Lucy: Menggali “Fosil” Tata Surya

Pada tanggal 16 Oktober 2021, pukul 5:34 pagi waktu setempat, NASA meluncurkan misi Lucy ke ruang angkasa di atas roket United Launch Alliance Atlas V 401 dari Cape Canaveral, Florida, Amerika Serikat. Misi yang mulai digodok sejak tahun 2014 tersebut kini tengah melakukan perjalanannya ke asteroid trojan, yang berlokasi di orbit Jupiter.

Berkenalan Dengan Lucy

Lucy, demikian misi tersebut dinamai, akan menjadi misi pertama NASA (National Aeronautics and Space Administration – Badan Antariksa Amerika Serikat) yang mengunjungi kelompok asteroid Trojan di orbit Jupiter. Asteroid Trojan adalah sisa-sisa pembentukan Tata Surya yang kini terperangkap di sekitar orbit Jupiter. Perlu dicatat bahwa kelompok asteroid tersebut tidak berasosiasi atau mengorbit Jupiter, namun tersebar di bidang orbit Jupiter, mengorbit Matahari. 

Asteroid Trojan terbagi menjadi dua kelompok utama, yaitu kelompok yang mengorbit di depan (memimpin) Jupiter, dan kelompok yang mengorbit di belakang (mengikuti) Jupiter dalam perjalanannya mengorbit Matahari. Jumlah asteroid Trojan ini diperkirakan kurang lebih sama dengan jumlah asteroid di Sabuk Asteroid yang berlokasi di antara orbit Mars dan Jupiter. 

Mengapa asteroid Trojan ini menarik bagi para ilmuwan hingga mereka mendedikasikan satu misi khusus untuk mempelajarinya?

Berbagai model pembentukan dan evolusi Tata Surya mengindikasikan bahwa asteroid Trojan adalah sisa-sisa material pembentukan empat planet luar (Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus) yang masih mempertahankan karakteristiknya semenjak Tata Surya terbentuk empat milyar tahun yang lalu. Meskipun demikian, karakteristik permukaan asteroid Trojan sangat bervariasi dari satu asteroid ke asteroid lainnya, menunjukkan bahwa sebagian dari asteroid tersebut berasal dari bagian lain di Tata Surya yang akhirnya “terdampar” di bidang orbit Jupiter. 

Para ilmuwan berharap, dengan mempelajari material kuno tersebut, mereka dapat mengungkap sejarah Tata Surya semenjak awal pembentukannya, termasuk lingkungan ruang angkasa di mana planet-planet terbentuk dan berevolusi.

Tujuan misi inilah yang menjadi inspirasi penamaan wahana. Misi Lucy dinamai berdasarkan nama fosil manusia purba yang ditemukan di Ethiopia pada tahun 1974. Malam setelah penemuan fosil tersebut, para arkeolog mengadakan perayaan dan lagu  “Lucy In The Sky With Diamonds” dari band ternama The Beatles diputar. Pamela Alderman, salah satu anggota tim penggali akhirnya menamai fosil yang baru ditemukan tersebut “Lucy”. Nama inilah yang akhirnya dipilih oleh NASA sebaga nama misi yang akan menggali “fosil” Tata Surya untuk mengungkap asal usulnya! 

Misi Saintifik Lucy

Untuk dapat mengungkap sejarah dan evolusi planet dari keragaman permukaan asteroid Trojan, misi Lucy akan melakukan pengamatan dan pengukuran berikut pada setiap asteroid yang dikunjungi:

• Geologi permukaan: Lucy akan melakukan pemetaan bentuk, albedo (reflektivitas/tingkat pemantulan cahaya) dan sebaran kawah dan ukuran-frekuensinya. Selain itu, misi ini juga akan menentukan karakteristik struktur dan lapisan kerak permukaan serta umur relatif dari satuan permukaan. 
• Warna dan komposisi permukaan: kegiatan ini akan memetakan warna, komposisi dan karakteristik permukaan (“tanah”) serta menentukan sebaran mineral, es dan bahan organik di permukaan asteroid.
• Komposisi interior dan keseluruhan: meliputi penentuan massa dan densitas/kerapatan, serta studi komposisi bawah permukaan asteroid melalui serangkaian penggalian di sekitar kawah, retakan, lapisan ejekta dan tanah terbuka.
• Satelit dan cincin: Lucy akan mencari satelit dan cincin pada asteroid yang dikunjungi.

Wahana dan Instrumen

Secara keseluruhan, wahana Lucy berukuran total 16 meter. Bagian terbesar dari wahana adalah dua panel surya di sisi kanan dan kiri bodi wahana, yang masing-masing berdiameter 7 meter. Bodi wahana itu sendiri, yang meliputi instrumen dan antena komunikasi, berukuran jauh lebih kecil daripada kedua “sayap” tersebut. Sebagaimana dapat ditebak dari kehadiran panel surya raksasa, Lucy menggunakan tenaga Matahari untuk mencapai orbit Jupiter dan menjalankan misinya.

Lucy diperlengkapi dengan berbagai instrumen saintifik untuk menjalankan misinya:

• L’LORRI (Lucy LOng Range Reconnaissance Imager/kamera penginderaan jarak jauh): kamera yang paling peka dengan resolusi tertinggi. Salah satu fungsi utamanya adalah mendapatkan citra asteroid dengan tingkat ketajaman yang tinggi meskipun asteroid itu sendiri sangat gelap.
• L’Ralph: instrumen ini terdiri dari dua bagian utama:
  • L’Ralph Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA): Merupakan instrumen pencitraan inframerah, yang akan menghasilkan garis-garis serapan spektrum. Garis serapan spektrum ini adalah “sidik jari” elemen maupun senyawa kimiawi yang terkandung di tanah, batuan maupun es di permukaan asteroid. 
  • L’Ralph Multi-spectral Visible Imaging Camera (MVIC): merupakan instrumen yang mengambil citra pada berbagai spektrum cahaya tampak, kamera ini akan mengambil gambar berwarna untuk membantu menentukan komposisi permukaan dan indikasi aktivitas permukaan.
• L’TES (Lucy Thermal Emission Spectrometer): instrumen ini digunakan untuk mengukur suhu permukaan asteroid dengan cara merekam spektrum inframerah termal, yang diharapkan dapat membantu menentukan karakteristik fisik material di permukaan asteroid. Instrumen ini dilengkapi dengan pemecah cahaya (beamsplitter) yang terbuat dari berlian. Fakta ini membuat judul lagu The Beatles, “Lucy In The Sky With Diamonds” (Lucy Di Langit Dengan Berlian) menjadi “nyata”!!!
• T2CAM (Terminal Tracking Camera): merupakan kamera navigasi yang akan digunakan untuk menentukan bentuk asteroid. 

Selain instrumen-instrumen di atas, Lucy dilengkapi dengan High Gain Antenna. Antena ini akan digunakan untuk berkomunikasi dengan Bumi, dan untuk melakukan eksperimen dengan menggunakan teknologi radio untuk menentukan massa asteroid. 

Rencana Perjalanan

Setelah diluncurkan pada bulan Oktober 2021, Lucy akan melakukan perjalanan tahap pertama menuju Asteroid Trojan yang mengorbit di depan Jupiter, atau di titik Lagrange 4 (L4). Dalam perjalanan ini, Lucy akan “mampir” untuk melakukan terbang lintas di asteroid (52246) Donaldjohnson, yang mengorbit Matahari di Sabuk Asteroid. Kunjungan ini sangat simbolik, karena Donald Johnson, nama yang dipilih untuk asteroid tersebut, adalah paleontologist yang menemukan fosil Lucy. 

Meski simbolik, terbang lintas memiliki fungsi sebagai “gladi resik” sebelum pelaksanaan misi utama. Asteroid Donaldjohnson diduga merupakan pecahan dari tabrakan asteroid di sabuk utama, menjadikannya asteroid yang cukup muda. Diperkirakan, Lucy akan mencapai Donaldjohnson pada 20 April 2025.

Setelah mencapai titik Lagrange 4, Lucy akan melakukan terbang lintas di empat asteroid L4, yaitu Eurybates dan satelitnya Queta (12 Agustus 2027), Polymele (15 September 2027), (11351) Leucus (18 April 2028), dan (21900) Orus (11 November 2028).

Orbit Lucy akan membawa Lucy kembali mendekati Bumi untuk mendapatkan dorongan gravitasi, dan akan terbang kembali ke orbit Jupiter. Pada saat Lucy mendekati Jupiter untuk kedua kalinya, Jupiter dan kedua kelompok asteroid Trojan sudah berubah posisi, dan kali ini Lucy akan mencapai titik Lagrange 5, untuk mengunjungi asteroid (617) Patroclus dan kembarannya, Menoetius pada 2 Maret 2033. Terbang lintas di atas asteroid kembar ini direncanakan sebagai pamungkas misi Lucy. 

Seluruh rencana perjalanan ini meliputi tiga kali dorongan gravitasi (Oktober 2022, Desember 2024 dan Desember 2030) dan mengunjungi total tujuh asteroid. Saat misi berakhir pada tahun 2033, Lucy akan menjadi wahana yang mengunjungi objek Tata Surya dengan orbit independen terbanyak. 

Fakta Unik Lucy

Misi ruang angkasa yang telah mencapai masa purna tugas dapat ditinggalkan (misi Apollo), dihancurkan (Cassini), atau dibiarkan mengarungi ruang angkasa (Voyager 1 dan 2). Setelah menyelesaikan misinya, Lucy akan tetap berada di orbit stabil yang memungkinkannya mengunjungi kelompok asteroid Trojan ini lagi dan lagi selama ribuan, bahkan jutaan tahun. Berkaitan dengan hal tersebut, para ilmuwan menempatkan kapsul waktu berupa plakat emas berisi pesan bagi anak cucu umat manusia yang suatu hari nanti akan menemukannya.