Menjelajah Luar Angkasa Dengan Pesawat Antar-Bintang Baru

Ketika pesawat ruang angkasa Voyager 1 dan Voyager 2 yang berusia empat dekade memasuki ruang antarbintang masing-masing pada tahun 2012 dan 2018, para ilmuwan merayakannya. Pesawat ruang angkasa yang berani ini telah menempuh jarak 120 kali dari Bumi ke matahari untuk mencapai batas heliosfer, gelembung yang menyelimuti tata surya kita yang dipengaruhi oleh angin matahari. 

Voyagers menemukan tepi gelembung tetapi meninggalkan banyak pertanyaan bagi para ilmuwan tentang bagaimana Matahari kita berinteraksi dengan media antarbintang lokal. Instrumen kembar Voyagers menyediakan data yang terbatas, meninggalkan kesenjangan kritis dalam pemahaman kita tentang wilayah ini.

Gambar: asset.kompas.com

NASA dan mitranya sekarang merencanakan pesawat ruang angkasa berikutnya, yang saat ini disebut  Interstellar Probe , untuk melakukan perjalanan jauh lebih dalam ke ruang antarbintang, 1.000 unit astronomi (AU) dari matahari, dengan harapan mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana heliosfer rumah kita terbentuk dan bagaimana itu berkembang.

“Interstellar Probe akan pergi ke ruang antarbintang lokal yang tidak diketahui, di mana umat manusia belum pernah mencapai sebelumnya,” kata Elena Provornikova, pemimpin heliofisika Interstellar Probe dari Johns Hopkins Applied Physics Lab (APL) di Maryland. “Untuk pertama kalinya, kami akan mengambil gambar heliosfer kita yang luas dari luar untuk melihat seperti apa rumah tata surya kita.”

Provornikova dan rekan-rekannya akan membahas peluang sains heliofisika untuk misi tersebut di Majelis Umum European Geosciences Union (EGU) 2021.

Tim yang dipimpin APL, yang melibatkan sekitar 500 ilmuwan, insinyur, dan penggemar — baik formal maupun informal — dari seluruh dunia, telah mempelajari jenis investigasi apa yang harus direncanakan oleh misi tersebut. “Ada peluang sains yang benar-benar luar biasa yang mencakup heliofisika, sains planet, dan astrofisika,” kata Provornikova.

Beberapa misteri yang ingin dipecahkan oleh tim dengan misi tersebut meliputi: bagaimana plasma matahari berinteraksi dengan gas antarbintang untuk menciptakan heliosfer kita; apa yang ada di luar heliosfer kita; dan seperti apa heliosfer kita. Misi tersebut berencana untuk mengambil "gambar" heliosfer kita menggunakan atom netral yang energik, dan mungkin bahkan "mengamati cahaya latar ekstragalaksi dari masa awal pembentukan galaksi kita - sesuatu yang tidak dapat dilihat dari Bumi," kata Provornikova. Para ilmuwan juga berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana matahari kita berinteraksi dengan galaksi lokal, yang kemudian dapat memberikan petunjuk tentang bagaimana bintang-bintang lain di galaksi berinteraksi dengan lingkungan antarbintang mereka, katanya.

Heliosfer juga penting karena melindungi tata surya kita dari sinar kosmik galaksi berenergi tinggi. Matahari mengelilingi galaksi kita, melewati berbagai wilayah di ruang antarbintang, kata Provornikova. Matahari saat ini berada di tempat yang disebut Awan Antarbintang Lokal, tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa matahari mungkin bergerak menuju tepi awan, setelah itu ia akan memasuki wilayah ruang antarbintang berikutnya — yang tidak kita ketahui sama sekali. Perubahan seperti itu dapat membuat heliosfer kita tumbuh lebih besar atau lebih kecil atau mengubah jumlah sinar kosmik galaksi yang masuk dan berkontribusi pada tingkat radiasi latar belakang di Bumi, katanya.

Ini adalah tahun terakhir dari "studi konsep pragmatis" empat tahun, di mana tim telah menyelidiki ilmu apa yang dapat dicapai dengan misi ini. Pada akhir tahun, tim akan mengirimkan laporan ke NASA yang menguraikan potensi ilmu pengetahuan, contoh muatan instrumen, dan contoh pesawat ruang angkasa dan desain lintasan untuk misi tersebut. “Pendekatan kami adalah menyusun menu apa yang bisa dilakukan dalam misi luar angkasa semacam itu,” kata Provornikova.

Misi tersebut dapat diluncurkan pada awal 2030-an dan akan memakan waktu sekitar 15 tahun untuk mencapai batas heliosfer — kecepatan yang lebih cepat dibandingkan dengan Voyagers, yang membutuhkan waktu 35 tahun untuk sampai ke sana. Desain misi saat ini direncanakan berlangsung 50 tahun atau lebih.