Menelusuri Bukti Jejak Kelimpahan Air di Bulan

Ada air di Bulan. Air yang sudah lama dicari oleh para astronom ini tersimpan di kawah gelap dan dingin pada kutub Bulan.

Air di Bulan ditemukan di kawah yang berada di kutub selatan (kiri) dan kutub utara (kanan). Kredit: M3 / Chandrayaan-1 / Li et al
Air di Bulan ditemukan di kawah yang berada di kutub utara (kiri) dan kutub selatan (kanan). Kredit: M3 / Chandrayaan-1 / Li et al

Pencarian Air di Bulan

Air di Bulan pertama kali diduga keberadaannya pada tahun 1961 dalam Program Apollo. Kala itu, ada jejak air yang ditemukan dalam batu yang dibawa dari Bulan meskipun dianggap sebagai hasil kontaminasi. Pencarian terus dilakukan berbagai misi ke Bulan maupun yang terbang lintas di Bulan. Di antaranya adalah misi Luna 24, misi Clementine, Lunar Prospector, Cassini – Huygens, Deep Impact, Kaguya, Chang’e 1, Chandrayaan-1, dan Lunar Reconnaissance Orbit (LRO).

Keberadaan air di Bulan rupanya bisa ditemukan dalam bentuk es di kutub. Nah, misi pertama yang memotret jejak air adalah misi Chang’e-1 pada tahun 2007. Baru pada tahun 2009, air di kutub Bulan dikonfirmasi keberadaannya saat instrumen Moon Mineralogy Mapper milik NASA yang dipasang pada wahana Chandrayaan-1 melakukan pemetaan.

Pada saat itu, data M3 memperlihatkan keberadaan air (H2O) dan hidroxyl (OH) dalam bentuk es yang terperangkap di kutub Bulan. Analisis terbaru dari data M3 memperkuat bukti keberadaan air di kutub Bulan. Menariknya, air dalam wujud es itu tidak terperangkap tapi justru tersebar di permukaan Bulan.

Untuk mengenali keberadaan air di Bulan, instrumen M3 mengukur cahaya yang dipantulkan Bulan pada panjang gelombang 3 mikrometer pada cahaya inframerah. Sensor pada M3 berfungsi untuk mengukur cahaya yang dipantulkan dari permukaan Bulan.  Selain bisa mengetahui keberadaan air dari sifat reflektif es, kemampuan molekul untuk menyerap inframerah juga bisa diukur. Pada akhirnya para astronom menemukan panjang gelombang cahaya yang diserap itu konsisten dengan pola penyerapan molekul air dan hidroxyl.  Dengan cara ini bisa diketahui apakah air berwujud cair, gas atau padat.

Sebaran Air di Kutub Bulan

Menurut data M3, air di Bulan memang tidak bisa ditemukan di semua area. Air es tersebut hanya ada pada wilayah kawah yang sangat dingin dan gelap di kutub utara dan selatan Bulan.

Kemiringan sumbu Bulan yang hanya 1,5º menyebabkan area di kutub yang topografinya lebih rendah dari sekelilingnya, seperti kawah, tidak pernah menerima sinar Matahari. Akibatnya temperaturnya sangat rendah dan tak pernah lebih dari -157º C. Pada kondisi ini, uap air dan molekul volatil lainnya tetap stabil selama beberapa miliar tahun. Air di Bulan diduga berasal dari molekul air yang dilepaskan mineral di Bulan sejak terbentuk satelit Bumi ini terbentuk. Selain itu, air berasal dari komet yang menghantam Bulan atau terbentuk ketika Bulan berinteraksi dengan angin matahari.

Ketika angin Matahari tiba di Bulan, atom hidrogen di dalam angin Matahari berinteraksi dengan atom oksigen yang ada pada batu-batuan di Bulan maupun regolit sehingga membentuk molekul air dan hidroxyl.

Ada perbedaan pada sebaran es di wilayah kutub Bulan. Di kutub selatan, es terkonsetrasi pada wilayah bayangan kawah Bulan yang gelap dan dingin. Es ditemukan berkelompok pada wilayah kawah Haworth, Shoemaker, Sverdrup, dan Shackleton. Sementara itu, di kutub utara, es justru tersebar pada wilayah yang lebih luas dengan sebaran yang cukup renggang atau jarang.

Kelimpahan air es rendah di kutub Bulan diduga karena selama miliaran tahun tidak banyak es yang terakumulasi di permukaan. Hal ini juga yang memberi indikasi air di Bulan merupakan air purba.

Kehilangan air di Bulan juga bisa saja terjadi meskipun belum bisa dipastikan. Penyebabnya lagi-lagi hantaman angin Matahari yang menyapu es di Bulan, meskipun pada saat yang sama ada es yang terbentuk dari interaksi tersebut. Selain itu masih ada sinar kosmik dari galaksi dan sinar ultraungu dari medium antarbintang. Hal ini juga yang bisa menjelaskan mengapa es terkonsentrasi pada area yang tidak menerima cahaya Matahari.

Air di Bulan dan Wahana Antariksa

Kelimpahan air es di Bulan yang ketebalannya hanya beberapa milimeter bisa menjadi sumber daya penting bagi misi Bulan di masa depan. Keberadaan air di permukaan Bulan meskipun berada di kutub, masih lebih mudah diakses dibanding air di bawah permukaan Bulan.

Air merupakan komponen yang sangat penting untuk mendukung kehidupan di Bumi. Keberadaan air di Bulan akan sangat berguna untuk misi jangka panjang terutama untuk minum, mandi, bahkan untuk tumbuh kembang tanaman di Bulan. Jika ini bisa terjadi maka bukan tidak mungkin ide kolonisasi bisa terjadi di masa depan. Tapi tentu saja ide ini butuh waktu panjang untuk bisa direalisasikan.

Selain untuk kehidupan, air di Bulan juga bisa digunakan untuk propelan roket. Jadi penambangan es di Bulan perlu dilakukan untuk memperoleh hidrogen dan oksigen cair.  Jika ini bisa diaplikasikan, biaya misi antariksa bisa dihemat. Roket dari Bumi tidak perlu membawa propelan yang dibutuhkan dari Bumi. Menarik bukan jika ada depot pengisian propelan di luar angkasa dalam hal ini di Bulan.

Mungkin terdengar seperti cerita pada fiksi sains. Akan tetapi penemuan air memang membuka ruang untuk eksplorasi Bulan apalagi dengan adanya misi Kembali ke Bulan.

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.