Lima Kawah Buatan NASA di Mars Ungkap Fakta Mengejutkan Soal Permukaan Planet Merah

Dalam eksplorasi luar angkasa, efisiensi adalah kunci utama. Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) baru-baru ini membuktikan bahwa bahkan perangkat keras yang dibuang selama misi pendaratan pun dapat diubah menjadi instrumen sains yang sangat berharga. Lima kawah buatan NASA di Mars yang tercipta secara tidak sengaja saat misi Mars 2020 mengantarkan penjelajah Perseverance, kini memberikan wawasan baru yang mengejutkan mengenai struktur geologi Planet Merah.

Berdasarkan studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Geophysical Research Letters, para insinyur dan ilmuwan memanfaatkan tumbukan perangkat keras tersebut layaknya meteorit buatan manusia. Dengan menganalisis kawah yang terbentuk, mereka menemukan bahwa material permukaan Mars jauh lebih lemah dan rapuh dibandingkan prediksi model fisika standar yang selama ini digunakan.

Kronologi Terciptanya Lima Kawah Baru

Peristiwa ini bermula ketika wahana pembawa penjelajah Perseverance mendekati Mars pada tahun 2020. Saat berada pada proyeksi ketinggian sekitar 1.300 kilometer di atas permukaan Mars dan melaju dengan kecepatan relatif 4,7 kilometer per detik, wahana masuk (entry vehicle) melepaskan dua perangkat massa pemberat jelajah atau cruise ballast mass devices (CBMD).

Kedua pemberat berbahan tungsten tersebut masing-masing memiliki bobot 77 kilogram dan sebelumnya berfungsi untuk menstabilkan wahana beserta Perseverance selama perjalanan. Tidak hanya itu, fragmen dari panggung jelajah (cruise stage) dengan berat total hampir 540 kilogram juga ikut terlepas dan jatuh bebas menuju permukaan Mars.

Seluruh puing tersebut menghantam daratan Mars pada sudut yang sangat dangkal, yakni sekitar 10 derajat, dan menciptakan lima kawah baru. Lokasi tumbukan berada sekitar 70 kilometer di sebelah barat laut tepi kawah Jezero—sebuah wilayah delta purba yang diyakini pernah berair dan menjadi fokus utama pencarian tanda-tanda kehidupan masa lalu di Mars.

Mengapa Puing NASA Lebih Baik dari Meteorit Alami?

Selama ini, para ilmuwan mempelajari ketahanan permukaan Mars dengan mengamati kawah-kawah yang terbentuk akibat hantaman batu luar angkasa atau meteorit alami. Namun, metode tersebut memiliki keterbatasan empiris yang signifikan karena ukuran, massa, serta lintasan balistik dari batu luar angkasa umumnya tidak diketahui secara pasti.

Sebaliknya, dalam kasus kawah buatan NASA di Mars ini, para ilmuwan mengetahui karakteristik fisik perangkat keras mereka hingga ke detail terkecil, mulai dari berat, kepadatan material, hingga kecepatan dan sudut jatuhnya. Hal ini menjadikan tumbukan puing misi Mars 2020 sebagai eksperimen ilmiah yang sangat presisi.

Tim peneliti mengidentifikasi kelima kawah baru tersebut menggunakan dua kamera yang terpasang pada wahana pengorbit Mars Reconnaissance Orbiter. Mereka dapat memastikan bahwa kawah-kawah tersebut baru terbentuk karena fitur tersebut sama sekali tidak terlihat dalam citra satelit yang diambil sebelum tahun 2020, ditambah adanya pola reflektivitas dan kesegaran material di sekitar tepi kawah.

Berdasarkan simulasi lokasi jatuh, ukuran kawah, serta pola sebaran material yang terlempar (ejecta), peneliti meyakini bahwa dua kawah yang dinamai CBMD-c dan CBMD-e kemungkinan besar dihasilkan oleh perangkat pemberat tungsten. Sementara itu, tiga kawah lainnya terbentuk akibat hantaman fragmen panggung jelajah.

Permukaan Mars Jauh Lebih Rapuh dari Perkiraan

Ketika para peneliti membandingkan ukuran kawah yang terbentuk dengan prediksi teori yang ada, mereka menemukan ketidaksesuaian yang mencolok. Lokasi tumbukan sendiri berada di area lembah berliku yang mengarah ke delta Jezero, tempat puing-puing menghantam berbagai jenis material permukaan, seperti regolith yang gembur.

"Kami menemukan bahwa material tersebut jauh lebih lemah daripada yang diprediksi oleh hukum skala kawah standar, yang cenderung melebih-lebihkan ukuran kawah pada jenis tumbukan seperti ini," jelas para peneliti dalam laporannya.

Faktanya, penelitian ini menunjukkan bahwa hukum skala standar dapat meleset hingga satu orde besaran ketika berhadapan dengan objek berdensitas tinggi—seperti puing pesawat ruang angkasa—yang menghantam permukaan berdensitas rendah pada sudut dangkal.

Melalui analisis citra mendalam dan pemodelan fisika-kejut tiga dimensi (3D), tim peneliti menghitung bahwa kekuatan kohesi permukaan di lokasi tersebut hanya sekitar 7 kilopascal. Angka ini menggambarkan material berpasir yang sangat rapuh, yang kira-kira dapat dengan mudah dihancurkan hanya dengan remasan jari tangan manusia. Temuan ini juga selaras dengan data sebelumnya yang diperoleh dari wahana penyelidik panas NASA, yang dijuluki "mole".

Masa Depan Eksperimen Tumbukan di Antariksa

Meskipun sains sering kali dibayangkan sebagai proses yang halus di dalam laboratorium, astrofisika luar angkasa kerap mengandalkan eksperimen tumbukan berkecepatan tinggi. Sebelumnya, misi Hayabusa2 milik Jepang menembakkan proyektil ke asteroid Ryugu, dan misi DART milik NASA menabrakkan wahana ke bulan asteroid untuk menguji pengubahan orbit. Bahkan baru-baru ini, bagian roket Falcon 9 juga menghantam permukaan Bulan.

Keberhasilan dalam menganalisis lima kawah di dekat Jezero ini membuka peluang baru bagi misi antariksa di masa depan. Para ilmuwan berharap dapat melakukan rekayasa balik (reverse-engineering) terhadap karakteristik meteorit alami yang jatuh ke Mars setelah mengamati bola api yang dihasilkannya.

Lebih jauh lagi, studi ini meningkatkan nilai tambah dari misi-misi antariksa mendatang. Dengan memanfaatkan puing-puing perangkat keras yang memang harus dilepaskan sebagai eksperimen tumbukan yang terukur, para peneliti dapat terus memetakan karakteristik permukaan planet lain tanpa perlu merancang instrumen pendaratan tambahan.

Sumber: ScienceAlert