatakan pada titik inilah masalah yang diderita pendarat Schiaparelli bermula. Sumber: ESA, 2016.

Gambar 3. Gambaran simulatif saat pendarat Schiaparelli melepaskan parasut supersoniknya dan mulai menyalakan roket-roket retronya. Sejauh ini ESA mengatakan pada titik inilah masalah yang diderita pendarat Schiaparelli bermula. Sumber: ESA, 2016.

Kutukan

Membisunya Schiaparelli sedikit menutupi sukses ESA lainnya dimana satelit TGO berhasil memasuki orbit Mars dengan selamat. Satelit itu sukses menjalani pengereman dengan menyalakan mesin roketnya selama 139 menit. Pengereman ini mengurangi 1,5 km/detik (5.400 km/jam) kecepatan satelit TGO, memungkinkannya ditangkap gravitasi Mars.

TGO pun menjalani orbit awal sangat lonjong dengan periareion (titik terdekat ke Mars) setinggi 300 km dan apoarieon (titik terjauh ke Mars) sejarak 96.000 km. Sinyal-sinyal yang diterima Pune menunjukkan satelit TGO dalam kondisi baik. Kini ia sedang menjalani pengecekan seluruh radas sebelum mulai menjalani pengereman tahap kedua dengan teknik aerobraking, yakni memanfaatkan gesekan dengan lapisan udara sangat tipis di pucuk atmosfer Mars untuk memperlambat kecepatan. Setelah aerobraking ini usai, satelit TGO akan menempati orbit sirkular setinggi 400 km di atas planet merah itu dan menjalankan tugasnya.

Masuknya satelit TGO ke orbit Mars dengan selamat membuat planet merah kini dipantau oleh enam satelit aktif sekaligus. Tiga diantaranya adalah milik Amerika Serikat yakni satelit Mars Odyssey (sejak 2001 TU), satelit MRO (sejak 2006 TU) dan satelit MAVEN (sejak 2014 TU). Dua lainnya dikelola ESA, yakni satelit TGO dan satelit Mars Express (sejak 2003 TU). Sementara satunya lagi milik India yang dikelola badan antariksa India (ISRO), yakni Mangalyaan atau Mars Orbiter Mission/MOM (sejak 2014 TU). Mars Odysses menjadi satelit aktif tertua di Mars sekaligus satelit buatan terlama yang pernah bertugas di planet lain, melampaui rekor yang sebelumnya dipegang Pioneer Venus Orbiter (14 tahun 11 bulan 27 hari).

Akan tetapi di tengah semua keberhasilan tersebut, kutukan Mars selalu membayang. Kutukan Mars adalah istilah tak resmi terkait kegagalan misi-misi antariksa yang ditujukan ke Mars, baik mengorbit (orbiter) ataupun mendarat (lander), oleh sebab yang beragam. Secara akumulatif dari awal penerbangan antariksa ke Mars, yakni misi Mars 1M no. 1 (Marsnik) yang diterbangkan eks-Uni Soviet pada 10 Oktober 1960 TU, telah ada 44 misi antariksa ke planet merah yang diselenggarakan oleh enam badan antariksa terpisah. Yakni dari Amerika Serikat, gabungan negara-negara Eropa, eks-Uni Soviet (yang dilanjutkan oleh Rusia), Jepang, Cina dan India . Dan lebih dari separuh diantaranya, yakni 25 misi (56 %) menemui kegagalan, baik total maupun parsial.

Dan dua kegagalan terakhir secara berturut-turut menimpa Eropa dan Rusia, dalam rupa Beagle 2 dan Phobos-Grunt. Jika Beagle 2 gagal beroperasi meski telah mendarat dengan baik di Mars, maka Phobos-Grunt jauh lebih tragis. Wahana antariksa hasil kerjasama Rusia dan Cina itu terperangkap pada orbit parkir 207 km x 347 km dari paras Bumi setelah diluncurkan dari kosmodrom Baikonur pada 8 November 2011 TU.  Kesalahan dalam pemrograman perangkat lunak membuat komputer Phobos-Grunt berulang-ulang mengalami restart. Sehingga mesin roket tak kunjung menyala. Selama hampir tiga bulan kemudian Phobos-Grunt tetap berada di orbit Bumi dengan ketinggian terus merendah sebelum akhirnya jatuh tersungkur di Samudera Pasifik bagian timur.

ESA memang belum mendeklarasikan pendarat Schiaparelli mengalami kegagalan, meski nampaknya hanya persoalan waktu saja untuk mengatakan hal itu. Gagalnya pendarat Schiaparelli mungkin bakal berdampak pada misi ExoMars tahap kedua (yakni ExoMars 2020). Sebab ESA dan Roscosmos harus benar-benar bisa memastikan bahwa mereka bisa mendaratkan wahana (baik pendarat maupun robot penjelajah) di paras Mars dengan lembut agar bisa bekerja sesuai rencana.

Pembaharuan : Titik Jatuh dan Penyebab

Berselang seminggu pasca menghilangnya pendarat Schiaparelli, titik dimana wahana yang malang itu mendarat telah ditemukan. Schiaparelli, atau lebih tepatnya reruntuhannya, juga telah teridentifikasi. Sementara di Bumi, ESA juga sudah mengidentifikasi dan melokalisir kemungkinan  penyebab membisunya pendarat tersebut.

Gambar 4. Dua citra satelit MRO beresolusi rendah untuk kawasan di sekitar koordinat 2,07 LS 6,21 BB di Mars yang diambil dalam dua kesempatan berbeda. Nampak bahwa dalam citra 20 Oktober 2016 TU  terdeteksi adanya bintik hitam dan bintik putih yang aneh, fitur yang tak ada dalam citra 29 Mei 2016 TU. Bintik-bintik tersebut merupakan jejak yang ditinggalkan dari proses pendaratan brutal Schiaparelli. Sumber: NASA, 2016.

Gambar 4. Dua citra satelit MRO beresolusi rendah untuk kawasan di sekitar koordinat 2,07 LS 6,21 BB di Mars yang diambil dalam dua kesempatan berbeda. Nampak bahwa dalam citra 20 Oktober 2016 TU terdeteksi adanya bintik hitam dan bintik putih yang aneh, fitur yang tak ada dalam citra 29 Mei 2016 TU. Bintik-bintik tersebut merupakan jejak yang ditinggalkan dari proses pendaratan brutal Schiaparelli. Sumber: NASA, 2016.

Lokasi dimana pendarat Schiaparelli berada sebenarnya telah terdeteksi sehari pasca ia membisu. Adalah satelit MRO yang sukses mengidentifikasinya pada saat itu meski menggunakan radas kamera beresolusi rendah yang disebut radas CTX (context camera). Pendarat tersebut sebenarnya berlabuh di titik yang tepat di lingkungan Meridiani Planum, hanya berselisih 5,4 km dari titik pusat pendaratannya. Sebelum ExoMars 2016 mengangkasa, ESA memang telah memprakirakan bahwa pendarat Schiaparelli akan berlabuh di titik manapun dalam zona pendaratannya yang berbentuk bidang ellips seluas 100 x 15 kilometer persegi di lingkungan Meridiani Planum. Titik dimana pendarat Schiaparelli akhirnya benar-benar berlabuh berjarak 54 km sebelah barat laut dari Opportunity, robot penjelajah Amerika Serikat yang mendarat pada 2004 TU silam dan hingga kini masih aktif beroperasi.

Citra satelit MRO dengan resolusi 6 meter/pixel pada  20 Oktober 2016 TU memperlihatkan reruntuhan Schiaparelli tergolek pada koordinat 2,07 LS 6,21 BB. Ia tergolek dalam sebuah bintik hitam yang mengesankan sebagai kawah dalam bidang seluas 15 x 40 meter persegi. Sekitar 1 kilometer di sebelah selatannya ditemukan bintik putih, yang diinterpretasikan sebagai sisa parasut supersonik Schiaparelli. Saat dibandingkan dengan lokasi yang sama dalam citra yang dibidik dengan radas yang sama pada 29 Mei 2016 TU diketahui bahwa bintik hitam dan  putih dan bintik samar tersebut belum ada. Sehingga dapat dipastikan bahwa fitur-fitur tersebut adalah jejak yang ditinggalkan dalam proses pendaratan Schiaparelli yang tragis.

Selanjutnya pada 26 Oktober 2016 TU, satelit MRO kembali melintas di atas lokasi pendaratan Schiaparelli. Kali ini ia mengerahkan radas terkuatnya, yakni HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment). Dan benar, bintik hitam tersebut merupakan reruntuhan pendarat Schiaparelli. Ia tergolek berantakan dalam kawah bergaris tengah sekitar 2,4 meter yang menyipratan material tanah Mars ke sekelilingnya. Sementara bintik putih itu memang benar parasut supersonik Schiaparelli. Ia ditemukan masih terikat dengan backshell, yakni separuh-belakang sungkup penyekat panas milik Schiaparelli. Pada saat pendarat ini melepaskan parasutnya, pada hakikatnya ia melepaskan diri dari backshell-nya yang bergaris tengah 240 cm. Sementara separuh-depan sungkup penyekat panas Schiaparelli (frontshell) ditemukan sekitar 1 km sebelah timur laut kawah.

Gambar 5. Citra satelit MRO beresolusi tinggi yang diambil pada 26 Oktober 2016 TU untuk kawasan sekitar koordinat 2,07 LS 6,21 BB di Mars. Nampak jejak kawah di lokasi jatuhnya pendarat Schiaparelli. Sekitar 1 km di selatan terdapat jejak parasut supersonik dan backshell. Sementara sekitar 1 km ke timur laut terdapat jejak frontshell. Sumber: NASA, 2016.

Gambar 5. Citra satelit MRO beresolusi tinggi yang diambil pada 26 Oktober 2016 TU untuk kawasan sekitar koordinat 2,07 LS 6,21 BB di Mars. Nampak jejak kawah di lokasi jatuhnya pendarat Schiaparelli. Sekitar 1 km di selatan terdapat jejak parasut supersonik dan backshell. Sementara sekitar 1 km ke timur laut terdapat jejak frontshell. Sumber: NASA, 2016.

Analisis ESA memperlihatkan pendarat Schiaparelli jatuh menumbuk tanah Mars dengan kecepatan sekitar 300 km/jam setelah ia terjun bebas dari ketinggian antara 2 hingga 4 km. Kawah bergaris tengah 2,4 meter yang dilihat satelit MRO konsisten dengan benturan obyek seberat 300 kg (yakni massa Schiaparelli minus backshell dan frontshell-nya) di pasir kering pada kecepatan mendekati 100 meter/detik. ESA juga memperlihatkan akar masalahnya, yakni adanya cacat perangkat lunak (bug). Cacat ini membuat komputer pendarat Schiaparelli mengira ia sudah berada di ketinggian 2 meter di atas tanah Mars, padahal sejatinya masih setinggi antara 2 hingga 4 km. Akibatnya komputer Schiaparelli mematikan mesin-mesin roket retro-nya, yang baru menyala selama 3 detik saja. Ini membuat pendarat Schiaparelli jatuh bebas dan menghunjam dengan kecepatan sekitar 300 km/jam. Tanki bahan bakar roketnya, yang berisi Hidrazin, pun masih penuh. Sehingga tatkala jatuh menumbuk tanah Mars, ada dugaan bahwa Hidrazin dalam jumlah hampir 45 kg itu pun meledak. Kombinasi tumbukan pada kecepatan tinggi dan ledakan Hidrazin membuat peluang Schiaparelli untuk bertahan pasca mendarat pun lenyap.

Analisis lebih lanjut memperlihatkan cacat perangkat lunak yang sama juga menjadi penyebab parasut supersonik Schiaparelli terlepas lebih awal. Perangkat lunak yang mengalami cacat tersebut adalah yang mengontrol altimeternya. Diduga, goyangan parasut supersonik Schiaparelli yang lebih liar ketimbang yang diantisipasi membuat perangkat lunak altimeternya kebingungan dan memasok data ketinggian yang keliru kepada komputer pendarat Schiaparelli.

ESA menggarisbawahi bahwa, kecuali dalam 1 menit terakhirnya, mayoritas misi ExoMars 2016 sejauh ini dapat dikatakan sukses. Segenap perangkat kerasnya bekerja sesuai harapan, demikian halnya mayoritas perangkat lunaknya. Dan cacat pada perangkat lunak pemandu pendaratan relatif lebih mudah diatasi.

Referensi :

Clark. 2016. Last Data from Schiaparelli Mars Lander Hold Clues to What Went Wrong. SpaceflightNow, Breaking News, 20 Oktober 2016.

Blancquaert. 2016. Mars Reconaissance Orbiter Views Schiaparelli Landing Site. European Space Agency.

Beagle 2, Korban Terakhir Kutukan Mars

Pendarat itu bernama Beagle 2. Namanya diperoleh dari nama kapal HMS Beagle, kapal legendaris milik Angkatan Laut Inggris Raya yang melakukan perjalanan bersejarah mengarungi lautan mengelilingi Bumi pada 1830-an Tarikh Umum (TU) dengan salah satu penumpangnya adalah Charles Robert Darwin. Persinggahannya di benua Amerika bagian selatan dan Kepulauan Galapagos menjadi pemicu lompatan kuantum akan pengetahuan kita tentang kehidupan di Bumi. Beagle 2 pun menyandang harapan yang sama. Saat diformulasikan oleh tim ilmuwan Universitas Terbuka dan Universitas Leicester (keduanya di Inggris) bertahun silam, Beagle 2 memang ditujukan untuk mencari tanda-tanda kehidupan di Mars, baik di masa silam maupun masa kini. Maka wahana pendarat itu pun dibekali beragam radas (instrumen) untuk menyelidiki aspek-aspek geologi, mineralogi, geokimia, tingkat oksidasi titik pendaratan beserta dengan aspek klimatologi dan meteorologi Mars serta sifat fisis atmosfer dan permukaan tanah Mars. Beagle 2 dirancang untuk dapat beroperasi selama 180 hari. Dan bisa diperpanjang menjadi setahun Mars (687 hari), bila memungkinkan.

Gambar 1. Replika wahana pendarat Beagle 2 seperti dipamerkan di Museum Ilmu Pengetahuan London. Dalam keadaan terbuka penuh, ia terlihat mirip anjing. Tak heran jika Beagle 2 dijuluki sebagai "anjing Inggris." Sumber: London Science Museum, 2008.

Gambar 1. Replika wahana pendarat Beagle 2 seperti dipamerkan di Museum Ilmu Pengetahuan London. Dalam keadaan terbuka penuh, ia terlihat mirip anjing. Tak heran jika Beagle 2 dijuluki sebagai “anjing Inggris.” Sumber: London Science Museum, 2008.

Apa lacur, ambisi itu tak kesampaian. Semenjak melepaskan diri dari wahana induk Mars Express Orbiter pada 19 Desember 2003 TU, Beagle 2 tak terdengar kabarnya lagi. Ia tetap terdiam di pagi hari 25 Desember 20103 TU waktu Inggris, saat dimana Beagle 2 rencananya telah mendarat di permukaan dataran Isidis Planitia. Ia tetap membisu meski ESA (European Space Agency) berkali-kali mencoba mengontaknya, baik lewat teleskop radio Lovell di kompleks observatorium Jodrell Bank, Cheshire (Inggris) maupun melalui wahana pengorbit Mars Odyssey milik NASA (badan antariksa Amerika Serikat). Semuanya gagal. Upaya menjalin komunikasi lebih lanjut mulai 7 Januari 2014 TU hingga lima hari kemudian secara berturut-turut tetap tak sanggup menangkap berkas sinyal Beagle 2Upaya ambisius terakhir, yakni dengan memrogram ulang wahana Mars Express Orbiter agar lewat tepat di atas lokasi pendaratan Beagle 2, pun tidak menuai sukses. Meski Mars Express Orbiter lewat tepat di atas dataran Isidis Planitia pada 2 Februari 2014 TU dan menyalakan auto transmit (sistem komunikasi cadangan), tak ada jawaban dari Beagle 2.

Jelas sudah, Beagle 2 hilang. Ia mengisi peringkat terakhir dalam daftar korban kutukan Mars. Inilah istilah tak resmi yang beredar di kalangan ilmuwan dan teknisi penerbangan antariksa terkait tingginya tingkat kegagalan misi-misi antariksa ke Mars. Meski telah dikenal sebagai satu-satunya planet yang paling mirip dengan Bumi kita dalam tata surya, namun pergi ke Mars bukanlah hal yang mudah. Hingga 2010 TU, dari 38 misi antariksa yang telah dikirimkan ke planet merah ini, hanya 19 yang berhasil merengkuh sukses. Tingkat kegagalannya mencapai 50 %. Diantaranya penyebabnya bahkan tergolong sepele. Peringkat terakhir sebelum kegagalan Beagle 2 diduduki oleh hilangnya dua wahana NASA secara berturut-turut pada 1999 TU, yakni pendarat Mars Polar Lander dan penyelidik Mars Climate Orbiter. Penyebabnya sepele, yakni alpanya teknisi dan ilmuwan dalam mengonversi sistem satuan Inggris ke metrik dan sebaliknya dalam program komputer pendukung saat keduanya sedang dirakit. Yang jelas hilangnya Beagle 2 kontan memusnahkan harapan ESA untuk menyaingi prestasi partnernya di seberang Atlantik: NASA.

Gambar 2. Wajah terakhir Beagle 2 saat wahana pendarat itu baru saja melepaskan diri dari Mars Express Orbiter yang menjadi wahana induknya pada 19 Desember 2003 TU. Ia dijadwalkan akan mendarat di permukaan planet merah dalam enam hari kemudian. Dalam kenyataannya Beagle 2 terus membisu untuk seterusnya. Sumber: ESA, 2003.

Gambar 2. Wajah terakhir Beagle 2 saat wahana pendarat itu baru saja melepaskan diri dari Mars Express Orbiter yang menjadi wahana induknya pada 19 Desember 2003 TU. Ia dijadwalkan akan mendarat di permukaan planet merah dalam enam hari kemudian. Dalam kenyataannya Beagle 2 terus membisu untuk seterusnya. Sumber: ESA, 2003.

Mangkuk

Beagle 2 dikemas dalam ruang mirip mangkuk ceper besar berdiameter 1 meter sedalam 25 sentimeter. Bentuk mangkuk ini dipilih agar Beagle 2 bisa tersimpan aman dalam sepasang cangkang penyekat panasnya, yang mencakup cangkang depan (rear cover) dan cangkang belakang (backshell). Sebab wahana pendarat ini direncanakan harus berjuang melintasi atmosfer Mars pada kecepatan awal 20.000 kilometer/jam. Beagle 2 harus memanfaatkan gesekannya dengan atmosfer Mars untuk memperlambat kecepatannya, layaknya meteor. Jika sudah cukup lambat, barulah penyekat panas dilepaskan dan parasut pengerem bisa dikembangkan.

Bentuk mirip mangkuk ini memang bisa mengecoh. Saat tiba di permukaan targetnya, Beagle 2 akan membuka secara otomatis. Ada lima “daun” yang bakal mekar menghasilkan konfigurasi pentagonal. Jika dilihat dari atas, “daun-daun” yang membuka dan tubuh Beagle 2 terlihat menyerupai bentuk anjing. Tak heran jika beredar lelucon di kalangan ilmuwan, teknisi dan praktisi penerbangan antariksa, yang menyebut Beagle 2 sebagai “anjing Inggris.” Dari kelima “daun” tersebut, empat memuat panel-panel surya guna memasok tenaga listrik ke segenap bagian Beagle 2. Dan “daun” kelima memuat sebuah antena radio UHF (ultra high frequency) serta sebuah lengan robotik. Lengan yang bisa dimulurkan hingga sepanjang 75 sentimeter itu membawa sepasang kamera stereo, mikroskop, spektrometer Mossbauer, spektrometer sinar-X, mesin bor kecil dan sebuah lampu sorot.

Saat mesin bor berhasil mengambil sampel tanah/batuan, ia akan mengantarkannya ke tubuh Beagle 2 yang memuat spektrometer massa dan kromatograf gas. Mereka berdua akan mengukur proporsi relatif isotop-isotop karbon dan metana. Selain dua radas tersebut, di tubuh Beagle 2 juga terdapat baterei, sistem telekomunikasi, sistem komputer, pemanas kecil, sistem telekomunikasi beserta sensor radiasi dan sensor oksidasi. Sistem komunikasi dirancang untuk menyalurkan data pada kecepatan minimal 2 kbit/detik dan maksimal 128 kbit/detik.

Gambar 3. Dataran Isidis Planitia, tempat dimana Beagle 2 mendarat. Dataran ini adalah sebuah cekungan sedimen dengan permukaan relatif datar yang menjadi pembatas antara tinggian (warna kecoklatan) dengan dataran rendah Mars bagian utara (warna keunguan). Titik pendaratan Beagle 2 terdapat dalam lingkungan ellips merah, ditandai dengan anak panah. Sumber: Grindrod, 2015.

Gambar 3. Dataran Isidis Planitia, tempat dimana Beagle 2 mendarat. Dataran ini adalah sebuah cekungan sedimen dengan permukaan relatif datar yang menjadi pembatas antara tinggian (warna kecoklatan) dengan dataran rendah Mars bagian utara (warna keunguan). Titik pendaratan Beagle 2 terdapat dalam lingkungan ellips merah, ditandai dengan anak panah. Sumber: Grindrod, 2015.

Seluruh Beagle 2 memiliki massa 33,2 kilogram pada saat menyentuh Mars. Massa tersebut tergolong rendah. Namun untuk membangun dan membiayai operasional Beagle 2, pemerintah Inggris Raya harus merogoh kocek hingga Rp. 500 milyar (berdasar kurs 2014 TU). Tambahan Rp. 500 milyar lagi harus dicari dari sektor-sektor swasta yang turut berpartisipasi. Sehingga biaya keseluruhan yang disediakan bagi Beagle 2 adalah Rp. 1 trilyun. Tak pelak, inilah “anjing Inggris” termahal untuk saat ini.

Meski telah menelan biaya cukup mahal, hasilnya nihil. Begitu “anjing Inggris” ini didaratkan di Mars, jangankan ‘menggonggong’ (baca: mempertontonkan aktivitasnya), dengusan nafasnya (baca: pancaran sinyal elektronik tanda telah mendarat dengan selamat) tak pernah terdengar. Akhirnya dengan berat hati ESA mengumumkan pada 6 Februari 20104 TU bahwa Beagle 2 telah hilang. Apa penyebabnya tak jelas benar.

ESA hanya menyebut adanya enam kemungkinan penyebab. Pertama, Beagle 2 mungkin terlontar kembali ke langit dan menghilang di kegelapan angkasa akibat kondisi atmosfer Mars saat itu berbeda dengan apa yang diprediksi. Kedua, parasut atau bantalan udara Beagle 2 mungkin gagal berfungsi. Saat Beagle 2 tinggal berjarak 200 meter di atas permukaan Mars, parasut pengeremnya seharusnya dilepaskan. Pada saat yang sama generator gas memproduksi gas-gas yang mencukupi untuk mengembangkan bantalan udara. Sehingga Beagle 2 dapat mendarat dan memantul-mantul di tanah Mars sebelum kemudian benar-benar terdiam. Dapat pula terjadi parasut mungkin mengembang terlalu dini, demikian pula bantalan udaranya. Baik gagal berfungsi ataupun mengembang terlalu dini akan membuat Beagle 2 menghunjam tanah Mars dengan derasnya.

Ketiga, parasut pengeremnya mungkin menjadi kusut akibat terlilit dengan cangkang penyekat panas belakangnya. Bila hal ini terjadi, Beagle 2 pun akan menghunjam tanah Mars dengan keras. Keempat, Beagle 2 mungkin tetap terbungkus dalam bantalan udaranya tanpa bisa melepaskan diri meski telah mendarat. Dalam hal ini Beagle 2 mungkin tetap utuh setibanya di tanah Mars, namun takkan sanggup berkomunikasi. Kelima, Beagle 2 mungkin melepaskan bantalan udaranya terlalu dini sehingga ia bakal terbanting keras ke tanah Mars. Dan keenam, adanya cacat dalam radas akselerometer (pengukur percepatan) sehingga parasut mungkin terbuka lebih dini. Akibatnya Beagle 2 mungkin terbanting keras ke tanah Mars.

Mana di antara keenam kemungkinan penyebab tersebut yang tepat, ESA tak bisa menjawabnya. Jawaban baru muncul 11 tahun kemudian.

Ditemukan

Upaya mencari si “anjing Inggris” ini mendapatkan nafas baru saat NASA berhasil menempatkan wahana penyelidik Mars Reconaissance Orbiter (MRO) mengorbit Mars dengan selamat pada 10 Maret 2006 TU. Ia terus bekerja dengan baik hingga sekarang. Wahana MRO mengangkut kamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment). Inilah kamera beresolusi sangat tinggi yang ditopang teleskop reflektor (pemantul) yang cermin obyektifnya berdiameter 50 sentimeter, menjadikannya mampu membidik obyek berdiameter 30 sentimeter saja dari kejauhan jarak 300 kilometer. Di sela-sela tugas utama yang dibebankan padanya, NASA mengirim perintah pada MRO untuk melacak sejumlah perangkat keras yang pernah didaratkan di permukaan planet merah. Baik itu perangkat keras milik Amerika Serikat, ataupun milik (eks) Uni Soviet, maupun Eropa. Maka pencarian Beagle 2 pun dimulai.

Gambar 4. Lokasi penemuan wahana pendarat Beagle 2 dengan sejumlah komponen pendaratnya, di salah satu sudut dataran Isidis Planitia (kiri). Citra lebih detil bagian dalam kotak yang diperbesar, nampak Beagle 2 beserta parasut pengeremnya dan cangkang penyekat panas bagian depannya (kanan). Dibidik oleh wahana penyelidik Mars Reconaissance Orbiter. Sumber: NASA, 2015.

Gambar 4. Lokasi penemuan wahana pendarat Beagle 2 dengan sejumlah komponen pendaratnya, di salah satu sudut dataran Isidis Planitia (kiri). Citra lebih detil bagian dalam kotak yang diperbesar, nampak Beagle 2 beserta parasut pengeremnya dan cangkang penyekat panas bagian depannya (kanan). Dibidik oleh wahana penyelidik Mars Reconaissance Orbiter. Sumber: NASA, 2015.

Upaya pertama dilakukan pada Februari 2007 TU yang berujung dengan kegagalan. Wahana MRO saat itu lewat di atas Isidis Planitia dan kamera HiRISE diarahkan ke sebuah kawah kecil dimana Beagle 2 diprediksikan mendarat. Pada 20 Desember 2005 TU Collin Pillinger, peneliti utama Beagle 2 di Universitas Terbuka, memublikasikan citra beresolusi rendah dari wahana Mars Global Surveyor (juga milik NASA) yang telah diproses. Citra tersebut memperlihatkan adanya sebuah bintik hitam dalam sebuah kawah kecil. Pillinger menafsirkan bintik tersebut sebagai Beagle 2, yang dikelilingi bantalan udara kempis. Namun citra resolusi tinggi dari kamera HiRISE membuyarkan anggapan tersebut. Kawah kecil itu ternyata kosong.

Kegagalan awal ini tak menyurutkan upaya pencarian. Setelah berjalan hampir 8 tahun lamanya, sukses pun akhirnya diraih juga di tahun ini. Pada 16 Januari 2015 TU NASA mengumumkan bahwa Beagle 2, lebih tepatnya rongsokannya, telah ditemukan. Ia ditemukan lewat citra HiRISE wahana MRO, yang diambil per 28 Februari 2013 TU dan 29 Juni 2014 TU. Lewat analisis panjang yang dilakukan NASA bersama dengan Universitas Arizona (Amerika Serikat) dan Universitas Leicester, akhirnya diketahui bahwa si “anjing Inggris” ini ternyata tergolek di tempat yang tepat sesuai rencana pendaratannya. Yakni di dataran Isidis Planitia, tepatnya di sekitar koordinat 11,5 LUM (lintang utara Mars) dan 90,4 BTM (bujur timur Mars). Tiga komponen penting yang terekam dalam citra MRO terkini adalah pendarat Beagle 2 itu sendiri, parasut pengeremnya dan sebagian penyekat panasnya.

Gambar 5. Wahana pendarat Beagle 2 dalam citra Mars Reconaissance Orbiter yang diperbesar. Nampak jelas Beagle 2 tetap utuh namun hanya dua "daun" yang mekar dari tubuhnya. Sementara tiga "daun" sisanya tak terlihat. Sumber: NASA, 2015.

Gambar 5. Wahana pendarat Beagle 2 dalam citra Mars Reconaissance Orbiter yang diperbesar. Nampak jelas Beagle 2 tetap utuh namun hanya dua “daun” yang mekar dari tubuhnya. Sementara tiga “daun” sisanya tak terlihat. Sumber: NASA, 2015.

Pengumuman NASA ini sekaligus membuyarkan semua kemungkinan penyebab hilangnya Beagle 2 yang disusun ESA sebelumnya. Wahana pendarat ini ternyata mendarat dengan baik (soft-landing) di targetnya. Sehingga ia tetap utuh, tak terpecah-belah. Parasut pengeremnya nampaknya bekerja dengan baik. Parasut tersebut mendarat di titik yang berjarak sekitar 100 meter dari lokasi pendaratan Beagle 2. Citra yang sama juga mengungkap kemungkinan baru yang menjadi akar masalah gagalnya misi Beagle 2. Dari kelima “daun”-nya, hanya dua yang membuka. Tiga “daun” sisanya yang semuanya berisikan panel surya tetap terlipat bersama tubuh Beagle 2. Inilah jawaban mengapa Beagle 2 membisu selamanya. “Daun” yang masih terlipat membuat sistem komunikasi Beagle 2 sulit bekerja. Hal yang sama juga membuat pasokan tenaga listrik dari panel-panel surya ke tubuh Beagle 2 terhambat. Sehingga batereinya tak mengalami pengisian ulang dengan baik dan lama-kelamaan pun mati.

Jadi, “anjing” itu sebenarnya sukses mendarat namun kemudian sekarat karena ketiga kakinya masih terlipat.

Referensi :

Webster. 2015. ‘Lost’ 2003 Mars Lander Found by Mars Reconnaissance Orbiter. NASA Jet Propulsion Laboratory, California, 16 Januari 2015.

Grindrod. 2015. Beagle 2 Found on Mars.

Bila Mars Diterpa Badai Meteor Spektakuler

Ia berdiri di tempat yang tepat di permukaan planet Mars pada Minggu 19 Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) lalu, tentu saja dengan peralatan pendukung kehidupan yang memadai. Begitu Matahari merembang petang, segera ia dibuat terkesiap oleh pemandangan menakjubkan di langit Mars. Ada sebintik cahaya yang taktegas namun terang, lebih benderang ketimbang planet Venus yang pernah disaksikannya saat dilihat dari Bumi. Begitu langit kian menggelap, badai seakan-akan mengguyur dari langit. Namun bukan air yang dicurahkan darinya, melainkan titik-titik cahaya yang melesat cepat saling berkejaran dan susul menyusul sebagai meteor demi meteor. Ribuan meteor seakan membanjir langit malam Mars saat itu dalam setiap jamnya. Dalam beberapa jam kemudian badai meteor ini mereda. Namun di hari berikutnya, kala Matahari kembali terbenam di tempatnya berdiri, langit Mars menyajikan pemandangan menakjubkan lainnya dalam rupa cahaya kekuning-kuningan aneh yang menyemburat di ufuk. Ini mirip dengan panorama semburat cahaya senja yang tak biasa di Bumi, yang pernah terdokumentasikan pasca letusan dahsyat gunung berapi seperti Letusan Krakatau 1883 dan Letusan Pinatubo 1991.

Gambar 1. Sebuah ilustrasi dari Robert King yang menggambarkan langit malam Mars di lokasi pendaratan robot Curiosity dipenuhi ribuan meteor perjamnya sebagai imbas dari melintas-dekatnya komet Siding-Spring. Badai meteor tersebut memang sungguh-sungguh terjadi, namun tak ada seorang pun yang berkesempatan menyaksikannya. Sumber: King, 2014.

Gambar 1. Sebuah ilustrasi dari Robert King yang menggambarkan langit malam Mars di lokasi pendaratan robot Curiosity dipenuhi ribuan meteor perjamnya sebagai imbas dari melintas-dekatnya komet Siding-Spring. Badai meteor tersebut memang sungguh-sungguh terjadi, namun tak ada seorang pun yang berkesempatan menyaksikannya. Sumber: King, 2014.

Narasi di atas separuhnya fiktif. Hingga kini belum ada satupun manusia yang pernah didaratkan di planet Mars. Langkah menuju ke sana pun masih jauh. Planet Mars memang menjadi target eksplorasi antariksa masa kini yang paling seksi. Tapi sejauh ini umat manusia lebih suka mengirimkan wahana takberawak yang mengedari planet ini, ataupun robot penjelajah yang menyusuri daratan berdebu di permukaannya. Meski kemampuannya terbatas, eksplorasi Mars model ini menelan biaya jauh lebih murah dan memiliki durasi jauh lebih lama ketimbang mendaratkan sesosok manusia di Mars. Maka hingga saat ini impian umat manusia untuk melangkahkan kakinya di daratan planet Mars masih sebatas angan.

Gambar 2. Komet Siding-Spring dan planet Mars dalam warna nyata, diabadikan dari observatorium Imah Noong oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan dalam 18 jam pasca komet mencapai titik terdekatnya ke planet Mars. Komet ditandai dengan panah, sementara Mars adalah obyek sangat terang di kiri atas bidang foto. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 2. Komet Siding-Spring dan planet Mars dalam warna nyata, diabadikan dari observatorium Imah Noong oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan dalam 18 jam pasca komet mencapai titik terdekatnya ke planet Mars. Komet ditandai dengan panah, sementara Mars adalah obyek sangat terang di kiri atas bidang foto. Sumber: Imah Noong, 2014.

Namun sebagian narasi tersebut adalah fakta. Planet ini memang baru saja diguyur meteor-meteor dalam jumlah teramat banyak hingga mencapai ribuan per jamnya dalam sebuah kejadian badai meteor. Tak ada seorang pun yang sempat menyaksikan peristiwa ini. Pun demikian wahana-wahana takberawak penyelidik Mars yang masih aktif seperti Mars Odyssey, Mars Reconaissance Orbiter (MRO), Mars Express, Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) maupun Manglayaan/Mars Orbiter Mission (MOM). Juga robot-robot penjelajah aktif di Mars seperti Opportunity (Mars Exploration Rover-B) dan Curiosity (Mars Science Laboratory). Memang tak satupun dari mereka yang menyaksikan secara langsung apalagi memfoto (mencitra) kilatan cahaya meteor di langit Mars saat itu. Sebaliknya beberapa dari mereka, khususnya wahana MAVEN, MRO dan Mars Express, menyajikan bukti tak langsung yang berlimpah akan peristiwa badai meteor ini.

Gambar 3. Komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan saat komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu oleh teleskop antariksa Hubble melalui kamera WFPC-3 (Wide Field & Planetary Camera-3) dan UVIS (Ultraviolet Imaging Spectograph). Pada saat itu Mars sesungguhnya 10.000 kali lebih terang dibanding sang komet, sehingga citra ini dibuat lewat dua observasi berbeda pada panjang gelombang 7.750 Angstrom (komet) serta 4.100 dan 6.730 Angstrom (Mars) untuk digabungkan secara digital sebagai citra komposit. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 3. Komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan saat komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu oleh teleskop antariksa Hubble melalui kamera WFPC-3 (Wide Field & Planetary Camera-3) dan UVIS (Ultraviolet Imaging Spectograph). Pada saat itu Mars sesungguhnya 10.000 kali lebih terang dibanding sang komet, sehingga citra ini dibuat lewat dua observasi berbeda pada panjang gelombang 7.750 Angstrom (komet) serta 4.100 dan 6.730 Angstrom (Mars) untuk digabungkan secara digital sebagai citra komposit. Sumber: NASA, 2014.

Inilah badai meteor yang disebabkan oleh melintasnya komet Siding-Spring (C/2013 A1). Sang komet melintas hingga jarak yang teramat dekat ke planet Mars, setidaknya dalam skala astronomi. Yakni hanya 131.800 kilometer di atas paras planet merah itu. Badai meteor tersebut sungguh spektakuler. Di Bumi kejadian tersebut hanya hanya bisa disebandingkan dengan badai meteor Leonids 1866 dengan tak kurang dari 5.000 meteor mengerjap di langit malam dalam setiap jamnya.

Debu dan Ion

Kala pada Jumat 7 November 2014 TU lalu memublikasikan hasil awal sejumlah wahana penyelidik dan robot penjelajah Mars-nya yang khusus memonitor ‘duet maut’ planet Mars dan komet Siding-Spring, badan antariksa Amerika Serikat (NASA) menyebut komet Siding-Spring ternyata menyemburkan debu dan kerikil dalam jumlah lebih banyak ketimbang semula diduga. Partikel debu dan kerikil komet yang memasuki atmosfer Mars saja minimal berjumlah hingga beberapa ton. Debu dan kerikil yang disemburkan komet itu memiliki ukuran beragam, seperti diperlihatkan oleh radas spektrometer CRISM yang ditenteng wahana MRO. Secara umum mereka berukuran mulai dari sekecil 1/1.000 milimeter hingga sebesar 10 milimeter. Meski mengguyur sangat intensif, namun seluruh wahana penyelidik NASA, juga milik NASA dan India, tetap berfungsi normal. Inilah buah keberhasilan dari strategi ‘menyembunyikan’ semua wahana di hemisfer Mars yang berbeda kala komet mencapai titik terdekatnya.

Gambar 4. Dua jenis partikel berbeda ukuran yang disemburkan komet Siding-Spring sebagaimana dicitrakan oleh radas spektrometer CRISM di wahana MRO, masing-masing dalam warna merah dan biru. Komet ini menghamburkan partikel seukuran debu 1/1.000 milimeter hingga kerikil sebesar 10 milimeter. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 4. Dua jenis partikel berbeda ukuran yang disemburkan komet Siding-Spring sebagaimana dicitrakan oleh radas spektrometer CRISM di wahana MRO, masing-masing dalam warna merah dan biru. Komet ini menghamburkan partikel seukuran debu 1/1.000 milimeter hingga kerikil sebesar 10 milimeter. Sumber: NASA, 2014.

Dengan beberapa ton debu dan kerikil komet memasuki atmosfer Mars, maka timbul meteor dalam jumlah yang sangat besar. Adanya meteor dalam jumlah spektakuler pada saat bersamaan menjadikan peristiwa itu memiliki kualifikasi sebagai badai meteor, jenis hujan meteor yang tergolong amat langka. Meski sangat intensif, badai meteor dalam ‘duet maut’ komet Siding-Spring dan planet Mars ini hanya terjadi selama beberapa jam saja. Meteor yang berasal dari debu tergerus menjadi bubuk di lapisan udara Mars yang lebih tinggi. Sebaliknya meteor yang berasal dari kerikil akan menembus lebih jauh ke dalam atmosfer Mars, namun pada akhirnya hancur tergerus juga di ketinggian. Sebagai hasilnya maka udara Mars pun ketambahan partikel-partikel debu mikroskopis. Awalnya mereka terserak di sepanjang lintasan tiap meteor, namun arus-arus udara menjadikan debu-debu mikroskopis ini tersebar ke segenap penjuru dalam selimut udara Mars.

Wahana MAVEN melalui radas (instrumen) spektroskop ultraungu (IUVS) serta spektrometer gas netral dan ion (NGIMS) berhasil mendeteksi eksistensi debu mikroskopis ini kala bermanuver ‘mencicipi’ lapisan atas atmosfer Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Wahana MAVEN memang dirancang bisa menyusuri orbit sangat lonjong sehingga ia berkemampuan lewat di dalam lapisan atmosfer atas Mars yang kandungan udaranya sangat tipis. Dengan cara ini MAVEN melalui radas-radasnya dapat memerikan (mendeskripsikan) komposisi atmosfer atas Mars secara langsung pada saat itu. Sehingga dinamikanya dari waktu ke waktu dapat diketahui.

Gambar 5. Delapan jenis atom logam beserta isotop-isotopnya yang berhasil dideteksi di udara Mars oleh wahana MAVEN pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Normalnya logam-logam ini tidak ada dalam atmosfer Mars. Seluruh atom logam ini menghilang dari udara Mars sekitar 24 jam setelah perlintasan dekat sang komet. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 5. Delapan jenis atom logam beserta isotop-isotopnya yang berhasil dideteksi di udara Mars oleh wahana MAVEN pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring. Normalnya logam-logam ini tidak ada dalam atmosfer Mars. Seluruh atom logam ini menghilang dari udara Mars sekitar 24 jam setelah perlintasan dekat sang komet. Sumber: NASA, 2014.

Jejak debu mikroskopis yang terbentuk dari badai meteor Siding-Spring ini diendus wahana MAVEN lewat lonjakan kadar atom-atom logam tertentu. Pasca mendekatnya komet Siding-Spring hingga berbelas jam kemudian, MAVEN mendeteksi keberadaan logam-logam Natrium, Kalium, Mangan, Nikel, Magnesium, Kromium, Besi dan Seng di udara Mars. Normalnya logam-logam tersebut tidak ada dalam atmosfer Mars. Di antara kedelapan logam itu, Magnesium adalah yang paling berlimpah disusul dengan Besi. Baik Magnesium maupun Besi merupakan atom logam yang umum dijumpai dalam meteorit, sehingga memperkuat kesimpulan bahwa logam-logam tersebut hadir di udara Mars lewat meteor-meteor Siding-Spring. Menariknya, kedelapan logam ini menghilang dari udara Mars hanya dalam waktu sekitar 24 jam setelah komet Siding-Spring melintas dekat. Fenomena ini berbeda dengan di Bumi kita, yang mengindikasikan bahwa proses-proses kimiawi yang bekerja dalam atmosfer Mars berbeda dengan di Bumi.

Gambar 6. Atas: spektrum atmosfer Mars yang diindra radas IUVS wahana MAVEN antara sebelum dan sesudah perlintasan dekat komet Siding-Spring. Sebelum komet melintas, kurva spektrumnya diberi warna biru. Sementara setelah komet melintas, kurva spektrumnya diwarnai merah. Nampak kedua kurva nyaris berimpit, kecuali pada sejumlah puncak dengan dua diantaranya menunjukkan kehadiran logam Magnesium dan Besi dari komet Siding-Spring. Bawah: Sebaran ion-ion Magnesium dalam udara Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring seperti diindra wahana MAVEN. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 6. Atas: spektrum atmosfer Mars yang diindra radas IUVS wahana MAVEN antara sebelum dan sesudah perlintasan dekat komet Siding-Spring. Sebelum komet melintas, kurva spektrumnya diberi warna biru. Sementara setelah komet melintas, kurva spektrumnya diwarnai merah. Nampak kedua kurva nyaris berimpit, kecuali pada sejumlah puncak dengan dua diantaranya menunjukkan kehadiran logam Magnesium dan Besi dari komet Siding-Spring. Bawah: Sebaran ion-ion Magnesium dalam udara Mars pasca perlintasan dekat komet Siding-Spring seperti diindra wahana MAVEN. Sumber: NASA, 2014.

Selain dari komposisi logam-logamnya, eksistensi debu mikroskopis meteor-meteor Siding-Spring juga terendus melalui ion-ionnya. Benturan dengan sesamanya dan dengan molekul-molekul udara Mars yang ditambah rejaman sinar dan angin Matahari membuat atom-atom dalam partikel debu mikroskopis tersebut terionisasi. Terbentuklah ion-ion positif dan elektron-elektron bebas khususnya pada ketinggian 100 hingga 400 kilometer dari paras Mars. Normalnya lapisan udara Mars di ketinggian tersebut memang mengandung ion-ion yang membentuk ionosfer Mars. Namun begitu radar yang ditenteng wahana MRO dan Mars Express berhasil merekam adanya lapisan tambahan dalam ionosfer Mars, yang hanya bisa dideteksi lewat gelombang radio berfrekuensi sangat rendah. Lapisan tambahan ini muncul sekitar 7 jam pasca komet Siding-Spring melintas dekat planet merah itu dan bertahan hingga berbelas jam kemudian untuk kemudian lenyap. Dapat dipastikan lapisan tambahan yang temporer dalam ionosfer Mars ini adalah ion-ion dalam debu-debu mikroskopis dari meteor-meteor Siding-Spring.

Sepanjang debu mikroskopis ini masih berada di udara Mars, ia mengemisikan cahaya berwarna kekuning-kuningan tatkala tersinari Matahari. Cahaya ini berasal dari atom-atom Natrium yang tereksitasi. Di siang hari ia tak kelihatan, kalah jauh dengan benderangnya cahaya Matahari. Namun begitu sang surya menuju ke peraduannya di balik cakrawala, semburat cahaya kekuning-kuningan ini pun mulai terlihat dan mendominasi langit hingga beberapa lama. Gemerap cahaya kekuning-kuningan yang mewarnai langit Mars di dekat cakrawala inilah yang nampaknya menjadi penyebab mengapa robot Curiosity tidak bisa mencitra komet Siding-Spring dengan leluasa. Padahal robot penjelajah ini berada di tempat terbaik untuk mengabadikan sang komet.

Gambar 7. Komet Siding-Spring diabadikan dari robot penjelajah Curiosity (Mars Science Laboratory) pada saat komet mencapai titik terdekatnya ke Mars. Meski berada di tempat terbaik, namun Curiosity nyaris gagal mengamati komet ini (tanda panah, diperbesar dalam kotak). Kemungkinan semburat cahaya kekuning-kuningan yang merajai langit Mars, yang bersumber dari debu-debu mikroskopis meteor Siding-Spring, membuat langit tetap benderang meski Matahari telah terbenam. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 7. Komet Siding-Spring diabadikan dari robot penjelajah Curiosity (Mars Science Laboratory) pada saat komet mencapai titik terdekatnya ke Mars. Meski berada di tempat terbaik, namun Curiosity nyaris gagal mengamati komet ini (tanda panah, diperbesar dalam kotak). Kemungkinan semburat cahaya kekuning-kuningan yang merajai langit Mars, yang bersumber dari debu-debu mikroskopis meteor Siding-Spring, membuat langit tetap benderang meski Matahari telah terbenam. Sumber: NASA, 2014.

Kesempatan Unik

Selain berhasil mengungkap adanya badai meteor spektakuler di Mars, karakteristik komet Siding-Spring kini pun telah diketahui lebih baik. Lewat radas kamera HiRISE yang ditenteng wahana MRO dan sanggup menyajikan citra beresolusi tinggi, diketahui bahwa inti komet Siding-Spring berotasi pada sumbunya dengan periode rotasi sekitar 8 jam. Sehingga sehari semalam di inti komet ini hanya berlangsung selama 8 jam saja. Namun tidak demikian dengan ukuran sang inti komet. Sebelumnya NASA cukup percaya diri dengan menyebut dimensi inti komet Siding-Spring berkisar 400 meter atau kurang (dari terkaan semula 700 meter berdasarkan observasi berbasis teleskop antariksa Swift). Namun kini tidak demikian. Diameter inti komet ini tak bisa ditentukan dengan pasti seiring pekatnya debu dan kerikil yang menyelimutinya, namun diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter.

Gambar 8. Inti komet Siding-Spring diabadikan kamera resolusi tinggi Hi-RISE di wahana MRO dalam kesempatan berbeda di sekitar saat-saat komet mencapai titik terdekatnya dengan planet Mars. Dari sekuensi citra ini diketahui komet berotasi dengan periode 8 jam. Namun ukuran inti komet belum bisa ditentukan dengan pasti, hanya diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter. SUmber: NASA, 2014.

Gambar 8. Inti komet Siding-Spring diabadikan kamera resolusi tinggi Hi-RISE di wahana MRO dalam kesempatan berbeda di sekitar saat-saat komet mencapai titik terdekatnya dengan planet Mars. Dari sekuensi citra ini diketahui komet berotasi dengan periode 8 jam. Namun ukuran inti komet belum bisa ditentukan dengan pasti, hanya diperkirakan antara 300 hingga 1.200 meter. SUmber: NASA, 2014.

Para astronom masih akan melanjutkan analisis mereka berbasis data-data yang diproduksi para wahana dan robot penjelajah Mars ini selama observasi komet Siding-Spring. Hasilnya mungkin akan dipublikasikan dalam beberapa bulan mendatang dan bakal menambah pengetahuan kita tentang salah satu benda langit unik anggota tata surya ini. Namun yang istimewa, melintas-dekatnya komet Siding-Spring ke planet Mars menjadikan umat manusia untuk pertama kalinya (dan secara tak terduga) mampu mengeksplorasi sebuah komet yang datang dari wilayah paling pinggir dalam tata surya kita: awan komet Opik-Oort.

Referensi :

King. 2014. Spectacular Meteor Storm Lights up Mars during Recent Comet Flyby. AstroBob.

Menembus Batas, Mengamati Komet Siding-Spring dari Indonesia

Peristiwa langka itu pun terjadilah. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) akhirnya lewat juga di titik terdekatnya ke planet Mars pada Senin dinihari 20 Oktober 2014 Tarikh Umum (TU) waktu Indonesia. Observasi dari sekujur penjuru Bumi selama hari-hari menjelang peristiwa langka ini secara substansial telah menambahkan jumlah data posisi komet. Sehingga orbit komet dapat diperhitungkan dengan tingkat ketelitian jauh lebih baik. Sebagai implikasinya waktu saat sang komet tiba di titik terdekatnya ke planet merah pun sedikit mengalami revisi dari semula pukul 01:29 WIB menjadi 01:27 WIB atau dua menit lebih awal.

Gambar 1. Duet komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan dari observatorium Imah Noong, Lembang, Kab. Bandung Barat (Jawa Barat) pada dua kesempatan berbeda menggunakan radas yang sama yakni teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo 80 mm (f-ratio 6) dan kamera Nikon D5100 pada ISO 400. Inilah satu-satunya citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang diabadikan dari Indonesia, di luar Observatorium Bosscha. Sumber: Imah Noong, 2014 diabadikan oleh Muflih Arisa Adnan & dilabeli oleh Muh. Ma'rufin Sudibyo.

Gambar 1. Duet komet Siding-Spring dan planet Mars, diabadikan dari observatorium Imah Noong, Lembang, Kab. Bandung Barat (Jawa Barat) pada dua kesempatan berbeda menggunakan radas yang sama yakni teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo 80 mm (f-ratio 6) dan kamera Nikon D5100 pada ISO 400. Inilah satu-satunya citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang diabadikan dari Indonesia, di luar Observatorium Bosscha. Sumber: Imah Noong, 2014 diabadikan oleh Muflih Arisa Adnan & dilabeli oleh Muh. Ma’rufin Sudibyo.

Peristiwa langit yang disebut-sebut sebagai peristiwa teramat langka yang belum tentu terulang kembali dalam ratusan atau bahkan ribuan tahun mendatang ini pun berlangsung relatif mulus. Sejumlah wahana antariksa aktif milik NASA (Amerika Serikat) di Mars, mulai dari si veteran Mars Odyssey dan Mars Reconaissance Orbiter hingga Mars Atmosphere and Volatile Environment (MAVEN) yang baru datang dilaporkan dalam keadaan sehat. Pun demikian wahana antariksa milik ESA (gabungan negara-negara Eropa) dan India, masing-masing Mars Express dan Manglayaan/Mars Orbiter Mission. Tak satupun dari kelimanya yang mengalami gangguan oleh semburan partikel-partikel debu berkecepatan sangat tinggi dari sang komet. Rupanya strategi penyelamatan yang telah diperbincangkan selama berbulan-bulan dan mencapai kulminasinya pada workshop Juni 2014 TU silam meraih suksesnya. Kala komet Siding-Spring melintasi titik terdekatnya ke planet Mars, seluruh wahana antariksa tersebut telah bermanuver demikian rupa menggunakan cadangan bahan bakar roketnya. Sehingga mereka semua berlindung di balik tubuh planet Mars tatkala memasuki saat-saat kritis.

Sembari bermanuver melindungi diri, mereka juga sempat mengamati komet Siding-Spring dari jarak dekat. Ini adalah kesempatan teramat langka yang setaraf nilainya dengan misi-misi antariksa terdahulu yang memang khusus ditujukan ke komet. Apalagi komet Siding-Spring merupakan komet yang diindikasikan berasal dari tepi tata surya, yakni dari awan komet Opik-Oort yang demikian besar dan dipenuhi oleh bayi-bayi komet yang siap melejit. Indikasi tersebut terlihat dari orbit komet ini yang begitu lonjong, dengan jarak rata-rata ke Matahari (setengah sumbu orbit) demikian besar hingga jauh melampaui benda langit anggota tata surya lainnya (kecuali komet) yang telah kita kenal. Karena orbitnya demikian rupa maka tak mengherankan bila periodenya amat sangat panjang. Komet Siding-Spring butuh waktu berjuta-juta tahun lamanya guna mengelilingi Matahari sekali putaran. Ia menghabiskan hampir seluruh waktunya melata di kegelapan tepian tata surya kita yang dingin membekukan. Karena itu peristiwa duet komet Siding-Spring dan planet Mars memberikan keberuntungan kosmik yang memungkinkan manusia menyelidiki sebuah komet dari awan komet Opik-Oort secara mendetail, untuk pertama kalinya. Seluruh misi antariksa ke komet terdahulu hanyalah ditujukan ke komet-komet yang berasal dari lingkungan lebih dekat ke kawasan planet-planet, yakni dari sabuk Kuiper-Edgeworth. Komet-komet dari sabuk yang mirip sabuk asteroid ini dikenal sebagai komet berperiode pendek dan berkecepatan jauh lebih rendah sehingga lebih mudah dijangkau.

Gambar 2. Komet Siding-Spring diamati dari jarak 138.000 kilometer oleh wahana Mars Reconaissance Orbiter. Setiap piksel citra ini mewakili 138 meter. Bagian terterang yang mengindikasikan inti komet dalam citra ini hanya mencakup area tiga piksel, menandakan bahwa inti komet Siding-Spring mungkin hanya berukuran 400 meter saja atau separuh lebih kecil dari yang semula diduga. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 2. Komet Siding-Spring diamati dari jarak 138.000 kilometer oleh wahana Mars Reconaissance Orbiter. Setiap piksel citra ini mewakili 138 meter. Bagian terterang yang mengindikasikan inti komet dalam citra ini hanya mencakup area tiga piksel, menandakan bahwa inti komet Siding-Spring mungkin hanya berukuran 400 meter saja atau separuh lebih kecil dari yang semula diduga. Sumber: NASA, 2014.

Sejauh ini baru wahana Mars Reconaissance Orbiter yang sudah melaporkan hasil observasinya. Ia mengamati komet Siding-Spring pada jarak 138.000 kilometer dan menyajikan gambaran lebih utuh akan komet itu. Jika semula kita menduga ukuran inti komet siding-Spring sekitar 700 meter, maka kini lewat Mars Reconaissance Orbiter kita tahu ukurannya lebih kecil lagi, yakni berkisar 400 meter atau kurang. Komet yang cemerlang dengan inti komet relatif kecil menunjukkan bahwa komet Siding-Spring ternyata lebih aktif dibanding yang semula diduga. Sehingga menguatkan dugaan bahwa komet ini memang baru pertama kali berkunjung tata surya bagian dalam setelah dihentakkan keluar dari kungkungan awan komet Opik-Oort dalam berjuta tahun silam. Selain wahana Mars Reconaissance Orbiter, salah satu robot penjelajah aktif di Mars juga menyajikan hasil observasi yang positif akan komet itu. Adalah Opportunity (Mars Exploration Rover-B), robot penjelajah veteran yang telah lebih dari satu dekade ‘hidup’ di Mars, yang berhasil mengamati komet Siding-Spring tinggi di langit Mars. Ia mencitra lewat radas PanCam (Panoramic Camera), sepasang lensa kamera berdiameter 2,15 mm dengan f-ratio 20 yang sejatinya tidak dirancang untuk mengamati benda langit dari permukaan Mars. Di luar dugaan, ternyata ia mampu mengabadikan komet Siding-Spring dengan baik.

Gambar 3. Komet Siding-Spring diamati dari permukaan planet Mars oleh radas PanCam pada robot penjelajah Opportunity dengan waktu penyinaran 50 detik. Citra ini dibuat dalam 2,5 jam sebelum sang komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu. Komet nampak cemerlang dibanding beberapa bintang terang yang ada dilatarbelakangnya. Inilah untuk pertama kalinya sebuah komet berhasil diamati dari permukaan planet lain. Sumber: NASA, 2014 dilabeli oleh Muh. Ma'rufin Sudibyo.

Gambar 3. Komet Siding-Spring diamati dari permukaan planet Mars oleh radas PanCam pada robot penjelajah Opportunity dengan waktu penyinaran 50 detik. Citra ini dibuat dalam 2,5 jam sebelum sang komet mencapai titik terdekatnya ke planet merah itu. Komet nampak cemerlang dibanding beberapa bintang terang yang ada dilatarbelakangnya. Inilah untuk pertama kalinya sebuah komet berhasil diamati dari permukaan planet lain. Sumber: NASA, 2014 dilabeli oleh Muh. Ma’rufin Sudibyo.

Selain dari wahana dan robot penjelajah di Mars, citra-citra duet komet Siding-Spring dan planet Mars dari berbagai observatorium atau titik pengamatan di sekujur penjuru Bumi pun membanjiri linimasa media sosial. Nah adakah yang berasal dari Indonesia?

Menembus Batas

Beberapa titik pengamatan di Indonesia telah menyiapkan diri dalam menyambut duet komet Siding-Spring dan planet Mars yang langka ini. Antara lain Observatorium Bosscha di Lembang, Bandung Barat (Jawa Barat), observatorium pribadi Imah Noong di Kampung wisata Areng (juga di Lembang) dan observatorium pribadi Jogja Astro Club di Yogyakarta (DIY).

Persiapan pengamatan duet komet Siding-Spring dan planet Mars di observatorium Imah Noong telah dikerjakan semenjak beberapa waktu sebelumnya oleh astronom amatir Muflih Arisa Adnan. Imah Noong adalah observatorium pribadi yang berlokasi di kediaman Hendro Setyanto, astronom yang pernah bertugas di Observatorium Bosscha. Ia terletak di kampung wisata Areng, desa Wangunsari, Lembang, Kab, Bandung Barat (Jawa Barat). Radas yang disiapkan untuk mengamati duet komet Siding-Spring dan planet Mars adalah teleskop refraktor Explore Scientific Triplet Apo dengan lensa obyektif berdiameter 80 mm (8 cm). Teleskop ini memiliki dudukan (mounting) GOTO sehingga dapat mengikuti gerak benda langit yang disasarnya secara otomatis seiring waktu, sepanjang benda langit tersebut ada dalam basisdatanya. Teleskop kemudian dirangkai dengan radas kamera Nikon D5100 dengan teknik fokus prima yang disetel pada ISO 400 dan waktu penyinaran 15 detik.

Sedangkan penulis bertugas membantu identifikasi sang komet. Radas yang digunakan adalah komputer jinjing (laptop) yang terkoneksi ke internet. Laman Astrometry menjadi salah satu rujukan untuk mengidentifikasi posisi benda langit yang menjadi target, pun demikian laman-laman institusi/pribadi yang sedari awal sudah memproklamirkan akan menggelar siaran langsung observasi duet komet Siding-Spring dan planet Mars.

Teleskop berlensa 80 mm secara teoritis tak memungkinkan untuk mengidentifikasi komet Siding-Spring. Saat mencapai titik terdekatnya ke Mars, konsorsium Coordinated Investigations of Comets (CIOC) memprediksi magnitudo semunya berkisar +11 hingga +12. Sebaliknya teleskop 80 mm, di atas kertas, hanya akan sanggup menyasar benda langit seredup +10,5 saja. Sehingga masih ada defisit minimal +0,5 magnitudo. Namun di sisi lain penggunaan kamera yang disetel untuk waktu penyinaran cukup lama, setidaknya dibandingkan selang waktu kedipan mata manusia pada umumnya, mungkin mampu mengatasi defisit tersebut. Apalagi sensor kamera digital masakini bersifat mengumpulkan cahaya, sehingga obyek yang semula redup bakal terkesan menjadi lebih terang. Sifat ini berbeda dengan syaraf-syaraf penglihatan manusia, yang tak bersifat mengumpulkan cahaya, sehingga benda langit redup pun akan tetap terlihat redup meski telah kita tatap selam berjam-jam. Maka dapat dikatakan upaya mengamati komet Siding-Spring dengan radas-radas tersebut merupakan percobaan untuk menembus batas.

Gambar 4. Proses identifikasi komet Siding-Spring dengan membandingkan citra hasil observasi Peter Lake (kiri) dan Imah Noong (kanan). Keduanya berselisih waktu 3 jam saat pemotretan. Label HD 159865 dan HD 159845 adalah untuk dua bintang yang tercantum dalam katalog bintang. Sementara label A, B, C, D, E dan F adalah versi penulis untuk bintang-bintang yang tak tercantum dalam katalog. Bila antara bintang HD 159865, HD 159845 dan B ditarik garis lurus khayali (digambarkan sebagai garis putus-putus), maka komet berada di sekitar pertengahan garis ini. Komet ditandai dengan panah merah. SUmber: Sudibyo, 2014.

Gambar 4. Proses identifikasi komet Siding-Spring dengan membandingkan citra hasil observasi Peter Lake (kiri) dan Imah Noong (kanan). Keduanya berselisih waktu 3 jam saat pemotretan. Label HD 159865 dan HD 159845 adalah untuk dua bintang yang tercantum dalam katalog bintang. Sementara label A, B, C, D, E dan F adalah versi penulis untuk bintang-bintang yang tak tercantum dalam katalog. Bila antara bintang HD 159865, HD 159845 dan B ditarik garis lurus khayali (digambarkan sebagai garis putus-putus), maka komet berada di sekitar pertengahan garis ini. Komet ditandai dengan panah merah. SUmber: Sudibyo, 2014.

Percobaan pertama berlangsung pada Minggu 19 Oktober 2014 TU pukul 19:00 WIB, bertepatan dengan saat momen pra perlintasan-dekat komet Siding-Spring ke Mars. Seperti halnya langit bagian barat pulau Jawa pada umumnya, langit Lembang pun bertaburan awan yang berarak-arak. Namun masih tersisa celah-celah sempit diantaranya, sehingga Mars masih bisa dilihat meski hanya untuk selang waktu pendek. Pada salah satu momen teleskop berhasil menjejak Mars untuk waktu yang relatif lumayan sehingga kamera bisa merekam Mars dan lingkungannya dalam 8 frame secara berturut-turut, setara dengan waktu penyinaran (exposure time) 90 detik. Kedelapan citra yang didapat lantas digabungkan menjadi satu lewat teknik stacking.

Awalnya cukup sulit untuk mengidentifikasi komet Siding-Spring di percobaan pertama ini. Namun beruntung terdapat hasil observasi di mancanegara yang membantu mempercepat identifikasi. Berselang 3 jam sebelum observasi percobaan pertama di Imah Noong, astronom amatir Peter Lake juga mengamati duet komet Siding-Spring dan planet Mars dengan mengambil lokasi di observatorium iTelescope.net (Q62) dalam kompleks Observatorium Siding Spring (Australia), tempat sang komet terlihat manusia untuk pertama kalinya secara resmi. Peter Lake bersenjatakan teleskop Planewave dengan cermin obyektif berdiameter 50 cm yang secara teoritis mampu menyasar benda langit hingga seredup magnitudo +14,5 sehingga cukup mudah mendeteksi komet Siding-Spring. Ia membagikan hasil observasinya lewat Google+ dalam sebuah siaran langsung. Setelah dibandingkan dengan citra Peter Lake, kejutan pun terkuak. Komet Siding-Spring ternyata terekam dalam citra percobaan pertama tersebut! Komet terlihat sangat redup, ada di sebelah kiri (selatan) dari Mars dan nyaris tak terbedakan dibanding bintang-bintang disekelilingnya. Baru setelah dicermati lebih lanjut terlihat bahwa titik cahaya komet Siding-Spring tidaklah setegas bintang-bintang pada umumnya dan terkesan berkabut.

Gambar 5. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan pertama, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 5. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan pertama, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Sukses dengan percobaan pertama, percobaan kedua pun digelar pada Senin 20 Oktober 2014 TU, juga pada pukul 19:00 WIB. Momen observasi kali ini merupakan momen pasca perlintasan-dekat komet Siding-Spring dengan planet Mars. Kali ini observatorium pribadi Imah Noong ‘ditemani’ Observatorium Bosscha, yang juga mengarahkan teleskop reflektor Schmidt Bimasakti (diameter cermin 71 cm), meski masing-masing tetap bekerja sendiri-sendiri. Kali ini juga langit Lembang jauh lebih baik ketimbang sehari sebelumnya. Teleskop pun menjejak dan merekam Mars beserta lingkungannya dalam 9 frame berturut-turut, yang setara dengan waktu penyinaran 105 detik. Sama seperti sehari sebelumnya, kesembilan citra ini pun langsung digabungkan menjadi satu lewat teknik stacking.

Gambar 6. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan kedua, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 6. Komet Siding-Spring dan planet Mars sebagai hasil observasi percobaan kedua, disajikan dalam warna nyata. Sumber: Imah Noong, 2014.

Langit yang jauh lebih bagus kali ini membuat kualitas citra hasil percobaan kedua pun lebih baik ketimbang sebelumnya. Bintang-gemintang yang padat sebagai bagian dari selempang Bima Sakti pun terlihat jelas di latar belakang. Komet pun jauh lebih mudah diidentifikasi. Komet Siding-Spring teramati berada di sebelah kanan (utara) dari planet Mars. Sama seperti sebelumnya, komet juga tetap terlihat sebagai titik cahaya taktegas yang terkesan berkabut. Namun kali ini ekor komet bisa diidentifikasi. Pun demikian dengan warna kehijauan yang menyelubungi komet. Cahaya kehijauan ini diemisikan oleh senyawa karbon diatom (C2) dan sianogen (CN) yang berada dalam atmosfer temporer (coma) sang komet.

Gambar 7. Dua wajah berbeda komet Siding-Spring kala diabadikan dari observatorium Imah Noong saat langit kurang mendukung (kiri) dan saat relatif lebih mendukung (kanan). Kala langit lebih mendukung, komet nampak jelas berwarna kehijauan, sebagai hasil emisi senyawa-senyawa karbon diatom dan sianogen. KOmet juga mudah dibedakan dari bintang dilatarbelakangnya (misalnya HD 159746). Bintang terlihats ebagai titik cahaya tegas, sementara komet lebih samar dan seakan berkabut. Sumber: Imah Noong, 2014.

Gambar 7. Dua wajah berbeda komet Siding-Spring kala diabadikan dari observatorium Imah Noong saat langit kurang mendukung (kiri) dan saat relatif lebih mendukung (kanan). Kala langit lebih mendukung, komet nampak jelas berwarna kehijauan, sebagai hasil emisi senyawa-senyawa karbon diatom dan sianogen. Komet juga mudah dibedakan dari bintang dilatarbelakangnya (misalnya HD 159746). Bintang terlihats ebagai titik cahaya tegas, sementara komet lebih samar dan seakan berkabut. Sumber: Imah Noong, 2014.

Selain turut berpartisipasi dalam pengamatan duet komet Siding-Spring dan planet Mars, yang hasilnya pun telah dipublikasikan di laman konsorsium Coordinated Investigations of Comets dan mendapat sambutan cukup baik, pengamatan ini juga menunjukkan suksesnya upaya menembus batas. Dengan menggunakan radas yang lebih sederhana, yang secara teoritis takkan sanggup mendeteksi komet Siding-Spring saat itu, ternyata sang komet bisa diamati.

Menebak Hujan Meteor dan Aurora dari Komet Siding-Spring di Mars

Inilah peristiwa langit terbesar di tahun 2014. Sekaligus yang terlangka. Ia disebut-sebut takkan bakal terulang lagi hingga berpuluh tahun ke depan. Bahkan hingga beratus tahun kemudian. Atau bahkan sampai beribu tahun mendatang. Inilah sebuah keajaiban kosmik, kala dua benda langit yang sifat-sifatnya demikian bertolak-belakang ibarat Bumi dan langit kini demikian saling berdekatan. Sehingga laksana sedang berduet, meski hanya untuk sesaat. Inilah peristiwa tatkala komet Siding-Spring (C/2013 A1) bakal melintas-dekat planet Mars dalam jarak yang sangat, untuk ukuran astronomi. Peristiwa langka itu bakal terjadi pada Minggu 19 Oktober 2014 pukul 18:29 UTC, atau Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 01:29 WIB. Saat peristiwa langka itu terjadi, komet Siding-Spring melejit secepat 56 km/detik pada ketinggian 131.800 kilometer dari paras (permukaan rata-rata) planet merah itu.

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) nampak berdampingan dengan Mars pada jarak sudut hanya 1,5 derajat. Diabadikan oleh Kevin Parker (Australia) dengan teleskop ED80 dengan f/4,4 dan kamera Pentak-K5. Citra ini terdiri dari 10 citra terpisah masing-masing dibuat dengan waktu penyinaran 60 detik yang lantas digabungkan menjadi satu lewat proses stacking. Diabadikan pada Jumat 17 Oktober 2014 pukul 10:00 UTC. Sumber: Parker, 2014.

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) nampak berdampingan dengan Mars pada jarak sudut hanya 1,5 derajat. Diabadikan oleh Kevin Parker (Australia) dengan teleskop ED80 dengan f/4,4 dan kamera Pentak-K5. Citra ini terdiri dari 10 citra terpisah masing-masing dibuat dengan waktu penyinaran 60 detik yang lantas digabungkan menjadi satu lewat proses stacking. Diabadikan pada Jumat 17 Oktober 2014 pukul 10:00 UTC. Sumber: Parker, 2014.

Komet Siding-Spring adalah komet yang pertama ditemukan pada tahun 2013 lewat mata tajam Robert McNaught, orang dibalik sistem penyigi langit Siding Spring Survey bersenjatakan teleskop reflektor Uppsala Southern Schmidt 50 cm di Observatorium Siding-Spring (Australia). Sesuai aturan tatanama komet baru, nama sistem penyigi langit ini pun tersemat sebagai nama komet tersebut. Sedari awal mula komet Siding-Spring sudah membikin gempar. Awalnya ia terindikasi berpotensi menubruk planet Mars. Awalnya pula ia diduga memiliki inti komet cukup besar, hingga diameter 50 km. Andai tumbukan benar-benar terjadi, dampaknya bagi planet Mars tentu luar biasa dahsyat mengingat komet ini melejit pada kecepatan 56 km/detik relatif terhadap sang planet merah. Simulasi daring dengan laman Crater milik Lunar Planetary Laboratory University of Arizona memperlihatkan dengan diameter dan kecepatan tersebut, permukaan Mars akan berlubang besar hingga selebar 600 kilometer. Energi tumbukan yang bakal terlepas pun sangat besar, mencapai 24 milyar megaton TNT atau setara dengan 1,2 trilyun bom nuklir Hiroshima yang diledakkan secara serempak !

Tetapi potensi tumbukan ke Mars dan segala implikasi mengerikan yang menyertainya telah dicoret dengan pasti semenjak 8 April 2013, kala observasi demi observasi dari berbagai penjuru menghasilkan segudang data yang memungkinkan orbit komet Siding-Spring dihitung kembali dengan tingkat ketelitian lebih tinggi. Kini kita tahu bahwa komet yang nampaknya baru kali ini melata di zona planet-planet dalam tata surya kita hanya akan lewat sejarak 131.800 kilometer saja dari paras planet Mars. Peluang terjadinya tumbukan adalah nihil. Dalam perspektif Mars, ketinggian komet ini masih lebih jauh dibanding ketinggian dua satelit alamiahnya, masing-masing Phobos (tinggi rata-rata 6.000 kilometer dari paras planet) dan Deimos (tinggi rata-rata 20.000 kilometer dari paras planet). Namun dalam 100 menit pasca inti komet Siding-Spring menempati posisi terdekatnya dengan planet Mars, Mars akan mencapai titik dimana ia memiliki jarak terpendek terhadap orbit komet itu. Yakni sejarak ‘hanya’ 23.500 kilometer dari paras planet. Jarak yang cukup dekat terhadap benda langit yang dikenal senantiasa menyemburkan debu, pasir dan kerikil laksana gunung berapi itu tentu bakal berimplikasi tersendiri.

Gambar 2. Gambaran artis saat inti komet Siding-Spring (latar depan) berada pada titik terdekatnya dengan planet Mars. Inilah peristiwa langit yang langka dan belum tentu bakal terulang kembali dalam berpuluh atau malah bahkan hingga beratus tahun lagi. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 2. Gambaran artis saat inti komet Siding-Spring (latar depan) berada pada titik terdekatnya dengan planet Mars. Inilah peristiwa langit yang langka dan belum tentu bakal terulang kembali dalam berpuluh atau malah bahkan hingga beratus tahun lagi. Sumber: NASA, 2014.

Bukan Topan Meteor

Lewat sejumlah observasi termasuk dengan teleskop antariksa Spitzer, kini diketahui bahwa inti komet Siding-Spring tidaklah sebesar 50 kilometer melainkan hanya berdiameter 700 meter saja. Ia juga tergolong cukup aktif. Per 28 Januari 2014 diketahui inti komet Siding-Spring menyemburkan sedikitnya 100 kilogram debu dalam setiap detiknya. Pada hari-hari selanjutnya produksi debu ini diduga menguat, seiring kian memendeknya jarak antara inti komet dengan Matahari sehingga intensitas sinar Matahari yang diterima permukaan inti komet pun kian bertambah. Sehingga kian banyak pula butir-butir es dan bekuan senyawa volatil (mudah menguap) yang tersublimasi. Gas-gas yang terproduksi awalnya terakumulasi dalam cebakan-cebakan bawah permukaan, untuk kemudian tersembur keluar ke lingkungan sekitar begitu tekanannya mencukupi. Semburan gas dari inti komet juga mengangkut partikel-partikel material mulai dari seukuran debu hingga sebesar bongkah.

Melintas-dekatnya komet Siding-Spring dengan planet Mars bakal membuat partikel-partikel material inti komet khususnya yang berukuran debu mikroskopis melaju ke arah planet merah itu pada kecepatan 56 km/detik sebagai meteoroid. Hujan meteor pun tak terhindarkan. Namun terungkapnya fakta ukuran inti komet Siding-Spring mengubah prakiraan besarnya jumlah meteor yang memasuki atmosfer Mars setiap jamnya secara dramatis. Kala ukuran inti komet masih dianggap sebesar 50 kilometer, Vaubaillon dkk meramalkan Mars akan diguyur hujan meteor Siding-Spring teramat deras. Intensitasnya, yakni nilai ZHR (zenith hourly rate), diperkirakan bakal sebesar 195 hingga 4.750 juta meteor per jam! Sebagai pembanding, hujan meteor terbesar di Bumi pun (yakni Leonid 1966) memiliki intensitas ‘hanya’ sejuta meteor dalam setiap jamnya. Dengan prediksi tersebut, tak heran jika Vaubaillon mengapungkan istilah ‘topan meteor’ bagi duet Mars dan Siding-Spring itu.

Gambar 3. Contoh hujan meteor berintensitas tinggi, dalam hal ini Leonids 1998, seperti diamati dari Bratislava (Slowakia) pada 1998. Selempang galaksi Bima Sakti terlihat jelas di latar belakang. Pemandangan yang mirip bakal terlihat di Mars kala hujan meteor Siding-Spring mengguyur pada 20 Oktober 2014. Sumber: NASA, 1998.

Gambar 3. Contoh hujan meteor berintensitas tinggi, dalam hal ini Leonids 1998, seperti diamati dari Bratislava (Slowakia) pada 1998. Selempang galaksi Bima Sakti terlihat jelas di latar belakang. Pemandangan yang mirip bakal terlihat di Mars kala hujan meteor Siding-Spring mengguyur pada 20 Oktober 2014. Sumber: NASA, 1998.

Namun pasca observasi Spitzer, prediksi ‘topan meteor’ itu pun luruh dengan sendirinya. Dengan dimensi inti komet hanya seukuran 700 meter, hujan meteor yang bakal menerpa planet Mars diprediksikan berintensitas jauh lebih kecil pula. Yakni sekitar 1.500 meteor per jam seperti disimulasikan oleh Peterson. Dengan begitu hujan meteor Siding-Spring di Mars masih lebih deras ketimbang, katakanlah, hujan meteor Perseids maupun Geminids di Bumi kita (100-an meteor per jam). Hanya badai meteor Leonids 1999 saja yang mengunggulinya. Karena melebihi ambang batas 1.000 meteor per jamnya, maka hujan meteor Siding-Spring di Mars ini bolehlah disebut sebagai ‘badai meteor.’

Gambar 4. Salah satu hasil kajian NASA tentang potensi hujan meteor di Mars seiring mendekatnya komet Siding-Spring. Kiri: planet Mars tersapu debu mikroskopis komet Siding-Spring meski tidak dalam intensitas terbesar. Kanan: prakiraan jumlah hujan meteor Siding-Spring (CSS) di Mars (ellips merah), dibandingkan dengan beberapa hujan meteor di Bumi seperti Perseids (ellips hitam). Hujan meteor Perseids berintensitas sekitar 100 meteor/jam, sementara hujan meteor Siding-Spring diprakirakan bakal mencapai 1.500 meteor/jam. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 4. Salah satu hasil kajian NASA tentang potensi hujan meteor di Mars seiring mendekatnya komet Siding-Spring. Kiri: planet Mars tersapu debu mikroskopis komet Siding-Spring meski tidak dalam intensitas terbesar. Kanan: prakiraan jumlah hujan meteor Siding-Spring (CSS) di Mars (ellips merah), dibandingkan dengan beberapa hujan meteor di Bumi seperti Perseids (ellips hitam). Hujan meteor Perseids berintensitas sekitar 100 meteor/jam, sementara hujan meteor Siding-Spring diprakirakan bakal mencapai 1.500 meteor/jam. Sumber: NASA, 2014.

Aurora

Imbas menarik lainnya yang bakal dialami planet Mars adalah ketampakan aurora di langit Mars untuk waktu tertentu. Aurora di Mars sejatinya bukan hal yang baru. Ia sudah terdeteksi semenjak 2005 melalui wahana antariksa Mars Express yang dioperasikan European Space Agency (ESA). Seperti halnya di Bumi, aurora di Mars merupakan efek dari tersekapnya partikel-partikel bermuatan listrik dari antariksa, khususnya proton dan elektron dari Matahari, oleh medan magnet Mars. Selagi ion dan elektron diarahkan garis-garis gaya magnet ke tubuh planet Mars, mereka bakal berbenturan dengan atom-atom dalam atmosfer atas Mars. Sehingga terjadi emisi foton cahaya tertentu yang terlihat sebagai aurora.

Salah satu kekhasan Mars terletak pada geometri medan magnetnya yang unik. Tak seperti di Bumi yang garis-garis gaya magnetnya bersumber dari kutub-kutub geomagnet dan membentuk magnetosfer, medan magnet Mars amat sangat lemah. Magnetosfer Mars sudah lama lenyap, kemungkinan semenjak bermilyar tahun silam. Kini yang masih tersisa hanyalah titik-titik tertentu di kerak Mars yang memancarkan garis-garis gaya magnetnya sendiri-sendiri dengan geometri mirip payung. Ada ratusan titik seperti itu di planet merah ini.

Bagaimana respon medan magnet Mars yang unik tersebut terhadap mendekatnya komet Siding-Spring? Semburan gas beserta partikel material inti komet menyusun sejenis atmosfer temporer menyelubungi inti komet yang dikenal sebagai kepala komet (coma). Penyinaran Matahari dan faktor-faktor lain membuat sebagian atom dalam coma terlucuti elektronnya. Sehingga terbentuklah plasma, campuran antara ion-ion dan elektron-elektron bebas, dalam coma. Per 28 Januari 2014, observasi menunjukkan dimensi coma Siding-Spring adalah 19.300 kilometer. Namun seiring kian intensifnya semburan gas dan debu kala komet kian mendekat ke Matahari, ukuran coma Siding-Spring pun turut membesar. Saat tiba di titik terdekatnya dengan Mars, dimensi coma Siding-Spring diperkirakan telah meraksasa hingga sepuluh kali lipat diameter planet Mars, atau hingga sebesar 70.000 kilometer. Praktis kala komet berada di titik terdekatnya ke Mars, segenap tubuh planet merah itu akan ‘tercelup’ ke dalam coma Siding-Spring hingga berjam-jam lamanya.

Gambar 5. Gambaran artis aurora yang bakal terbentuk di Mars seiring mendekatnya komet Siding-Spring. Kiri; dilihat dari langit. Kanan: dilihat dari permukaan Mars. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 5. Gambaran artis aurora yang bakal terbentuk di Mars seiring mendekatnya komet Siding-Spring. Kiri; dilihat dari langit. Kanan: dilihat dari permukaan Mars. Sumber: NASA, 2014.

Pada situasi itu, plasma dalam coma Siding-Spring berpotensi berinteraksi dengan atmosfer dan medan magnet unik Mars. Banjir ion dan elektron dari coma Siding-Spring ke titik-titik pemancar medan magnet di Mars diprediksi bakal menghasilkan fenomena aurora yang spektakuler. Seberapa besar auroranya? Hal itulah yang ingin kita ketahui.

Referensi :

Zurek. 2014. Comet C/2013 A1 Siding-Spring, Comet Environment Modeling. NASA Jet Propulsion Laboratory, 6 Juni 2014.

Vaubaillon dkk. 2014. Meteor hurricane at Mars on 2014 October 19 from comet C/2013 A1. MNRAS 439, (2014), pp. 3294–3299.

Bagaimana Mengamati Duet Mars dan Komet Siding-Spring?

Seperti diketahui sebuah peristiwa langka bakal tersaji di langit malam kita sebentar lagi. Melintas-dekatnya komet Siding-Spring (C/2013 A1) ke planet Mars pada Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 01:29 WIB membuat sang planet merah akan terlihat berjarak sudut (berelongasi) cukup kecil terhadap sang komet kala disaksikan dari Bumi kita. Maka pada saat itu kita akan menyaksikan Mars nampak berduet dengan komet Siding-Spring. Duet dua benda langit yang sangat berbeda ini, yang satu planet dan satunya lagi komet, adalah pemandangan langit yang sangat jarang terjadi.

Karena langkanya, tak heran jika para astronom dan ilmuwan keplanetan beserta institusi ilmiah sejagat sudah bersiap-siap berpesta-pora menyambutnya. Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) pun tak mau kalah. Tidak tanggung-tanggung, NASA mengerahkan sepasukan armadanya di langit untuk memelototi “duet maut” Mars dan Siding-Spring. Tak kurang dari sebelas wahana antariksa aktif telah disiapkan, baik yang berada di Bumi maupun Mars. Pasukan di orbit Bumi meliputi korps teleskop antariksa yang mencakup teleskop legendaris Hubble, teleskop pemburu eksoplanet Kepler, teleskop inframerah Spitzer, teleskop sinar roentgen (sinar-X) Chandra, teleskop sinar gamma Swift, teleskop pemburu asteroid NeoWISE serta sepasang teleskop pemantau Matahari yakni STEREO dan SOHO. Sementara pasukan di Mars terbagi ke dalam dua kelompok, yakni yang berada di orbit dan di daratan. Pasukan di orbit Mars antara lain adalah wahana Mars Odyssey, Mars Reconaissance Orbiter dan Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission yang baru saja datang. Sementara pasukan di daratan Mars meliputi dua robot penjelajah aktif, yakni si veteran Opportunity (Mars Exploration Rover) dan si gendut Curiosity (Mars Science Laboratory).

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) pada 16 Oktober 2014, diabadikan oleh astronom amatir Damian Peach (Amerika Serikat) dengan latar belakang adalah bintang-gemintang penghuni selempang galaksi Bima Sakti yang fenomenal. Komet nampak diselimuti cahaya kehijauan sebagai representasi atom-atom CN (sianida) dalam atmosfer/kepala komet. Perhatikan perbedaan mendasar ketampakan komet dengan bintang 3 Sagittarii (magnitudo semu +4,5) dimana jarak sudut (elongasi) mereka berdua adalah 2 derajat. Sumber: Damian Peach, 2014.

Gambar 1. Komet Siding-Spring (C/2013 A1) pada 16 Oktober 2014, diabadikan oleh astronom amatir Damian Peach (Amerika Serikat) dengan latar belakang adalah bintang-gemintang penghuni selempang galaksi Bima Sakti yang fenomenal. Komet nampak diselimuti cahaya kehijauan sebagai representasi atom-atom CN (sianida) dalam atmosfer/kepala komet. Perhatikan perbedaan mendasar ketampakan komet dengan bintang 3 Sagittarii (magnitudo semu +4,5) dimana jarak sudut (elongasi) mereka berdua adalah 2 derajat. Sumber: Damian Peach, 2014.

Institusi lain di luar daratan Amerika Serikat pun enggan melepaskan kesempatan ini. Antara lain gabungan negara-negara Eropa melalui badan antariksanya (ESA). Selain berkolaborasi bersama NASA lewat teleskop antariksa pengamat Matahari SOHO, ESA juga berupaya memaksimalkan kinerja wahana penyelidik Mars miliknya, yakni Mars Express. Demikian pula India, pemain baru dalam era eksplorasi Mars sekaligus negara Asia pertama yang sukses mengirim wahana penyelidik ke planet merah dengan selamat. Melalui wahana antariksa murah meriah Manglayaan/Mars Orbiter Mission (MOM) yang baru tiba di orbit planet merah ini per September 2014 TU (Tarikh Umum) lalu, India akan turut mencoba mengamati duet maut ini. Di luar ketiga negara/gabungan negara-negara tersebut, tak terhitung banyaknya observatorium maupun titik-titik pengamatan yang bakal mengerahkan segenap sumberdaya teleskopnya ke langit.

Nah, bagaimana dengan kita di Indonesia? Adakah kita dapat turut menyaksikan duet maut Mars dan Siding-Spring dengan radas (instrumen) yang jauh lebih sederhana dibanding mereka?

Waktu Pengamatan

Satu hal yang harus digarisbawahi adalah saat duet maut Mars dan Siding-Spring itu benar-benar terjadi, Indonesia sejatinya berada di posisi yang tak demikian beruntung. Kala komet Siding-Spring mencapai jarak terdekatnya terhadap planet Mars, sang planet merah (dan juga sang komet) sudah terbenam semenjak berjam-jam sebelumnya di manapun tempatnya bagi negeri ini. Manusia Indonesia hanya berkesempatan menyaksikan momen pendahuluan dan penutupan. Yakni saat komet Siding-Spring mulai mendekat ke planet Mars dan diikuti dengan saat sang komet mulai menjauhi planet merah itu.

Gambar 2. Gambaran langit barat dan barat daya pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 20:00 WIB, disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 untuk Kebumen (Jawa Tengah). Beberapa bintang terang/populer masih terlihat. Planet Mars nampak seakan-akan menyatu dengan komet Siding-Spring di latar depan selempang galaksi Bima Sakti. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Starry Night Backyard 3.0.

Gambar 2. Gambaran langit barat dan barat daya pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 20:00 WIB, disimulasikan dengan Starry Night Backyard 3.0 untuk Kebumen (Jawa Tengah). Beberapa bintang terang/populer masih terlihat. Planet Mars nampak seakan-akan menyatu dengan komet Siding-Spring di latar depan selempang galaksi Bima Sakti. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan basis Starry Night Backyard 3.0.

Secara umum Mars terbenam di Indonesia menjelang pukul 22:00 WIB sehingga menyediakan peluang cukup lama guna mengamati planet ini dan lingkungan sekitarnya semenjak Matahari terbenam. Mars adalah benda langit yang cukup terang dan saat ini berbinar dengan magnitudo semu +0,9. Sehingga ia mudah dilihat dan telah nampak di langit dalam setengah jam atau lebih pasca terbenamnya Matahari di langit barat daya, meskipun langit masih dibaluri cahaya senja. Karena cukup terang, Mars juga mudah dideteksi dengan mata meski tak dibantu alat optik apapun. Tapi tidak demikian halnya dengan komet Siding-Spring. Komet tersebut cukup redup, dengan magnitudo semu antara +11 hingga +12. Benda langit seredup ini hanya bisa dilihat dengan teleskop yang tepat. Dan ia pun hanya akan memperlihatkan diri jika langit telah benar-benar gelap tanpa sapuan cahaya senja.

Karena itu waktu yang tepat guna mengamati duet maut Mars dan Siding-Spring adalah setelah cahaya senja benar-benar menghilang. Di Indonesia, momen itu mudah sekali dikenali karena bertepatan dengan berkumandangnya azan Isya’. Dengan memperhitungkan saat-saat dimana elongasi Mars dan Siding-Spring bernilai sangat kecil, maka momen terbaik untuk menyaksikan duet maut itu adalah pada Minggu 19 Oktober 2014 TU dan Senin 20 Oktober 2014 TU. Pada kedua saat tersebut, kita cukup mengarahkan teleskop ke Mars. Sebagai bekal observasi, berikut disajikan koordinat ekuatorial Mars (dan juga komet Siding-Spring) sepanjang Sabtu-Selasa, 18-21 Oktober 2014 untuk pukul 19:00 hingga 21:00 WIB.

ss-mars_simulasi_kebumen_waktu-amat

Teleskop

Teleskop menjadi kebutuhan mutlak dalam mengamati duet maut ini. Dan tak sembarang teleskop, karena ia harus mempunyai lensa/cermin obyektif berdiameter yang mencukupi. Sehingga berkas cahaya yang dilesatkan dari komet Siding-Spring, aslinya adalah cahaya Matahari yang dipantulkan komet itu, akan terkumpul dalam jumlah yang cukup melampaui ambang batas sehingga ia dapat terlihat. Secara umum hubungan antara diameter minimum lensa/cermin obyektif bagi sebuah teleskop dengan magnitudo semu benda langit teredup yang bisa disaksikannya dinyatakan sebagai berikut :

ss-mars_simulasi_rumus

Dengan komet Siding-Spring memiliki magnitudo semu +11 hingga +12 pada saat duet maut terjadi, maka dibutuhkan teleskop dengan lensa/cermin berdiameter minimal 16 cm untuk menyaksikannya. Meski demikian masih ada aspek lain yang harus ipertimbangkan. Komet adalah benda langit yang terlihat lebih samar (baur). Jika bintang-bintang akan nampak sebagai titik cahaya tegas kala dilihat dengan teleskop, tidak demikian dengan komet. Karena itu meski di atas kertas kita bisa memakai teleskop dengan lensa/cermin obyektif berdiameter 16 cm, dalam praktiknya dibutuhkan lensa/cermin obyektif yang lebih besar. Sehingga lebih disarankan untuk menggunakan teleskop dengan lensa/cermin obyektif berdiameter 20 cm.

Gambar 3. Simulasi posisi komet Siding-Spring pada 19 dan 20 Oktober 2014 TU diamati lewat teleskop dengan medan pandang selebar 2 derajat yang diarahkan tepat ke posisi planet Mars. Lingkaran merah menunjukkan batas area medan pandang teleskop tersebut. Nampak posisi komet berpindah relatif terhadap posisi planet Mars. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Simulasi posisi komet Siding-Spring pada 19 dan 20 Oktober 2014 TU diamati lewat teleskop dengan medan pandang selebar 2 derajat yang diarahkan tepat ke posisi planet Mars. Lingkaran merah menunjukkan batas area medan pandang teleskop tersebut. Nampak posisi komet berpindah relatif terhadap posisi planet Mars. Sumber: Sudibyo, 2014.

Pembaharuan: Siaran Langsung

Sejumlah kalangan baik institusi ilmiah maupun astronom amatir telah menyiapkan diri untuk menyajikan siaran langsung/hampir langsung terkait peristiwa langit yang amat langka ini. Siaran langsung/hampir langsung memungkinkan siapapun yang cukup antusias terhadap duet komet Siding-Spring dan planet Mars namun terkendala lingkungan (baik cuaca maupun waktu) dan peralatan untuk bisa menikmatinya. Hingga Sabtu 18 Oktober 2014 ini, mereka yang akan menyajikan siaran langsung/hampir langsung tersebut meliputi :

1. Virtual Telescope. Siaran langsung mulai Minggu 19 Oktober 2014 pukul 23:45 WIB dengan dipandu astronom Gianluca Masi (Italia).

2. European Space Agency (ESA). Siaran langsung mulai Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 00:50 WIB dipandu oleh para astronom Eropa yang bergabung bersama ESA.

3. SLOOH. Menyelenggarakan dua siaran langsung yang berbeda. Siaran pertama mulai Senin dinihari 20 Oktober 2014 pukul 01:15 WIB. Dan siaran kedua berselang 8 jam kemudian yakni pada Senin 20 Oktober 2014 pukul 08:30 WIB. Kedua siaran langsung ini akan dipandu oleh astronom Robert Berman dan David Grinspoon secara interaktif lewat tanya-jawab melalui media sosial twitter dengan tagar (hashtag) #SloohComet.

4. Astronom amatir Peter Lake. Siaran langsung melalui media sosial Google+ mulai Minggu 19 Oktober 2014 pukul 18:00 WIB dari Observatorium iTelescope.net (Q62) di kompleks Observatorium Siding Spring (Australia), tempat komet Siding-Spring (C/2013 A1) ditemukan.

Referensi :

Lakdawalla. 2014. Watching Siding Spring’s Encounter with Mars. Planetary.org, 17 Oktober 2014.