Hancur, Pesawat Luar Angkasa Hanya Bisa Bertahan Dua Jam di Planet Venus

HOUSTON - Cara terbaik untuk mengetahui dunia adalah dengan menyentuhnya. Para ilmuwan telah mengamati planet dan Bulan di tata surya kita selama berabad-abad, bahkan menerbangkan pesawat ruang angkasa melewati orbit selama beberapa dekade.

Tetapi untuk benar-benar memahami dunia ini, peneliti perlu "mengotori" tangan mereka -atau setidaknya mendaratkan pesawat ruang angkasa di planet tujuan. (Baca juga: Menuju Matahari, Pesawat Ruang Angkasa Solar Orbiter Sudah di Planet Venus)

Sejak awal era luar angkasa, Planet Mars dan Bulan sudah dihujani banyak misi pendaratan. Namun hanya segelintir pesawat ruang angkasa yang telah mendarat di Venus, dunia tetangga terdekat kita lainnya, dan tidak ada yang mendarat di Europa, Bulan Es Jupiter yang dianggap sebagai salah satu tempat terbaik di tata surya untuk mencari kehidupan saat ini.

Peneliti sedang bekerja untuk mengubah hal itu. Dalam beberapa pembicaraan di pertemuan virtual American Geophysical Union yang berlangsung dari 1 Desember hingga 17 Desember 2020, para ilmuwan dan insinyur planet membahas trik baru pesawat ruang angkasa hipotetis masa depan yang mungkin perlu mendarat di medan asing di Venus dan Europa. Misi tersebut masih dalam tahap desain dan tidak ada dalam jadwal peluncuran NASA, tapi para ilmuwan ingin bersiap.

Tantangan Planet Venus
Planet Venus adalah dunia yang sangat sulit untuk dikunjungi. Temperaturnya yang membakar dan tekanan atmosfer yang tinggi telah menghancurkan setiap pesawat ruang angkasa yang cukup beruntung bisa mencapai permukaan dalam waktu hanya sekitar dua jam setelah pendaratan.

Situs sciencenews.org mengungkapkan, pendaratan terakhir dilakukan lebih dari 30 tahun lalu. Para ilmuwan planet sendiri semakin yakin bahwa permukaan Venus pernah dapat dihuni. Kemungkinan kehidupan di masa lalu, dan mungkin saat ini, Venus adalah salah satu alasan para ilmuwan sangat ingin untuk kembali.

Dalam salah satu usulan rencana yang didiskusikan pada pertemuan AGU, para ilmuwan telah menemukan, melipat daerah pegunungan di Venus yang disebut Tessera dalam pandangan mereka. “Mendarat dengan aman di medan Tessera mutlak diperlukan untuk memenuhi tujuan sains kami,” kata ilmuwan planet, Joshua Knicely dari University of Alaska Fairbanks dalam pembicaraantersebut.

Knicely adalah bagian dari studi yang dipimpin oleh ahli geologi Martha Gilmore dari Wesleyan University di Middletown, Conn., untuk merancang misi hipotetis ke Venus yang dapat diluncurkan pada tahun 2030-an. Misi tersebut akan mencakup tiga pengorbit, sebuah aerobot untuk mengapung di awan dan pendarat yang dapat mengebor dan menganalisis sampel batuan tessera. Medan ini diperkirakan terbentuk di mana tepian benua bergeser di atas dan di bawah satu sama lain sejak lama, membawa batuan baru ke permukaan yang mungkin merupakan beberapa versi lempeng tektonik. Di Bumi, pelapisan ulang semacam ini mungkin penting untuk membuat planet ini ramah bagi kehidupan.

Tetapi pendaratan di area ini di Venus bisa sangat sulit. Sayangnya, peta terbaik planet itu- dari pengorbit Magellan NASA pada 1990-an- tidak dapat banyak membantu menginformasikan para insinyur seberapa curamnya lereng di medan Tessera. Peta menunjukkan sebagian besar kurang dari 30 derajat, yang dapat ditangani oleh pendarat dengan empat kaki teleskop. Tapi beberapa tingkat kecuramannya bisa mencapai 60 derajat, membuat pesawat ruang angkasa rentan terjatuh.

"Kami memiliki pemahaman yang sangat buruk tentang seperti apa permukaannya," kata Gilmore. “Berapa ukuran bongkahannya? Berapa distribusi ukuran batuan? Apakah itu lembut?”

Jadi pendarat akan membutuhkan semacam sistem navigasi cerdas untuk memilih tempat terbaik untuk mendarat dan menyetir ke sana. Namun, kebutuhan akan kemudi menimbulkan masalah lain. Yakni, tidak seperti pendarat di Mars, pendarat Venus tidak dapat menggunakan mesin roket kecil untuk memperlambat saat turun.

Bentuk roket disesuaikan dengan kepadatan udara yang akan didorongnya. Itulah mengapa roket yang meluncurkan pesawat ruang angkasa dari Bumi memiliki dua bagian. Rinciannya, satu untuk atmosfer Bumi dan satu untuk ruang hampa udara. "Atmosfer Venus mengubah kepadatan dan tekanan dengan sangat cepat antara ruang angkasa dan permukaan planet sehingga menjatuhkan satu kilometer akan membuat roket bekerja dengan sempurna, menjadi salah tembak dan mungkin meledak dengan sendirinya," tutur Knicely.

Alih-alih roket, pendarat yang diusulkan akan menggunakan kipas untuk mendorong dirinya sendiri, hampir seperti kapal selam, mengubah kerugian dari atmosfer yang padat menjadi keuntungan.

Atmosfer planet juga menghadirkan tantangan terbesar dari semuanya, melihat tanah. Atmosfer padat Venus menyebarkan cahaya lebih banyak daripada Bumi atau Mars, mengaburkan tampilan permukaan hingga beberapa kilometer terakhir penurunan.

Lebih buruk lagi, cahaya yang tersebar membuatnya seolah-olah iluminasi datang dari segala arah sekaligus, seperti menyinari senter ke dalam kabut. Tidak ada bayangan untuk membantu menunjukkan lereng curam atau mengungkap batu-batu besar yang bisa ditabrak pendarat.

Itu adalah masalah besar, menurut Knicely, karena semua perangkat lunak navigasi yang ada mengasumsikan bahwa cahaya hanya berasal dari satu arah. “Jika kami tidak dapat melihat tanah, kami tidak dapat menemukan di mana barang-barang yang aman,” kata Knicely.

Dan mereka juga tidak dapat menemukan di mana sains itu berada. Sementara solusi yang diusulkan untuk tantangan lain pendaratan di Venus hampir bisa dilakukan, katanya, yang satu ini tetap menjadi rintangan terbesar.

Pendaratan di Europa
Europa, Bulan Es Jupiter, tidak memiliki udara untuk mengaburkan permukaan atau menghancurkan roket. Seorang pendarat Europa masa depan hipotetis, juga dibahas pada pertemuan AGU, akan dapat menggunakan teknik "bangau langit". Metode itu, di mana platform melayang di atas permukaan menggunakan roket dan menjatuhkan pesawat ruang angkasa ke tanah, digunakan untuk mendaratkan penjelajah Curiosity di Mars pada 2012 dan akan digunakan untuk pendarat Perseverance pada Februari 2021.

"Para insinyur sangat senang karena tidak harus berurusan dengan atmosfer saat turun," kata insinyur pesawat ruang angkasa, Jo Pitesky, dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, AS, dalam pertemuan tersebut.

"Tetapi masih banyak yang tidak diketahui para ilmuwan tentang permukaan Europa, yang dapat berimplikasi pada pendarat mana pun yang mendarat," kata ilmuwan planet, Marissa Cameron dari Jet Propulsion Laboratory dalam pembicaraan lainnya.

Pemandangan terbaik dari lanskap Bulan berasal dari pengorbit Galileo pada 1990-an, dan fitur terkecil yang dapat dilihatnya adalah sepanjang setengah kilometer. Beberapa ilmuwan telah menyarankan Europa bisa memakai paku es bergerigi yang disebut penitentes, mirip dengan fitur es di Pegunungan Andes Chili.

Misi lain, Europa Clipper, yang sedang berlangsung akan mengambil gambar dengan resolusi lebih tinggi saat pengorbit mengunjungi Bulan Jovian akhir dekade ini. Ini akan membantu mengklarifikasi masalah tersebut.

Sementara itu, para ilmuwan dan insinyur sedang menjalankan gladi bersih rumit untuk pendaratan di Europa, mulai dari simulasi es dengan komposisi kimia berbeda di ruang vakum hingga menjatuhkan pendarat tiruan bernama Olaf dari derek untuk melihat ketahanannya.

“Kami memiliki persyaratan yang menyatakan medan dapat memiliki konfigurasi apa pun -bergerigi, berlubang, sebut saja- dan kami harus dapat menyesuaikan dengan permukaan itu dan stabil di sana,” kata John Gallon, insinyur di Jet Propulsion Laboratorium.

Selama dua tahun terakhir, Gallon dan rekannya telah menguji kaki pendarat yang berbeda, kaki dan konfigurasi di laboratorium dengan menangguhkan pendarat dari langit-langit seperti boneka. Penangguhan itu membantu mensimulasikan gravitasi Europa, yang merupakan sepertujuh dari Bumi.

Tanpa banyak gravitasi, pendarat masif dapat dengan mudah memantul dan merusak dirinya sendiri saat mencoba mendarat. “Anda tidak akan melakukan pendaratan seperti pesenam yang keluar dari jeruji besi,” kata Gallon. Timnya telah mencoba kaki lengket, kaki berbentuk mangkuk, mata air yang menekan dan mendorong ke permukaan dan kaki yang mengunci untuk membantu pendarat tetap berada di berbagai medan. Pendarat mungkin akan berjongkok seperti katak atau berdiri kaku seperti meja, tergantung pada jenis permukaannya. (Baca juga: 6 Kota di Dunia yang Pernah Bersalin Nama, Jakarta Paling Sering )