Astronom Buat Sistem Navigasi Antarbintang untuk Perjalanan di Luar Tata Surya
Senin, 22 Maret 2021 - 20:38 WIB
Foto/NASA
JAKARTA - Seorang astronom membuat navigasi baru untuk perjalanan pesawat luar angkasa yang melakukan perjalanan jauh di luar tata surya. Navigasi ini akan membantu karena saat ini sejumlah wahana antariksa yang mengorbit antarbintang terkendala jarak dan waktu dalam berkomunikasi dengan kontrol di Bumi.
Menggunakan posisi dan pergeseran cahaya bintang, astronom Coryn A.L. Bailer-Jones telah mendemonstrasikan kelayakan navigasi otonom dan on-the-fly untuk pesawat ruang angkasa yang melakukan perjalanan jauh di luar Tata Surya. (Baca: Saingi ISS, China Mulai Membangun Stasiun Luar Angkasa Bulan Depan)
Navigasi antariksa antarbintang mungkin bukan masalah terbesar saat ini. Namun dalam dekade terakhir, instrumen buatan manusia telah memasuki ruang antarbintang seperti, Voyager 1 (pada 2012) dan Voyager 2 (pada 2018) melintasi batas Tata Surya yang dikenal sebagai heliopause.
Hanya masalah waktu sebelum New Horizons bergabung dengan mereka, diikuti oleh lebih banyak penyelidikan di masa depan. Saat pesawat ruang angkasa ini melakukan perjalanan semakin jauh, komunikasi dengan Bumi membutuhkan waktu lebih lama dan panjang.
New Horizons saat ini jauhnya hampir 14 jam cahaya dari Bumi, yang berarti dibutuhkan 28 jam untuk mengirim sinyal dan menerima tanggapan. Dengan jarak yang semakin jauh, komunikasi dengan Bumi sudah tidak lagi dapat diandalkan. (Baca juga: Disertai Cahaya Terang, Bongkahan Meteorit Meledak di Langit Kuba)
"Saat bepergian ke bintang terdekat, sinyalnya akan menjadi terlalu lemah dan waktu tempuh yang ringan akan diatur dalam beberapa tahun," tulis Bailer-Jones dalam makalahnya, yang saat ini tersedia di server pracetak arXiv.
Karena kendala itu, lanjutnya, pesawat antariksa antarbintang harus menavigasi secara otonom, dan menggunakan informasi ini untuk memutuskan kapan harus melakukan koreksi jalur atau mengaktifkan instrumen. "Pesawat antariksa semacam itu harus dapat menentukan posisi dan kecepatannya hanya dengan menggunakan pengukuran onboard," terangnya dikutip Science Alert .
Bailer-Jones, yang bekerja di Max Planck Institute for Astronomy di Jerman, bukanlah orang pertama yang memikirkan hal ini. NASA telah mengerjakan navigasi dengan pulsar, menggunakan denyut reguler bintang mati sebagai dasar GPS galaksi. Metode ini terdengar cukup bagus, tetapi mungkin mengalami kesalahan pada jarak yang lebih jauh, karena distorsi sinyal oleh media antarbintang. (Baca juga: Punya Kandungan Mineral Berharga, Inilah Dua Teori Terbentuknya Emas)
Dengan katalog bintang, Bailer-Jones dapat menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menghitung koordinat pesawat ruang angkasa dalam enam dimensi dengan akurasi tinggi, berdasarkan cara posisi bintang-bintang itu berubah dari sudut pandang pesawat ruang angkasa.
"Saat pesawat ruang angkasa menjauh dari Matahari, posisi dan kecepatan yang diamati dari bintang-bintang akan berubah relatif terhadap yang ada di katalog berbasis Bumi karena paralaks, penyimpangan, dan efek Doppler," tulisnya.
Bailer-Jones menguji sistemnya menggunakan katalog bintang simulasi, dan katalog Hipparcos yang disusun pada tahun 1997. Meskipun tidak seakurat Gaia, itu tidak terlalu penting karena tujuannya adalah untuk menguji apakah sistem navigasi dapat berfungsi. (Baca juga: Ilmuwan Planet Rilis Peta Baru, Ternyata di Bawah Permukaan Mars Banyak Es)
Dengan hanya 20 bintang, sistem dapat menentukan posisi dan kecepatan pesawat ruang angkasa dalam 3 unit astronomi dan 2 kilometer per detik. Akurasi ini dapat ditingkatkan kebalikan dari akar kuadrat dari jumlah bintang; dengan 100 bintang, akurasi turun menjadi 1,3 unit astronomi dan 0,7 kilometer per detik.
Menggunakan posisi dan pergeseran cahaya bintang, astronom Coryn A.L. Bailer-Jones telah mendemonstrasikan kelayakan navigasi otonom dan on-the-fly untuk pesawat ruang angkasa yang melakukan perjalanan jauh di luar Tata Surya. (Baca: Saingi ISS, China Mulai Membangun Stasiun Luar Angkasa Bulan Depan)
Navigasi antariksa antarbintang mungkin bukan masalah terbesar saat ini. Namun dalam dekade terakhir, instrumen buatan manusia telah memasuki ruang antarbintang seperti, Voyager 1 (pada 2012) dan Voyager 2 (pada 2018) melintasi batas Tata Surya yang dikenal sebagai heliopause.
Hanya masalah waktu sebelum New Horizons bergabung dengan mereka, diikuti oleh lebih banyak penyelidikan di masa depan. Saat pesawat ruang angkasa ini melakukan perjalanan semakin jauh, komunikasi dengan Bumi membutuhkan waktu lebih lama dan panjang.
New Horizons saat ini jauhnya hampir 14 jam cahaya dari Bumi, yang berarti dibutuhkan 28 jam untuk mengirim sinyal dan menerima tanggapan. Dengan jarak yang semakin jauh, komunikasi dengan Bumi sudah tidak lagi dapat diandalkan. (Baca juga: Disertai Cahaya Terang, Bongkahan Meteorit Meledak di Langit Kuba)
"Saat bepergian ke bintang terdekat, sinyalnya akan menjadi terlalu lemah dan waktu tempuh yang ringan akan diatur dalam beberapa tahun," tulis Bailer-Jones dalam makalahnya, yang saat ini tersedia di server pracetak arXiv.
Karena kendala itu, lanjutnya, pesawat antariksa antarbintang harus menavigasi secara otonom, dan menggunakan informasi ini untuk memutuskan kapan harus melakukan koreksi jalur atau mengaktifkan instrumen. "Pesawat antariksa semacam itu harus dapat menentukan posisi dan kecepatannya hanya dengan menggunakan pengukuran onboard," terangnya dikutip Science Alert .
Bailer-Jones, yang bekerja di Max Planck Institute for Astronomy di Jerman, bukanlah orang pertama yang memikirkan hal ini. NASA telah mengerjakan navigasi dengan pulsar, menggunakan denyut reguler bintang mati sebagai dasar GPS galaksi. Metode ini terdengar cukup bagus, tetapi mungkin mengalami kesalahan pada jarak yang lebih jauh, karena distorsi sinyal oleh media antarbintang. (Baca juga: Punya Kandungan Mineral Berharga, Inilah Dua Teori Terbentuknya Emas)
Dengan katalog bintang, Bailer-Jones dapat menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menghitung koordinat pesawat ruang angkasa dalam enam dimensi dengan akurasi tinggi, berdasarkan cara posisi bintang-bintang itu berubah dari sudut pandang pesawat ruang angkasa.
"Saat pesawat ruang angkasa menjauh dari Matahari, posisi dan kecepatan yang diamati dari bintang-bintang akan berubah relatif terhadap yang ada di katalog berbasis Bumi karena paralaks, penyimpangan, dan efek Doppler," tulisnya.
Bailer-Jones menguji sistemnya menggunakan katalog bintang simulasi, dan katalog Hipparcos yang disusun pada tahun 1997. Meskipun tidak seakurat Gaia, itu tidak terlalu penting karena tujuannya adalah untuk menguji apakah sistem navigasi dapat berfungsi. (Baca juga: Ilmuwan Planet Rilis Peta Baru, Ternyata di Bawah Permukaan Mars Banyak Es)
Dengan hanya 20 bintang, sistem dapat menentukan posisi dan kecepatan pesawat ruang angkasa dalam 3 unit astronomi dan 2 kilometer per detik. Akurasi ini dapat ditingkatkan kebalikan dari akar kuadrat dari jumlah bintang; dengan 100 bintang, akurasi turun menjadi 1,3 unit astronomi dan 0,7 kilometer per detik.
(ysw)
tulis komentar anda