Catatan Perjalanan OSIRIS-REx di Asteroid Bennu

Masih ingat OSIRIS-REx? Pada awal bulan Desember 2018, wahana OSIRIS-REx tiba di asteroid Bennu yang akan menjadi objek misinya hingga tahun 2023. Untuk menyegarkan kembali ingatan pembaca akan misi ini, silakan membaca ulasan LS tentang OSIRIS-Rex dan Bennu di sini.

Bongkahan batu sebesar 52 meteri di belahan selatan Bennu. Kredit: NASA
Bongkahan batu sebesar 52 meteri di belahan selatan Bennu. Kredit: NASA

Sejak kedatangannya di Bennu, banyak perkembangan yang terjadi pada misi ini. Tulisan ini akan memberikan rangkuman perjalanan misi ini selama delapan bulan terakhir.

Tarian Tahun Baru – OSIRIS-REx Orbit Insertion (OI)

Pada tanggal 31 Desember 2018, sekitar pukul 2:43 siang Eastern Standard Time (EST, waktu standar bagian timur Amerika Serikat), ketika penduduk Bumi sedang sibuk merayakan (malam) Tahun Baru, OSIRIS-REx melakukan salah satu manuver terpentingnya: Orbit Insertion (memasuki orbit). Manuver ini memastikan wahana memasuki medan gravitasi Bennu yang terbilang cukup lemah dan menempatkan dirinya dalam orbit yang cukup stabil mengelilingi asteroid tersebut.

Untuk memasuki orbit Bennu, OSIRIS-REx menyalakan thruster (roket pendorong) satu kali saja, selama delapan detik, dan secara resmi wahana memasuki orbit asteroid Bennu. Meski terlihat sederhana, pencapaian ini telah memecahkan berbagai rekor eksplorasi antariksa.

Bennu adalah objek antariksa terkecil yang pernah diorbit oleh wahana manapun di dalam sejarah. Selain itu jarak orbit OSIRIS-REx hanyalah sejauh satu mil (1,75 Km) dari titik pusat Bennu. Hal ini diperlukan agar wahana tetap stabil di orbit asteroid yang gravitasinya hanya satu per lima juta dari gravitasi Bumi. Rekor jarak orbit terdekat sebelumnya dipegang oleh wahana Rosetta yang mengorbit sejauh empat mil (tujuh kilometer) dari pusat komet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Dalam perjalanannya hingga hari ini, OSIRIS-REx telah beberapa kali memecahkan rekor jarak orbit yang dibuatnya sendiri saat OI, dengan rekor orbit terdekat berjarak 680 m (2.231 kaki) pada 12 Juni 2019.

Sejak memasuki orbit hingga 28 Februari 2019, OSIRIS-REx mengorbit Bennu sekali dalam 62 jam. Meskipun orbit ini cukup stabil, bukan tidak mungkin gravitasi Bennu yang lemah dan gaya-gaya lain seperti radiasi matahari dan tekanan termal dari permukaan Bennu dapat mendorong wahana dari orbit asalnya. Untuk itu, orbit wahana harus sesekali disesuaikan. Kalaupun ada hal-hal di luar dugaan yang terjadi, seperti wahana terdorong keluar dari orbit atau menghadapi masalah hingga harus memasuki safe mode (mode aman. Wahana Juno pernah mengalami hal ini) maka wahana telah diprogram untuk menjauh dari asteroid untuk menghindari tabrakan dengan Bennu.

Pemetaan dan Pengamatan Awal: Kejutan!!!

Pada tanggal 28 Februari 2019, OSIRIS-REx melakukan penyesuain orbit, dari satu mil menjadi dua mil (3 km) dari titik pusat Bennu. Manuver ini menandai dimulainya tahap Seleksi Titik Sampling (Sample Site Selection). Dari ketinggian inilah wahana melakukan pemetaan detail permukaan asteroid untuk menentukan wilayah yang cocok untuk menjadi titik sampling.

Hasil pencitraan permukaan Bennu ternyata merupakan kejutan tersendiri bagi Tim Misi. Awalnya, Tim Misi menduga permukaan Bennu akan cukup halus dan rata. Namun hasil citra OSIRIS-REx menunjukkan bahwa permukaan Bennu sangat kasar dan penuh dengan bongkahan batu besar. Hal ini akan menyulitkan proses Tag and Go (proses pengambil sampel di mana lengan wahana menyentuh permukaan asteroid dan mengambil contoh material tanpa perlu proses pendaratan), karena batuan besar tersebut dapat membahayakan wahana ketika mendekati permukaan dalam proses memposisikan diri untuk pengambilan sampel.

Semburan partikel dari asteroid Bennu yang terjadi 19 Januari dan dipotret OSIRIS-REx. Kredit: NASA
Semburan partikel dari asteroid Bennu yang terjadi 19 Januari dan dipotretOSIRIS-REx. Kredit: NASA

Kejutan Bennu tidak berhenti sampai di situ. Pada 6 Januari 2019, OSIRIS-REx merekam terjadinya semburan partikel (particle plume) dari permukaan Bennu. Tidak hanya sekali saja, dalam dua bulan berikutnya OSIRIS-REx merekam beberapa kejadian serupa. Material yang disemburkan umumnya akan lepas ke ruang angkasa, namun ada sebagian yang tetap melayang-layang di orbit Bennu dan perlahan-lahan kembali ke permukaannya. Berdasarkan asesmen tingkat keamanan penerbangan wahana, semburan partikel ini tidak akan membahayakan wahana yang mengorbit cukup rendah di permukaan Bennu. (gambar semburan partikel)

Pada tahap pengamatan awal ini para ilmuwan mendapatkan kesempatan emas untuk mengamati efek Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP) secara langsung. Berdasarkan pengamatan, pemanasan dan pendinginan yang tidak merata pada permukaan Bennu ketika terkena sinar matahari membuat kecepatan rotasi (perputaran objek pada porosnya) Bennu bertambah. Akibatnya waktu yang diperlukan Bennu untuk berotasi berkurang satu detik setiap 100 tahun.

Temuan lain yang cukup menarik adalah terdeteksinya magnetit oleh instrumen MapCam (kamera citra berwarna) dan OSIRIS-REx Thermal Emission Spectrometer (OTES). Mengapa penting? Kehadiran magnetit memperkuat temuan awal yang menyatakan bahwa pernah ada air di permukaan Bennu, setidaknya ketika masih bersama asteroid induknya.

Saat ini NASA telah memiliki citra Bennu dan fitur-fiturnya. Untuk mempertahankan kontinuitas penamaan, para ilmuwan memutuskan bahwa fitur-fitur di permukaan asteroid Bennu seperti lembah, kawah, dan sebagainya dinamai berdasarkan nama-nama burung dan makhluk serupa burung dalam mitologi. Sebagaimana diketahui, nama OSIRIS-REx dan Bennu terkait dengan burung atau dewa berbentuk setengah burung dalam mitologi Mesir.

Foto permukaan seluas 180 meter di belahan utara Bennu yang dipotret OSIRIS-REx dari ketinggian 1,8 meter. Foto kiri merupakan area seluas 180 meter yang dipotret dengan MAPCAM. Dua citra lainnya kanan atas dan bawah, masing-masing dipotret dengan kamera resolusi tinggi PolyCam yang memperlihatkan detil area yang dipotret oleh MapCam. Tampak detil dari bongkahan batu 15 meter (kanan atas), dan kolam regolit (kerikil) di foto kanan bawah. Kredit: NASA
Foto permukaan seluas 180 meter di belahan utara Bennu yang dipotret OSIRIS-REx dari ketinggian 1,8 meter. Foto kiri merupakan area seluas 180 meter yang dipotret dengan MAPCAM. Dua citra lainnya kanan atas dan bawah, masing-masing dipotret dengan kamera resolusi tinggi PolyCam yang memperlihatkan detil area yang dipotret oleh MapCam. Tampak detil dari bongkahan batu 15 meter (kanan atas), dan kolam regolit (kerikil) di foto kanan bawah. Kredit: NASA

Penyesuaian Misi

Kondisi permukaan Bennu yang berbeda dengan asumsi awal membuat Tim Misi harus melakukan berbagai penyesuaian. Untungnya, wahana OSIRIS-REx didesain untuk bisa menyesuaikan diri dengan situasi yang dihadapi.

Maka, berbagai perubahan mulai dilakukan. Misi awal merencanakan pengambilan sampel di wilayah bebas bahaya dengan radius (jejari) 82 kaki (25 m). Namun dengan terungkapnya permukaan Bennu yang kasar dan penuh bongkahan batu, OSIRIS-REx belum menemukan wilayah sampling sesuai kriteria awal. Untuk itu, tim misi mulai mencari wilayah-wilayah ‘aman’ dengan radius sampling yang lebih kecil, sekitar 16 hingga 33 kaki (5 hingga 10 m). Standar keamanan yang harus dipenuhi oleh titik sampling adalah:

  • Permukaan harus relatif bebas dari batuan besar, agar navigasi wahana saat proses sampling dapat dilakukan tanpa harus menghadapi medan berbahaya.
  • Untuk memastikan wahana dalam posisi tegak saat sampling, posisi titik sampling tidak boleh terlalu miring relatif terhadap lengan sampling wahana.

Untuk membantu proses pemilihan lokasi sampling, NASA meminta bantuan masyarakat umum, yaitu para citizen scientist, untuk ikut melakukan pemrosesan citra dari OSIRIS-REx. NASA bekerja sama dengan CosmoQuest, sebuah proyek yang dijalankan oleh Planetary Science Institute (PSI), untuk mengkoordinir para sukarelawan. Melalui aplikasi yang disediakan oleh CosmoQuest, para sukarelawan dapat mengakses peta Bennu untuk mengukur besarnya batuan dan memetakan batu-batu dan kawah-kawahnya. Mereka juga dapat menandai fitur-fitur menarik yang mungkin dapat diselidiki lebih lanjut oleh OSIRIS-REx. Bantuan para sukarelawan ini akan sangat berguna dalam pemilihan titik sampling yang terbaik bagi wahana.

Selain persiapan untuk pemilihan lokasi, Tim Misi juga mulai menyesuaikan pengaturan pada instrumen Touch-And-Go (TAG). Sistem TAG kini dilengkapi dengan pengaturan khusus, Bullseye TAG yang dapat menarget dengan akurat wilayah-wilayah sampling yang sempit.

Empat Kandidat Titik Sampling

Empat kandidat lokasi titik sampling OSIRIS-REx. Kredit: NASA
Empat kandidat lokasi titik sampling OSIRIS-REx. Kredit: NASA

Pada pertengahan Agustus 2019, NASA mengumumkan bahwa mereka telah memilih empat kandidat utama titik sampling. Dari keempat titik ini, NASA akan memilih dua kandidat, satu sebagai titik sampel utama dan satu sebagai cadangan. Keempat titik sampling tersebut adalah sebagai berikut:

  • Nightingale: terletak pada 56° Lintang Utara pada Bennu. Lokasi ini cukup unik karena berada di dalam kawah kecil yang dikelilingi kawah yang lebih besar yang berdiameter 459 kaki (140 m). Tanah di lokasi ini umumnya terdiri dari pasir halus, material berwarna gelap dengan tingkat pemantulan cahaya (albedo) dan suhu yang jauh lebih kecil dari keempat kandidat lainnya. Nightingale merupakan kandidat titik sampling yang paling utara.
  • Kingfisher: terletak pada 11° LU, dekat khatulistiwa Bennu. Hampir sama seperti Nightingale, lokasi ini juga terletak di dalam kawah kecil berdiameter 28 kaki (8 m). Meskipun dikelilingi bongkahan batu besar, titik samplingnya sendiri bersih dari batuan besar. Diantara keempat kandidat, Kingfisher memiliki tanda spektrum terkuat akan hadirnya material terhidrasi.
  • Osprey: lokasi ini juga terletak dekat khatulistiwa Bennu dengan posisi 11° LU, dalam kawah kecil berdiameter 66 feet (20 m). Jenis batuan di lokasi ini cukup beragam, dan hal ini dianggap sebagai indikasi bahwa regolit d sekitarnya juga beragam. Di antara keempat titik sampling, Osprey memiliki tanda spektrum terkuat akan hadirnya material yang kaya akan kandungan karbon.
  • Sandpiper: satu-satunya kandidat yang berlokasi di belahan selatan Bennu dengan titik lokasi 47° Lintang Selatan (LS). Lokasi ini terletak di permukaan yang cukup datar pada dinding sebuah kawah besar yang berdiameter 207 kaki (63 m). Analisa menunjukkan bahwa tanah lokasi ini mengandung mineral terhidrasi, yang mengindikasikan bahwa Sandpiper mungkin mengandung material kaya-air yang belum termodifikasi. .

Tahap Selanjutnya

Penampakan 3 dimensi asteroid Bennu yang dibuat oleh OSIRIS-REx Laser Altimeter (OLA). Instrumen OLA merupakan kontribusi dari Canadian Space Agency untuk misi OSIRIS-REx. Kredit: NASA
Penampakan 3 dimensi asteroid Bennu yang dibuat oleh OSIRIS-REx Laser Altimeter (OLA). Instrumen OLA merupakan kontribusi dari Canadian Space Agency untuk misi OSIRIS-REx. Kredit: NASA

Sebagai tindak lanjut, musim gugur ini OSIRIS-REx akan melakukan analisa detail pada keempat titik sampel pada tahap reconnaissance. Tahap pertama meliputi wahana melakukan terbang-dekat di atas keempat kandidat lokasi pada ketinggian 0,8 mil (1,29 km) untuk memastikan tingkat keamanannya bagi proses sampling dan adanya material yang dapat diambil. Pengambilan citra detail permukaan juga akan dilakukan untuk memetakan fitur dan tengara lokasi untuk sistem navigasi otomatis wahana. Tim Misi akan menggunakan data dari terbang-lintas di atas kandidat titik sampel ini untuk mengambil keputusan kandidat mana yang akan menjadi titik sampling utama dan cadangan di bulan Desember 2019

Tahap kedua dan ketiga dari reconnaisance akan melakukan terbang-dekat di atas dua kandidat utama yang akan dipilih pada bulan Desember nanti. Tujuannya tidak lain adalah untuk mendapatkan citra yang jauh lebih mendetail mengenai lokasi pilihan untuk memudahkan proses navigasi pengambilan sampel. Tahap kedua dan ketiga akan dimulai pada awal 2020. Proses pengambilan sampel akan dilakukan pada semester kedua tahun 2020.

Apabila semua proses berjalan lancar, wahana akan membawa sampel tersebut ke Bumi dan diharapkan akan tiba pada 24 September 2023.

Mari kita nantikan perkembangan selanjutnya!!!

Ditulis oleh

Ni Nyoman Dhitasari

Ni Nyoman Dhitasari

Berlatar belakang pendidikan Teknik Lingkungan dan musik (piano), Dhita telah jatuh cinta pada dunia Astronomi sejak kecil, terutama Astronomi Budaya. Astronomi telah menjadi hobby utamanya hingga saat ini. Dhita adalah seorang guru piano dan pianis di Denver, Amerika Serikat, dan sempat aktif sebagai tenaga sukarela di Denver Museum of Nature and Science (DMNS), bagian Space Odyssey.

1 thought on “Catatan Perjalanan OSIRIS-REx di Asteroid Bennu

Tulis komentar dan diskusi...