Teror Tujuh Menit di Mars

Bagaimana jika anda diminta menunggangi kendaraan yang melaju secepat 21.000 km/jam menuju area tak dikenal untuk kemudian harus mengalami pengereman sangat dramatis sehingga dalam tujuh menit kemudian kecepatan anda dan kendaraan itu merosot jauh hingga tinggal 3,2 km/jam? Bersedia?

Inilah yang harus dialami Curiosity, robot penjelajah Mars seukuran mobil SUV (sport utility vehicle) kecil yang diterbangkan 8,5 bulan silam untuk merengkuh jarak 564 juta kilometer untuk menjangkau tujuannya: planet Mars. Curiosity adalah bagian dari misiMars Science Laboratory, wahana antariksa teranyar yang dibangun NASA guna melacak jejak kehidupan di planet Mars sekaligus meletakkan tapak pertama bagi misi antariksa paling ambisius dalam sejarah peradaban: pendaratan manusia di Mars.

Gambar 1. Mozaik potret diri Curiosity di dasar kawah Gale, disusun dengan sejumlah citra dari kamera MastCam. Sumber : NASA, 2012.

Robot penjelajah seukuran 2,9 x 2,7 meter dengan berat 900 kg yang memiliki enam roda dengan chasis dan suspensi khusus ini adalah robot semi-otomatis yang mengemban 8 tugas: pertama, menginventarisir kemungkinan adanya senyawa organik di Mars. Kedua, menginventarisir kemungkinan adanya senyawa kunci kehidupan (mengandung karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor dan belerang sekaligus). Ketiga, mengidentifikasi kemungkinan adanya jejak senyawa-senyawa kunci dari proses metabolisme makhluk hidup. Keempat, mengidentifikasi komposisi kimiawi, isotopis dan mineralogis dari material geologis di permukaan dan bawah permukaan dangkal Mars. Kelima, menginterpretasi proses-proses yang membentuk dan memodifikasi batuan/tanah Mars. Keenam, menyelidiki proses evolusi atmosfer Mars dalam jangka panjang (4 milyar tahun terakhir). Ketujuh, menentukan kondisi terkini air dan bekuan/cairan karbondioksida Mars beserta siklus dan distribusinya.
Dan kedelapan adalah memetakan karakter radiasi kosmik yang mengguyur permukaan, apakah dari pusat galaksi, sinar kosmis, proton Matahari maupun neutron sekunder.

Meski bukanlah tetangga terdekat dengan Bumi, Mars menjadi tujuan berbagai misi antariksa raksasa-raksasa langit terkini seperti AS, Rusia, Uni Eropa, Cina dan (kelak) India. Misi antariksa Mars selalu berupa misi orbital (terbang pada ketinggian beberapa ratus kilometer di atas permukaan Mars) dan misi pendaratan. Planet yang ukurannya hanya separuh Bumi dengan permukaan nyaris diliputi warna kemerahan akibat berlebihnya konsentrasi mineral besi di permukaannya ini menjadi favorit manusia karena karakteristik permukaannya banyak yang menyerupai Bumi, mulai dari periode rotasi rata-ratanya yang 24 jam 36 menit (bandingkan dengan Bumi yang rata-rata 23 jam 56 menit) hingga ketersediaan cadangan air meski dalam bentuk permafrost (bekuan abadi) yang terbenam jauh di bawah permukaan tanah Mars. Pada saat ini terdapat empat misi antariksa Mars yang masih aktif, masing-masing satelit Mars Odyssey (beroperasi sejak 2001), satelit Mars Reconaissance Orbiter (beroperasi sejak 2006), robot penjelajah Opportunity (beroperasi sejak 2004) dan satelit Mars Express (beroperasi sejak 2003). Tiga misi antariksa pertama dikelola NASA sementara Mars Express dikemudikan badan antariksa Uni Eropa (ESA).

Gambar 2.
Penyekat panas Curiosity setelah dilepas, berdasarkan pantauan satelit Mars Reconaissance Orbiter.
Sumber : NASA, 2012.

Namun mengelola misi antariksa Mars bukanlah perkara mudah. Kalangan astronom dan insinyur antariksa kerap berseloroh tentang kutukan Mars (Mars curse). Faktanya, dari setiap 3 misi antariksa Mars maka satu diantaranya pasti gagal, yang disebabkan oleh faktor-faktor di Bumi, di sepanjang rute Bumi-Mars maupun saat di Mars. Kegagalan terkini yang menyesakkan dada dialami misi gabungan Rusia-Cina bertajuk Phobos-Grunt, saat kendaraan jumbo itu (bobot 13,5 ton) macet di orbit Bumi sesaat setelah berhasil diterbangkan pada 8 November 2011 lalu. Setelah terperangkap dan hanya bisa berputar-putar mengelilingi Bumi selama tiga bulan berturut-turut, Phobos-Grunt akhirnya jatuh tersungkur ke Samudera Pasifik bagian timur pada 16 Januari 2012 lalu sekaligus menamatkan riwayat misi antarika berbiaya Rp 1,7 trilyun itu (dengan asumsi US $ 1 = Rp 9.500).

Curiosity meluncur memanfaatkan peristiwa kesejajaran Bumi-Mars yang hanya terjadi setiap dua tahun. Dalam kesejajaran ini, jarak Bumi-Mars adalah yang terpendek sehingga waktu tempuhnya menjadi tersingkat sekaligus termurah. Guna lebih menghemat biaya, NASA memutuskan untuk mengirim langsung Curiosity ke permukaan Mars tanpa harus didului terbang mengelilingi Mars pada ketinggian beberapa ratus kilometer di atas permukaan planet merah itu. Rute terbang langsung ini menghemat jumlah bahan bakar roket yang digunakan dan sekaligus menghemat waktu yang ujung-ujungnya lebih menghemat biaya juga. Rute terbang langsung ini sudah teruji sejak pendaratan Mars Pathfinder (1997) hingga Mars Exploration Rover (2004).

Penghematan adalah mantra baru yang ampuh bekerja di lingkungan NASA setelah badan antariksa itu terkena serangkaian pemotongan demi pemotongan anggaran pasca usainya program Apollo ke Bulan. Pemotongan paling brutal terjadi di masa kini oleh pemerintahan Obama seiring hantaman krisis global, membuat anggaran NASA tak lebih besar dibanding budget marketing waralaba sekelas McD. Begitupun, secara keseluruhan Curiosity menelan ongkos Rp 21,9 trilyun yang menjadikannya misi antariksa milik NASA yang paling mahal sejak 1990-an. Akibatnya misi antariksa Curiosity harus diongkosi dengan pembiayaan multitahun.

Gambar 3.
Curiosity saat masih tergantung dengan parasut supersoniknya, berdasarkan pantauan satelit Mars Reconaissance Orbiter.
Sumber : NASA, 2012.

Pendaratan Curiosity ke Mars, yang akan berlangsung pada 6 Agustus 2012 pukul 12:31 WIB sekaligus menjadi pertaruhan termahal bagi NASA seiring penggunaan teknologi pendarat yang belum teruji. Karena bobotnya, Curiosity tidak bisa memanfaatkan teknologi pendaratan kantung udara (airbag) yang digunakan NASA selama 15 tahun terakhir. Di sisi lain Curiosity juga tidak bisa menggunakan model pendaratan roket retro seperti yang misi Viking pada 1976. Musababnya semburan gas buang roket retro cukup kuat yang membuat tanah Mars terdekomposisi dan akhirnya mengacaukan hasil penyelidikan tanah Mars di lokasi pendaratan secara keseluruhan. Terlebih Curiosity harus didaratkan secara presisi, yakni hanya dalam lingkaran berdiameter 20 km di dasar kawah Gale yang berkedalaman 4,5 km dan terletak 4 derajat di selatan ekuator Mars. Tantangan ini memaksa insinyur NASA merancang sistem pendaratan derek antariksa (skycrane) yang belum pernah ada sebelumnya.

Proses pendaratan Curiosity memakan waktu tujuh menit dan berada di luar jangkauan stasiun-stasiun komunikasi global NASA sehingga NASA menyebutnya “teror tujuh menit.” Rangkaian pendaratan dimulai sejak masuknya Curiosity (yang masih berada dalam cangkangnya) ke atmosfer Mars. Dengan sudut yang tepat dan memperhitungkan tipisnya atmosfer Mars (tekanan udara Mars 100m kali lebih kecil dibanding Bumi), gaya hambat atmosfer Mars terhadap Curiosity akan mengurangi kecepatannya dari semula 21.000 km/jam menjadi tinggal 1.700 km/jam. Konsekuensinya cangkang Curiosity menderita pemanasan hebat hingga mencapai suhu 1.600 derajat Celcius, yang ditahan sepenuhnya oleh penyekat panas terbesar sepanjang sejarah karena diameternya 4,5 meter.

Gambar 4.
Curiosity (tanda panah) setelah mendarat, berdasarkan pantauan satelit Mars Reconaissance Orbiter.
Sumber : NASA, 2012.

Setelah tiba di ketinggian 7 km, parasut supersonik berukuran besar terbuka dan bertugas memperlambat kecepatan Curiosity menjadi tinggal 360 km/jam. Parasut supersonik memiliki lebar 16 meter, tinggi 50 meter dan ditopang oleh 50 tali kuat. Selama parasut terkembang, penyekat panas yang semula melindungi Curiosity dibuang, sehingga untuk pertama kalinya robot ini menghirup udara Mars. Pada ketinggian 1,8 km, parasut dan sisa cangkang Curiosity terlepas sepenuhnya dan robot kini hanya ditopang oleh sebuah platform dengan 8 roket pengerem yang segera bekerja penuh dan bertugas memperlambat kecepatan dari 360 km/jam menjadi 3,2 km/jam. Menjelang sampai ke permukaan, derek antariksa bekerja sehingga Curiosity secara perlahan mulai diturunkan hingga 20 meter di bawah platform menggunakan 3 utas kabel kuat. Segera kemudian platform memaksimalkan kerja roket pengeremnya sehingga Curosity akan menyentuh permukaan tanah Mars dengan kecepatan hanya 3,2 km/jam. Setelah bertahan selama 2 detik guna memastikan Curiosity benar-benar menyentuh tanah keras, platform memutuskan 3 utas kabelnya sekaligus mengangkasa kembali untuk kemudian membuang diri ke tempat yang jauh.

Meski nampak unik dan canggih, teknologi derek antariksa tidak memberikan secuil ruang pun bagi kesalahan teknis. Sekali saja ada masalah teknis dalam proses teror tujuh menit tersebut, Curiosity bakal jatuh terhempas dengan keras. Mujurnya, semua bekerja dengan baik. Sehingga teror tujuh menit pun dipungkasi dengan kabar gembira : Curiosity mendarat dengan selamat di tujuannya pada 5 Agustus 2012 pukul 22:14 waktu California (6 Agustus 2012 pukul 12:14 WIB). Dengan jarak Bumi-Mars saat itu 249 juta km, kita di Bumi baru menerima kabar keberhasilan ini dalam 14 menit kemudian.