Lima puluh tahun yang lalu bulan ini, misi Apollo 8 NASA memungkinkan mata manusia untuk melihat sisi jauh Bulan secara langsung untuk pertama kalinya. Tanah yang penuh kawah yang dilihat oleh para kru saat mereka memutari Bulan benar-benar tersembunyi sampai tahun 1959, ketika misi Soviet Luna 3 mentransmisikan gambar hitam dan putih dari lanskap abu-abu, menganggur dan hampir tidak berubah selama miliaran tahun. Tapi bab selanjutnya dari eksplorasi di tanah yang tak terlewati ini diharapkan akan menendang sedikit debu bulan yang sudah lama ada.
Hari ini, roket Long Long Cina 3B lofted sebuah pesawat ruang angkasa yang akan mencoba pendaratan lembut pertama di sisi jauh bulan: Chang'e-4. Pesawat itu diperkirakan melakukan pendaratan sekitar 1 Januari dan 3 Januari setelah pelayaran lima hari ke Bulan, penyisipan orbit bulan, dan beberapa koreksi kursus dalam persiapan untuk matahari terbit di atas lokasi pendaratan yang diperkirakan di kawah Von Kármán pada akhir Desember.
Sejak memulai proyek bulan pada awal 2000-an, Cina telah maju pesat untuk menjadi satu-satunya negara yang memiliki tanah lunak (sebagai lawan dari dampak yang sengaja) apa pun di Bulan sejak misi pengembalian sampel Luna Luna 24 pada tahun 1976. Setelah berhasil meletakkan robot pendarat Chang'e-3 dan penjelajah di Mare Imbrium pada Desember 2013, China menjadi hanya negara ketiga yang mencapai pendaratan di bulan. Keberhasilan tersebut memungkinkan negara untuk menggunakan kembali pesawat ruang angkasa cadangan yang diproduksi pada saat yang sama untuk misi yang lebih ambisius.
Pada 2015, Cina mengumumkan bahwa pesawat ruang angkasa Chang'e-4, pendarat dan penjelajah kecil, akan digunakan untuk misi perintis untuk mendarat di sisi jauh Bulan — suatu prestasi yang belum pernah dicoba karena kompleksitasnya.
Gambar pendaratan Chang'e-3 di permukaan Bulan diambil oleh penjelajah kecil, Yutu, yang digunakan pendarat setelah mendarat. (Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok / Administrasi Antariksa Nasional Tiongkok / Pusat Sains dan Aplikasi untuk Eksplorasi Bulan dan Ruang Dalam) Pesawat ruang angkasa, dengan massa gabungan hampir empat metrik ton, akan membawa delapan instrumen dan muatan sains. Alat-alat ini akan digunakan dalam percobaan radio frekuensi rendah, mengambil keuntungan dari sisi radio-quiet unik, dilindungi oleh Bulan dari hiruk-pikuk sinyal radio terestrial. Eksperimen sains pada Chang'e-4 juga akan menyelidiki interaksi partikel angin matahari dengan permukaan bulan, melakukan analisis geologi dari tanah dan melakukan studi mineralogi regolith dan batuan.
Bergabung dengan perjalanan akan menjadi eksperimen biosfer bulan pertama, yang dirancang oleh mahasiswa di universitas di seluruh China, yang terdiri dari tabung berisi telur cacing sutra, biji kentang, dan Arabidopsis — tanaman berbunga yang digunakan secara luas dalam penelitian ruang angkasa. Dengan air, udara, dan nutrisi untuk organisme, para ilmuwan akan mempelajari respirasi dan fotosintesis kehidupan pertama untuk berlayar ke permukaan sisi jauh.
***
Mendarat dan mengoperasikan pesawat ruang angkasa di sisi jauh Bulan sangat menantang berkat fenomena penguncian pasut. Pengaruh gravitasi bumi telah, dari waktu ke waktu, memperlambat periode rotasi Bulan untuk menyamakan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan orbit di sekitar Bumi. Akibatnya, sisi Bulan yang sama selalu menghadap kita di tanah. Untuk mengirim perintah ke pihak lain, misi seperti Chang'e-4 membutuhkan beberapa solusi komunikasi yang inovatif.
Untuk menghubungi pesawat ruang angkasa selama dan setelah pendaratan, Cina meluncurkan satelit relay bernama Queqiao pada bulan Mei dengan antena parabola besar. Satelit diposisikan dalam orbit halo pada titik stabil sekitar 65.000 hingga 85.000 kilometer di luar Bulan, yang dikenal sebagai Titik Lagrange Bumi-Bulan kedua. Dari tempat ini, Queqiao menikmati garis pandang konstan dengan stasiun darat dan stasiun pendaratan Chang'e-4.
Gambar pertama yang pernah diambil dari sisi jauh Bulan, mengungkapkan fitur permukaan yang berbeda secara signifikan dari sisi dekat. Gambar diambil oleh pesawat ruang angkasa Soviet Luna 3 pada 7 Oktober 1959. (Public Domain) Tetapi upaya ekstra untuk sampai ke sana harus sepadan. Misi ini tidak hanya memungkinkan pengamatan ruang tanpa gangguan elektromagnetik dari Bumi, tetapi sisi jauh bulan juga menjanjikan wawasan tentang sejarah dan evolusi Bulan dan Bumi. Selama beberapa dekade, para ilmuwan sangat ingin menyelidiki daerah luas yang dikenal sebagai Cekungan Kutub Selatan-Aitken (SPA), yang membentang dari Kutub Selatan hingga kawah Aitken.
Cekungan SPA berdiameter sekitar 2.500 kilometer dan kedalaman 12 kilometer, menjadikannya salah satu kawah benturan terbesar dan tertua di tata surya. Tanah di daerah ini dapat berisi material yang terpapar dari mantel bulan yang lebih dalam, yang didorong ke permukaan selama miliaran tahun yang lalu. Dan mengingat banyak astronom percaya bahwa Bulan terbentuk dari bahan yang sama dengan Bumi, cekungan SPA berpotensi memberikan informasi tentang seperti apa bentuk proto-Bumi, tepat setelah tabrakan berteori yang membentuk Bulan. Beberapa saat setelah tabrakan itu, kehidupan berakar, dan sisi jauh Bulan dapat menambahkan beberapa potongan ke teka-teki itu.
Situs pendaratan, meskipun tidak secara resmi dikonfirmasi, dipahami sebagai lantai selatan kawah Von Kármán. Bradley Jolliff, Profesor Bumi dan sains planet di Universitas Washington di St. Louis, mencatat bahwa situs yang dipilih dalam Von Kármán relatif mulus karena aliran lahar kuno, menawarkan pendaratan yang lebih aman.
Meng Zhiguo, seorang profesor di Sekolah Tinggi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Geoexploration, Universitas Jilin, dan rekan penulis makalah tentang situs pendaratan calon Chang'e-4, secara khusus tertarik pada wawasan yang memungkinkan yang dapat ditawarkan misi ke dalam komposisi sisi jauh bulan dimungkinkan oleh dua spektrometer terbang di pesawat ruang angkasa, Spektrometer Pencitraan Yang Terlihat dan Hampir-Inframerah (VNIS) dan Spektrometer Frekuensi Rendah (LFS).
"Komposisi lantai kawah dengan basal kuda akan memberikan bukti langsung tentang vulkanisme kuda dari sisi jauh bulan, yang berguna untuk lebih memahami perbedaan vulkanisme kuda antara sisi dekat dan sisi jauh, " kata Meng.
Penjelajah kecil, Yutu (artinya Kelinci Giok dalam bahasa Cina), setelah dikerahkan dari pendarat Chang'e-3. (Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok / Administrasi Antariksa Nasional Tiongkok / Pusat Sains dan Aplikasi untuk Eksplorasi Bulan dan Ruang Dalam) Sisi dekat permukaan bulan memiliki banyak dataran basaltik luas yang dikenal sebagai maria. Setiap kuda diciptakan oleh letusan gunung berapi di masa lalu yang jauh, dan mereka dapat dilihat sebagai daerah datar gelap dengan mata telanjang. Namun sisi jauh memiliki maria yang relatif sedikit. Lansekap unik Chang'e-4 akan menghadapi tantangan tambahan dalam memilih situs dan melaksanakan pendaratan.
Misi ini juga dapat memajukan pemahaman kita tentang pembentukan tubuh berbatu dan pengembangan lapisan seperti kerak, mantel dan inti. "Komposisi mungkin berasal dari kedalaman berbeda dari lapisan dangkal Bulan, " kata Meng, "yang penting untuk memahami prosedur sejarah samudera magma bulan dan hipotesis diferensiasi global, " (yang merupakan hipotesis bahwa proto-Bumi bertabrakan dengan benda seukuran Mars yang dikenal sebagai Theia, meninggalkan sistem Bumi-Bulan terbentuk dari puing-puing).
***
Sayangnya, kata Jolliff, salah satu alasan utama untuk mengunjungi daerah Bulan ini tidak akan ditangani. "Tujuan sains lama yang sudah lama menjadi misi dari misi ke lembah SPA adalah untuk menentukan usia dan komposisi bahan-bahan asli yang terkena dampak, yang berpotensi mengandung batuan yang digali sangat dalam dari dalam Bulan, mungkin mantelnya, " katanya. . "Sayangnya, misi CE-4 tidak dilengkapi untuk mengatasi masalah ini, juga tidak akan pergi ke lokasi yang sangat baik di SPA untuk mengatasi masalah ini."
Jenis misi yang benar-benar dapat memberikan gambaran tentang apa sisi jauh dibuat akan membutuhkan pengembalian sampel. Jolliff telah mengusulkan misi pengembalian sampel cekungan SPA seperti itu melalui program NASA Front Frontiers, tetapi sampai sekarang, belum ada misi semacam itu yang disetujui untuk pendanaan.
Cina sedang mempersiapkan pengembalian sampel bulan di sisi dekat dengan Chang'e-5, yang direncanakan akan diluncurkan sebelum Chang'e-4 pada November 2017. Namun, peluncuran yang gagal pada bulan Juli tahun Long Long 5 Maret — a roket angkat berat diperlukan untuk muatan yang lebih besar — telah menunda misi hingga akhir 2019 paling awal.
Jika semuanya berjalan baik dengan penerbangan Chang'e-5 ke wilayah Mons Rümker di Oceanus Procellarum, cadangannya, Chang'e-6, dapat mencoba sampel kembali di sisi jauh bulan, atau mungkin di kutub selatan Bulan, di awal tahun 2020-an. Perluasan rencana eksplorasi robot bulan China mengarah ke tujuan yang didukung Jolliff dan yang lainnya, tetapi untuk misi hari ini, ini semua tentang mempertahankan pendaratan.
“Saya akan menekankan pentingnya pendaratan sisi jauh, sesuatu yang tidak dilakukan oleh negara-negara penjelajah luar angkasa lainnya. Menjalankan perintah dan kontrol misi dari Bumi, dari jarak jauh melalui satelit komunikasi, jelas merupakan batu loncatan untuk program luar angkasa Tiongkok, ”kata Jolliff, mencatat bahwa Chang'e-5 akan segera menyusul setelahnya. "Misi ini berlangsung dalam suksesi yang cepat, dan itu juga menunjukkan tekad program ini untuk bergerak maju menuju tujuan akhir yaitu menempatkan astronot Cina di permukaan bulan."
Bagian dari sisi jauh bulan, dicitrakan oleh awak Apollo 8 pada 24 Desember 1968. (NASA) Saat Cina bersiap untuk tiga misi ke permukaan Bulan dalam sekitar setengah dekade ke depan, negara ini kemungkinan akan menjadi pemimpin global yang signifikan dalam eksplorasi bulan. Meng mengatakan bahwa data dari misi Chang'e-4 akan tersedia bagi para ilmuwan di luar China, dan wahana antariksa tersebut membawa instrumen dari Jerman dan Swedia sebagai bagian dari kemitraan internasional yang mencakup Belanda dan Arab Saudi.
"Keberhasilan penyelesaian misi ini akan menjadikan Cina sebagai pemimpin dalam eksplorasi internasional Bulan, " kata James Head, seorang profesor Ilmu Geologi di Brown University. "[Mereka] telah menawarkan penggunaan infrastruktur satelit relay mereka kepada komunitas luar angkasa internasional".
Misi bulan China berada di depan gelombang minat baru di tetangga selestial kami, dengan NASA, Badan Antariksa Eropa, Rusia dan India semua bekerja menuju berbagai misi robot dan kru di tahun-tahun mendatang. Namun, rencana China sedang mengambil bentuk yang pasti, dengan peluncuran sebelumnya hari ini, dan rencana sudah dalam pengerjaan untuk Chang'e-7, seorang demonstran teknologi untuk menguji kelayakan tujuan jangka panjang, seperti pemanfaatan sumber daya es air secara in-situ atau logam.
“Setiap misi baru ke Bulan memberikan kejutan, kata Head. "Chang'e 4 tidak hanya akan menjadi pencapaian teknis yang monumental, tetapi tidak diragukan lagi akan membawa penemuan dan kejutan baru."
Andrew Jones adalah seorang jurnalis yang melaporkan program luar angkasa China, menulis untuk SpaceNews, Gbtimes dan berkontribusi blog tamu di Planetary Society. Dia berbasis di Finlandia.
