Temuan Jalur Cepat ke Mars Pangkas Waktu Tempuh Jadi Lima Bulan

PERJALANAN manusia menuju Mars selama ini dianggap sebagai salah satu tantangan terbesar dalam eksplorasi antariksa modern. Selain jaraknya yang sangat jauh, misi berawak ke Planet Merah membutuhkan perencanaan yang rumit karena keterbatasan jendela peluncuran, konsumsi bahan bakar, serta risiko kesehatan astronot akibat paparan radiasi kosmik selama perjalanan panjang.

Di tengah tantangan yang begitu berat, sebuah temuan baru membuka kemungkinan yang mengejutkan. Dari temuan ini perjalanan pulang-pergi ke Mars suatu hari nanti mungkin dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari satu tahun.

Temuan tersebut berasal dari sebuah studi terbaru yang dipublikasikan secara daring dalam jurnal Acta Astronautica pada April lalu. Penelitian ini menunjukkan bahwa data lintasan awal asteroid dekat Bumi yang selama ini dianggap kurang akurat ternyata dapat menyimpan petunjuk penting untuk merancang jalur perjalanan antariksa yang jauh lebih efisien.

Studi itu dipimpin oleh kosmolog asal Brasil, Marcelo de Oliveira Souza dari Universitas Negeri Rio de Janeiro Utara. Menariknya, ide tersebut muncul secara tidak sengaja saat ia sedang meneliti orbit asteroid pada 2015.

“Saya tidak mencari ini,” kata Souza dalam wawancaranya dengan Live Science. “Temuan ini berpotensi mengubah gagasan lama bahwa misi ke Mars dan kembali pasti membutuhkan lebih dari dua tahun,” tambahnya.

Selama ini, profil misi konvensional menuju Mars mengandalkan lintasan transfer Hohmann, jalur hemat energi yang memanfaatkan posisi relatif antara Bumi dan Mars. Dengan metode ini, perjalanan menuju Mars membutuhkan waktu sekitar tujuh hingga sepuluh bulan.

Karena keselarasan optimal kedua planet untuk perjalanan pulang-pergi hanya terjadi setiap 26 bulan, para astronot biasanya harus menunggu di Mars cukup lama sebelum dapat kembali ke Bumi. Akibatnya, total durasi misi berawak ke Mars berdasarkan konsep saat ini dapat mencapai hampir tiga tahun.

Waktu yang panjang ini menjadi salah satu hambatan terbesar, karena meningkatkan risiko kesehatan bagi awak akibat radiasi kosmik, kehilangan massa otot, penurunan kepadatan tulang, serta tekanan psikologis selama berada di ruang angkasa dalam jangka panjang.

Penelitian Souza bermula ketika ia menganalisis asteroid dekat Bumi bernama 2001 CA21. Pada pengamatan awal, asteroid ini tampak memiliki lintasan unik yang melintasi wilayah orbit Bumi sekaligus Mars.

Walaupun pengukuran lanjutan kemudian memperbaiki data orbit asteroid tersebut dan mengubah estimasi lintasannya, geometri awal yang diamati saat oposisi Mars pada Oktober 2020 — ketika Bumi dan Mars berada pada sisi Matahari yang sama dan jaraknya relatif paling dekat — menunjukkan kemungkinan adanya jalur transfer antariksa yang sangat singkat.

Souza menjelaskan bahwa karena data orbit asteroid terus diperbarui seiring bertambahnya observasi, lintasan awal itu kemudian “menghilang” dari catatan akhir. Menurutnya, peluang menemukan pola tersebut mungkin hanya bisa dilihat oleh seseorang yang menganalisis data pada waktu tertentu. “Mungkin saya berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat,” ujarnya.

Dalam perhitungan awalnya, Souza menemukan bahwa secara geometris perjalanan dari Bumi ke Mars bisa saja ditempuh hanya dalam 34 hari. Jika pesawat ruang angkasa mengikuti lintasan serupa dengan jalur awal asteroid tersebut, waktu tempuhnya jauh lebih singkat dibandingkan skenario konvensional yang memerlukan lebih dari tujuh bulan.

Namun, ada tantangan besar. Untuk mencapai lintasan super cepat itu, pesawat ruang angkasa harus diluncurkan dengan kecepatan sekitar 32,5 kilometer per detik. Angka ini jauh melampaui kemampuan roket yang tersedia saat ini.

Selain itu, pesawat akan tiba di Mars dengan kecepatan sekitar 108.000 kilometer per jam, terlalu tinggi untuk memungkinkan pendaratan yang aman menggunakan teknologi sistem pendaratan yang ada sekarang.

Karena itu, Souza kemudian menyesuaikan pendekatannya dan mencari skenario yang lebih realistis untuk jendela oposisi Mars berikutnya, yakni pada tahun 2027, 2029, dan 2031. Dengan menggunakan analisis Lambert metode standar dalam astrodinamika untuk menghitung lintasan optimal antara dua titik di ruang angkasa serta membatasi sudut kemiringan lintasan agar tetap mendekati geometri asteroid, ia menemukan bahwa tahun 2031 menjadi peluang paling menjanjikan.

Dalam skenario tersebut, misi pulang-pergi ke Mars dapat diselesaikan hanya dalam 153 hari atau sekitar lima bulan. Rinciannya cukup ambisius: pesawat ruang angkasa akan berangkat dari Bumi pada 20 April 2031 dengan kecepatan sekitar 27 kilometer per detik, tiba di Mars pada 23 Mei.

Setelah perjalanan selama 33 hari, tinggal di permukaan selama sekitar satu bulan, kemudian kembali berangkat pada 22 Juni dan tiba kembali di Bumi pada 20 September. Jika skenario ini berhasil diwujudkan, maka total durasi misi ke Mars akan terpangkas drastis dibandingkan konsep saat ini.

Souza juga menemukan alternatif lain yang lebih realistis dari sisi kebutuhan energi. Dalam skenario ini, kecepatan peluncuran cukup sekitar 16,5 kilometer per detik, dengan total durasi misi sekitar 226 hari atau sekitar tujuh setengah bulan. Meski lebih lama, angka tersebut tetap jauh lebih singkat dibandingkan misi tradisional.

Sebagai perbandingan, wahana New Horizons milik NASA yang diluncurkan pada 2006 menuju Pluto memiliki kecepatan lepas sekitar 16,26 kilometer per detik menjadikannya salah satu objek buatan manusia tercepat yang pernah diluncurkan dari Bumi.

Artinya, secara teori, teknologi pendorong untuk mendekati kebutuhan misi cepat ke Mars sebenarnya sudah pernah dicapai, meski untuk wahana tanpa awak dan tanpa kebutuhan perlambatan kompleks seperti pendaratan manusia.

Souza meyakini bahwa roket generasi baru dapat menjadi kunci untuk mewujudkan konsep ini. Ia menyebut beberapa sistem peluncur masa depan seperti Starship milik SpaceX dan New Glenn milik Blue Origin sebagai kandidat yang berpotensi menyediakan performa yang dibutuhkan.

Meski begitu, para ilmuwan mengingatkan bahwa konsep ini masih sangat teoritis. Banyak faktor teknis yang harus diperhitungkan, mulai dari desain pesawat ruang angkasa, kapasitas bahan bakar, massa muatan, perlindungan termal, hingga kemampuan sistem propulsi dan pengereman saat mendekati Mars.

Namun demikian, studi ini membuka perspektif baru dalam perencanaan misi antariksa. Alih-alih hanya mengandalkan pendekatan tradisional, para peneliti kini dapat menggunakan data orbit asteroid sebagai inspirasi untuk menemukan jalur-jalur alternatif yang lebih efisien.

Temuan tak sengaja dari sebuah asteroid yang nyaris terlupakan ini bisa saja menjadi petunjuk awal menuju era baru eksplorasi antariksa era ketika perjalanan manusia ke Mars bukan lagi misi bertahun-tahun, melainkan ekspedisi hitungan bulan. hay