Logistik Rumit Menempatkan Penjelajah Manusia di Mars

Selama manusia melihat ke bintang-bintang, kami bermimpi untuk menjelajah dan mengunjungi tempat-tempat yang jauh ini. Dan tidak ada tempat yang menjadi sasaran spekulasi lebih dari Mars. Sekarang, kita akhirnya berada di tempat di mana impian manusia menginjakkan kaki di planet lain bisa menjadi kenyataan dalam hidup kita.

Kami memahami teknologi yang kami butuhkan untuk mengirim manusia ke Mars, dan kami juga memiliki pengalaman mengirimkan misi robotik ke sana. Jadi kapan kita akan melakukan lompatan raksasa berikutnya dan mengirim misi berawak ke planet lain untuk pertama kalinya? Dan apa yang diperlukan untuk mewujudkannya?

Kami berbicara dengan pakar luar angkasa Michael Hecht dari Massachusetts Institute of Technology, veteran Jet Propulsion Laboratory dan penyelidik utama dari instrumen pembuat oksigen MOXIE di penjelajah Perseverance, untuk memahami bagaimana kita pergi dari Bumi ke Mars — dan bagaimana kita akan mendapatkan sepatu bot di darat untuk pertama kalinya waktu.

Selalu 15 tahun lagi

Dengan banyaknya minat dalam eksplorasi Mars baru-baru ini, rasanya kita semakin dekat dari sebelumnya untuk benar-benar membawa manusia ke permukaan planet ini. Namun, itu juga merupakan tujuan yang tampaknya selalu berada di luar jangkauan.

Setelah misi Apollo tahun 1960-an dan 1970-an, banyak penggemar ruang angkasa berasumsi bahwa kami akan terus menjangkau dan menjelajah, dan beralih ke target eksplorasi berikutnya: Mars. Tetapi minat publik berkurang, dukungan untuk Apollo mengering, dan manusia tidak meninggalkan orbit Bumi sejak itu.

Dalam beberapa dekade berikutnya, banyak yang berspekulasi bahwa manusia akan menginjakkan kaki di Mars hanya dalam 15 tahun; bahwa mau tidak mau kita akan segera berakhir di planet merah. Namun rencana misi yang konkret dan serius untuk menempatkan manusia di Mars belum terwujud.

Kami memiliki teknologi untuk mewujudkan misi Mars berawak sekarang, dan minat terhadap topik ini semakin meningkat. Tetapi Hecht berpendapat bahwa komunitas luar angkasa, dan kita sebagai spesies secara keseluruhan, belum membuat komitmen finansial dan praktis yang serius untuk benar-benar mewujudkan misi. Jika kami memutuskan untuk melakukan ini, kami bisa. Tapi kita perlu membuat komitmen itu.

“Kita bisa mengejar Apollo,” kata Hecht. “Itu akan sulit, dan itu akan berbahaya. Tapi kita bisa melakukannya dengan lebih aman sekarang. Kita bisa pergi dulu, dan kita bisa pergi sekarang.”

Satu titik ajaib dalam siklus

Saat mencoba membayangkan seperti apa misi awak Mars, sebenarnya hanya ada satu cara praktis untuk pergi dari sini ke sana. Karena orbit Mars mengelilingi matahari, satu tahun di sana berlangsung kurang dari dua tahun Bumi. Mengizinkan waktu perjalanan, artinya jika Anda ingin melakukan perjalanan dari Bumi ke Mars, ada satu periode dalam siklus 26 bulan saat perjalanan itu paling mudah: Ketika kedua planet itu dekat dan sebuah roket dapat dikirim ke apa yang disebut transfer Hohmann orbit.

“Ada satu titik ajaib dalam siklus 26 bulan itu,” jelas Hecht. Ketika sebuah roket diluncurkan dari Bumi pada waktu yang tepat, ia dapat memotong orbit Mars pada saat yang sama dengan Mars. “Ini seperti berpindah jalur di jalan raya.”

Meskipun mungkin mengirim pesawat ke Mars menggunakan orbit lain, itu lebih sulit dan berbahaya, dan jauh lebih mahal. Jadi siklus 26 bulan ini memberi batasan praktis kapan kita bisa mengirim misi ke Mars. Itu sebabnya misi Mars sering diluncurkan pada waktu yang bersamaan, seperti tiga pesawat ruang angkasa yang diluncurkan pada musim panas 2020 - penjelajah Ketekunan NASA, misi Tianwen-1 China, dan misi Harapan UEA.

Dan ada peluang yang setara untuk kembali ke arah lain. Ini menempatkan kerangka pragmatis di sekitar seperti apa misi Mars berawak nantinya: Perjalanan enam atau tujuh bulan dari Bumi ke Mars, sedikit lebih dari satu setengah tahun di permukaan, dan enam atau tujuh bulan lagi akan datang kembali. Itu sekitar total misi tiga tahun.

Misi yang lebih lama dari biasanya

Durasi misi tiga tahun itu menimbulkan tantangan, karena ini adalah misi yang lebih lama daripada yang biasa kami kirimi orang. Misi ke bulan hanya berlangsung beberapa hari, dan rotasi awak di Stasiun Luar Angkasa Internasional biasanya berlangsung antara enam bulan dan satu tahun.

Memiliki orang di permukaan Mars selama sekitar 18 bulan memberi mereka kesempatan untuk melakukan sains dan eksplorasi yang serius, tetapi itu juga membawa risiko yang jauh lebih besar. Jika ada masalah dalam misi Mars, akan sangat sulit — jika bukan tidak mungkin — untuk mengirim bantuan atau perbekalan dari Bumi. Jika terjadi kesalahan, para astronot akan sendirian.

“Tidak seorang pun yang dekat dengan ini berada di bawah ilusi bahwa itu aman,” kata Hecht. Dari ancaman kesehatan akibat paparan radiasi risiko selama peluncuran dan pendaratan untuk masalah yang timbul yang Anda alami menghabiskan satu setengah tahun dalam kondisi sempit di mana Anda tidak bisa keluar tanpa pakaian antariksa: "Ini adalah usaha yang berisiko."

Itulah mengapa fokus perencanaan untuk misi berawak adalah mendapatkan sebanyak mungkin peralatan penting sebelum ada yang meninggalkan Bumi. Untuk meminimalkan risiko bagi astronot, Anda akan mengirim mesin dan peralatan ke planet selama jendela sebelumnya dalam siklus 26 bulan agar siap untuk kedatangan astronot. Anda perlu memastikan bahwa kebutuhan paling dasar para astronot, seperti oksigen dan air, sudah terpenuhi.

Proyek MOXIE Hecht adalah salah satu contoh jenis teknologi yang memungkinkan misi Mars berawak dan mengurangi risikonya. Ini adalah cara untuk menghasilkan oksigen dari karbon dioksida yang melimpah di atmosfer Mars, dan kecil versi teknologinya saat ini ada di dalam penjelajah Perseverance dan telah beberapa kali berhasil dijalankan sudah. Versi yang lebih besar dari teknologi ini dapat dikirim ke Mars bersama dengan tangki oksigen besar, yang dapat diisi dengan oksigen yang siap untuk kedatangan awak Mars.

Bulan ke Mars?

NASA berencana untuk kembali ke eksplorasi ruang angkasa manusia dengan misi Artemis yang akan datang ke bulan, dan agensi secara konsisten menyatakan bahwa salah satu alasan melakukan perjalanan ke bulan adalah untuk mempersiapkan misi berawak ke Mars.

Seperti yang dikatakan oleh mantan Administrator NASA Jim Bridenstine dalam sebuah laporan baru-baru ini, “NASA selalu mengarahkan pandangannya pada eksplorasi manusia di Mars. Sekarang dengan manusia kembali ke Bulan dalam empat tahun untuk membangun penjelajahan bulan yang berkelanjutan oleh akhir dekade ini, kita dapat melihat dengan jelas bahwa Bulan adalah batu loncatan penting menuju planet merah. Belajar untuk hidup dan bekerja di Bulan akan membawa kita semakin dekat ke lompatan raksasa berikutnya saat kita mencari kehidupan lebih jauh di tata surya.”

Namun, persisnya analogi misi bulan dengan misi Mars masih menjadi bahan perdebatan di komunitas antariksa. Beberapa berpendapat bahwa setiap eksplorasi ruang angkasa manusia akan membantu membangun pengetahuan, teknologi, dan prosedur yang akan bermanfaat dalam upaya masa depan — itulah yang Astronot Artemis Kjell Lindgren memberi tahu Digital Trends ketika kami mewawancarainya tentang tujuan misi Artemis.

Tetapi yang lain, seperti Hecht, skeptis tentang seberapa banyak yang dapat Anda pelajari tentang misi Mars dengan pergi ke bulan. “Saya berjuang untuk menemukan kesamaan di antara keduanya, sejujurnya,” kata Hecht. Dia mencontohkan perbedaan antara Mars dan bulan dalam hal durasi perjalanan, gravitasi dan debu lingkungan itu astronot akan menghadapi, ada tidaknya atmosfer dan bagaimana pengaruhnya terhadap pendaratan, dan sumber daya yang ada tersedia. "Aku hanya tidak melihatnya sebagai batu loncatan."

Mengenai Mars, Hecht berkata, “Saya rasa Anda tidak berlatih dengan pergi ke tempat lain. Tapi saya mengerti sudut pandang orang yang mengatakan bahwa pergi ke mana pun — tidak peduli apakah itu asteroid atau bulan — memberi kita pengalaman dalam beroperasi di luar Bumi.”

Bukan berarti orang-orang yang mendukung misi ke Mars menentang kunjungan ke bulan - umumnya para pendukung eksplorasi ruang angkasa mendukung lebih banyak misi dari segala jenis — agaknya jika kita ingin melakukan perjalanan ke Mars, kita harus berfokus pada Mars dan keunikannya tantangan.

Stasiun McMurdo untuk planet merah

Ada banyak pembicaraan tentang kota futuristik di Mars, dan tentang pengiriman ratusan atau bahkan ribuan orang untuk tinggal di sana dalam jangka panjang. Tetapi ide-ide yang dibuat-buat tidak mungkin terjadi dalam waktu dekat. Sebaliknya, visi yang lebih realistis adalah pos penelitian ilmiah, seperti pangkalan McMurdo di Antartika, dengan segelintir astronot menghabiskan waktu di sana dalam shift 18 bulan.

Sangat mungkin untuk mendirikan misi berawak pertama ke Mars dalam 20 hingga 25 tahun dan mendirikan pos penelitian di sana dalam beberapa dekade mendatang.

Meskipun mungkin saja misi semacam itu direncanakan dan dilaksanakan oleh satu negara, akan ada misi yang lebih kuat jika berbagai negara terlibat. Saat ini, NASA bekerja sama erat dengan badan antariksa lain seperti Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Jepang Space Agency (JAXA), tetapi ada perpecahan antara AS dan salah satu pemain terbesar dalam misi luar angkasa: China. Apakah badan-badan yang berbeda ini mau bekerja sama atau tidak dalam misi Mars di masa depan masih belum jelas.

“Mudah-mudahan, misi pertama [ke Mars] itu tidak hanya melibatkan NASA dan bukan hanya Amerika Serikat,” kata Hecht, “Mudah-mudahan itu akan melibatkan China juga, jadi tidak hanya ada satu titik kegagalan. Ini akan terus berlanjut jika salah satu mitra memutuskan untuk pergi ke tempat lain.”

Tidak hanya lembaga pemerintah yang terlibat dalam proyek ini. Perusahaan seperti SpaceX, Blue Origin, dan Boeing semuanya sangat terlibat dalam misi luar angkasa, dan Anda dapat mengharapkan mereka untuk terlibat sebagai subkontraktor atau bahkan manajer proyek dalam misi Mars di masa depan Sehat.

Mengapa pergi ke Mars?

Setiap kali subjek misi berawak ke Mars muncul, selalu ada orang yang keberatan dengan waktu dan uang yang diperlukan untuk usaha seperti itu dan berpendapat bahwa uang ini akan lebih baik dihabiskan untuk menyelesaikan masalah di sini Bumi. Dan tidak dapat disangkal, khususnya pada tahun lalu, kami telah melihat celah dalam sistem yang seharusnya mendukung kebutuhan dasar banyak orang, seperti perumahan, pendidikan, dan perawatan kesehatan.

Tapi, kata Hecht, kita tidak hanya menghabiskan uang untuk memenuhi kebutuhan dasar hidup. Dia menggambarkan dengan panik mencoba mengumpulkan dana $ 1 juta untuk memasang peralatan ilmiah baru di Mars, dan menyalakan TV untuk melihat iklan yang diputar selama Super Bowl. Biaya setiap tempat 30 detik bisa membayar peralatannya beberapa kali lipat.

“Kami menghabiskan uang untuk segala macam hal konyol seperti iklan Super Bowl,” katanya. “Dan banyak sekali dari mereka yang berhubungan dengan kenikmatan hidup dan kepuasan pribadi kita - apakah itu olahraga, apakah itu perpustakaan, apakah itu seni, apakah itu musik, apakah itu taman. Kami akan menjadi alasan yang sangat buruk bagi masyarakat jika satu-satunya hal yang kami habiskan untuk uang adalah makanan dan tempat tinggal.

Dalam hal eksplorasi ruang angkasa, kita memiliki kesempatan untuk mengajar dan menginspirasi, dan, mungkin yang paling penting, untuk memahami lebih banyak tentang alam semesta dan tempat kita di dalamnya. Jika kita ingin menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam hidup: Dari mana kita berasal dan apakah kita sendirian di alam semesta — maka kita perlu menjelajah ke luar planet kita dan menjelajah.

Apa yang kita pelajari dari eksplorasi

Banyak pendukung eksplorasi Mars akan berpendapat bahwa kita harus melakukan perjalanan ke Mars karena ada hal khusus yang dapat kita pelajari tentang Bumi di sana. Dari belajar beberapa batuan tertua di tata surya untuk belajar tentang pembentukan bumi untuk mempelajari iklim untuk mendapatkan wawasan tentang masalah mendesak perubahan iklim, ada banyak cara agar penemuan yang dibuat di Mars dapat meningkatkan kehidupan di Bumi ini.

Namun bagi Hecht, mencoba membenarkan misi luar angkasa dengan cara ini “terbang di hadapan sejarah. Dalam arti ya, selalu ada manfaat nyata [untuk eksplorasi]. Tapi kami belum pandai memprediksi mereka. Itulah yang luar biasa tentang itu. Anda pergi dan menjelajahi tempat baru dan Anda mempelajari sesuatu yang tidak pernah Anda harapkan untuk dipelajari.

Kami tidak tahu apa yang akan kami temukan dari Mars sampai kami pergi ke sana. Itu selalu benar untuk penemuan ilmiah - dari penemuan penisilin atau sinar-X yang tidak disengaja hingga cara itu teknologi yang dikembangkan untuk misi bulan Apollo menyebabkan mesin dialisis ginjal yang lebih baik dan peralatan pelindung yang lebih baik untuk petugas pemadam kebakaran.

Dan di luar keuntungan pragmatis untuk mengembangkan teknologi dan pengetahuan ilmiah, ada dorongan yang lebih dalam untuk dijelajahi. “Mengejar pengetahuan itulah yang menjadikan kita manusia,” kata Hecht.

“Kami telah melakukan ini sejak pertama kali kami membenturkan dua batu bersamaan. Kami mengejar ilmu. Dan penjelajahan tempat-tempat baru — itulah mengapa tidak ada sudut dunia yang belum diinjak manusia, termasuk dasar lautan. Itulah yang kami lakukan.”

Rekomendasi Editor

• Komunikasi kosmik: Bagaimana manusia pertama di Mars akan berkomunikasi dengan Bumi
• Astropsikologi: Cara tetap waras di Mars
• Pembangkit listrik di planet lain: Bagaimana kita akan menghasilkan listrik di Mars
• Memanen hidrasi: Bagaimana pemukim masa depan akan membuat dan mengumpulkan air di Mars
• Astroagriculture: Bagaimana kita menanam tanaman di Mars