Eksplorasi Sabuk Kuiper Bersama New Horizons

Tak lama lagi, New Horizons akan memperlihatkan cakrawala baru dari tepi Tata Surya sebelum misinya berakhir pada tahun 2021. Wahana Antariksa NASA yang berhasil menyambangi Pluto ini pada akhirnya akan bertemu dengan 2014 MU69, objek Sabuk Kuiper lainnya yang jarak tempuhnya ~1,5 miliar km dari Pluto. 

Perjalanan panjang New Horizons dimulai Agustus 1992 saat Robert Staehle dari NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) menghubungi penemu Pluto, Clyde Tombaugh, untuk mengunjungi planet tersebut. Meskipun demikian, misi ini baru disetujui pendanaannya pada tahun 2001 dan dibangun setahun kemudian.

Petualangan hampir satu dekade akhirnya membawa New Horizons berpapasan dengan Pluto pada tahun 2015. Eksplorasi singkat pada jarak terdekat yang pernah dicapai oleh manusia berhasil merevolusi pemahaman kita tentang planet katai tersebut.

Tapi perjalanan belum usai. Misi berikutnya sudah menanti. Perpanjangan Misi Kuip New Horizons akan menjelajahi Sabuk Kuiper dan mempelajari Objek Sabuk Kuiper (KBO).

The Kuiper Extended Mission (KEM)

Ilustrasi New Horizons saat terbang lintas dengan 2014 MU69. Kredit: NASA
Ilustrasi New Horizons saat terbang lintas dengan 2014 MU69. Kredit: NASA

Objek Sabuk Kuiper 2014 MU69 akan jadi target berikutnya sekaligus yang terakhir sebelum ia kehabisan bahan bakar. Misi yang dimulai tahun 2017 dan diawal dengan manuver New Horizons pada akhir tahun 2016 tersebut akan berakhir pertengahan tahun 2021.

Selama misi KEM, New Horizons juga akan melakukan pengamatan lebih dari dua lusin objek Sabuk Kuiper, planet katai dan Centaurs, yang berada dalam arah perjalanannya menuju 2014 MU69. Pengamatan tersebut akan memberi keuntungan pada kita di Bumi. Tujuannya tentu untuk mengetahui bentuk benda-benda yang ada di Sabuk Kuiper dan mempelajari apakah ada cincin atau satelit yang mengitarinya.

Objek Sabuk Kuiper yang kecil dan jauh tentu menjadi tantangan tersendiri bagi para astronom untuk mengamatinya dari Bumi. Nah, kehadiran New horizons yang akan melakukan pengamatan dari jarak 50 – 100 kali lebih dekat tentunya akan memberi cerita yang berbeda tentang debu, gas dan lingkungan plasma di Sabuk Kuiper.  Sensor yang lebih baik yang dipasang pada New Horizons akan memberi hasil pengamatan yang jelas jauh lebih baik dari misi Pioneers 10 dan 11 serta Voyagers 1 dan 2 saat mereka melintasi area ini pada era 1980-an dan 1990-an.

Pertemuan dengan 2014 MU69 juga akan jadi catatan penting dalam sejarah karena untuk pertama kalinya kita bisa mengeksplorasi objek dingin yang diduga menyimpan jejak pembentukan Tata Surya dari jarak dekat. Sebagai catatan, Voyager 1 dan 2 yang sudah berada di ruang antar bintang dan selubung atmosfer sistem Matahari belum pernah mengunjungi benda-benda terjauh di Tata Surya ini. Kedua misi tersebut difokuskan pada planet-planet raksasa.

Planet Katai Quaoar yang dipotret New Horizons dari jarak 2,1 miliar km. Kredit: NASA/JHUAPL/SwRI
Planet Katai Quaoar yang dipotret New Horizons dari jarak 2,1 miliar km. Kredit: NASA/JHUAPL/SwRI

Dalam perjalanannya menuju 2014 MU69, New Horizons juga memotret planet katai Quaoar yang jaraknya hanya 2,1 miliar km darinya atau 6,4 miliar km dari Matahari!

Jarak yang sangat dekat dibanding pengamatan dari Bumi.

Perspektif yang disajikan juga berbeda. Pengamatan dari Bumi memperlihatkan seluruh permukaan Quaoar diterangi Matahari. Di sisi lain, posisi New Horizons justru memperlihatkan hasil berbeda. Kamera Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) memotret Quaoar dari posisi dimana hanya sebagian permukaannya disinari Matahari. Perbedaan ini menjadi informasi penting bagi para astronom untuk mempelajari hamburan cahaya pada permukaan Quaoar.

Lagi-lagi kita selangkah lebih maju untuk mengenali benda-benda yang ada di halaman belakang Tata Surya.

Gugus bintang Wishing Well atau Sumur Harapan yang dipotret New Horizons. Kredit: NASA
Gugus bintang Wishing Well atau Sumur Harapan yang dipotret New Horizons. Kredit: NASA

Rupanya yang dipotret bukan cuma Quaoar. Saat melakukan kalibrasi instrumen yang ada dalam Wahana Antariksa New Horizons, kamera LORRI diarahkan untuk memotret gugus terbuka “Wishing Well” atau “Sumur Harapan” pada tanggal 5 Desember.  Foto tersebut dipotret dari jarak 40,9 AU atau 6,12 miliar km. Rekor baru dalam dunia astronomi!

Ini adalah permotretan dari jarak terjauh dari Bumi. Lokasi pemotretan paling jauh jika dibandingkan dengan rekor sebelumnya yang dipegang Voyager 1 selama 27 tahun. Kala itu 14 Februari 1990, Voyager 1 memotret  Bumi yang terkenal dengan julukan “Pale Blue Dot” (Titik Biru Pucat) dari jarak 40,5 AU atau 6,06 miliar.

Foto 2012 HZ84 dan 2012 HE85 yang dipotret New Horizons. Kredit: NASA
Foto 2012 HZ84 dan 2012 HE85 yang dipotret New Horizons. Kredit: NASA

Dua jam kemudian, kamera LORRI memecah rekornya sendiri dengan memotret objek Sabuk Kuiper 2012 HZ84 dan 2012 HE85. Tentunya masih akan ada banyak rekor baru yang ditorehkan New Horizons sepanjang perjalanannya menuju MU69, karena setiap harinya, seluruh instrumen yang dibawa New Horizons akan dapat melakukan pengamatan dengan cakupan lebih dari 1,1 juta km!

Target Eksplorasi: 2014 MU69

Tahun depan, saat New Horizons tiba di 2014 MU69, wahana ini akan melakukan terbang lintas pada objek sabuk Kuiper pada jarak yang cukup dekat yakni 3500 km, atau 3 kali lebih dekat dari papasan sebelumnya dengan Pluto. Itu artinya, New Horizons akan memotret MU69 dengan resolusi 4 kali lebih tinggi dari Pluto.

Objek Sabuk Kuiper 2014 MU69 ditemukan saat tim astronom mencari target baru untuk misi lanjutan New Horizons setelah berpapasan dengan Pluto. MU69 ditemukan oleh Teleskop Hubble pada tahun 2014 dan NASA membuka kesempatan bagi masyarakat untuk ikut memberi nama keren bagi objek yang satu ini.

Ilustrasi KBO 2014 MU69, misi terbang lintas New Horizons yang terakhir. Kredit: NASA/JHUAPL/SwRI/Alex Parker
Ilustrasi KBO 2014 MU69, misi terbang lintas New Horizons yang terakhir. Kredit: NASA/JHUAPL/SwRI/Alex Parker

MU69 yang jadi target terakhir New Horizons mengitari Matahari dalam orbit sirkular setiap 296 tahun pada jarak 44,4 AU atau 6,64 miliar km. Tapi New Horizons harus menempuh ~1,5 miliar km untuk tiba di MU69. Untuk itu, New Horizons butuh waktu lebih dari 3 tahun untuk bisa berpapasan dengan MU69 yang kecerlangannya hanya 26,8 magnitudo. Objek ini luar biasa redup untuk bisa diamati dari Bumi. Akibatnya, tidak banyak yang diketahui selain diameternya yang berkisar antara 20 – 40 km, dan warnanya yang lebih merah dari Pluto.

Berada di Sabuk Kuiper, MU69 bisa memberikan informasi tentang awal pembentukan Tata Surya. Hasil pengamatan sampai saat ini memberi indikasi kalau MU69 merupakan bagian dari populasi KBO klasik yang sejak awal pembentukan sudah menempati area Sabuk Kuiper.  Sebagian objek Sabuk Kuiper merupakan hasil migrasi atau lebih tepat benda-benda yang dilontarkan planet-planet raksasa ke area ini akibat interaksi gravitasi. Dengan demikian, MU69 yang terbentuk di Sabuk Kuiper tentunya disusun oleh materi dalam nebula Matahari yang jadi materi dasar pembentukan Tata Surya 4,6 miliar tahun lalu.

Hasil pengamatan New Horizons kelak akan menjadi potongan penting dalam memahami proses akresi saat pembentukan planet katai seperti Pluto, Quaoar, Orcus, Ixion, Eris, dan Sedna. Caranya dengan membandingkan fitur permukaan, struktur interior, dan komposisi MU69 dengan benda Sabuk Kuiper yang lebih kecil dan lebih besar dari MU69.  Hal tersebut memungkinkan karena ukuran MU69 berada di antara ukuran komet (diamater beberapa km) dan planet katai (1000 – 2500 km).

Terbang lintas New Horizons pada tanggal 1 Januari 2019 juga dapat menyingkap misteri lainnya.  Satelit!

Enam objek terbesar di Sabuk Kuiper yakni, Eris, Pluto, 2007 OR10, Makemake, Haumea dan Quaoar  diketahui memiliki satelit.  Pluto memiliki 5 satelit dan jarak yang dekat dengan Charon menjadikan keduanya sebagai sistem ganda yang saling mengitari pusat massanya. Tampaknya ini bukan hal asing di Sabuk Kuiper. Diperkirakan 11% dari 1500 KBO yang sudah diketahui keberadaannya, merupakan sistem ganda dan dengan demikian memiliki mekanisme pembetukan yang berbeda dari KBO lainnya. Selain itu, 30% dari KBO yang memiliki pasangan merupakan bagian dari KBO klasik seperti halnya MU69.

Hasil okultasi MU69 dengan bintang jauh pada tanggal 17 Juli 2017 memberi indikasi kalau objek yang satu ini memiliki pasangan seperti halnya Pluto dan Charon. Apakah MU69 merupakan sistem ganda ataukah objek tunggal lonjong dengan potongan besar yang terlepas, hanya bisa diketahui saat New Horizons mendekati MU69 mulai akhir tahun 2018. Seandainya ada satelit, gaya tarik dari interaksi keduanya bisa menghasilkan goyangan pada MU69 seperti halnya pengamatan exoplanet dengan metode kecepatan radial. Jika itu terjadi, para astronom akan dapat menentukan massa dan kerapatan MU69.

Observatorium di Sabuk Kuiper

Saat New Horizons tiba di MU69 dan melakukan terbang lintas dari jarak 3500 km, ia akan melakukan pemetaan permukaan MU69 sehingga bisa diketahui struktur dan komposisi pembentukannya. Seperti apa distribusi es dan mineral di MU69 akan dipelajari lebih lanjut dari pemetaan 1000 lokasi di permukaan KBO tersebut. Dengan demikian bisa diketahui juga seberapa banyak cahaya yang dipantulkan MU69.

New Horizon juga akan mencari satelit kecil sampai dengan ukuran 1 km yang mengitari KBO tersebut. Jika satelit itu ada, pengukuran warna dan komposisinya juga bisa diketahui.

Selain berburu satelit, New Horizons akan berfungsi sebagai observatorium yang mempelajari MU69 maupun area sabuk Kuiper di bagian terluar Tata Surya. New Horizons juga akan mempelajari detil MU69 seperti mencari tahu apakah objek ini memiliki cincin debu yang mengelilinginya. Instrumen plasma yang dipasang di New Horizons juga akan mencari tahu apakah ada pelepasan gas di MU69 dan bagaimana objek ini berinteraksi dengan angin Matahari.

Hal lain yang juga diteliti New Horizons adalah keberadaan gas yang jadi koma di sekitar MU69. Mengingat ukuran MU69 yang kecil dan keberadaannya di Sabuk Kuiper yang jauh dan dingin, akan sangat memungkinkan jika KBO yang satu ini juga punya kecenderungan seperti komet. Untuk itu akan ada studi banding permukaan MU69 dengan komet, asteroid dan satelit es. Tak lupa, pengukuran temperatur di objek dingin ini juga akan dilakukan.

Setelah MU69, bahan bakar yang makin menipis akan jadi problem terbesar New Horizons. Meskipun demikian, wahana antariksa yang durasi terbangnya sudah mencapai 13 tahun ini akan tetap melakukan pengamatan objek sabuk Kuiper lainnya sampai tahun 2021. Setidaknya ada 2 lusin KBO dalam jalur perjalanan New Horizons yang sudah menanti untuk diamati. Selain itu, New Horizons juga akan melakukan pemetaan heliosfer Matahari dengan spektometer ultraungu, dan sensor plasma dan debunya.

Apakah akan ada misi lanjutan setelah misi KEM berakhir tahun 2021? Semua akan bergantung pada kondisi bahan bakar New Horizons yang akan habis tahun 2026.

Seandainya masih berfungsi, pada tahun 2038, New Horizons akan mencapai jarak 100 AU atau berada di heliosfer. Jika masih beroperasi, ia akan bisa mempelajari selubung atmosfer sistem Matahari yang merupakan area terluar heliosfer dan area perbatasan ruang antarbintang.

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.