Mencari Bukti Awal Kehidupan: PESAWAT ANTARIKSA CASSINI-HUYGENS MENUJU LANGIT KETUJUH


T. Djamaluddin, Peneliti Matahari dan Antariksa, LAPAN Bandung

(Dimuat di Pikiran Rakyat, 26 Oktober 1997)

Orang-orang dahulu berfikir langit ada tujuh lapis dan yang terjauh, langit ketujuh, adalah lapisan yang ditempati planet Saturnus. Rabu, 15 Oktober 1997 lalu, NASA (lembaga antariksa AS), ESA (lembaga antariksa Eropa), dan ASI (lembaga antariksa Italia) mengirim missi antariksa ke Saturnus dan satelit terbesarnya, Titan.

Pesawat pengorbitnya diberi nama Cassini yang diambil dari nama astronom Italia abad ke-17, Jean Dominique Cassini, penemu empat satelit Saturnus dan celah pada cincin Saturnus. Sedangkan pesawat penjejak yang akan diterjunkan ke Titan diberi nama Huygens, dari nama fisikawan Belanda abad ke-17, Christian Huygens, yang pertama kali menemukan Titan pada 1655.

Cassini-Huygens akan menempuh perjalanan panjang menuju langit ketujuh itu. Jarak sejauh 9,5 SA (SA : satuan astronomi, jarak bumi-matahari, 150 juta km) akan ditempuh dalam waktu 6,7 tahun. Pemandu arahnya selama perjalanan itu adalah posisi bintang-bintang dan matahari yang dideteksi oleh sensor yang dihubungkan dengan komputer.

Tenaga listrik yang diperlukan selama penelitian di Saturnus akan diperoleh dari PLTN (pembangkit listrik tenaga nuklir) mini, suatu hal yang menimbulkan penentangan dari para pencinta laingkungan. PLTN itu, resminya bernama RTG (radioisotope thermoelectric generator), akan mengubah panas dari peluruhan radioaktif plutonium oksida menjadi energi listrik.

Missi Ilmiah

Secara garis besar missi yang diemban Cassini adalah meneliti lebih rinci planet Saturnus, cincinnya, satelit-satelitnya, dan lingkungan magnetiknya, serta menerjunkan Huygens ke Titan. Semua hasil penelitian itu akan dikirimkan ke bumi dengan gelombang radio.

Subsistem sains radio akan menelaah gelombang gravitasi di alam semesta, atmosfer dan cincin saturnus, serta medan gravitasi di sekitar Saturnus dan satelit-satelitnya dengan mengukur variasi gelombang radio yang dipancarkan oleh pesawat antariksa itu. Subsistem sains pencitraan akan mengambil citra saturnus, cincinnya, dan satelit-satelitnya dalam berbagai panjang gelombang mulai dari ultraviolet dekat, cahaya tampak, sampai inframerah dekat.

Radar Cassini akan memetakan permukaan Titan, menyibakkan halangan kabut tebal untuk mengukur ketinggian dan kedalaman pada permukaan Titan. Spektrometer massa netral dan ion akan meneliti partikel-partikel netral dan terionisasi di sekitar Saturnus, Titan, dan satelit-satelit lainnya untuk mempelajari atmosfer dan ionsofernya.

Spektrometer pemetaan inframerah dan visibel akan mengidentifikasikan komposisi kimiawi cincin Saturnus serta permukaan dan atmosfer Saturnus dan satelit-satelitnya dengan mengukur spektrum cahaya yang dipancarkannya. Penelitian komposisi ini juga didukung oleh perangkat spektrometer inframerah komposit yang mengukur energi inframerah yang dipancarkan untuk mempelajari suhunya dan komposisinya secara umum. Struktur, kimia, dan komposisi atmosfer dan cincin Saturnus juga ditelaah dengan mengukur energi ultravioletnya dengan spektrograf pencitra ultraviolet.

Kandungan debu dan butiran es di sekitar Saturnus akan ditelaah dengan perangkat penganalisis debu kosmik. Ini didukung pula dengan spektrometer gelombang plasma dan radio yang meneliti kandungan debu, gelombang plasma, dan pancaran gelombang radio alami. Medan magnet di sekitar Saturnus dan interaksinya dengan angin matahari diteliti dengan spektrometer plasma, perangkat pencitra magnetosfer, dan magnetometer.

Huygens yang diterjunkan ke Titan juga dilengkapi dengan beberapa perangkat penelitian. Spektrometer massa dan kromatograf gas akan mengidentifikasi dan mengukur kandungan gas-gas di atmosfer Titan. Sedangkan aerosolnya (seperti debu dan partikel lainnya) akan diambil sampelnya dengan pengumpul aerosol dalam perjalanan pendaratannya untuk kemudian dianalisis komposisi kimiawinya dengan spektrometer massa. Selain itu, perangkat penelitian atmosfernya akan mempelajari sifat fisis dan kelistrikan di atmosfer Titan.

Permukaan Titan akan dipotret dan diambil spektrumnya untuk mengetahui kondisi permukaannya dan komposisi kimiawinya. Paket sains permukaan kemudian akan meneliti pelambatan saat tumbukan (dengan akselerometer) dan sifat fisis lainnya seperti indeks bias permukaan, suhu, konduktivitas termal, kapasitas panas, dan kecepatan suara.

Saturnus

Sebelum Cassini, Voyager 1 dan 2 pernah mempelajari saturnus lebih detil dari sebelumnya. Banyak informasi baru yang dihasilkan missi itu, terutama tentang sistem cuaca dan cincin Saturnus serta satelit-satelitnya yang belum banyak diketahui dari pengamatan di bumi. Tetapi, dalam perjumpaan Voyager 1 dan 2 dengan planet itu yang boleh dikatakan sekedar melintas sambil memotret, masing-masing pada November 1980 dan Agustus 1981, informasi yang dikirimkan belum cukup rinci.

Pengamatan Voyager dari jarak relatif dekat menghasilkan gambaran baru tentang atmosfer saturnus yang tampak mirip dengan Jupiter yang mempunyai pita-pita horizontal. Tetapi kabut tebal menyelimuti atmosfer atas Saturnus sehingga sistem awan yang tersusun dari partikel amonia sulit diketahui dengan jelas. Dengan teknik analisis citra, diketahui Saturnus juga mempunyai bintik merah, seperti Jupiter, berukuran 10.000-12.000 km. Di daerah ekuatornya awan bergerak sangat cepat, lebih dari 1,5 juta km/jam. Ini merupakan sistem awan yang tercepat gerakannya di tata surya ini. Berbeda dengan di bumi, gerakan atmosfer saturnus lebih banyak disebabkan oleh energi dari bagian dalam planet daripada energi matahari.

Dari jarak sekitar 10 juta km, Voyager berhasil mendapatkan gambaran tentang cincin Saturnus yang lebih baik dari sebelumnya. Dengan mempelajari variasi kecerlangan bintang delta Scorpii di balik cincin Saturnus, Voyager berhasil mengungkapkan struktur cincin itu. Strukurnya mirip jalur-jalur benang yang tersusun tidak rata.

Cincin itu sebenarnya tersusun dari partikel-partikel es yang mengitari Saturnus dengan kecepatan sangat tinggi, 10.800 km/jam. Jumlahnya yang sangat banyak dan tumbukannya yang halus menyebabkan struktur cincin itu bersifat seperti fluida dengan sifat viskositasnya. Sifat viskositas (kekentalan) cenderung menyebabkan partikel-partikel di cincin itu bergerak bersama-sama.

Dari pengamatan Voyager itu pula diketahui keadaan satelit-satelit Saturnus yang mempunyai sifat yang berbeda-beda. Ada yang dipenuhi oleh kawah-kawah tumbukan, seperti di Mimas, Dione, dan Rhea. Ada juga yang permukaannya relatif muda akibat penimbunan aliran es, tetapi sumber panas penyebab es meleleh itu belum diketahui. Ada yang mempunyai atmosfer, yaitu Titan, satelit terbesar Saturnus.

Hyperion, satelit Saturnus kecil berdiameter hanya 270 km, mempunyai gerakan rotasi yang aneh, dengan periode rotasi yang berubah-ubah. Mestinya, satelit yang jaraknya cukup dekat dengan planet induknya periode rotasinya akan sama dengan periode orbitnya sehingga akan selalu menampakkan sisi yang sama ke arah planet induknya seperti yang terjadi pada bulannya bumi. Rotasi yang aneh pada Hyperion kini telah diketahui penyebabnya, yang dikenal sebagai rotasi kacau (chaotic rotation) akibat gangguan gravitasi Titan.

Titan

Titan adalah satu-satunya satelit yang diketahui mempunyai atmosfer. Komposisi atmosfernya sebagian besar terdiri dari nitrogen seperti halnya di bumi, tetapi tekanan udara di permukaannya 1,6 kali tekanan di bumi. Gas lainnya adalah metan dan argon. Komposisi yang lebih rinci diharapkan diperoleh dari missi Huygens.

Hasil penting dari pengukuran spektrometer inframerah Voyager 1 yang menjadi daya tarik missi penerjunan Huygens ke Titan adalah ditemukannya adanya banyak molekul organik yang bergabung dengan aerosol. Gabungan molekul organik dengan aerosol itu membentuk lapisan kabut dan awan organik. Awan tebal itulah yang menyebabkan permukaan Titan sama sekali belum diketahui. Huygens yang akan diterjunkan menembus awan tebal dan mendarat dipermukaannya diharapkan bisa menguak tabir rahasia dibalik awan tebal itu.

Hal yang paling menarik dari missi Voyager 1 itu adalah ditemukannya molekul hidrogen sianida (HCN) yang merupakan komponen penting pembentuk DNA. Ini menimbulkan harapan diperolehnya tanda-tanda awal kehidupan di sana, sebab DNA merupakan molekul genetik fundamental yang merupakan unsur sangat penting dalam kehidupan yang dikenal di bumi.

Suhu permukaan Titan sekitar -180o C, sangat dingin sehingga lautan yang ada diperkirakan diisi oleh cairan metan atau etana yang dibumi selalu berbentuk gas. Keadaan seperti ini dengan senyawa organiknya yang stabil mungkin bisa menggambarkan keadaan bumi beberapa milyar tahun yang lalu, pada awal munculnya kehidupan di bumi.

Iklan
%d blogger menyukai ini: