Jupiter: Hub Antariksa ke Area Luar Tata Surya

Jupiter merupakan planet yang paling sering dikunjungi misi antariksa. Planet terbesar ini menjadi hub antariksa misi ke luar Tata Surya.

Hampir semua perjalanan ke tepi luar Tata Surya singgah atau melakukan terbang lintas di planet Jupiter. Sebagai planet terbesar di Tata Surya, Jupiter memiliki massa yang juga sangat masif. Massa yang besar berarti planet ini memiliki gravitasi yang besar. Meski tentu saja masih jauh lebih kecil dibanding Matahari. Akan tetapi, keberadaan Jupiter termasuk penting dalam kesuksesan misi antariksa. 

Ketapel Gravitasi

Jupiter bisa kita analogikan sebagai hub dalam perjalanan wahana antariksa ke tepi luar Tata Surya. Selain memotret dan mempelajari Jupiter sistemnya, sebagian wantariksa justru singgah untuk memanfaatkan gravitasi Jupiter.  

Setelah wantariksa diluncurkan dengan roket ke luar Bumi, selanjutnya wahana menembakkan pendorong (thruster) dorongan roket keciljet untuk memperoleh kecepatan gerak yang dibutuhkan ke arah tertentu. Setelah itu, gerakan wantariksa menuju perhentian akhirnya harus memanfaatkan gravitasi Matahari. Ada juga yang memanfaatkan gravitasi planet yang dilewati. 

Tujuannya untuk mengubah arah dan kecepatan gerak sebuah wahana supaya bisa tiba di objek yang ditargetkan. Jadi, dalam perjalanannya, wantariksa tentu berinteraksi atau terpengaruh dengan gravitasi objek yang dilintasi. Akibatnya, wantariksa bisa bermanuver ke arah lain dan kecepatannya berubah. Supaya tetap di jalur yang tepat serta untuk memperoleh kecepatan yang dibutuhkan tanpa melibatkan sistem pendorong dari wahana antariksa, maka energi yang dimanfaatkan berasal dari gravitasi objek yang dilintasi. Interaksi seperti ini sering disebut dengan ketapel gravitasi.

Mekanisme ini memang efektif untuk mengubah arah dan menambah atau memperlambat kecepatan gerak sebuah wahana. 

Nah wantariksa yang dikirim untuk mengunjungi objek-objek di bagian tepi luar Tata Surya akan membutuhkan dorongan gravitasi sebagai energi tambahan untuk mencapai objek-objek di bagian luar Tata Surya. Planet pertama yang dimanfaatkan untuk keluar dari gravitasi Matahari untuk meninggalkan area dalam Tata Surya adalah Jupiter.  

Pioneer 10 

Tahun 1972 merupakan awal perjalanan antariksa ke area luar Tata Surya. Wahana antariksa Pioneer 10 menjadi pionir yang meninggalkan area dalam Tata Surya, melintasi Sabuk Asteroid, dan terbang lintas di Jupiter. 

Pioneer 10 yang diluncurkan 2 Maret 1972 tiba di Jupiter setahun kemudian dan terbang lintas pada jarak 200.000 km dari atas awan planet terbesar di Tata Surya tersebut. Jarak 200.000 km mungkin tampak masih jauh buat kita. Tapi, ini adalah terobosan besar untuk bisa melintasi Jupiter pada jarak tersebut dan memotret Jupiter dari dekat!

Tak cuma itu. Untuk pertama kalinya para astronom dikejutkan dengan paparan radiasi Jupiter yang luar biasa besar saat Pioneer 10 melintas. Peristiwa bersejarah ini sekaligus membuka jalan untuk misi ke tepi luar Tata Surya lainnya. 

Saat terbang lintas, Pioneer 10 memotret Jupiter dan satelit-satelitnya (Callisto, Ganymede dan Europa), melakukan pengukuran  pada magnetosfer, sabuk radiasi, medan magnet, atmosfer, dan bagian dalam Jupiter. Pengukuran radiasi Jupiter merupakan informasi penting untuk merancang misi selanjutnya seperti Voyager dan Galileo.

Pioneer 10 merupakan wantariksa pertama yang melakukan manuver di Jupiter untuk memperoleh efek ketapel gravitasi untuk mencapai kecepatan lepas meninggalkan Tata Surya.  Pioneer 10 mendekati Jupiter dengan kecepatan 9,8 km/detik dan meninggalkan planet ini dengan kecepatan 22,4 km/detik. Efek ketapel gravitasi ini mengirim Pioneer 10 melintasi orbit Saturnus pada tahun 1976, Uranus di tahun 1979, dan orbit Neptunus pada tanggal 13 Juni 1983. Misi Pioneer berakhir 31 Maret 1997 saat Pioneer 10 berada pada jarak 10 miliar km dan sinyal terakhir dari Pioneer 10 diterima tahun 2003 saat berada 12 miliar km dari Bumi. Pioneer 10 merupakan wantariksa pertama yang melewati Neptunus. 

Jika tidak ada gangguan, Pioneer 10 akan tiba di bintang Aldebaran dalam waktu 2 juta tahun!

Pioneer 11

Setahun setelah keberangkatan Pioneer 10, NASA meluncurkan wantariksa Pioneer 11 pada tanggal 5 April 1973. Misi ini awalnya dibuat sebagai misi cadangan bagi Pioneer 10. Akan tetapi, keberhasilan Pioneer 10 melakukan terbang lintas di Jupiter mengubah perjalanan Pioneer 11.  Misi awal Pioneer 11 adalah mempelajari Jupiter. Namun misi ini kemudian mengalami perubahan. 

Pioneer 11 memperoleh misi tambahan untuk memperoleh efek ketapel gravitasi dengan memanfaatkan gravitasi Jupiter supaya wantariksa ini bisa memperoleh kecepatan yang dibutuhkan untuk mengunjungi Saturnus. Pioneer 11 jadi wantariksa pertama yang melakukan terbang lintas di Saturnus. 

Wantariksa Pioneer 11 tiba di Jupiter tanggal 2 Desember 1974, atau setahun setelah Pioneer 10. Wahana ini terbang melintasi Jupiter dari jarak 34.000 km di atas awan teratas Jupiter. Selama melakukan terbang lintas, Pioneer 11 memotret Bintik Merah Raksasa, memetakan daerah kutub Jupiter, mempelajari medan magnet, atmosfer, serta satelit Jupiter.

Setelah terbang lintas di Saturnus pada tahun 1979, Pioneer 11 terus mengembara dan akhirnya melintasi orbit planet terluar di tata Surya pada tanggal 23 Februari 1990. 

Sinyal terakhir wantariksa Pioneer 11 diterima 24 November 1995. Saat ini, jika tidak ada gangguan, Pioneer 11 sedang menuju rasi Aquila, dan akan berpapasan dekat dengan salah satu bintang di rasi tersebut dalam waktu 4 juta tahun. 

Voyager 

Sesuai namanya, misi Pioneer 10 dan 11 merupakan pionir yang membuka jalan bagi penjelajahan area luar Tata Surya. Keberhasilannya membuka jalan bagi misi lainnya seperti Voyager.

Misi Voyager 1 diluncurkan 5 September 1977, menyusul misi Voyager 2 yang diluncurkan pada tanggal 20 Agustus 1977. 

Voyager 1 dan 2 dirancang untuk mempelajari Jupiter dan Saturnus. Namun, misi keduanya kemudian diperpanjang dan bahkan masih berlanjut sampai sekarang.  Kedua misi Voyager melakukan terbang lintas di Jupiter dan keduanya berhasil memanfaatkan gravitasi Jupiter untuk tiba di Saturnus. 

Voyager 1 mulai melakukan pemotretan Jupiter sejak Januari 1977 sampai saat terbang lintas pada 5 Maret 1979 dari jarak 349.000 km. Selama di Jupiter, Voyager 1 memotret 32.000 foto Jupiter dan satelitnya. Wantariksa ini menemukan aktivitas gunung api di Io, cincin di Jupiter serta dua satelit baru yakni Thebe dan Metis. Salah satu potret Voyager 1 yang terkenal adalah si bintik biru pucat atau Bumi yang diambil dari jarak 6 miliar km pada 14 Februari 1990. 

Sementara itu, misi Voyager 2 juga memotret Jupiter,  Amalthea, Io, Callisto, Ganymede, dan Europa, dari 25 April sampai 5 Agustus 1979. Wahana ini melakukan terbang lintas di Jupiter tanggal 9 Juli 1979. Dalam kunjungan ke Jupiter, Voyager 2 berhasil mengkonfirmasi kegiatan gunung api di Io, menemukan retakan di Europa, mengungkap misteri Bintik Merah Raksasa. Rupanya bintik raksasa ini merupakan badai berkepanjangan yang bergerak berlawanan jarum jam. Voyager 2 juga menemukan satelit Adrastea yang mengorbit di luar cincin Jupiter. 

Saat ini Voyager 1 & 2 sudah meninggalkan Tata Surya dan mengembara di ruang antar bintang. Voyager 1 diperkirakan berpapasan dengan bintang Gliese 445 pada jarak 17,1 tahun cahaya dalam 40.000 tahun. Sementara itu Voyager 2 akan bertemu bintang Ross 249 dalam 42.000 tahun dan Sirius dalam 296.000 tahun. 

Galileo

Galileo. Misi ini jadi yang pertama untuk banyak hal. Misi Galileo merupakan misi pertama yang mengorbit planet luar. Galileo merupakan misi pertama yang terbang lintas di asteroid, menemukan satelit yang mengitari asteroid, juga menyaksikan tabrakan komet dengan Jupiter.

Misi Galileo dirancang untuk mengorbit Jupiter, si planet raksasa. Galileo diluncurkan 18 Oktober 1989 dan tiba di Jupiter bulan Desember 1995 setelah melakukan manuver di Venus dan Bumi untuk memperoleh kecepatan yang dibutuhkan untuk sampai ke Jupiter. Misi ini berlangsung selama hampir 14 tahun. 

Dalam perjalanannya ke Jupiter, Galileo melewati sabuk asteroid dua kali dan menemukan Dactyl, satelit kecil yang mengorbit asteroid Ida. Tak hanya itu, Galileo juga menyaksikan pecahan-pecahan komet Shoemaker-Levy 9 menabrak Jupiter pada tahun 1994.

Galileo tidak sendirian. Wahana ini membawa serta penjejak yang diturunkan ke Jupiter saat wahana pengorbit masih berada pada jarak 80 juta km. Penjejak Atmosferik Jupiter Galileo turun dan masuk dalam atmosfer Jupiter dan bekerja selama 58 menit mengirimkan data pengukuran atmosfer. Galileo merupakan wantariksa pertama yang mengamati keberadaan amonia di atmosfer planet lain.

Sementara itu, pengorbit Galileo menemukan keberadaan air asin di bawah permukaan Europa, Ganymede, dan Callisto. Ternyata, Io bukan saja punya aktivitas gunung api. Tapi, aktivitas tersebut membuat permukaan Io selalu mengalami pembentukan ulang. Selain itu, Ganymede ternyata memiliki medan magnet. Galileo juga mempelajari pembentukan cincin Jupiter, pengamatan pada dua cincin terluar, sekaligus mencari kemungkinan cincin lain pada orbit Amalthea. 

Tahun 2003, misi Galileo berakhir dengan menabrakan diri ke Jupiter untuk mencegah kontaminasi kehidupan di Europa jika ada. 

Ulysses

Misi ini dibuat untuk mempelajari kutub-kutub Matahari. Awalnya misi Ulysses memang dirancang untuk mempelajari Matahari selama 5 tahun. Akan tetapi, wantariksa ini justru bekerja melampaui tenggat yang diberikan. Ulysses yang diluncurkan 6 Oktober 1990, melakukan misinya selama lebih dari 18 tahun ditandai dengan hilangnya kontak pada tanggal 30 Juni 2009. 

Misi Ulysses yang merupakan kerjasama NASA dan ESA ini memang bukan ditujukan untuk Jupiter. Akan tetapi, wantariksa ini memanfaatkan gravitasi Jupiter untuk memperbesar inklinasinya terhadap bidang ekliptika sebesar 80,2º. Gravitasi Jupiter membantu Ulysses menjauh dari bidang ekliptika dan menempatkannya pada orbit untuk mengelilingi Matahari pada lintasan yang melewati kutub utara dan selatan Matahari. Pertemuan kedua terjadi pada tahun 2003/2004 saat Ulysses berada di aphelion.