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.

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.

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.

Melongok Berjajarnya Mars dan Spica

Pada Senin 14 Juli 2014 lalu dua buah benda langit yang cukup terang memiliki posisi saling berdekatan demikian rupa sehingga nampak berjajar di langit setelah Matahari terbenam, laksana permata menghiasi malam. Kedua benda langit itu cukup populer. Yang pertama adalah Mars, si planet merah, planet tetangga terdekat kedua bagi Bumi kita sekaligus planet terfavorit dalam aktivitas eksplorasi antariksa yang diselenggarakan umat manusia. Pada saat ini Mars memang kering kerontang, berdebu dan berangin. Namun dari guratan-guratan berskala besar yang teramati dipermukaannya dan ditunjang oleh hasil endusan dan pengeboran robot-robot penjelajah yang beroperasi di sana, baik yang masih aktif maupun tidak, kita mengetahui bahwa air dalam bentuk cair dan dalam jumlah yang sangat besar pernah mengalir dan menggenangi lembah dan lansekap planet merah ini pada era tertentu di masa silam. Kehadiran air dalam bentuk cair tentu menggamit salah satu pertanyaan terpenting bagi peradaban manusia modern: adakah kehidupan di sana? Mengingat air dalam wujud cair adalah substansi yang sangat krusial dalam menopang tumbuh-kembangnya kehidupan di Bumi kita.

Benda langit yang kedua adalah Spica, bintang terang yang menjadi ratunya gugusan bintang Virgo. Spica segalanya melebihi apa yang menjadi identitas Matahari kita. Ia 10 kali lipat lebih besar, hampir 1.000 kali lipat lebih berisi (bervolume), tiga kali lipat lebih panas (permukaannya) dan melepaskan energi dalam jumlah hampir 15.000 kali lipat lebih besar ketimbang Matahari. Mujur bagi kita, Spica yang dahsyat ini berjarak 463 tahun cahaya dari Bumi kita. Setahun cahaya adalah jarak yang ditempuh berkas cahaya dalam waktu setahun penuh, yang setara dengan 9,46 trilyun kilometer. Dengan begitu Spica yang dahsyat ini berposisi amat sangat jauh dari Bumi kita, yakni berjarak hingga 4.380 trilyun kilometer, sehingga hanya nampak sebagai titik cahaya dengan magnitudo (tingkat terang) semu sekitar +1.

Gambar 1. Bintang Spica (kiri) dan planet Mars (kanan) pada saat berkonjungsi 14 Juli 2014 lalu, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking). Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 1. Bintang Spica (kiri) dan planet Mars (kanan) pada saat berkonjungsi 14 Juli 2014 lalu, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking). Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Astronomi menyebut momen saat dua buah benda langit berjajar sebagai konjungsi. Konjungsi benda langit tertentu memiliki makna signifikan dalam ranah kultural maupun religius yang jauh melampaui batas-batas astronomi, misalnya konjungsi Bulan-Matahari dalam momen penentuan awal bulan kalender Hijriyyah bagi Umat Islam. Namun konjungsi Mars dan Spica tidaklah demikian. Tak ada makna kultural yang menyertainya. Tetapi berjajarnya dua benda langit yang hampir sama terangnya menghiasi langit terlihat di dekat puncak kubah langit selepas terbenamnya sang mentari menjadikannya mudah diidentifikasi dan dinikmati oleh manusia siapapun. Tentu saja pada saat langit cerah.

Gambar 2. Planet Mars, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking) pada 14 Juli 2014 dan citranya lantas diperbesar 400 %. Nampak warna kemerah-merahan yang mendominasi. Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 2. Planet Mars, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking) pada 14 Juli 2014 dan citranya lantas diperbesar 400 %. Nampak warna kemerah-merahan yang mendominasi. Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Konjungsi Mars dan Spica sejatinya telah terjadi pada 14 Juli 2014 pukul 09:00 WIB, saat keduanya menempati garis bujur ekliptika yang sama dalam tata koordinat langit. Namun dengan gerak semu Mars yang relatif lambat, maka pada malam harinya pun kedua benda langit tersebut masih terkesan berjejer berdekatan, hanya dipisahkan oleh jarak sudut (elongasi) sebesar 1,3 derajat. Ini menjadikannya ideal untuk diamati menggunakan teleskop kecil. Yakni teleskop-teleskop yang memiliki medan pandang relatif lebar. Kesempatan makin terbuka saat langit malam pulau Jawa pada 14 Juli 2014 cukup cerah meski sebagian besar kawasan Indonesia sedang tersaput mendung seiring gangguan atmosferik akibat berkecamuknya topan Ramassun (Glenda)yang sedang berpilin menghimpun kekuatan di Samudera Pasifik lepas pantai utara Kepulauan Maluku.

Gambar 3. Bintang Spica, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking) pada 14 Juli 2014. Berbeda dengan Mars, bintang ini didominasi warna kebiru-biruan, menandakan suhu permukaannya cukup tinggi melampaui suhu permukaan Matahari. Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 3. Bintang Spica, diabadikan dengan Nikon D60 + 70 mm tanpa penjejakan (tracking) pada 14 Juli 2014. Berbeda dengan Mars, bintang ini didominasi warna kebiru-biruan, menandakan suhu permukaannya cukup tinggi melampaui suhu permukaan Matahari. Panduan arah, kanan = utara, bawah = barat. Sumber: Sudibyo, 2014.

Menggunakan teleskop refraktor dengan lensa obyektif berdiameter 70 mm yang dirangkaikan dengan kamera, konjungsi Mars dan Spica pun berhasil diabadikan dengan teknik fokus prima. Keduanya nampak gemilang, hampir sama terang, namun tetap membawa ciri khasnya masing-masing. Mars terlihat kemerah-merahan sementara sebaliknya Spica nampak cemerlang kebiruan.

Gambar 4. Tutupan awan di atas Asia Tenggara pada 14 Juli 2014 malam seiring berkecamuknya topan Ramasun. Nampak seluruh pulau Jawa, kecuali area Surabaya dan madura, terbebas dari tutupan awan. Maka konjungsi Mars dan Spica pun dapat teramati di sini. Sumber: JMA, 2014.

Gambar 4. Tutupan awan di atas Asia Tenggara pada 14 Juli 2014 malam seiring berkecamuknya topan Ramasun. Nampak seluruh pulau Jawa, kecuali area Surabaya dan madura, terbebas dari tutupan awan. Maka konjungsi Mars dan Spica pun dapat teramati di sini. Sumber: JMA, 2014.

Mars masih akan terkesan berdekatan dengan Spica hingga setidaknya 20 Juli 2014 mendatang. Meskipun sejatinya semenjak konjungsi 14 Juli 2014 lalu, planet merah ini mulai beringsut menjauhi Spica. Ia akan terus menjauh hingga kelak bakal mengalami konjungsi selanjutnya dengan benda langit lain pada 25 Agustus 2014, yakni bersama si raksasa bercincin: Saturnus.

Asteroid Mini Mengukir Kawah di Mars

Ada pemandangan tak biasa muncul di citra (foto) kamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) di wahana Mars Reconaissance Orbiter (MRO) saat penyelidik Mars itu melintas di atas kawasan Aeria Terra pada 19 November 2013 lalu. Dalam citra beresolusi tinggi yang diproses secara khusus untuk mereduksi warna merah karat dari mineral besi yang mendominasi permukaan Mars, terungkap adanya tanah Mars yang baru tersibak dan terpencar kemana-mana. Pencaran tersebut bersumber dari satu titik di koordinat 3,7 LUM (lintang utara Mars) dan 53,4 BTM (bujur timur Mars). Di situ nampak sebuah cekungan bergaris tengah 30 meter yang terlihat masih segar, pertanda baru terbentuk. Pencaran tanah dijumpai menyebar di sekelilingnya dan bahkan ada yang melampar hingga sejauh 15 kilometer dari cekungan. Tak diragukan lagi, inilah kawah baru di permukaan planet merah tersebut. Dan dengan melihat ciri-ciri khasnya, tak diragukan bahwa kawah baru ini dibentuk oleh tumbukan benda langit (komet/asteroid).

Gambar 1. Kawah 30 meter di kawasan Aeria Terra (Mars) yang diabadikan pada 19 November 2013 lalu menggunakan kamera HiRISE dari wahana Mars Reconaissance Orbiter. Nampak pencaran tanah Mars disekelilingnya. Kawah ini terbentuk pada waktu kapan saja di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012. Sumber: NASA, 2014.

Gambar 1. Kawah 30 meter di kawasan Aeria Terra (Mars) yang diabadikan pada 19 November 2013 lalu menggunakan kamera HiRISE dari wahana Mars Reconaissance Orbiter. Nampak pencaran tanah Mars disekelilingnya. Kawah ini terbentuk pada waktu kapan saja di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012. Sumber: NASA, 2014.

Inilah salah satu dari sekian banyak panorama dramatis yang pernah dipublikasikan badan antariksa AS (NASA) mengenai Mars. Meski wahana MRO telah melintas di atas lokasi kawah baru tersebut pada November 2013 silam, namun hasil analisisnya baru dipublikasikan pada awal Februari 2014. NASA sengaja menugaskan MRO untuk mencitra lokasi dimana kawah baru tersebut berada dengan instrumen HiRISE yang beresolusi tinggi (hingga 30 cm per piksel saat MRO mengorbit setinggi 300 km di atas permukaan Mars), setelah pemantauan rutin menggunakan instrumen CTX (Camera Context) yang resolusinya lebih rendah (hingga 6 meter per piksel) pada Mei 2012 menunjukkan adanya perubahan kecerlangan di lokasi tersebut saat dibandingkan dengan pemantauan yang sama di bulan Juli 2010. Perubahan kecerlangan memberi indikasi telah terjadi sesuatu di lokasi itu sehingga tanah Mars tersibak. Dan kini diketahui perubahan tersebut disebabkan oleh terbentuknya kawah baru akibat peristiwa tumbukan benda langit (komet/asteroid) yang sekaligus melontarkan tanah Mars ke sekslilingnya hingga jarak cukup jauh.

Analisis menunjukkan bahwa bila benda langit tersebut adalah asteroid, maka ia tergolong asteroid mini karena dimensinya cukup kecil. Asteroid yang berjatuhan di Mars umumnya memiliki kecepatan relatif 7 km/detik (25.200 km/jam) terhadap Mars. Jika komposisinya dianggap sama dengan komposisi asteroid yang menjadi sumber bagi meteorit akondrit di Bumi (yang memiliki massa jenis 3 gram per sentimeter kubik), jatuh di permukaan Mars yang berpasir (dengan massa jenis dianggap 11,5 gram per sentimeter kubik), jatuh dari ketinggian (altitude) 60 derajat dan dengan percepatan gravitasi di Mars hanya 38 % Bumi, maka dimensi asteroid tersebut hanyalah 90 cm bila berupa bola. Massa asteroid mini tersebut 1.140 kg dengan energi kinetik yang terlepas kala menyentuh tanah Mars mencapai 29,8 GigaJoule atau setara dengan 7,1 ton TNT. Dengan mengacu pada pemantauan rutin instrumen CTX, maka tumbukan asteroid mini tersebut terjadi dalam waktu kapanpun di antara bulan Juli 2010 hingga Mei 2012.

Gambar 2. Posisi kawah 30 meter dalam peta global permukaan Mars. Di sudut kanan atas nampak empat kawah baru (kawah A, B, C dan D) yang terungkap pada 2008 silam dan menarik perhatian karena pembentukannya juga memencarkan es murni yang semula ada di bawah tanah Mars. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari USGS.

Gambar 2. Posisi kawah 30 meter dalam peta global permukaan Mars. Di sudut kanan atas nampak empat kawah baru (kawah A, B, C dan D) yang terungkap pada 2008 silam dan menarik perhatian karena pembentukannya juga memencarkan es murni yang semula ada di bawah tanah Mars. Sumber: Sudibyo, 2014 dengan peta dari USGS.

Munculnya kawah baru di Mars akibat tumbukan benda langit sejatinya sudah berkali-kali teramati oleh wahana MRO. Beberapa diantaranya menarik perhatian karena mengambil lokasi di dekat kutub utara Mars yang kaya air meski berbentuk es abadi (permafrost). Maka begitu terbentuk kawah, tanah yang tergali dan terpencar ke sekelilingnya pun banyak mengandung es murni. Seiring waktu, es yang terhambur pun tersublimasi menjadi uap air. Hal ini cukup membantu dalam memetakan deposit dan karakteristik air yang terkandung di bawah tanah Mars. Kawah terbaru di Mars tidak memperlihatkan jejak-jejak es seperti itu. Namun apa yang membuatnya menarik adalah demikian jauhnya pencaran tanah Mars yang tergali oleh proses tumbukan. Sulit untuk dibayangkan bagaimana sebuah asteroid mini yang ‘hanya’ seukuran 90 cm mampu melontarkan tanah hingga sejauh 15 km kala membentuk kawah baru ini.

Bumi

Bagaimana jika asteroid mini tersebut jatuh ke Bumi?

Nasib asteroid tersebut dapat kita simulasikan. Disini harus digarisbawahi bahwa percepatan gravitasi Bumi lebih besar ketimbang Mars dan posisinya dalam tata surya adalah demikian rupa sehingga asteroid yang jatuh ke Bumi rata-rata berkecepatan 20 km/detik (72.000 km/jam). Sehingga energi kinetiknya lebih besar, yakni setara dengan 56,7 ton TNT atau 8 kali lipat lebih besar ketimbang energi kinetik saat di Mars.

Gambar 3. Citra kawah A (diameter 4 meter) dalam resolusi lebih tinggi yang juga diambil dari kamera HiRISE wahana Mars Reconaissance Orbiter. Kawah ini terbentuk dalam waktu kapan saja di antara bulan Januari hingga September 2008. Warna putih menunjukkan pencaran es yang tergali dan terhambur bersama tanah Mars saat kawah terbentuk. Dari sebaran es ini diketahui ketebalan lapisan es di lokasi kawah tersebut sekitar 12 cm. Sumber: NASA, 2008.

Gambar 3. Citra kawah A (diameter 4 meter) dalam resolusi lebih tinggi yang juga diambil dari kamera HiRISE wahana Mars Reconaissance Orbiter. Kawah ini terbentuk dalam waktu kapan saja di antara bulan Januari hingga September 2008. Warna putih menunjukkan pencaran es yang tergali dan terhambur bersama tanah Mars saat kawah terbentuk. Dari sebaran es ini diketahui ketebalan lapisan es di lokasi kawah tersebut sekitar 12 cm. Sumber: NASA, 2008.

Namun selimut udara tebal yang menyelubungi Bumi memperlakukan asteroid tersebut demikian rupa sehingga dipaksa berpijar cemerlang dan berubah menjadi meteor-terang (fireball) kala berusaha menembus atmosfer. Meteor-terang ini mencapai puncak kecerlangannya pada ketinggian 57 km dpl (dari permukaan laut) dengan magnitudo -8,1 atau 28 kali lebih terang ketimbang planet Venus. Dengan tingkat terang sebesar itu maka ia mudah dilihat meski muncul di langit saat siang hari sekalipun. Pada ketinggian itu juga meteor-terang mulai terpecah-belah. Proses ini terus berlangsung hingga ketinggian 51 km dpl saat meteor-terang yang telah terpecah-belah itu mendadak mengalami airburst (peristiwa mirip ledakan akibat kehilangan kecepatan secara mendadak). Airburst mengakhiri riwayat meteor-terang tersebut, meski sebagian kecil di antaranya (dengan perkiraan massa sekitar 1 % massa asteroid sebelum memasuki atmosfer Bumi) mungkin lolos dari kehancuran dan melanjutkan perjalanannya untuk kemudian mendarat di permukaan Bumi sebagai keping-keping meteorit.

Dengan mudah dapat kita lihat bahwa bila asteroid mini seukuran 90 cm yang jatuh di Mars mampu melubangi permukaannya hingga menghasilkan kawah selebar 30 meter dan mencipratkan tanahnya kemana-mana, saat asteroid serupa menuju ke Bumi maka ia telah dimusnahkan jauh di ketinggian 51 km dpl dalam peristiwa airburst. Sehingga tak ada dampak berarti yang ditimbulkannya di permukaan Bumi, kecuali jatuhnya keping-keping meteorit yang relatif tak mematikan. Sekali lagi, kita harus bersyukur bahwa Bumi tempat tinggal kita dilimpahi dengan selimut udara yang demikian tebal sehingga mampu menangkal bahaya dari luar yang salah satunya berupa asteroid mini semacam itu.

Bila asteroid mini mampu menjatuhi permukaan Mars dan menyebabkan dampak sedemikian rupa, maka jelas bahwa resiko yang dihadapi planet merah ini terhadap tumbukan benda langit relatif serupa dengan Bulan. Meskipun Mars memiliki atmosfer, namun cukup tipis sehingga tak berperan banyak dalam mengurangi kecepatan awal asteroid sebelum jatuh menumbuk. Tipisnya udara Mars masakini memang mengundang tanya, mengapa bisa sepeti ini? Padahal penyelidikan termutakhir melalui robot-robot penjelajah yang pernah dan masih aktif di Mars seperti robot kembar Spirit dan opportunity serta Curiosity menunjukkan bahwa Mars purba memiliki selimut udara yang jauh lebih tebal. Demikian tebalnya sehingga atmosfer Mars purba mampu mendukung proses-proses cuaca secara penuh. Hasilnya permukaan Mars purba dipenuhi dengan genangan air baik dalam wujud sungai, danau maupun laut. Bagaimana lapisan udara Mars purba yang demikian tebal dan lebih padat dapat menyusut dramatis hingga setipis sekarang, masih menjadi pertanyaan yang menunggu jawaban.

Referensi :

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

NASA Jet Propulsion Laboratory. 2014. A Spectacular New Martian Impact Crater.

Byrne dkk. 2009. Distribution of Mid-Latitude Ground Ice on Mars from New Impact Craters. Science 325 (2009), 1674-1676.