Menuju Antariksa, Menggapai Bintang: Wahana Menguak Jagad Raya

Banyak wahana diluncurkan guna menguak misteri benda langit dan jagad raya. Dari orbit rendah untuk menelisik Bumi kita hingga ke kedalaman alam raya.

Wahana Antariksa Menguak Misteri Jagad

Misi yang membawa manusia mengenal penghuni jagad raya itu diantaranya adalah, Giotto yang mendekati Komet Halley, Voyager bertarget Jupiter yang kini sedang mengembara ke tepian Tata Surya, Cassini-Huygens yang baru saja menyelesaikan misinya mengarungi si cantik Saturnus, Galileo yang mengungkap banyak misteri Jupiter dan satelitnya, Ulysses yang mencoba memahami Sang Surya, hingga Planck yang bertugas menelisik kedalaman jagad semesta sedemikian bidang kosmologi semakin mapan, dll. Di bawah ini ada sedikit contoh wahana yang telah – masih – dan akan mengarungi samudra jagad.

Merkurius

Hanya ada 2 misi yang melakukan misi pengamatan jarak dekat di Merkurius. Mariner 10 (Amerika Serikat, 1974) yang mengakhiri misi tahun 1975 dan Messenger, pengorbit buatan NASA. Dioperasikan oleh Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory dan Marshall Space Flight Center (NASA/JPL). Diluncurkan dengan roket Delta II 7925H-9.5 (3 Agustus 2004) dari Cape Canaveral Air Force Station. Mengorbit Merkurius pertama kali tanggal 17 Maret 2011 dan tanggal 29 November 2014 sudah mengorbit ±3.000 kali. Misinya antara lain menyelidiki komposisi permukaan, medan magnet, serta struktur-dalam Merkurius. MESSENGER singkatan dari MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging. Misi MESSENGER berakhir dengan terjun bebas menghantam permukaan Merkurius pada tahun 2015. Sebelum misi berakhir, MESSENGER berhasil menyelesaikan pemetaan Merkurius di tahun 2013.

Misi lain yang akan dikirim ke Merkurius adalah BepiColombo, misi gabungan antara Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) dan European Space Agency (ESA). BepiColombo direncanakan untuk diluncurkan tahun 2018 dan tiba di Merkurius tahun 2025. Ia akan membawa dua pengorbit yakni, Mercury Planetary Orbiter (MPO) untuk memotret Merkurius  dan Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) untuk mempelajari magnetosfernya.

Venus

Mariner 2 (NASA, 1962) yang merupakan wahana antar planet pertama dan diluncurkan tanggal 27 Agustus 1962 dengan memakai roket Atlas-Agena. Selain meneliti Venus, juga meneliti komposisi ataupun sifat ruang antar planet. Dari datanya diperoleh pertama kali bahwa temperatur atmosfer Venus mencapai 500 derajat Celsius.

Wahana lainnya adalah Mariner 4 (1967), Mariner 10 (1974), Pioneer Venus 1 dan 2 (1978), Magellan (1990/1994). Sementara dari USSR (dulu Uni Soviet) adalah (seri) Venera 2 (1966), 4 (1967), 5/6 (1969), 7 (1970), 8 (1972), 9/10 (1975), 11/12 (1978), serta Veha (Venus-Halley, 1985).

Adapun Magellan adalah wahana pengorbit pertama milik NASA yang diluncurkan dengan wahana ulang alik (Atlantis, STS-30R, 5 Mei 1989) dan berhasil mengorbit Venus tanggal 10 Agustus 1990. Kontak terakhir ke Bumi Oktober 1994, yaitu setelah wahana ini diterjunkan ke permukaan Venus untuk menembus atmosfernya guna mengetahui sifat permukaan. Data terakhir menunjukkan bahwa 85% wajah Venus terbentuk dari aliran lahar gunung berapi. Temperatur (475 ⁰C), tekanan tinggi (92 atm), dan minimnya air membuat proses erosi sangat lambat – maka struktur permukaan planet ini tidak banyak berubah dalam rentang ratusan juta tahun.

Badan Antariksa Eropa (ESA) meluncurkan Venus Express tahun 2005 guna meneliti atmosfer dan permukaan Venus hingga 2014. Venus Express berhasil membuat peta temperatur permukaan Venus dan menemukan bukti samudera di masa lalu Venus. Selain itu, misi ini berhasil menemukan pusaran atmosfer ganda di kutub selatan planet ini dan ditemukan juga hydroxyl di atmosfer.

Misi Venus lainnya berasal dari Jepang. Akatsuki diluncurkan 20 Mei 2010 dengan roket H-IIA 202 dan gagal memasuki orbit Venus di bulan Desember 2010. Setelah 5 tahun mengorbit Matahari dengan orbit hiperbola, Akatsuki akhirnya berhasil diarahkan kembali ke Venus dan memulai tugasnya untuk mempelajari awan dan atmosfer Venus.

Misi yang direncanakan di masa depan ke Venus adalah, Venus In-Situ Explorer (VISE) milik NASA yang masih jadi kandidat untuk diluncurkan tahun 2022. Selain itu, Roscosmos (Rusia) merencanakan untuk meluncurkan misi Venera-D ke Venus untuk mempelajari pemrukaan planet tersebut.

Bulan

Penelitian terhadap Bulan meningkat pesat sejak era penerbangan luar angkasa baik berawak atau tidak, baik lintas dekat (fly-by), mengorbit (orbiter), maupun ke permukaannya – baik pendaratan ekstrim (hard-lander) atau aman (soft-lander). Tidak kurang 6 misi Apollo (1970–1976) berhasil mengambil contoh tanah/batuan Bulan (±382 kg) untuk diteliti. Termasuk wahana Rusia Luna yang membawa 310 gr tanah Bulan. Banyak instrumen yang diletakkan di sana seperti seismometer dan gravimeter (di Bulan pun ada gempa walau skala kecil dan umumnya di kedalaman 800–1.000 km di batas litosfer–astenosfer, utamanya karena ada gaya pasang surut Bumi–Bulan, juga akibat tumbukan batuan luar angkasa diwajahnya). Ada laser pemantul yang memantau tiap saat jarak Bumi–Bulan.

Tahun 1990, Jepang juga mengirimkan wahana Hiten ke Bulan dan jadi negara ke-3 yang menempatkan wahananya di sekitar orbit Bulan. Sayangnya, orbiter Hagoromo yang dibawa Hiten gagal mengorbit. Baru tahun 2007, Jepang berhasil menyelidiki dan memetakan Bulan sebagai bagian dari misi Wahana SELENE.

Penelitian dengan Lunar Prospector (1998) dan Clementine (polar orbiter, 1994) mengindikasikan di kutub Bulan ada es air yang tertutup lapisan regolith-nya. Adapun 2 misi terbang lintas wahana Galileo (1990 dan 1992) dan kombinasi data sebelumnya makin menguak cadar Bulan dari sisi topographic, komposisi kimia, data mineral, dll.

Badan Antariksa Eropa juga ikut ambil bagian di Bulan lewat pengorbit SMART 1 yang bertugas dari tahun 2004 sampai 2006 ketika wahana ini akhirnya menabrakan diri ke pemrukaan Bulan untuk mempelajari dampak tabrakan.

Tahun 2007 Badan Antariksa China juga menjelajah Bulan lewat pengorbitnya yang diberi nama Chang’e. Tiga misi Chang’e sudah dilaksanakan. Dua diantaranya adalah pengorbit, sedangkan Chang’e 3, misi ketiga yang tiba di Bulan pada tahun 2013, merupakan misi pendaratan yang juga membawa penjejak lainnya bernama Yutu si kelinci Bulan.

Selain China, India juga meluncurkan misi Chandrayaan-1 yang mengorbit Bulan pada tahun 2008 dan melepaskan Moon Impact Probe yang menabrakkan diri ke Bulan 14 November 2008 dan menemukan molekul air di tanah Bulan.

Tahun 2009, NASA meluncurkan Lunar Reconnaissance Orbiter, yang membawa Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) untuk meneliti keberadaan air di kawah Cabeus. Selain itu NASA juga meluncurkan misi GRAIL pada tahun 2011.  Misi komersial pertama yang diluncurkan ke Bulan adalah wahana 4M (Manfred Memorial Moon Mission) dari LuxSpace. Wahana ini melakukan terbang lintas di Bulan pada tahun 2014 dan akhirnya masuk kembali ke orbit Bumi.

Misi Bulan di masa depan juga akan sangat menarik. Berbagai negara masih menargetkan misi tanpa awak untuk mempelajari Bulan, seperti Eropa (ESA), China, India, Jepang, dan Rusia. India berencana menempatkan rover di Bulan, diikuti juga oleh misi lanjutan dari China yang akan mengirim rover lewat misi Chang’e 4 dan  Chang’e 5. Jepan dan Eropa juga merencanakan akan mengirimkan misi berawak ke Bulan meski status misi ini untuk Jepang masih belum dipastikan karena ketiadaan dana. Misi lain untuk mendaratkan rover juga datang dari X Prize Foundation dan Google, Inc. lewat Google Lunar X Prize, kontes untuk membuat rover di BUlan yang diikuti berbagai negara.

Mars

Mariner 4 (1965), Mariner 6 dan 7 (’69), Mariner 9 (’71), Mars 2 dan 3 (USSR, ’71), Mars 4-5-6-7 (’74), Viking 1-2 (NASA, ’76), Mars Observer (NASA, ’93, putus komunikasi),  M(ars) Pathfinder, Mars Global Surveyor (‘97), M. Climate Orbiter, Mars Polar Lander (’99, putus komunikasi), Nozomi (“harapan”, Jepang, diluncurkan 1999, sampai 2003), Mars Odyssey (2001). Ada pula Mars Express (Eropa), Twin Mars Exploration Rovers (NASA, 2003), Mars Reconnaisance Orbiter (NASA, 2005), Mars Scout Program (USA, Italia, Perancis, 2007), Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission (NASA, 2013), Mars Mobile Science Laboratory (NASA, 2014).

Salah satu wahana unik adalah Curiosity (NASA/JPL) – penjelajah–permukaan (NASA’s Mars Science Laboratory project) berukuran 3×2,8 m yang berhasil meneliti permukaan Mars dengan membawa 10 instrumen penelitian: Alpha Particle X-ray Spectrometer, Chemistry and Camera, Chemistry and Mineralogy, Dynamic Albedo of Neutrons, Mars Descent Imager, Mars Hand Lens Imager, Mast Camera, Radiation Assessment Detector, Rover Environmental Monitoring Station, dan Sample Analysis. Diluncurkan dari Cape Canaveral Amerika Serikat tanggal 26 November 2011 dengan roket Atlas V 541. Tidak kurang 567 juta km dilalui untuk akhirnya mendarat di Mars. Curiousity mendarat pada koordinat 4,6⁰  LS dan 137,4⁰ BT dekat area dasar Gunung Sharp di daerah dalam Kawah Gale (diameter 154 km). Kondisi temperatur lingkungan saat pendaratan hingga penelitian (98 minggu) antara minus 90 hingga 0 ⁰C.

Misi menarik lainnya adalah keberhasilan India menempatkan Mars Orbiter Mission atau Mangalyaan di orbit Mars dengan biaya minimalis untuk ukuran sebuah misi. Misi termurah ke Mars ini hanya menghabiskan 73 juta USD dan berhasil mengorbit Mars pada tahun 2014.

Keberhasilan India ini juga diikuti oleh ExoMars Trace Gas Orbiter, pengorbit milik Badan Antariksa Eropa dan Roscosmos, yang tiba di Mars tahun 2016. Akan tetapi, pendarat atau penjejak Schiaparelli yang dibawa oleh ExoMars Trace Gas Orbiter justru gagal mendarat dengan aman akibat kesalahan membaca lokasi. Akhirnya Schiaparelli pun hancur menghantam permukaan Mars. Meskipun gagal, Schiaparelli berhasil mengirimkan foto-foto yang ia ambil selama perjalanannya untuk mendarat di planet merah itu.

Tahun 2020 akan jadi tahun yang cukup ramai untuk Mars. beberapa misi masa depan sudah dirancang oleh berbagai negara. Diantaranya adalah, misi rover Mars 2020 milik NASA yang akan fokus meneliti astrobiologi, ada juga ExoMars dari ESA dan Roscosmos yang akan mencari jejak kehidupan mikrokosmik. Selain itu, China juga akan meluncurkan 2020 Chinese Mars Mission yang akan membawa orbiter, penjejak dan sebuah rover kecil. D tahun yang sama Uni Emirat Arab juga berencana mengirimkan Emirates Mars Mission untuk mengorbit Mars.  Tahun 2021 – 2022, India juga akan mengirim misi Mangalyaan 2 untuk mengorbit Mars dan melanjutkan misi Mangalyaan 1.

Selain misi tanpa awak, rencana untuk mengirimkan manusia yang akan melakukan kolonisasi di Mars juga mengemuka. Mars One pernah digadang-gadang sebagai sebuah program perjalanan satu arah ke Mars yang digagas oleh Bas Lansdorp, seorang pengusaha dari Belanda. Program ini merencanakan untuk mengirim misi berawaknya pada tahun 2024. Pro kontra mengemuka terkait ide kolonisasi ala Mars One terutama terkait pendanaan, masalah teknis dan rencana pengiriman misi.  Bagaimanapun juga misi berawak di Mars memang menarik. NASA juga merencanakan untuk melakukan kolonisasi di Mars pada tahun 2030-an, mengingat persiapan yang dibutuhkan akan snagat panjang untuk bisa mengirimkan manusia ke planet merah tersebut.

Jupiter

Misi terbang lintas yang pernah singgah di planet raksasa ini adalah Pioneer 10 (USA, 1973), Voyager 1/2 (USA, ‘79/80), Ulysses (Eropa, ’92), Cassini (USA, 2000) dan New Horizons (USA, 2007). Selain terbang lintas, NASA, badan antariksa milik Amerika meluncurkan pengorbit Galileo untuk mempelajari Jupiter pada tanggal 7 Desember 1995. Misi selama 7 tahun itu berakhir 21 September 2013 dengan hancurnya Galileo setelah menabrakkan diri ke Jupiter. Misi ini tergolong berhasil untuk mempelajari satelit Galileo saat terbang lintas, jadi saksi tabrakan komet Shoemaker–Levy 9 pada tahun 1994, berhasil mempelajari pembentukan cincin Jupiter, mengonfirmasi aktivitas gunung api di Io dan masih banyak lagi.

Tahun 2011, NASA meluncurkan misi Juno dan wahana ini mulai mengorbit Jupiter 5 Juli 2016. Tugasnya di Jupiter untuk mempelajari komposisi planet, medan gravitasi, medang magnet dan magnetosfer di kutub Jupiter. Selain itu, Juno juga mencari tahu bagaimana Jupiter terbentuk dan inti batuan di planet ini. Foto-foto yang dihasilkan Juno dari jarak dekat amat sangat memukau.

Saturnus

Pioneer 11 (1979), Voyager 1 dan 2 (‘80), Cassini-Huygens (’97-2017). Misi Cassini yang diluncurkan tahun 1997, tiba di Saturnus tahun 2004 dan memulai misinya untuk mengorbit planet yang terkenal dengan cincinnya itu. Cassini juga membawa pendarat Huygens yang berhasil mendarat di Titan dan menjadi saksi keberadaan danau hidrokarbon di satelit tersebut. Cassini berhasil mempelajari struktur dan pembentukan cincin di Saturnus serta menemukan cincin yang sebelumnya tidak tampak bagi pengamat di Bumi. Letusan geyser di Enceladus menjadi bukti kehadiran waduk air di bawah permukaan Enceladus, salah satu satelit Saturnus. Cassini juga menemukan empat satelit baru. Misi ini akhirnya berakhir setelah Cassini terjun bebas ke Saturnus dan terbakar di dalam atmosfer planet tersebut.

Uranus dan Neptunus

Voyager 2 (1986 dan 1989). Voyager 2 berhasil menemukan 10 satelit Uranus, mempelajari atmosfer dan menemukan 2 cincin baru.  Saat melakukan terbang lintas di Neptunus 25 Agustus 1989, Voyager 2 jadi wahana yang berhasil berada paling dekat dengan kutub utara Neptunus. Di planet ini, Voyager 2 mempelajari atmosfer, cincin, magnetosfer dan satelit yang ada di Neptunus.

Pluto

Sejak dibekukannya misi berlandas wahana antariksa Pluto–Kuiper Express, maka dikembangkan misi baru yaitu the New Horizons Pluto–Kuiper Belt Mission (2001). Akhirnya baru berhasil diluncurkan 19 Januari 2006 dengan roket Atlas V dan sampai di Pluto bulan Juli 2015. Tugasnya meneliti Pluto, 3 satelitnya dari 5 yang ada – Charon, Nix, Hydra; serta beberapa Kuiper Belt Objects. Hasilnya, New Horizons berhasil memotret dan memetakan komposisi permukaan Pluto  dan Charon yang dingin. New Horizons juga mempelajari atmosfer Pluto serta karakterisik geologi dan morfologi Pluto dan Charon.

Setelah papasan dengan Pluto, saat ini New Horizons melanjutkan perjalanan untuk mempelajari obyek di Sabuk Kuiper.

Komet

Sementara yang ke komet adalah ICE (1983), Vega 1 dan 2 (‘84), Giotto (‘85/6), Suisei (’86), Sakigake (‘96), Stardust (1999–2004), Deep Space 1 (2001), Deep Impact (2004). Salah satu misi yang menarik adalah misi Rosetta-Philae yang berhasil mengeksplorasi komet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Rosetta tiba di komet 67P pada tanggal 30 September 2014 dan mulai berkelana bersama dengan komet tersebut yang mendekati Matahari.  Dalam misi ini, Rosetta membawa serta Philae, penjejak yang bertugas untuk menjelajah komet 67P. Akan tetapi, misi pendaratan Philae mengalami masalah dan akhirnya penjejak ini pun kehabisan bahan bakar karena mendarat di lokasi yang tidak memperoleh sinar Matahari. Meskipun demikian, Philae berhasil mengirimkan data awal yang menarik untuk mengenal komet 67P dari dekat. Rosetta pun akhirnya mengakhiri misi di tahun 2016 seiring menjauhnya komet 67P/Churyumov-Gerasimenko dari Matahari. Rosetta mendarat di komet tersebut dan selama perjalanannya ia mengirimkan foto-foto terakhir yang menakjubkan dari komet tersebut. Salah satu penemuan menariknya, air di komet 67P rupanya berbeda dari yang ada di Bumi.

Rosetta berhasil memotret komet dari semua sisi. Pemantauan yang dilakukan Rosetta juga menunjukan kalau bentuk komet memberi pengaruh pada musim di sana, untuk perpindahan debu di permukaan maupun pengaruhnya pada perbedaan kerapatan dan komposisi koma, atmosfer yang menyelubungi komet. Rosetta juga berhasil memperlihatkan contoh gas dan debu yang ada di komet maupun interaksi komet dengan angin Matahari. Rosetta juga menjadi penyelia yang mebuat kita mengetahui gravitasi permukaan maupun medan magnet 67P/Churyumov–Gerasimenko.

Target Penelitian Astrofisika

The Great Observatories yang dirancang awal 1980 baru terlaksana setelah 24 tahun, yang terdiri dari the Hubble Space Telescope, the Chandra X-ray Observatory, dan the Spitzer Space Telescope. Ditambah the Fermi Gamma-ray Space Telescope yang menelisik pada panjang gelombang pendek atau obyek langit yang memiliki energi sangat besar. Belum lagi the Swift Gamma-ray Explorer dan NuSTAR. Dalam penelitian ini mau tidak mau kerjasama antar lembaga menjadi kewajiban. Sebut semisal misi wahana XMM-Newton (ESA/Eropa) termasuk Herschel dan Planck, serta Suzaku dari JAXA (the Japan Aerospace Exploration Agency). Dalam waktu tidak lama lagi, ditunggu hasil dari the James Webb Space Telescope, TESS (2013, mencari planet di luar sana khususnya yang berukuran dan berkarakter seperti planet di Tata Surya), dan NICER yang mencoba meneliti medan gravitasi, radiasi elektromagnet, serta aspek fisis di lingkungan sekitar bintang neutron. Saat ini NICER sedang dalam proses pengembangan dan pembuatan modul instrumentasinya. Yang saat ini juga dalam masa penantian adalah ASTRO-H (JAXA), Euclid (ESA – Eropa), dan banyak lagi.

Betapa banyak wahana sudah mengintip ke seantero sudut jagad semesta dalam masa ke-kini-an. Berharap itu semua menjadi alat pembuka jendela menuju perkembangan nalar manusia dalam merajut budaya serta menorehkan sejarah bagi generasi berikutnya sambil melestarikan tempatnya berpijak agar senantiasa aman dan nyaman untuk menerawang semakin maju ke depan tanpa kehilangan jejak peradaban masa lalu serta berbekal amanat yang diembannya.

Salam astronomi