InSight sedang bersiap-siap untuk mendarat di Mars. Pesawat ruang angkasa akan melakukan pendekatan dan pendaratan melalui metode yang dicoba dan benar, tetapi meskipun NASA telah melakukan aksi ini sebelumnya, puluhan hal harus berjalan tepat saat masuk, turun, dan mendarat (EDL) agar InSight tiba dengan selamat di permukaan Planet Merah.
Pada pukul 2:47 siang EST pada hari Senin, 26 November, pendarat InSight akan mencapai puncak atmosfer Mars, sekitar 125 kilometer (70 mil) di atas permukaan, bergerak dengan kecepatan 5, 5 kilometer per detik (12.000 mph). Perisai panas silika ablatif pesawat itu akan naik ke suhu lebih dari 1.500 derajat Celcius — cukup panas untuk melelehkan baja. Sekitar tiga setengah menit setelah masuknya atmosfer, pesawat ruang angkasa itu masih akan meluncur ke tanah dengan kecepatan supersonik. Sebuah parasut akan dipasang untuk mengurangi kecepatan sebanyak mungkin, perisai panas akan membuang, dan pesawat ruang angkasa akan mulai mencari tanah dengan radar. Sekitar enam menit setelah mencapai atmosfer, pendarat akan berpisah dari cangkang belakangnya — masih melaju sekitar 180 mph — dan menembakkan roket retronya untuk membawanya pulang dalam perjalanan, mendarat kira-kira satu menit kemudian.
Jika semuanya berjalan dengan baik — sementara para insinyur memantau layar kendali selama "tujuh menit teror, " tidak dapat mengarahkan pesawat yang jauh secara real-time - InSight akan beristirahat di Elysium Planitia pada hari Senin setelah Thanksgiving dan bersiap untuk mulai mempelajari seismologi dan panas internal Mars. NASA dapat menikmati kenyataan bahwa pendaratan seperti itu telah berhasil di masa lalu, tetapi ketika Anda mencoba mendaratkan pesawat jutaan mil jauhnya, tidak mungkin untuk mempersiapkan setiap kemungkinan.
(Emily Lakdawalla untuk Masyarakat Planet) Setiap kali pendaratan Mars mendekat, penggemar ruang angkasa mendapatkan banyak statistik. Sebelum pendaratan Curiosity, “lebih dari setengah dari semua misi Mars telah gagal.” Sebelum peluncuran ExoMars Eropa, “lebih banyak misi gagal daripada tidak: 28 gagal dibandingkan dengan 19 keberhasilan.” Setelah pengorbit ExoMars berhasil, tetapi pendaratnya tidak ( setidaknya, tidak sepenuhnya): "Dari sekitar selusin robot pendarat dan misi penjelajah yang diluncurkan ke Mars, hanya tujuh yang berhasil."
Statistiknya dramatis, tetapi cerita yang mereka sampaikan sedikit ketinggalan zaman. Ada serangkaian kegagalan yang spektakuler di bagian akhir abad ke-20 — Mars 96, Mars Observer, Mars Climate Orbiter, dan kerugian Mars Polar Lander masih terasa menyengat. Tetapi sementara Rusia belum pernah mencapai kesuksesan penuh di Mars, NASA, Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Organisasi Penelitian Antariksa India (ISRO) memiliki semua penyisipan orbit yang cukup banyak dipaku di Mars sejak Y2K. China, India, dan Jepang memiliki misi kedua mereka yang terikat Mars, dan Uni Emirat Arab merencanakan yang pertama, belum lagi ambisi beberapa entitas swasta.
Penyisipan orbit Mars telah menjadi relatif rutin di abad ke-21, tetapi pendaratan Mars masih merupakan beberapa misi luar angkasa paling sulit yang pernah dicoba. Dua pengorbit sukses ESA keduanya termasuk pendarat kecil yang tidak pernah terdengar dari setelah touchdown, meskipun pendarat Schiaparelli ExoMars mengembalikan data hampir sampai ke permukaan.
Tiga hal membuat pendaratan Mars jauh lebih sulit daripada pendaratan di bulan — atau pendaratan di Bumi. Pertama, tidak seperti bulan, Mars terlalu jauh bagi manusia yang terikat darat untuk berada di lingkaran selama upaya pendaratan. Waktu yang diperlukan untuk sinyal untuk melakukan perjalanan dari Mars ke Bumi dan kembali tidak pernah kurang dari sembilan menit dan biasanya jauh lebih lama, sehingga pada saat kita dapat mendengar dan menanggapi sinyal bahwa pesawat ruang angkasa kita telah mencapai puncak atmosfer, hasil akhirnya, dengan satu atau lain cara, telah terjadi.
Masalah kedua adalah atmosfer Mars. Ada terlalu banyak dan terlalu sedikit. Di Bumi, ketika astronot dan kapsul sampel kembali dari luar angkasa, kita dapat melindungi pesawat ruang angkasa di belakang perisai panas dan menggunakan gesekan masuknya atmosfer untuk memperlambat pesawat hipersonik ke kecepatan subsonik. Setelah bagian berapi selesai, kita bisa melontarkan parasut untuk mengurangi kecepatan dan hanyut ke touchdown yang lembut (atau, setidaknya, bisa bertahan) di darat atau air.
Atmosfer Mars cukup tebal untuk menghasilkan entri yang berapi-api, membutuhkan pelindung panas, tetapi terlalu tipis untuk parasut saja untuk memperlambat pesawat ruang angkasa yang masuk ke kecepatan pendaratan yang aman. Ketika Curiosity mencapai puncak atmosfer Mars pada 2012, ia melaju dengan kecepatan 5, 8 kilometer per detik (13.000 mph). Ketika perisai panas telah melakukan semua yang bisa dilakukannya, pesawat ruang angkasa itu masih meluncur ke tanah dengan kecepatan 400 meter per detik (895 mph). Parasut Curiosity dapat, dan memang, memperlambatnya, tetapi hanya sampai 80 meter per detik (179 mph). Memukul tanah dengan kecepatan itu tidak bisa bertahan, bahkan untuk robot.
Di dunia tanpa udara seperti bulan, perisai panas tidak diperlukan dan parasut tidak berguna bagi Anda. Tapi jangan takut, kami sudah memiliki teknologi untuk pendaratan di bulan sejak tahun 1960-an: bawa beberapa roket dan arahkan ke bawah, batalkan kecepatan pesawat.
Atmosfer membuat segalanya sedikit lebih rumit di Mars. Dengan menggerakkan udara sebagai faktor tambahan, angin yang tidak dapat diprediksi dapat menambah kecepatan horizontal yang sama tidak dapat diprediksi ke pesawat ruang angkasa yang menurun. Untuk alasan ini, daerah pendaratan di Mars diharuskan memiliki lereng regional yang rendah. Angin horisontal yang tinggi plus lereng yang tinggi bisa membuat pendarat jauh lebih jauh dari, atau lebih dekat ke, tanah daripada yang diharapkannya — dan situasi mana pun bisa menyebabkan bencana.
Ilustrasi pendarat InSight NASA akan mendarat di permukaan Mars. (NASA / JPL-Caltech) Jadi pendarat Mars membutuhkan tiga teknologi untuk mencapai permukaan: perisai panas, parasut dan retrorockets yang dapat digunakan secara supersonik. Misi Viking ke Mars pada pertengahan 1970-an disiapkan dengan meluncurkan parasut pada roket suborbital untuk memverifikasi bahwa mereka dapat mengembang tanpa merobek pada kecepatan yang lebih cepat dari suara. Semua pendaratan Mars yang sukses sejak saat itu (semuanya milik NASA) mengandalkan parasut dengan warisan Viking. Baru-baru ini, NASA telah bekerja pada upaya baru untuk mengembangkan teknologi perlambatan yang mampu mendaratkan pesawat ruang angkasa lebih berat daripada probe Viking — upaya yang pada awalnya tidak berhasil, menghasilkan parasut parut yang sangat besar. (Tes lebih baru telah bekerja lebih baik.)
Dengan mengingat semua ini, apa yang kita ketahui tentang apa yang salah untuk pendarat Mars yang baru saja gagal? Untuk mereka berdua — Mars Polar Lander dan Beagle 2 — kita hanya bisa berspekulasi. Pesawat ruang angkasa tidak memiliki kemampuan untuk mengirimkan data telemetri waktu-nyata ketika mereka turun. Kegagalan Mars Polar Lander mengajarkan NASA pelajaran penting: Jika kita ingin belajar sesuatu dari kegagalan kita, kita harus mengumpulkan data sebanyak mungkin hingga titik kegagalan. Sejak Mars Polar Lander menabrak permukaan pada akhir tahun 1999, setiap pendarat Mars kecuali Beagle 2 ESA telah mengirimkan data ke pengorbit yang merekam sinyal radio mentah untuk analisis di masa depan jika terjadi kegagalan.
Saat ini, ada banyak pengorbit di Mars, sehingga kita dapat melakukan lebih baik dari itu. Selalu ada satu pengorbit yang mendengarkan dan merekam setiap sinyal radio dari pendarat, kalau-kalau terjadi bencana. Dan biasanya ada pengorbit sekunder yang tidak hanya mendengarkan sinyal, tetapi menerjemahkannya dan menyampaikan informasi ke Bumi secepat perjalanan cahaya yang lambat akan memungkinkan. Transmisi data "pipa bengkok" ini telah memberi kita gambaran adrenalin, gambar real-time dari upaya pendaratan Mars.
Sebuah peta Mars, yang menunjukkan lokasi ketujuh pendaratan NASA yang berhasil bersama dengan lokasi pendaratan InSight di wilayah datar Elysium Planitia. (NASA) Ketika InSight mendarat, ia akan jatuh ke Mars Reconnaissance Orbiter untuk merekam telemetri untuk pembedahan di masa depan jika upaya tersebut gagal. Namun, untuk mendapatkan data pendaratan real-time, InSight telah membawa serta dua teman antariksa kecil: MarCO CubeSats, masing-masing hanya memiliki panjang sekitar tiga kaki. Pesawat ruang angkasa Mars Cube One adalah CubeSats antarplanet pertama. Jika pesawat itu berhasil, dunia akan mendapatkan laporan real-time tentang pendaratan InSight, dan robot ruang kecil akan membuka jalan untuk perjalanan masa depan, lebih kecil, lebih murah ke Mars.
Tapi untuk saat ini, semua mata tertuju pada InSight. NASA telah berhasil mendarat di Mars tujuh kali, dan sebelum bulan itu habis, badan antariksa akan berusaha membuatnya menjadi delapan.
Emily Lakdawalla adalah penginjil planet di The Planetary Society dan editor publikasi triwulanan masyarakat, The Planetary Report. Buku barunya adalah Desain dan Teknik Keingintahuan: Bagaimana Mars Rover Melakukan Pekerjaannya .
Desain dan Teknik Keingintahuan: Bagaimana Mars Rover Melakukan Pekerjaannya
Buku ini menggambarkan mesin paling kompleks yang pernah dikirim ke planet lain: Curiosity. Ini adalah robot satu ton dengan dua otak, tujuh belas kamera, enam roda, tenaga nuklir, dan sinar laser di kepalanya. Tidak seorang pun manusia yang mengerti bagaimana semua sistem dan instrumennya bekerja. Referensi penting ini untuk misi Curiosity menjelaskan rekayasa di balik setiap sistem di rover, dari jetpack-nya yang bertenaga roket hingga generator termoelektrik radioisotopnya hingga sistem penanganan sampel yang rumit dan rumit.
Membeli
