Tekanan atmosfer Mars kurang dari 1% dari Bumi, jadi wahana antariksa turun dengan keras. Eropa telah berusaha melakukan pendaratan lunak Mars sejak 2003. Bagaimana mereka berencana untuk berhasil.
Mars terlihat oleh orator Viking. Gambar melalui NASA / JPL / USGS
Oleh Andrew Coates, UCL
Eropa telah mencoba mendarat di Mars sejak 2003, tetapi tidak ada upaya yang berjalan sesuai rencana. Beberapa bulan yang lalu, demonstran pendarat ExoMars Schiaparelli jatuh ke permukaan planet, kehilangan kontak dengan induknya. Namun, misi itu sebagian berhasil, memberikan informasi yang akan memungkinkan Eropa dan Rusia untuk mendaratkan bajak ExoMars di Planet Merah pada tahun 2021.
Sekarang menteri penelitian Eropa akhirnya setuju untuk memberikan misi € 400 juta yang luar biasa yang dibutuhkan untuk melanjutkan. Banyak yang dipertaruhkan ketika penjelajah siap untuk secara unik mengebor di bawah permukaan Mars yang keras untuk mencari tanda-tanda kehidupan masa lalu, atau bahkan sekarang. Dengan usaha manusia yang terbaik, kita harus belajar, mencoba lagi, dan tidak menyerah. Sebagai pemimpin tim Panoramic Camera internasional di rover, yang antara lain akan memberikan permukaan geologis dan atmosfer untuk misi tersebut, saya adalah salah satu dari banyak ilmuwan yang bekerja sangat keras untuk membuatnya bekerja. PanCam adalah salah satu dari sembilan instrumen canggih yang akan membantu kami menganalisis sampel di bawah permukaan.
Alasan mengapa sangat sulit untuk mendarat di Mars adalah karena tekanan atmosfernya rendah, kurang dari 1% dari tekanan permukaan bumi. Ini berarti bahwa probe apa pun akan turun dengan sangat cepat ke permukaan, dan harus diperlambat. Terlebih lagi, pendaratan harus dilakukan secara mandiri karena waktu tempuh cahaya dari Bumi adalah tiga hingga 22 menit. Transmisi keterlambatan ini berarti kita tidak bisa mengarahkan proses cepat dari Bumi. NASA dan Rusia telah memiliki masalah mereka sendiri dengan pendaratan di masa lalu, sebelum keberhasilan spektakuler dengan misi AS Viking, Pathfinder, Spirit, Opportunity, Phoenix dan Curiosity.
Pelajaran yang dipetik
Upaya pertama Eropa untuk mendarat di Mars adalah dengan Beagle 2 pada hari Natal 2003. Sampai baru-baru ini kami melihat pendarat itu pada 19 Desember 2003 - dicitrakan segera setelah pemisahan dari induk Mars Express. Mars Express sendiri merupakan sukses besar, memasuki orbit pada 25 Desember tahun itu dan beroperasi sejak itu. Ini telah merevolusi pengetahuan kita tentang Mars dengan gambar stereo, pemetaan mineral, studi pelarian plasma dari atmosfer planet dan deteksi metana pertama.
Baru-baru ini, pendarat Beagle 2 dicitrakan oleh Mars Reconnaissance Orbiter NASA di permukaan - sangat menggoda untuk mencapai kesuksesan, dengan hanya satu dari empat panel surya yang tidak digunakan. Sayangnya, antena komunikasi berada di bawah panel vital itu, mencegah komunikasi dengan Mars Express dan Earth. Beagle 2 mungkin beroperasi setidaknya satu atau dua hari, dan mungkin telah mengambil panorama pertamanya dengan sistem kamera stereo kami dan cermin sembulannya.
Kemudian, pada 19 Oktober tahun ini, Schiaparelli mencoba mendarat. Menggunakan pelajaran yang dipetik dari Beagle, data rinci ditransmisikan selama penurunan, setelah pemisahan dari induk ExoMars Trace Gas Orbiter. Bagian-bagian awal berhasil - kita tahu bahwa ubin pelindung panas melakukan tugasnya saat memasuki atmosfer Mars yang tipis, dan bahwa parasut digunakan sesuai rencana.
Tapi kemudian, gerakan berputar yang tak terduga terdeteksi untuk alasan yang tidak diketahui, parasut dikeluarkan lebih awal dan roket retro ditembakkan secara singkat. Terlepas dari pengukuran altimeter dan kecepatan, komputer kontrol di atas menjadi bingung (jenuh) selama periode kedua dan berpikir bahwa Schiaparelli sudah mencapai permukaan. Sayangnya, pesawat itu masih setinggi 3,7 km, roket retro ditutup lebih awal dan Schiaparelli jatuh ke permukaan - berdampak pada lebih dari 300 km / jam. Lebih banyak pelajaran yang didapat, dengan cara yang sulit. Karena pengendali sekarang tahu persis apa yang salah, mereka menggunakan data yang dikirim untuk menentukan mengapa dan mencari tahu bagaimana menghindarinya terjadi lagi.
ExoMars close-up dari kawah besar tanpa nama di utara dekat khatulistiwa Mars. Gambar melalui ESA / Roscosmos / ExoMars / CaSSIS / UniBE
Sementara itu, Trace Gas Orbiter berhasil memasuki orbit Mars. Pekan lalu, ia mengirim gambar dan data menjanjikan pertama yang menakjubkan dari pertemuan dekat Mars pertamanya. Orbit terakhirnya akan menjadi orbit melingkar 400 km yang akan dicapai pada Maret 2018. Ini akan melibatkan proses pengereman yang rumit dan bebas bahan bakar yang disebut "aerobraking" (yang melibatkan menyeret pesawat ruang angkasa melalui bagian atas atmosfer untuk menggunakan gesekan dari molekul gas untuk memperlambatnya).
Misi wahana antariksa ini adalah untuk mengetahui lebih lanjut tentang jejak gas yang mengejutkan, termasuk metana. Metana seharusnya tidak ada di atmosfer Mars, karena dihancurkan oleh sinar matahari dalam puluhan hingga ratusan tahun, jadi pasti ada sumbernya di sana sekarang. Pilihan yang mungkin sama-sama menarik - bisa berupa aktivitas panas bumi atau bentuk kehidupan mikroba.
Mencari kehidupan
Penjelajah itu sendiri adalah permata di mahkota program ExoMars, yang direncanakan untuk diluncurkan pada tahun 2020 dan tiba pada tahun 2021. Ada persamaan dan perbedaan dengan sistem pendaratan sebelumnya, yang lagi-lagi akan menggunakan pelajaran yang didapat dari misi sebelumnya.
Rover memiliki bor unik yang akan mengumpulkan sampel hingga dua meter (6,6 kaki) di bawah permukaan Mars yang keras. Ini 40 kali lebih dalam dari yang direncanakan - penjelajah Curiosity hanya dapat mengebor lima sentimeter (2 inci). Di bawah inilah sinar ultraviolet dan radiasi lain dari matahari dan galaksi kita - yang berbahaya bagi kehidupan - dapat mencapai. Ini kemungkinan besar dari misi yang direncanakan untuk akhirnya menjawab pertanyaan apakah ada, atau bahkan, kehidupan di Mars.
Mars rover sedang diuji di dekat Observatorium Paranal. Gambar melalui ESO / G. Hudepohl
Situs pendaratan yang mungkin telah dipersempit oleh kendala teknis tetapi dari sejumlah kemungkinan tiga sekarang tetap - Oxia Planum, Mawrth Valles dan Aram Dorsum. Pada dua yang pertama ini, data dari orbit menunjukkan tanda-tanda tanah liat yang kaya air (phyllosilicate), dan yang terakhir termasuk saluran kuno dan endapan sedimen - tanda-tanda erosi air masa lalu. Opsi akan dipersempit lebih lanjut dalam beberapa bulan ke depan.
Misi ini adalah salah satu yang paling menarik dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Bersamaan dengan bulan Jupiter, Europa dan satelit Saturnus Enceladus, Mars adalah salah satu lokasi teratas untuk dilihat. Selain itu, kemajuan pengembangan perangkat keras adalah baik, dengan industri dan akademisi mendorong batas teknologi, mengejar kerja tim internasional yang diperlukan untuk membangun dan mengoperasikan misi, dan belajar bagaimana bekerja di kamar super bersih untuk menghindari mencemari Mars dengan spora terestrial.
Kami belajar dari masa lalu dan merencanakan masa depan. Eksplorasi ruang angkasa itu sulit, terutama di Mars, dan kita tidak boleh menyerah. Misi penjelajah ExoMars akan memainkan peran kunci secara internasional dalam eksplorasi Mars, dan menggunakan pelajaran dari masa lalu kita siap untuk menemukan jawaban untuk salah satu pertanyaan paling penting umat manusia - apakah kita sendirian di alam semesta? Penjelajah kami mungkin hanya menemukan jawabannya.