Chang’e 4, Dewi Bulan Yang Mengunjungi Sisi Jauh Bulan

China kembali menorehkan sejarah baru dalam hal eksplorasi antariksa. Chang’e 4 yang membawa Yutu-2, berhasil menjadi pendarat pertama pada sisi jauh Bulan.

Dewi Chang’e di sisi Lain Bulan

Ilustrasi Chang'e 4 di Bulan. Kredit:CNSA
Ilustrasi Chang’e 4 di Bulan. Kredit:CNSA

3 Januari 2019 pukul 09:26 WIB atau 10:26. Untuk pertama kalinya sisi jauh Bulan yang selama ini tersembunyi dari pengamat di Bumi menerima pengunjung di Kawah Von Kármán yang berada di lembah Aitken di Kutub Selatan Bulan.  Pendaratan ini sekaligus menjadi torehan sejarah baru bagi dunia eksplorasi luar angkasa, khususnya di Bulan.

Chang’e 4 adalah wahana kedua milik China yang berhasil mendarat di Bulan.  Sebelumnya, Chang’e 3 sudah mendarat pada tahun 2013 dan membawa Yutu, si kelinci penjelajah. Bedanya, Chang’e 4 tidak mendarat pada permukaan Bulan yang selalu kita lihat. China memilih mendaratkan wahananya pada sisi jauh Bulan yang tidak tampak dari Bumi.

Separuh wajah Bulan tidak pernah tampak bagi kita di Bumi, karena periode rotasi Bulan sama dengan periode revolusinya mengelilingi Bumi. Fenomena ini dikenal sebagai penguncian gravitasi.  Wajah tersembunyi Bulan akhirnya terungkap ketika misi Luna 3 milik Uni Soviet berhasil memotret sisi ini pada tahun 1959. Peta Bulan tersebut dirilis Soviet Academy of Sciences pada tahun 1960.   Dua tahun kemudian, Ranger 4 milik NASA berhasil menabrak sisi jauh Bulan tapi gagal untuk mengirim data sebelum terjadinya tabrakan.  Peta lainnya juga dibuat oleh Lunar Orbiter 5 pada tahun 1966 – 1967. 

Sisi jauh Bulan berhasil dilihat secara langsung dengan mata tanpa alat oleh para astronaut misi Apollo 8 pada tahun 1968 saat mengorbit Bulan. Semenjak itu,  misi pendaratan di Bulan baik berawak maupun tak berawak selalu mendarat pada sisi dekat Bulan yang menghadap Bumi. Hal ini disebabkan mudahnya komunikasi dan pengiriman data ke Bumi.

Tantangan inilah yang rupanya dijawab oleh China lewat pendaratan Chang’e 4 yang merupakan  bagian dari Chinese Lunar Exploration Program (CLEP) yang dimulai sejak awal 2000-an.  CLEP terdiri dari beberapa fase yakni mengorbit Bulan, pendaratan tanpa awak, pengumpulan sampel untuk dibawa ke Bumi, dan pendaratan misi berawak pada tahun 2025 – 2030!

Komunikasi Chang’e 4 Ke Bumi

Pola komunikasi Chang'e 4 ke Bumi melewati satelit relai Queqiao. Kredit: Loren Roberts / Planetary Society
Pola komunikasi Chang’e 4 ke Bumi melewati satelit relai Queqiao. Kredit: Loren Roberts / Planetary Society

Tantangan terbesar untuk mengirim misi sisi jauh Bulan adalah komunikasi dengan pusat kendali di Bumi.  Berada pada sisi sebaliknya yang tidak berhadapan dengan Bumi,  sinyal radio yang dikirim akan sulit diterima karena terhalang permukaan dan horison Bulan.

Untuk mengatasi tantangan ini, China menempatkan satelit relai Queqiao di antara Bumi dan Bulan sejak Mei 2018.  Satelit komunikasi ini ditempatkan pada titik Lagrangian (L2) yang jaraknya 60.000 km dari Bulan. 

Satelit relai Queqiao membawa serta dua satelit kecil yakni Longjiang-1 dan 2 untuk mengorbit Bulan. Dari kedua satelit kecil tersebut, hanya Longjiang 2 yang berhasil mengorbit dan mengirimkan citra ke Bumin termasuk foto Bumi terbit.

Untuk komunikasi dengan Chang’e 4, para astronom CLEP berencana untuk bereksperimen dengan sinyal radio frekuensi rendah.  Untuk itu, instrumen radio yang dibawa Chang’e 4 akan dihubungkan dengan instrumen pada satelit Queqiao, di mana keduanya akan difungsikan sebagai teleskop radio.

Tidak adanya gangguan dari ionosfer Bumi,  frekuensi radio dari Bumi,  ataupun radiasi aurora menjadikan sisi jauh Bulan lokasi ideal untuk pengamatan radio.  Eksperimen ini sekaligus menjadi langkah awal untuk menempatkan fasilitas radio di Bulan untuk mempelajari alam semesta dini khususnya untuk masa sebelum bintang-bintang pertama terbentuk.

Chang’e 4, Si Dewi Bulan dan Kelincinya

 

Citra pertama Change'4 setelah mendarat di Kawah Von Kármán, pada sisi jauh bulan. Kredit: CNSA
Citra pertama Chang’e 4 setelah mendarat di Kawah Von Kármán, pada sisi jauh bulan. Kredit: CNSA

Misi Chang’e 4 pada awalnya direncanakan untuk diluncurkan pada tahun 2015. Setelah mengalami penundaan, misi ini diluncurkan 7 Desember 2018 dan memasuki orbit Bulan pada 12 Desember 2018. Selama 22 hari, pusat kendali melakukan uji coba pada sistem Chang’e 4 sambil menantikan terbitnya Matahari di area pendaratan. Meskipun berada pada sisi jauh Bulan, tak berarti area ini tidak menerima sinar Matahari.  Pergantian siang dan malam di Bulan terjadi setiap dua minggu. 

Ketika Matahari terbit di lembah Aitken, Chang’e 4 kemudian melakukan pendaratan di kawah Von Kármán yang lebarnya 186 km. Kawah ini merupakan rumah bagi batuan beku yang diduga bisa menjadi petunjuk terkait struktur internal Bulan, termasuk di dalamnya konstruksi vulkanik  berupa endapan mantel mirip kerucut gunung api di Bumi.  Di kawah ini juga terdapat kawah sekunder lain yang terbentuk dari lontaran materi yang menabrak Bulan atau dari longsoran.

Setelah mendarat, Chang’e 4 punya beberapa misi yang harus dijalankan. Di antaranya adalah mempelajari permukaan Bulan dengan pengamatan radio frekuensi rendah, menyelidiki struktur sisi jauh Bulan di sekitar lokasi pendaratan, serta mempelajari topografi permukaan dan komposisi mineral di lokasi yang dijelajahi rover Yutu.

Tapi,  sebelum seluruh misi ilmiah ini dimulai, misi pertama Chang’e 4 adalah menurunkan Yutu-2, penjelajah kecil mirip Yutu yang dibawa Chang’e 3 pada tahun 2013.

Penjelajah Yutu-2 menjejakkan kaki di Kawah Von Kármán, pada sisi jauh bulan. Kredit: CNSA
Penjelajah Yutu-2 menjejakkan kaki di Kawah Von Kármán, pada sisi jauh bulan. Kredit: CNSA

Rover Yutu-2 akhirnya menjejak kawah Von Kármán di lembah Aitken pada 3 Januari 2019 pukul 21:22 WIB. Yutu-2 sudah mulai menjelajah Bulan dan akan memasuki mode siaga untuk melindungi dirinya dari temperatur 200ºC setelah sampai pada titik yang ditentukan. 

Yutu-2 akan bergerak ke bagian depan Chang’e 4 untuk memotret robot pendarat tersebut sebelum melanjutkan misinya mempelajari kawah Von Kármán. Untuk mengatasi masalah yang menyebabkan Yutu berheti bekerja, teknisi menggunakan metode baru untuk melapisi kabel Yutu-2. 

Penyelidikan di Sisi Jauh Bulan

Untuk keperluan penelitian ilmiah di Bulan, Chang’e 4 membawa serta Landing Camera (LCAM), Terrain Camera (TCAM),  dan Low Frequency Spectrometer (LFS). Yutu-2 juga membawa 3 jenis muatan yakni Panoramic Camera (PCAM),  Lunar Penetrating Radar (LPR),  dan Visible and Near-Infrared Imaging Spectrometer (VNIS). 

Muatan lain yang dibawa sebagai hasil kerja sama internasional adalah Lunar Lander Neutrons and Dosimetry (LND) milik Jerman yang dipasang di Chang’e 4 untuk mempelajari radiasi dan kandungan air di Bulan.  Instrumen lainnya milik SWEDIA yakni Advanced Small Analyzer for Neutrals (ASAN) dipasang di Yutu-2 untuk mempelajari interaksi angin Matahari dan permukaan Bulan.  Selain itu, instrumen Netherlands-China Low-Frequency Explorer (NCLE) dipasang pada satelit Queqiao.

Chang’e 4 akan mencari petunjuk pembentukan Bulan dan bagaimana Tata Surya berevolusi, dari endapan materi di sekitar area pendaratan. Misteri lain yang ingin diketahui adalah penyebab perbedaan pada sisi dekat dan sisi jauh Bulan. Sebagai gambaran. sisi dekat Bulan lebih banyak diukir oleh bopeng kawah dan lembah serta rangkaian dataran tinggi dan maria (dataran rendah luas yang landai dan berwarna gelap). Sisi jauh Bulan justru tampak lebih kasar dihiasi kawah akibat tabrakan dan hanya beberapa maria. Kerak yang lebih tebal di sisi jauh Bulan juga menjadi misteri yang akan dipecahkan oleh Chang’e 4.

Kehidupan yang dibawa ke Bulan

Ada yang menarik dari misi Chang’e 4. Selain membawa instrumen untuk mempelajari kondisi Bulan, wahana ini juga membawa serta kehidupan dalam wadah khusus berbahan alumunium seberat 3 kg. Di dalam wadah terdapat telur ulat sutra, dan benih tomat, kentang maupun tanaman Arabidopsis.  Selain kehidupan yang dibawa, kaleng ini juga diisi air,  larutan nutrisi dan udara.

Untuk mengawasi pertumbuhan benih yang bisa menopang kehidupan ulat sutra, dipasang kamera kecil dan sistem transmisi data. Temperatur di dalam kaleng tetap dijaga untuk berada dalam rentang 1º – 30º C untuk mengontrol kelembaban dan nutrisi.  Agar tumbuhan bisa bertumbuh,  digunakan tabung untuk mengarahkan cahaya alami ke dalam wadah. Tumbuhan yang dibawa adalah yang memiliki periode pertumbuhan pendek sehingga mudah diamati.

Mari kita tunggu hasil penyelidikan Chang’e 4 dan Yutu dari sisi jauh Bulan. Untuk saat ini, keduanya sedang bersiap untuk tidur pada tanggal 12 Januari saat malam datang dan temperatur turun hingga -180ºC.

Selamat bekerja Chang’e 4 dan Yutu-2!

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.