Dengan Roket Berpendorong Fusi Nuklir, Perjalanan ke Mars Menjadi Lebih Cepat

Ilustrasi wahana antariksa berpendorong roket fusi nuklir. Image credit: University of Washington, MSNW

Jika sebelumnya untuk menuju planet Mars sebuah wahana antariksa membutuhkan waktu 500 hari untuk sampai di sana, maka dengan alternatif baru yang ditawarkan ini tampaknya perjalanan akan menjadi jauh lebih singkat. Anthony Pancotti selaku ilmuwan dari perusahaan pembuat roket MSNW beberapa waktu lalu telah mempresentasikan mesin roket bertenaga fusi nuklir untuk digunakan pada wahana atau pesawat antariksa yang akan dikirim ke Mars. Menurutnya dengan teknologi mesin pendorong baru itu, perjalanan ke Mars hanya akan ditempuh dalam waktu 90 hari saja.

Anthony Pancotti mengungkapkan bahwa jika astronot menggunakan mesin roket tradisional yang ada saat ini untuk pergi ke Mars, maka itu akan sangat membahayakan kesehatan para astronot itu sendiri Sebab mereka akan terlalu lama berada dalam wahana dan akan membahayakan jiwa sebab mereka menjadi kurang gerak, tidak dapat berolah raga, tulang mereka akan mengecil, dan massa otot akan menyusut. Dengan menggunakan sistem propulsi yang modern maka itu bisa diminimalisir.

Saat ini NASA sedang intensif mengembangkan teknologi roket berbahan fusi nuklir seperti yang diusulkan oleh Anthony Pancotti untuk mendukung misi itu. NASA menunjuk John Slough dari University of Washington sebagai pemimpin riset. Jika semuanya berjalan dengan baik maka waktu total yang diperlukan untuk misi ke Mars hingga kembali lagi ke Bumi hanya 210 hari yang terdiri dari 83 hari untuk perjalanan ke Mars, 30 hari untuk menjelajahi planet Mars, dan 97 hari untuk pulang ke Bumi. "kami merasa kami telah mendefinisikan hal ini dengan baik, misi yang sangat baik, dan kami sedang fokus untuk membuat perangkat yang sesuai untuk misi ini," ungkap Anthony. NASA dikabarkan akan mulai mengirimkan misi berawak pertamanya ke Mars pada tahun 2030.

Fusi nuklir merupakan energi yang sangat powerful dan efisien. Reaksi fusi terjadi ketika inti dari dua atau lebih atom bergabung dan kemudian menghasilkan energi. Matahari dan bintang lainnya merubah fusi ini menjadi cahaya dan kekuatan fusi juga mampu membuat bom atom memiliki daya ledak yang sangat dahsyat. Untuk itu diperlukan adanya plasma dengan menggunakan deuterium dan tritium, isotop berat dari hidrogen (normalnya hidrogen tidak mengandung neutron, tapi deuterium memiliki satu dan tritium memiliki dua). Gelembung dari plasma itu nantinya akan dimasukkan ke dalam sebuah ruang dimana medan magnet akan meruntuhkan cincin logam yang ada di sekelilingnya yang kemudian menekan gelembung menjadi tahapan fusi. Energi yang dihasilkan oleh reaksi fusi akan menguap dan mengionisasi logam yang kemudian akan diakselerasikan ke luar melalui nozzle dan akan menghasilkan daya dorong. Panel surya akan memberikan energi yang cukup untuk menghidupkan perangkat lainnya dan juga sebagai "starter" dari roket fusi pada wahana / pesawat antariksa. Menurut Anthony tidak ada alasan untuk dapat menolak kelayakan dari proyek ini.

Lebih lanjut Anthony Pancotti beranggapan bahwa teknologi roket pendorong fusi nuklir ini akan sangat murah dalam pembuatannya. Tidak diperlukan sebuah teknologi yang terlalu canggih untuk dapat membuatnya sebab menurutnya dengan teknologi yang ada saat ini semua itu bisa dilakukan. Pada 2014 nanti diharapkan tim pembuat mesin roket fusi nuklir akan bisa menyelesaikan cetak biru dari proyek masa depan ini. (SP, Adi Saputro/ www.astronomi.us) 

Read More

Wow !!! Jupiter dan Saturnus Punya Hujan Berlian

Berlian. Image credit: rimanews

Ilmuwan planet, Mona L. Delitsky dari California Specialty Engineering dan Kevin Baines dari University of Wisconsin-Madison, baru-baru ini menyimpulkan bahwa di atmosfer planet Jupiter dan Saturnus terdapat banyak sekali berlian. Berlian itu merupakan hasil dari unsur karbon berupa grafit yang terbentuk dari badai petir yang pernah terjadi di planet tersebut. Tekanan dan suhu yang ekstrem khususnya di bagian bawah atmosfer, merubah berlian yang tadinya padat kemudian berubah wujud menjadi cair, sehingga di kedua planet itu bisa terjadi hujan berlian. Awalnya belian itu berwujud padat saat baru terbentuk dan jatuh dari bagian atas atmosfer dan semakin mendekati inti planet berlian itu pun mencair.

Sebelumnya para ilmuwan menduga bahwa berlian dalam bentuk padat mungkin ada dekat inti kedua planet itu. Namun kemudian mereka berpendapat bahwa hal itu tidak mungkin sebab planet Jupiter dan Saturnus dianggap terlalu panas yang dapat melelehkan berlian. Jadi kesimpulannya berlian berwujud padat ada di bagian atas atmosfer.. Ilmuwan planet Moda Delitsky dan Kevin Baines dalam buku mereka yang berjudul Alien Seas mereka menceritakan bahwa suatu saat nanti manusia akan membuat robot yang mampu mengumpulkan berlian dari Jupiter dan Saturnus untuk kemudian dibawa menuju ke Bumi.

Ilustrasi robot pengumpul berlian dalam buku Alien Seas. Image credit: Alien Seas

Secara ilmiah proses terbentuknya berlian di kedua planet itu masih belum diketahui secara detail. Tapi di Bumi berlian terbentuk secara alami ketika karbon terpendam jauh di dalam tanah sekitar 160 km kemudian tertekan oleh panas hingga 1.093 derajat Celcius dan mengalami tekanan 725.000 pound perinci persegi yang kemudian bersamaan dengan magma bergerak ke permukaan untuk kemudian mendingin dan terbentuklah berlian.

Ketika berlian sudah begitu melimpah di alam semesta kemungkinan harganya juga akan turun dan tidak akan terlalu berharga lagi. (SP, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Nebula IC 2220, Nebula yang Berbentuk Seperti Kupu-kupu

Nebula IC 2220 / nebula Toby Jug. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: ESO

Nebula IC 2220 merupakan sebauh nebula yang terletak di sebelah selatan dari konstelasi Carina dan berjarak 1.200 tahun cahaya dari Bumi. Galaksi ini dikenal juga dengan sebutan nebula Toby Jug. Pemberian nama nebula ini dengan nama Toby Jug bukanlah tanpa alasan. Penemunya yakni astronom Inggris David Allen dan David Malen memberikan nama tersebut sebab nebula ini mirip dengan minuman Toby Jug yang mereka sukai saat mereka muda dulu.

Nebula IC 2220 terdiri dengan banyak awan dan debu yang disinari oleh sebuah bintang raksasa merah yang disebut HD 65750. Bintang ini memiliki massa lima kali dari massa Matahari kita namun usianya sebenarnya masih sangat muda yakni 50 juta tahun.

Nebula ini terbentuk sebagai akibat dari bintang yang kehilangan massa dan membentuk awan gas dan debu. Debu yang terbentuk terdiri dari unsur-unsur seperti karbon, titanium dan kalsium oksida. Selain itu ditemukan juga unsur silikon dioksida (silika) yang tampak memantulkan cahaya bintang.

Debu nebula IC 2220 memantulkan sinar yang datang dari bintang HD 65750 sehingga tampak membentuk seperti kupu-kupu. Struktur kupu-kupu yang ada di nebula IC 2220 hampir simetris dan memiliki panjang sekitar satu tahun cahaya. Persediaan hidrogen dari bintang itu hampir habis dan mulai membakar helium di luar inti karbon-oksigen sehingga ia mulai memasuki fase akhir dari hidupnya. Kelak Matahari kita juga akan seperti itu. Tapi itu baru akan terjadi miliaran tahun ke depan. Saat itu Matahari mulai membesar dan membentuk bintang raksasa merah sehingga suhu Bumi meningkat menjadi terlalu panas yang akhirnya menguapkan air di lautan dan pada fase akhir, planet Bumi akan meleleh dan hancur. Semua yang ada di alam semesta itu pasti ada awal dan akhir. Begitulah daur ulang alam semesta. (SD, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Astronom SETI Ungkap Bentuk Asteroid Sylvia dalam Model 3D

Model tiga dimensi (3D) asteroid Sylvia dengan dua asteroid satelitnya. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: Danielle Futselaar/SETI Institute

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) akhirnya berhasil mengungkap karakteristik dari sebuah asteroid raksasa yang memiliki dua satelit asteroid pendamping (bulan). Asteroid bernama Sylvia ini berada pada sabuk asteroid di antara planet Mars dengan Jupiter. Asteroid ini sendiri memiliki ukuran yang sangat besar yakni 270 km dan berdasarkan hasil pengamatan dan permodelan 3D (tiga dimensi) didapat fakta bahwa asteroid tersebut memiliki bentuk yang tidak teratur namun komposisinya padat. Bagian kulit luarnya tampak halus.

Asteroid Sylvia didampingi oleh dua satelit yakni Romulus dan Remus. Romulus memiliki ukuran lebar 24 km sedangkan Remus berukuran sedikit lebih kecil. Menurut Franck Marchis dari SETI, adanya kedua satelit asteroid ini memberikan banyak manfaat. "Berkat kehadiran bulan ini, kita bisa mengetahui kepadatan dan struktur dalam asteroid ini tanpa mengirimkan wahana ke sana. Pengetahuan mengenai struktur internal asteroid adalah kunci untuk memahami bagaimana planet-planet di tata surya kita terbentuk," ungkap Franck Marchis.

Pengamatan yang dilakukan dengan teleskop 8-10 meter dengan optik adaptif. Lingkaran gelap menunjukkan bentuk yang tidak teratur dari asteroid. Satelit yang ukurannya lebih kecil bisa dilihat pada posisi yang berbeda-beda pada gambar-gambar di atas. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: Franck Marchis

Marchis dan timnya sudah lama mengamati asteroid ini dan mereka menggunakan teleskop canggih dengan instrumen optik adaptif seperti yang ada pada teleskop di Keck Observatory, Hawai dan teleskop European Southern Observatory di Chile. Hasil dari pengamatan ini bisa memabntu para astronom untuk membuat model yang akurat tentang sistem tiga asteroid (triple asteroid system) yang memungkinkan untuk dapat mengetahui dan memperkirakan posisi dari asteroid satelit di sekitar asteroid utama setiap saat. Tim melakukan pengamatan di saat terjadi okultasi asteroid Sylvia dengan sebuah bintang yang jauh.

Diperkirakan asteroid pendamping, Romulus dan Remus terbentuk dari serpihan asteroid Sylvia yang hancur akibat hantaman obyek antariksa lain. (LS, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Haumea, Planet Kerdil dengan Periode Rotasi Tercepat di Tata Surya

Ilustrasi planet kerdil (dwarf planet) Haumea mengorbit Matahari. Image credit: spaceinfo

Pada Maret 2003, sekelompok tim astronom yang dipimpin oleh astronom Mike Brown menemukan sebuah obyek antariksa yang ukurannya lebih kecil dari Pluto namun lebih besar dari asteroid di sekitar daerah Sabuk Kuiper di belakang orbit Pluto. Awalnya obyek itu diberi nama 2003 EL61 dan dinyatakan bahwa ia termasuk dalam obyek Sabuk Kuiper sampai akhirnya oleh International Astronomical Union diklasifikasikan kedalam kategori planet kerdil ke lima di tata surya setelah Ceres, Pluto, Eris, dan Makemake.

Ilustrasi bentuk Haumea dengan dua satelitnya, Namaka (kiri atas) dan Hi'iaka (kanan bawah). Image credit: SINC

Dari hasil pengamatan pada tahun 2005, ternyata planet kerdil 2003 EL61 atau yang sering disebut dengan Haumea, mempunyai dua satelit alam (bulan) yang diberi nama Hi'iaka dan Namaka. Untuk sekali mengorbit Matahari, Haumea membutuhkan waktu 285 tahun. Saat ini astronom masih kesulitan untuk mengukur tingkat massa dan kepadatan disebabkan jaraknya yang relatif jauh dari Bumi dan obyeknya yang kecil. Menurut pengematan mereka, Haumea memiliki besar sepertiga ukuran Pluto dengan diameter 1.960 km pada axis terpanjang dan 996 km di axis terpendek. Dalam menyelesaikan sekali periode rotasi, Haumea membutuhkan waktu 4 jam dan ini sekaligus mencatat rekor sebagai obyek dengan rotasi tercepat di tata surya. Periode rotasi yang cepat itu membuat ilmuwan berasumsi bahwa bentuk Haumea yang lonjong disebabkan oleh benturan yang terjadi sebagai akibat dari hantaman obyek antariksa lain yang menyebabkan Haumea berputar cepat dan membentuknya menjadi lonjong / elips. Akibat tabrakan itu juga yang membentuk dua satelit planet kerdil itu. Astronom menyatakan bahwa hampir seluruh struktur dari Haumea terdiri dari batuan.

Satelit terbesar Haumea, Hi'iaka membutuhkan waktu 49 hari untuk sekali mengorbit Haumea sedangkan satelit yang lebih kecil, Namaka memerlukan waktu 18 hari. Diperkirakan kedua satelit memiliki struktur yang didominasi oleh es. (SP, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Penelitian Terbaru, Lubang Hitam Ternyata Punya Rambut

Model lubang hitam oleh fisikawan Roy Kerr yang tanpa "rambut". Image credit: physorg

Menurut teori yang diungkapkan oleh fisikawan Roy Kerr pada tahun 1963, ia menyatakan bahwa model / gambaran sebuah lubang hitam adalah bersih dan tidak ada fitur mencolok dari sebuah lubang hitam kecuali lubang hitam itu sendiri. Hal inilah yang saat ini menjadi teori yang banyak diyakini. Gambar di atas adalah model lubang hitam menurut Roy Kerr.

Teori yang berbeda diungkapkan oleh Thomas Sotiriou, fisikawan dari International School for Advanced Studies (SISSA) yang menyatakan bahwa lubang hitam tidak mungkin seperti itu. Lubang hitam haruslah lebih "kotor". Mengacu pada model lama yang ada (model Roy Kerr), lubang hitam didefinisikan dalam dua kuantitas, yakni massa dan momentum sudut (kecepatan rotasi lubang hitam). Setelah hal pemicunya runtuh atau musnah (seperti bintang bermassa besar) maka ia akan runtuh ke dalam dan menghilang selamanya. yang tersisa hanyalah lubang hitam yang diam dan terlihat tenang dengan bagian tepi yang hampir tidak ada fitur spesifik. Massa dan momentum sudut samping terlihat sama.

Itulah yang menyebabkan fisikawan Thomas Sotiriou menyatakan tidak mungkin lubang hitam seperti itu. "Lubang hitam menurut perhitungan kami memiliki fitur yang mirip seperti rambut di tepinya," ungkap Thomas. Selain Thomas Sotiriou, ada fisikawan lain yang menyatakan hal serupa. Diantaranya adalah John Wheeler yang menyatakan bahwa lubang hitam memiliki rambut. Menurutnya massa dan momentum sudut hanyalah salah satu cara yang diperlukan untuk menggambarkan lubang hitam. "Meskipun model yang dibuat oleh Kerr "botak" yang sesuai dengan Relativitas Umum, tapi tidak sesuai dengan teori Einstein lainnya seperti teori tensor-scalar," tambah Thomas.

Model lubang hitam yang diusulkan fisikawan Thomas Sotiriou dan John Wheeler . Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: sciencedaily

"Inilah sebabnya mengapa kami membuat perhitungan baru yang memungkinkan kita untuk memfokuskan diri pada apa yang sebenarnya terjadi di sekitar lubang hitam yang diamati astrofisikawan. Oleh sebab itu perlu ditambahkan 'rambut' pada model lubang hitam Kerr." ungkap Thomas kembali. (SD, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Begini Cara NASA Berkomunikasi dan Mengendalikan Robot Curiosity di Mars

Robot penjelajah Mars, Curiosity. Image credit: astronaut

Mungkin kita penasaran bagaimana cara NASA untuk berkomunikasi dan mengendalikan robot penjelajah Mars (Mars rover) seperti Spirit, Opportunity, dan Curiosity yang letaknya jutaan km jauhnya dari Bumi. Jutaan km merupakan jarak yang sangat-sangat jauh dan sangat tidak bisa dibayangkan. Tapi sekali lagi, bagaimana cara NASA untuk menggerakkan robot-robot penjelajah itu?? Mari sama-sama kita cari tahu.

Sekali dalam sehari, gelombang radio dikirmkan oleh NASA dari ruang kontrol misi menuju ke robot penjelajah di Mars dan untuk sampai ke tujuan diperlukan waktu 13,8 menit agar gelombang radio itu bisa diterima robot penjelajah. Para insinyur NASA bertukar pesan dengan Curiosity setiap hari pada waktu yang telah ditentukan. Untuk sekali berotasi, Mars membutuhkan waktu lebih lama 37 menit dari Bumi. Sehingga untuk menyetakan waktu satu hari di Mars, mereka menyebutnya dengan "sol".

Pada jam 10 pagi waktu Mars setelah Matahari melewati cakrawalanyadan robot penjelajah telah berada dalam keadaaan siap, NASA mengrimkan paket data berisi perintah kepada robot penjelajah. Dalam hal ini robot penjelajahnya adalah Curiosity. Karena pagi di Mars tidak selalu bersamaan dengan pagi di Bumi, maka NASA menempatkan antena parabola raksasa di beberapa benua di dunia. Diantaranya di Gurun Mojave (California), Eropa (Spanyol) dan di Australia. Mereka menyebut kesemua sistem itu dengan istilah DSN (Deep Space Network).

Salah satu antena parabola DSN NASA yang terletak Gurun Mojave, California. Antena ini berdiameter 70 meter. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: silver-peak

Gelombang radio yang berisi paket perintah tadi dikirimkan dan berjalan selama 13,8 menit di luar angaksa sampai tiba dan diterima oleh Curiosity. Perintah yang diberikan tidak selalu harus bergerak atau berjalan, tapi perintah juga bisa berupa perintah menyekop, mengebor, mengambil sampel batuan, menganalisa sampel yang ada dan sebagainya. Cuiosity memiliki laboratorium mini yang memungkinkan untuk itu.

Sebelum nASA memerintahkan Curiosity untuk berjalan, terlebih dulu NASA membuat pencitraan berupa kondisi di sekitar rover dengan menggunakan kamera yang ada pada rover tersebut atau dengan mengambil citra dengan menggunakan wahana pengorbit seperti Mars Odyssey dan Mars Reconnaisance Orbiter. Citra itu kemudian dibuat model tiga dimensinya untuk menggambarkan kondisi di sekitar rover jangan sampai rover itu melintas di daerah yang berbahaya. Sebab NASA pernah mengalami hal buruk dengan rover Spirit dimana rover itu pada tahun 2009 terjebak dalam lubang pasir sehingga misinya harus berakhir.

Ketika dirasa jalur yang akan dilalui aman, NASA mengirim perintah berisi koordinat kepada Curiosity dan memerintahkannya untuk menuju koordinat itu. Curiosity sebenarnya sudah memiliki "kecerdasan buatan" dimana ia mampu menentukan jalur yang menurutnya aman untuk dilalui.

Terkadang insinyur NASA juga baru akan memberikan Curiosity perintah dalam beberapa hari kemudian. Nah selama menunggu perintah, insinyur NASA terus berkomunikasi dengan Curiosity sembari memerintahkannya untuk berhenti, tetap tenang, dan terus menunggu komunikasi sampai waktu yang telah ditentukan.

Curiosity memiliki pemancar transmiter dengan diameter sekitar 30 cm dan daya yang digunakan tidak lebih dari 25 watt. Untuk mengirimkan data yang didapat Curiosity ke Bumi, Curiosity akan terlebih dulu mengirimkannya pada wahana pengorbit Mars Odyssey dan Mars Reconnaisance Orbiter yang terus menerus mengorbit planet merah. Curiosity menunggu sampai wahana pengorbit melintas di atasnya sekitar pukul 3 sore dan 3 pagi waktu Mars. Data yang dikirmkan berupa foto, data ilmiah, dan sebagainya. Data yang bisa dikirim dalam sekali pengiriman bisa mencapai beberapa ratus megabit. Biasanya Curiosity mengumpulkan data itu selama satu minggu dan hanya sekali pengiriman dalam sehari semua data itu bisa di dapatkan.

Nah setelah tahu bagaimana cara kerjanya, maka bisa Anda bayangkan sendiri bagaimana NASA berkomunikasi dengan wahana yang lebih jauh seperti Voyager 1 dan 2 yang letaknya bermilyar-milyar km jauhnya dari Bumi. Luar Biasa !!! (NS, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Wahana Mars Express Temukan Tiga Lapisan Ozon di Mars

Ilustrasi wahana Mars Express sedang mengorbit Mars. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: ESA

Selama sepuluh tahun terakhir wahana ESA, Mars Express telah mengamati struktur atmosfer di planet Mars. Dan hasilnya ditemukan adanya tiga lapisan ozon yang terpisah dan masing-masing memiliki karakter tersendiri. Hasil dari pengamatan Mars Express kemudian dibandingkan dengan data hasil permodelan komputer dan didapat data yang menjelaskan bagaimana sirkulasi atmosfer dapat menciptakan lapisan ozon di atas kutub selatan planet tersebut.

Ozon atau O3 terbentuk dari gas oksigen yang memiliki tiga atom. Di permukaan Bumi ozon adalah sebuah polutan, tapi di atmosfer, ozon dapat melindungi Bumi dari sinar UV (ultraviolet). Tapi sayang molekul ozon ini mudah sekali ditembus oleh sinar UV dan oleh reaksi kimia dari hidrogen yang dihasilkan dari fotolisis (pembelahan) molekul air.

Pada sekitar tahun 1970-an tidak ada yang mengetahui apakah lapisan ozon juga ada diplanet lain selain Bumi sebelum akhirnya ozon juga ditemukan di planet Venus pada misi ESA's Venus Express dan di Mars oleh Mars Express.

Di planet Mars lapisan ozon lebih tipis 300 kali dari pada lapisan ozon Bumi tapi hal itu berbeda di beberapa tempat. Dengan menggunakan instrumen SPICAM UV Spectrometer yang melekat pada Mars Express di dapat fakta bahwa di Mars dua lapisan ozon berada pada ketinggian antara 30-60 km ditemukan di daerah utara planet itu pada musim semi dan panas saja. Sedangkan lapisan ketiga ditemukan berada di kutub selatan pada ketinggian 40-60 km hanya pada musim dingin saja.

Saat Mars berada pada perihelion dan lebih dekat 40 juta km dengan Matahari, mempengaruhi jumlah uap air di atmosfer sebab udara yang lebih hangat memiliki lebih banyak uap air. Hasilnya bisa mempengaruhi molekul hidrogen radikal yang bisa merusak lapisan ozon.

Reaksi fotolisis hanya bisa terbentuk pada ketinggian di atas 25 km, maka pada musim dingin beberapa molekul radikal penghancur ozone lebih banyak berada di belahan utara, maka di belahan selatan akan terbentuk lapisan ozon. Oleh sebab itu lapisan ozone Mars banyak terbentuk di bagian selatan.

SPICAM (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Mars) memungkinkan para ilmuwan untuk meneliti bagaimana cahaya Matahari menembus atmosfer Mars pada ketinggian yang berbeda-beda. Rencananya penelitian atmosfer Mars oleh wahana Mars Express masih akan terus dilanjutkan sampai akhir 2016. (MD, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More