New Horizons, Pluto, Ultima Thule, Apa Lagi?

Pada tanggal 1 Januari 2019, sebuah pesawat antariksa NASA berhasil terbang melintasi sebuah objek asteroid terjauh yang belum pernah dijelajahi dan dilintasi sebelumnya. Hal ini menjadikan wahana tersebut sebagai benda manusia pertama yang melintasi objek terjauh di Tata Surya, di luar Neptunus. 

Sebelumnya, wahana ini menjadi wahana pertama yang mendekati dan mengobesrvasi Pluto, planet kerdil yang sebelumnya dianggap para peneliti sebagai planet dan belum pernah dijelajahi sejak ditemukan pada 1930. Pesawat tersebut bernama New Horizons, yang bermakna cakrawala baru dalam eksplorasi luar angkasa.

Pengiriman New Horizons ke Pluto tak lepas dari ide NASA untuk meneliti planet kerdil tersebut pada akhir 1980an. Agak ironis, karena seluruh planet di Tata Surya  telah dan akan dijelajahi setidaknya sekali oleh wahana antariksa (termasuk Uranus dan Neptunus yang dilintasi oleh Voyager 2 pada 1986 dan 1989). 

Hanya Pluto yang belum sekalipun dieksplorasi. Apalagi, kala itu banyak astronom yang penasaran bagaimana kondisi objek Sabuk Kuiper terbesar tersebut, mengingat penelitian mengenai Pluto hanya dapat dilakukan oleh teleskop berkekuatan tinggi, dengan kemampuan yang terbatas pula.

Jarak dari Bumi ke Pluto lebih dari lima miliar kilometer. Dari teleskop terbesar sekalipun, Pluto terlihat bagaikan sebuah titik yang terang, laksana bintang di kejauhan. 

Penelitian mengenai Pluto terbatas pada gerakan planet dan dinamika terhadap benda langit lainnya. Selebihnya, para ilmuwan hanya dapat menaksir dan memberikan data-data perkiraan mengenai planet kerdil tersebut. Praktis, tidak ada foto atau gambar fisik resmi mengenai Pluto, sehingga para ilmuwan mengandalkan citra buatan seniman untuk memberikan gambaran tentang planet terjauh itu kepada khalayak.

pinterest.com/jamieww64

Ide eksplorasi ke Pluto akhirnya mendapat titik terang pada 1992. Arsip NASA mencatat bahwa salah satu lembaga risetnya, Jet Propulsion Laboratory (JPL) mengumumkan program Mariner Mark II untuk menjelajahi Pluto. Konsep Mariner Mark II mengacu pada program Voyager yang sukses menjelajahi planet-planet terluar Tata Surya. 

Tentunya, dana yang harus dianggarkan mencapai belasan miliar dolar. Agar biaya lebih terjangkau, komponen dan peralatan ilmiah wahana tersebut menggunakan jenis yang sama dengan wahana eksplorasi planet sebelumnya, Voyager dan Galileo. Mariner Mark II direncanakan akan dikembangkan JPL antara 1993 hingga 2000.

Rupanya, pengembangan Mariner Mark II tak berlangsung mulus. Masalah klasik lagi-lagi menghantui keberlanjutan program ini: pemangkasan anggaran. Presiden Clinton nampaknya tak menempatkan eksplorasi angkasa luar sebagai prioritas. Pemerintah AS kala itu mempertimbangkan untuk mendanai program Planetary Observer dan Discovery yang jauh lebih murah. 

Pemangkasan anggaran membuat banyak petinggi NASA pening karena membuat sejumlah misi penelitian antariksa lain seperti Cassini diundur peluncurannya, sementara sebagian misi lainnya harus ditangguhkan bahkan dicoret, termasuk di antaranya Mariner Mark II.

Tahun 2000, program penjelajahan Pluto kembali digaungkan NASA. Program bertajuk New Frontiers ini agaknya didukung oleh Pemerintah AS. Setelah beberapa kali uji konsep dan presentasi, Applied Physics Laboratory (APL) dari Universitas John Hopkins sebagai perancang utama program tersebut akhirnya resmi menunjuk New Horizons sebagai wahana penjelajah Pluto pada 2001. 

Meskipun sempat diragukan dan tak didukung oleh beberapa pihak (termasuk dari kalangan NASA sendiri), New Horizons tetap disetujui dan ditempatkan pada prioritas tertinggi oleh NASA.

businessinsider.com.au

New Horizons dirancang dan dirakit oleh Southwest Research Institute (SwRI) pimpinan Alan Stern, dan dijadwalkan akan meluncur pada 2006 serta terbang melintasi Pluto pada 2015, sembilan tahun setelah diluncurkan. Dana yang dianggarkan sebesar 700 juta dolar AS dengan periode 2001-16. 

Tujuan diluncurkannya New Horizons ke Pluto adalah mempelajari objek-objek Sabuk Kuiper, menganalisis pembentukannya, serta memahami awal terbentuknya Tata Surya. Objek yang akan dipelajari terutama mencakup Pluto dan satelit-satelitnya. Secara spesifik, yang akan dilakukan New Horizons dalam mengeksplorasi Pluto di antaranya:

• Memetakan permukaan Pluto dan satelit-satelitnya (Charon, Nix, Hydra, Styx, dan Kerberos)
• Mempelajari struktur Pluto baik secara geologis, geomorfologis, dan meteorologis.
• Mencari keberadaan atmosfer pada satelit-satelit Pluto
• Memetakan komposisi dan isi kandungan Pluto dan Charon
• Menginvestigasi adanya satelit tambahan dan/atau cincin pada Pluto
• Melakukan eksplorasi satu atau lebih objek Sabuk Kuiper lainnya pascaeksplorasi Pluto

Wahana antariksa ini memiliki dimensi 2,1 2,2 2,7 meter, kira-kira sama ukurannya dengan sebuah grand piano. Beratnya mencapai 478 kilogram. New Horizons pun dilengkapi dengan sebuah antena parabola berdiameter 2,1 m yang digunakan untuk komunikasi dan mengirim data kepada pusat kendali di Bumi. Tenaga untuk pesawat ini dihasilkan oleh sebuah generator radioisotop. Generator ini berisi plutonium yang menjadi bahan bakar New Horizons.

Instrumen yang menyusun New Horizons di antaranya beberapa perangkat komputer pemroses data, penyimpan data, serta alat komunikasi. Tak lupa, peralatan ilmiah yang turut dipasang di wahana ini, seperti LORRI (kamera jarak jauh) SWAP (pendeteksi sinar  kosmis dan angin matahari), Teleskop Ralph, PEPSSI (spektrometer), Alice (instrumen pengindraan jauh dan pemetaan), dan VBSDC untuk mengobservasi debu permukaan Pluto. Instrumen-instrumen ilmiah tersebut tentu saja jauh lebih canggih dibanding misi planet luar sebelumnya, baik Voyager maupun Galileo.

New Horizons diluncurkan pada 19 Januari 2006 dengan roket Atlas V dari Cape Canaveral, Florida. Kecepatannya ketika lepas dari gravitasi bumi mencapai 58.636 kilometer per jam, membuatnya hanya perlu waktu sembilan jam untuk melewati orbit Bulan. 

Untuk menguji peralatan ilmiahnya, tim APL mengarahkan New Horizons agar melintasi asteroid 132524 APL di Sabuk Asteroid. Hal ini dilakukan karena nantinya New Horizons juga akan menjelajahi wilayah asteroid di Sabuk Kuiper.

spacenews.com

Pesawat antariksa ini melakukan terbang lintas (fly-by) melintasi Jupiter sebelum sampai di Pluto. New Horizons masuk ke lintasan orbit Jupiter pada 4 September 2006 dan berhasil memotret planet raksasa tersebut beserta satelit-satelitnya. 

Selain itu, New Horizons pertama kalinya berhasil merekam aktivitas vulkanik di Io, salah satu satelit Jupiter, dalam rekaman video. Kemudian, New Horizons melakukan manuver untuk "melontarkan" dirinya menuju Pluto. 

Dalam hal ini, gravitasi Jupiter yang amat kuat berperan layaknya ketapel untuk membantu New Horizons bergerak lebih cepat, juga menghemat daya yang harus dikeluarkan. Setelah melewati Jupiter, perjalanan panjang yang sebenarnya akan dimulai.

Setelah melewati orbit Jupiter, New Horizons memasuki fase hibernasi. Para teknisi APL mematikan sebagian besar sistem dan instrumen New Horizons, kecuali mesin pendorong dan peralatan komunikasi. Hal ini dilakukan untuk menjaga New Horizons dari kerusakan sistem sebelum sampai di Pluto. Praktis, New Horizons dibiarkan "bebas" mengelana hingga nanti memasuki orbit Pluto.

space.com

New Horizons melewati orbit Saturnus pada Juni 2008 dan Uranus pada Maret 2011. Setelah melewati orbit Uranus, New Horizons menjadi pesawat antariksa yang paling dekat dengan Pluto dibanding pesawat antariksa lainnya. Pada awal 2012, New Horizons mencapai jarak 10 Satuan Astronomi (SA) dengan Pluto dan hanya 5 SA setahun kemudian. Pada 2014, New Horizons "dibangunkan" dari hibernasi panjangnya, dan instrumen ilmiahnya mulai bekerja.

Foto Pluto dan Charon dari jarak 2,8 SA berhasil dikirim ke bumi pada Juli 2014, tepat setahun sebelum waktu New Horizons melintasi Pluto pada jarak terdekat. Foto tersebut merupakan foto pertama sistem Pluto yang selama ini hanya tergambar melalui perkiraan para astronom dan seniman. 

Pada Agustus 2014, New Horizons berhasil melewati orbit Neptunus dan pada Januari 2015, observasi Pluto dimulai. Saat itu, New Horizons sudah berjarak lebih dari empat miliar kilometer dari Bumi. Komunikasi tetap berjalan lancar meskipun terjadi selisih waktu 4,5 jam antara Pluto dan Bumi. Kecepatan transmisi data hanya 1 kbits per detik, sehingga butuh beberapa jam untuk mengirim informasi dari dan ke Bumi.

Pada Maret 2015, New Horizons hanya berjarak 1 SA (setara dengan jarak Bumi-Matahari) dari Pluto. Tak ayal, New Horizons berhasil memotret dengan hasil jauh lebih baik daripada foto Pluto yang dipotret Teleskop Hubble. Tak lupa, sebagai apresiasi terhadap dukungan masyarakat, NASA pun mengundang masyarakat untuk memberikan nama pada  struktur dan kenampakan permukaan Pluto yang akan dieksplorasi New Horizons.

Akhirnya hari yang ditunggu-tunggu itu tiba. Setelah lebih dari sembilan tahun perjalanan, New Horizons berhasil melintasi Sistem Pluto pada jarak terdekatnya pada 14 Juli 2015 dari jarak 12.700 kilometer. 

Observasi dan penelitian segera dilakukan. Seluruh instrumen ilmiah bekerja memetakan, mempelajari, dan memotret permukaan serta struktur Pluto serta satelit-satelitnya. Waktu eksplorasi begitu singkat, karena New Horizons hanya melakukan terbang lintas, bukan mengorbit Pluto.

space.com

space.com

Hasil eksplorasinya cukup mengejutkan para astronom. Di permukaan Pluto rupanya banyak terdapat gunung api es (cryovolcano), dataran-dataran es, dan pegunungan. Selain itu, ditemukan pula jejak atmosfer pada Pluto dan adanya penguncian pasang surut (tidal locking) pada sistem Pluto. Tak lupa, New Horizons juga meneliti Charon, satelit terbesar Pluto juga empat satelit lainnya.

Eksplorasi Sistem Pluto dinyatakan berakhir pada akhir Juli 2015. New Horizons masih dalam keadaan sehat tanpa ada kerusakan. Wahana tersebut masih terbang dengan kecepatan 40 ribu kilometer per jam, dengan arah Konstelasi Sagitarius. 

Pada 2016, tim mengusulkan perpanjangan misi untuk mengeksplorasi objek-objek Sabuk Kuiper lainnya. Pilihan ditujukan pada asteroid 2014MU69. Selain asteroid tersebut, tak menutup kemungkinan bagi New Horizons untuk meneliti objek lainnya. New Horizons dijadwalkan akan melintasi asteroid bernama lain Ultima Thule tersebut pada 1 Januari 2019.

Ultima Thule sendiri merupakan asteroid seukuran kota kecil, dengan dimensi terjauhnya 31,7 kilometer. Asteroid ini berbentuk seperti angka delapan dengan orbit melintasi orbit Pluto. 

Agaknya, Ultima Thule merupakan asteroid terdekat dari Pluto dengan rotasi tak beraturan. Setelah kembali melalui masa hibernasi kedua, New Horizons berhasil melintasinya tepat waktu, pada jarak 3.500 kilometer dan mencatat rekor sebagai pesawat antariksa pertama yang mendekati dan meneliti objek di luar Pluto. 

space.com

Lantas, ke mana lagi New Horizons setelah melintasi Ultima Thule? Yang jelas, New Horizons akan menyusul kakak-kakaknya, Pioneer 10 dan 11 serta Voyager 1 dan 2 sebagai wahana antariksa yang keluar dari Tata Surya. 

Meskipun begitu, dengan masih berfungsinya berbagai peralatan ilmiah serta cadangan bahan bakar yang lebih dari cukup tidak menutup kemungkinan New Horizons akan melakukan eksplorasi terhadap objek-objek Sabuk Kuiper lain, bahkan jika memiliki cukup bahan bakar, planet kerdil Eris bisa menjadi tujuan New Horizons berikutnya.  

Saat ini, New Horizons berjarak 44,39 SA dari bumi (kira-kira 8 miliar kilometer) dan masih terus berfungsi serta berkomunikasi. Bahan bakarnya cukup untuk memberi tenaga hingga tahun 2030an. 

Pada dekade tersebut, New Horizons diperkirakan sudah berada di ruang antarbintang, sebagaimana kedua wahana Pioneer dan Voyager. Nampaknya, di masa depan New Horizons juga dapat digunakan sebagai wahana eksplorasi ruang antarbintang tersebut. 

New Horizons merupakan cakrawala baru bagi penjelajahan antariksa. Wahana tersebut berhasil mengeksplorasi banyak hal baru di Tata Surya yang selama ini tersembunyi dari pandangan manusia. 

Wahana ini diharapkan banyak pihak akan menjadi lecutan bagi inovasi-inovasi antariksa lainnya untuk menemukan berbagai hal baru untuk pengembangan ilmu pengetahuan teknologi dan kemajuan peradaban manusia.