Catatan Perjalanan Cassini, si Penjelajah Saturnus

Mission accomplished! Wahana Cassini, si penjelajah Saturnus itu kini telah menyatu dengan planet yang selama 13 tahun menjadi rumah barunya.

Misi telah berakhir, tapi warisan cerita Cassini selama 13 tahun mengorbit Saturnus akan jadi cerita yang tak pernah habis untuk diceritakan dan dipelajari oleh para astronom. Catatan yang ditinggalkan Cassini membutuhkan waktu panjang untuk ditelaah dan dipahami. Sebuah dunia baru di tepi Tata Surya tentang Saturnus, rajanya planet cincin beserta satelit pengiringnya.

Cassini mengakhiri perjalanannya dengan skenario yang cukup dramatis. Orbiter Saturnus ini terjun bebas ke planet Saturnus dan terbakar di atmosfer planet cincin tersebut.

Akhir kisah Cassini dimulai setelah perjumpaan terakhirnya dengan Titan saat terbang lintas di dekat satelit yang mirip Bumi purba itu. Dalam perjalanan terakhirnya yang diberi nama Misi “Grand Finale”, Cassini melakukan 22 kali penyelaman antara planet dan cincin Saturnus yang dimulai sejak 22 April 2017 sebelum akhirnya terjun bebas pada tanggal 15 September ke dalam atmosfer Saturnus. Setelah masuk atmosfer Saturnus, Cassini akan terbakar seperti meteor, mengakhiri hidupnya di Saturnus.

Tanggal 11 September jadi momen terakhir ketika Cassini memberikan ciuman perpisahan pada Titan dalam pertemuan mereka yang berjarak 120000 km. Pertemuan ini sekaligus mengubah lintasan Cassini untuk memastikan kalau wahana ini tidak akan pernah bisa selamat dari Saturnus, saat terjun bebas ke dalam atmosfer. Kehancuran Cassini di Saturnus snagat penting untuk kelangsungan penelitian di masa depan.

Akhir dramatis misi yang penuh kesuksesan ini memang sengaja dipilih untuk menjaga kemurnian Saturnus dan sistem kecilnya dari kontaminasi Bumi. Dalam perjalanannya mengeksplorasi Saturnus, wahana Cassini menemukan adanya potensi laik huni pada dua pengiring Saturnus yakni, Titan dan Enceladus. Meskipun belum ditemukan adanya kehidupan, tapi kedua bulan di Saturnus ini bisa jadi memiliki lingkungan prebiotik yang mendukung bentuk kehidupan sederhana. Jika ada kehidupan di Titan dan Enceladus, maka sebaiknya dibiarkan berevolusi apa adanya tanpa campur tangan apapun.

Ide itu yang membuat para astronom memutuskan untuk mengakhiri perjalanan Cassini sebagai meteor di Saturnus pada tahun 2010, ketika Misi Solstis Cassini baru dimulai.

Ada beberapa ide lain seperti memarkir Cassini di orbit sekitar Saturnus. Tapi, kemungkinan Cassini yang sudah kehabisan bahan bakar dan tak lagi bisa dipantau dari Bumi bertabrakan dengan satelit Saturnus masih tetap ada. Jika terjadi tabrakan, bisa saja Cassini mengkontaminasi para pengiring Saturnus dengan mikroba yang dibawa Cassini dari Bumi. Terjun Bebas ke dalam Saturnus tetap pilihan terbaik.

Perlu diingat, meskipun Cassini sudah mengangkasa selama 20 tahun, tapi kemungkinan mikroba di wahana Cassini masih tetap jadi pertimbangan. Apalagi ada mikroba yang bisa bertahan bertahun – tahun di luar angkasa meski tanpa air, tanpa udara dan tidak terkena radiasi Matahari.

Akhirnya pilihan untuk terjun bebas ke atmosfer Saturnus jadi pilihan terbaik. Tapi, selama Cassini melakukan terjun bebas, ia akan terus mengirimkan data ke Bumi. Saat memasuki lapisan teratas atmosfer Saturnus, Cassini bergerak dengan kecepatan 123000 km/jam dan terus mengirimkan data ke Bumi dari kedalaman 300 km dari atmosfer Saturnus. Ketika berada pada ketinggian 150 km dari awan teratas di Saturnus, Cassini akan mengakhiri percakapannya dengan Bumi. Sinyal terakhir ini baru akan diterima hampir 1,5 jam kemudian dan misi pun berakhir.

Menelusuri Cerita Cassini

Misi Cassini sudah berakhir. Tapi perjalanan panjang misi ini akan jadi catatan penting dalam sejarah manusia. Sejak diluncurkan tahun 1997, waktu 20 tahun sudah dihabiskan Cassini untuk menjalankan misinya. Waktu yang cukup panjang bagi perjalanan kehidupan mereka yang bekerja di misi ini.

Misi Cassini atau kita kenal juga dengan nama Cassini – Huygens, merupakan misi tanpak awak yang dikirimkan untuk mempelajari Saturnus dan seluruh sistemnya. Misi ini diluncurkan pada tanggal 15 Oktober 1997, dan butuh waktu 7 tahun bagi Cassini untuk tiba di Saturnus. Dalam perjalanannya, Cassini membawa serta penjejak Huygens yang kemudian bertugas di satelit Titan.

Wahana Cassini adalah penjelajah sejati. Sampai dengan akhir misinya, Cassini sudah menempuh perjalanan 7.8 trilyun kilometer. Selama 20 tahun penjelajahannya, 13 tahun dihabiskan untuk menjelajah Saturnus dan menyelesaikan 293 orbit mengitari Saturnus. Cassini juga satu-satunya pemegang rekor terbang lintas terbanyak dengan Titan dan Enceladus. Dalam penjelajannya, Cassini menemukan 2 samudera di Titan dan Enceladus, 6 satelit baru Saturnus dan yang pasti Cassini berhasil menemukan 3 lautan dan ratusan danau kecil.

Kejayaan Cassini tidak dimulai dengan mulus. Jika kilas balik dilakukan, keberangkatan Cassini yang membawa serta pendarat kecil Huygens, sempat diwarnai protes para akitvis lingkungan karena plutonium yang dibawanya.

Lokasi Saturnus yang jauh, tidak memungkinkan Matahari untuk menjadi sumber tenaga bagi Wahana Cassini. Untuk bisa menghasilkan tenaga yang cukup, Cassini memperolehnya dari tiga generator radioisotop thermoelektrik (RTGs). RTGs menggunakan panas yang dihasilkan peluruhan plutonium untuk menghasilkan listrik. Pada Cassini, plutonium yang digunakan sekitar 32,8 kg. Jika diambil kemungkinan terburuk, seandainya Cassini gagal dan jatuh kembali ke Bumi, radioaktif yang dibawanya bisa menyebabkan kanker selama lebih dari 50 tahun. Bahkan setelah manuver Cassini ketika terbang lintas dengan Bumi berhasil baik pun para aktivis masih terus melancarkan protes. Ternyata, perjalanan Cassini justru menghasilkan cerita penting dalam catatan sejarah eksplorasi Tata Surya.

Proyek Cassini-Huygens dimulai tahun 1982 saat kerjasama antara badan antariksa Eropa dan Amerika Serikat disepakati. Kisah ini dimulai ketika para ilmuwan Eropa mengajukan misi mempelajari Saturnus dan Titan ke European Space Agency (ESA), yang kemudian ditindaklanjuti dengan kolaborasi bersama NASA. Penetapan kerjasama ESA – NASA kemudian disepakati pada tahun 1984 – 1985, dengan pembagian NASA akan menyiapkan orbiter Saturnus sedangkan ESA membangun penjejak di Titan.

Orbiter dan penjejak yang disiapkan itu akhirnya diberi nama Cassini untuk orbiter dan Huygens untuk penjejak di Titan. Nama Cassini – Huygens berasal dari Giovanni Cassini, penemu cincin Saturnus dan 4 satelitnya, serta Christiaan Huygens, penemu Titan. Pendanaan Cassini akhirnya disetujui pada tahun 1989 dan akhirnya misi yang bernilai total 3,9 milyar dollar itu berhasil diluncurkan pada tanggal 15 Oktober 1997 dari Cape Canaveral.

Kerjasama internasional peluncuran Cassini-Huygens, selain melibatkan NASA dan ESA juga melibatkan Italian Space Agency (ASI). Dalam kerjasama ini, orbiter Cassini dibangun dan dikendalikan oleh NASA/CalTech Jet Propulsion Laboratory. Penjejak Huygens dibuat oleh European Space Agency (ESA), sedangkan Italian Space Agency menyediakan antena komunikasi dan radar.

Perjalanan selama 7 tahun akhirnya berhasil dilalui Cassini, dan wahana ini akhirnya tiba di Saturnus pada tahun 2004. Momen bersejarah yang tak pernah terlupakan. Gegap gempita itu masih berlangsung setahun kemudian ketika penjejak Huygens akhirnya mendarat di Titan dan mulai menceritakan apa yang ia temui di satelit yang konon mirip Bumi purba itu.

Misi Cassini pada awalnya hanya dirancang untuk bertugas selama 4 tahun. Tapi rupanya, Cassini masih mampu melanjutkan tugasnya. Dua misi tambahan dirilis yakni misi Equinoks (2008-2010) dan Solstis (2010-2017). Setelah misi Solstis berakhir, maka dimulailah misi Grand Finale yang diakhiri dengan terbakarnya Cassini di Saturnus.

Sekilas Misi Cassini

Selama 4 tahun misi utamanya, Cassini bertugas untuk mempelajari kekayaan sistem Saturnus dari dekat. Tercatat, Cassini berhasil menyelesaikan 44 orbit mengitari Saturnus, 50 terbang lintas dengan Titan, 7 terbang lintas di Enceladus dan 6 terbang lintas pada bulan Saturnus lainnya. Rupanya, saat misi berakhir, wawasan baru tentang sistem Saturnus yang dinamis dan kompleks membuat misi ini kemudian diperpanjang. Cassini kembali bertugas untuk membawa lebih banyak kisah dari Saturnus, pada musim yang berbeda.

Mirip dengan Bumi, Saturnus juga mengalami 4 musim dimana setiap musimnya berlangsung selama 7 tahun waktu kita di Bumi. Untuk Saturnus, itu waktu yang cukup singkat. Satu tahun di Saturnus berlangsung selama 29,5 tahun di Bumi. Ini waktu yang dibutuhkan Saturnus untuk mengelilingi Matahari. Itu artinya, Cassini menghabiskan hampir setengah tahun dari 1 tahun Saturnus untuk mempelajari sistem planet cincin tersebut.

Saat tiba, belahan utara Saturnus baru akan mengakhiri musim dingin dan memasuki musim semi. Setelah menyelesaikan misi utama, misi Cassini diperpanjang dari tahun 2008 – 2017. Nama kedua misi ini sesuai dengan 2 peristiwa yang ditemui Cassini, ekuinoks dan solstis.

Peristiwa Ekuinoks yang menandai awal musim semi di Saturnus dan Solstis yang menandai dimulainya musim panas di planet terbut. Tujuannya, untuk melihat perubahan yang tejadi di cincin saat Saturnus mencapai ekuinoks dan Matahari menyinari cincin Saturnus dari arah tepi. Dan setelah Ekuinoks, Cassini diberi kesempatan untuk menikmati musim panas di Saturnus, saat Matahari mencapai titik tertingginya di belahan utara. Pada misi tambahan ini, para astronom mempelajari lebih lanjut berbagai temuan Cassini dan mengambil lebih banyak data dari lingkungan sistem Saturnus.

Saturnus yang mencengangkan

Apa yang ditemukan Cassini dan Huygens tak pelak merevolusi pemahaman yang kita miliki tentang Saturnus, cincin, satelit di Saturnus maupun lingkungan magnetiknya yang sangat dinamis. Ada banyak sekali penemuan baru yang diperoleh Cassini dan Huygens selama perjalanan mereka di Saturnus dan Titan.

Yang paling menarik dari perjalanan Cassini – Huygens adalah apa yang ditemukan di Titan maupun Enceladus. Kehidupan bisa jadi tumbuh bukan pada lingkungan yang kita ketahui selama ini. Ada dunia yang sama sekali berbeda dimana lingkungannya bisa mendukung evolusi kehidupan.

Titan. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Foto berwarna pertama dari pemrukaan Titan yang dipotret penjejak Huygens milik ESA. Kredit: ESA/NASA/JPL/University of Arizona

Danau dan lautan di kutub utara Titan yang dipotret radar Cassini. Kredit: NASA/JPL-Caltech/ASI/USGS

Enceladus. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Ada lautan di Titan dan Enceladus! Ada lautan di sistem Saturnus yang jaraknya 10 kali lebih jauh dari jarak Bumi ke Matahari. Huygens menemukan keberadaan lautan di bawah lapisan kerak es Titan yang tebal. Selain itu, atmosfer Titan ternyata mengandung senyawa prebiotik yang mirip dengan Bumi purba, sebelum berevolusi seperti sekarang.

Lautan hidrokarbon cair di permukaan Titan yang dingin menyisakan pertanyaan, apakah mungkin Titan menjadi rumah bagi kehidupan eksotis yang tidak kita kenal?

Setidaknya Titan memiliki banyak kemiripan dengan Bumi seperti kehadiran sungai, danau, hujan, gunung dan bahkan gunung berapi. Ada lautan cair di permukaan dan satelit ini ternyata memiliki siklus hidrologi yang melibatkan metana dan bukan air. Hujan di Titan justru diperkirakan bisa memicu reaksi kimia yang membuat kehidupan dapat bertumbuh.

Itu Titan. Di Enceladus juga ada lautan yang mengandung garam dan molekul organik sederhana, dan terdapat ventilasi hidrotermal di dasar laut. Bulan yang satu ini termasuk aktif dengan semburan partikel es dengan kecepatan 400 meter setiap detik dari lautan di bawah kerak es Enceladus. Sebagian partikel yang disemburkan itu jatuh lagi di Enceladus, tapi ada sebagian yang kemudian jadi materi pembentuk cincin E. Pada cincin E ini, Cassini mendeteksi keberadaan partikel nano silika yang hanya bisa terbentuk pada lingkungan dimana air dan batuan berinteraksi pada temperatur 90º C. Artinya, ada ventilasi hidrotermal di bawah lapisan es Enceladus.

Hal menarik lainnya tentu saja cincin Saturnus. Foto-foto yang dihasilkan Cassini memperlihatkan keindahan cincin batuan yang mengelilingi Saturnus. Apa yang disaksikan Cassini dari cincin Saturnus sangatlah dinamis. Ada interaksi antara materi cincin dan satelit-satelit kecil yang mengitari Saturnus. Pertukaran materi terjadi di sini. Ada materi yang diambil satelit dari cincin, dan ada pula satelit yang lepas dari satelit dan menjadi cincin. Gerakan materi di cincin bagian dalam juga jauh lebih cepat dari materi-materi di bagian tepi luar cincin. Materi di cincin Saturnus juga unik karena berasal dari materi pembentukan planet di masa lalu. Mempelajari bagaimana sistem di planet Saturnus terbentuk termasuk pembentukan cincinnya bisa memberi gambaran pembentukan Tata Surya dan planet-planetnya di masa lalu.

Pertemuan Cassini dengan satelit-satelit kecil Saturnus memperlihatkan keunikan sistem ini. Ada Iapetus dengan punggung bukitnya di sepanjang ekuator, selain itu satelit Mimas ternyata mirip Death Star di film Star Wars. Satelit lainnya juga masih cukup unik. Hyperion ternyata bentuknya mirip spons, sementara Atlas mirip piring terbang. Ada lagi Promotheus yang mirip kentang dan Pan yang justru mirip ravioli.

Dalam perjalanan akhirnya, Cassini bertemu Pandora, Prometheus dan Epimetheus. Pertemuan ini jadi kesempatan terakhir Cassini untuk memperoleh foto – foto satelit yang berada di dekat cincin. Hasilnya, ada alur yang tidak dikenal dan kawah dangkal yang dipenuhi materi akibat longsoran dinding kawah. Longsor ini sekaligus menandai kehadiran transfer materi paa kondisi gravitasi yang sangat rendah.

Akhir Cerita Cassini, si Penjelajah Saturnus

Cassini tidak akan berakhir tenang. Saat mengakhiri hidupnya, Casini bergerak dengan kecepatan 119100 km/jam memasuki atmosfer hidrogen / helium Saturnus. Sepanjang perjalanan terjun bebas ini, Cassini tetap mengirimkan sinyal ke Bumi sampai saat wahana ini terbakar dan kehilangan kontak dengan Bumi.

Dalam detik-detik terakhirnya, istrumen Cassini masih mengambil contoh molekul dari atmosfer Saturnus dan data yang bisa membantu para astronom mengetahui kecepatan rotasi Saturnus. Tapi yang paling menarik, NASA berhasil menjaga kontak dengan Wahana Cassini 30 detik lebih lama dari yang diperkirakan. Beberapa detik terakhir ini krusial karena Cassini baru saja merasakan atmosfer Saturnus. Data ini akan sangat berguna untuk penelitian Saturnus di masa depan, terutama bagi peneliti generasi berikutnya yang akan memegang kendali perjalanan eksplorasi antariksa di masa depan.

Selamat Jalan Cassini!