Eksplorasi luar angkasa memiliki akar yang hampir sama dengan kemanusiaan itu sendiri. Manusia sebenarnya selalu memiliki rasa ingin tahu terhadap langit dan kejadian-kejadian astronomi, berusaha seiring berjalannya waktu untuk memberikan interpretasinya dan menggunakan langit sebagai instrumen.
Titik balik dalam studi kosmos dan eksplorasinya terjadi pada tahun 1957 dengan peluncuran satelit pertama Uni Soviet di luar angkasa, Sputnik, yang membuka jalannyaeksplorasi ruang angkasa manusia dan robot.
Langkah maju yang besar dari peristiwa ini sebagian besar disebabkan oleh konteks sejarah, Perang Dingin, di mana terdapat persaingan yang kuat antara Amerika Serikat dan Uni Soviet. Dalam hal ini, eksplorasi ruang angkasa dipicu oleh pergulatan antara dua negara adidaya, sehingga pada periode ini disebut perlombaan luar angkasa.
Selama fase pergolakan pertama ini, primata dalam perlombaan luar angkasa terbagi antara Amerika Serikat dan Uni Soviet, di manaUni Soviet mengklaim peluncuran manusia pertama di luar angkasa, Yuri Gagarin, pada tahun 1961 dan terbang lintas bulan pertama dengan satelit Luna pada tahun 1953 sedangkan Amerika Serikat mereka mengizinkan manusia berpose untuk pertama kalinya menginjakkan kaki di tanah bulan dengan Neil Armstrong pada tahun 1969. Peristiwa terakhir dan penting ini meredakan konflik di bidang luar angkasa dan selanjutnya, menjelang akhir Perang Dingin, dimulailah periode stasis dan pengurangan dana yang dialokasikan untuk eksplorasi ruang angkasa di mana fokusnya lebih pada eksplorasi. seluruh Tata Surya untuk tujuan ilmiah dan di mana kolaborasi internasional pertama dimulai.
Gambar 1: Representasi komparatif dari Apollo Command and Service Module (NASA) dan pesawat ruang angkasa Soyuz (ROSCOSMOS).
Saat ini, ruang angkasa menjadi elemen protagonis dan penting bagi perekonomian dan pembangunan seluruh planet dengan kehadiran satelit yang ditujukan untuk penggunaan yang paling beragam, seperti observasi Bumi, komunikasi dan sains, dan konteksnya, seperti militer, sipil atau komersial. .
Tata Surya dan komponennya
Oleh karena itu tentu berguna untuk memahami secara singkat bagaimana struktur Tata Surya kita agar dapat lebih memahami peluang apa yang ada dan langkah selanjutnya yang harus diambil.
Oleh karena itu, dalam artikel ini kita akan mempelajari lebih dalam karakteristik ilmiah dari beberapa objek menarik di Tata Surya kita dan beberapa teknologi yang digunakan untuk mempelajarinya.
Tata Surya cukup kuno, terbentuk sekitar 4.5 miliar tahun yang lalu dari awan gas yang sangat dingin yang runtuh dengan sendirinya. Letaknya di bidang Bima Sakti, galaksi spiral yang menampungnya, 8 kpc (sekitar 200 juta miliar kilometer) dari pusatnya.
Tata Surya adalah objek yang kompleks, terdiri dari 8 Planet dan beberapa objek yang lebih kecil, seperti bulan dan asteroid, disatukan oleh gravitasi Matahari. Matahari sebenarnya adalah colante sistem kita, terletak kira-kira di tengahnya dan bertindak sebagai pusat revolusi semua benda yang mengorbit di sekitar kita. Orbit planet-planet sebenarnya berbentuk elips dan hal ini penting untuk memahami cara terbaik mengatur pergerakan kendaraan antara satu objek dan objek lainnya dalam Sistem.
Planet-planet penyusun Tata Surya terbagi menjadi Planet Terestrial, Merkurius, Venus, Bumi dan Mars, e Planet Yovian, Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.
Gambar 2: Representasi skema Tata Surya beserta objek-objeknya dan jaraknya.
Bulan
Objek yang paling mudah dijelajahi dan menjadi protagonis perlombaan luar angkasa adalah satelit alami Bumi, Bulan.
Jarak Bumi-Bulan setara dengan 356400 km pada perigee (titik terdekat dengan Bumi) dan 406700 km pada apogee (titik terjauh dari Bumi). Ia mempunyai gerak revolusi mengelilingi bumi yang satu revolusinya disebut bulan sideris dan berlangsung sekitar 27 hari sedangkan gerak rotasinya sendiri sama dengan durasi bulan sideris, oleh karena itu menjadikan gerak Bulan mengelilingi bumi. bumi a rotasi sinkron. Keunikan dari jenis rotasi ini adalah dengan cara ini Satelit kita selalu menghadapkan wajah yang sama ke arah Bumi.
Kehidupan di Bumi selalu dipengaruhi oleh kehadiran Bulan, yang berperan dalam perjalanan waktu melalui Bulan fase bulan bahwa selama navigasi dengan kehadiran pasang.
Bulan saat ini tidak memiliki medan magnet seperti Bumi dan memilikisuasana yang sangat jernih, permukaannya sebenarnya dipenuhi kawah akibat tumbukan asteroid yang, berkat sifat satelit kita, tetap ada jutaan tahun kemudian. Permukaan bulan biasanya terbagi menjadi lautan, yang ditandai dengan aliran lava yang sekarang mendingin, dan dataran tinggi. Selain itu, tanahnya terdiri dari regolit bulan, lapisan puing-puing seperti debu, dan dari breksi, atau material berbatu yang terbentuk selama tumbukan meteorit.
Regolit bulan inilah yang memungkinkan kita mempelajari komposisi permukaan bulan dan bukan hanya karena tidak adanya atmosfer dan medan magnet, aktivitas matahari juga dapat dipelajari berdasarkan atom-atom yang diendapkan oleh angin matahari dan keberadaannya. sinar kosmik. Tanah bulan terdiri dari apa yang disebut KREEP, yaitu potasium (K), tanah jarang (dalam bahasa Inggris elemen tanah jarang REE) dan fosfor (P) sedangkan unsur yang paling umum kita miliki adalah Kalsium dan Aluminium di dataran tinggi, sedangkan di lautan yang didominasi basaltik kita memiliki Besi dan Titanium.
Salah satu material paling menarik yang bisa kita temukan di permukaan bulan adalahHelium-3 (3He), sebuah isotop yang sangat penting karena dapat digunakan dalam reaksi fusi nuklir dan khususnya bagaimana bahan bakar untuk perjalanan luar angkasa. Keuntungan penggunaan isotop helium khusus ini terletak pada produksi satu neutron yang dapat dengan mudah dicegat selama proses fusi dan oleh karena itu akan membantu memecahkan salah satu masalah utama mengenai fusi nuklir, yaitu produksi energi. neutron dari bagian reagen yang terlibat yang menyebabkan pengayaan bahan di sekitarnya dan peluruhan radioaktif selanjutnya.
Alasan penggabungan a 3Ia belum diterapkan di Bumi karena kelangkaan isotop ini di Planet kita. Faktanya, sebagian besar diangkut oleh angin matahari dan tidak dapat disimpan di Bumi karena adanya magnetosfer yang melindungi permukaan bumi dari sebagian besar radiasi matahari. Jumlah total 3Beratnya di permukaan bulan diperkirakan sama dengan 6.50 × 10^8 kg, sekitar empat kali lipat lebih besar dari jumlah yang ditemukan di Bumi.
Bulan, sebagaimana dijelaskan, merupakan benda luar angkasa pertama yang dijelajahi manusia karena aksesibilitasnya yang relatif mudah dibandingkan objek lain di Tata Surya. Eksplorasi satelit saat ini masih jauh dari selesai dan beberapa misi sedang dilakukan atau dalam persiapan. Misi India Chandrayan 3 baru-baru ini berhasil melakukan pendaratan Lander pada 23 Agustus 2023 di kawasan Kutub Bulan Selatan. Keberhasilan ini menjadikan India negara keempat yang mencapai tanah bulan, setelah pencapaian bersejarah Uni Soviet dan AS serta pendaratan pendarat Tiongkok. Perubahan 3 di 2013.
Berkenaan dengan proyek-proyek di masa depan, perhatian khusus diberikan pada: akord artemis, ditandatangani oleh beberapa negara dan dipimpin oleh Amerika Serikat, yang berencana mengembalikan astronot ke tanah bulan dan membangun stasiun bulan yang mengorbit.
Mars
Mars mewakili target penting lainnya untuk eksplorasi Tata Surya.
Ini adalah Planet keempat Tata Surya dan oleh karena itu merupakan Planet berbatu terjauh dari Matahari. Selain itu, ia adalah salah satu benda di Tata Surya yang paling dikenal dan menjadi target misi ilmiah serta eksplorasi manusia dan robot.
Dimensi Mars lebih kecil dari Bumi, radius Planet sebenarnya sekitar 53% lebih kecil dari Bumi dan massanya sekitar 11% serta memiliki dua satelit yang relatif kecil bernama Phobos dan Deimos. Permukaan Mars hampir seluruhnya tertutup lapisan halus bubuk merah, karena adanya oksida besi dan besi hidroksida (Fe(OH3)), memberikan Planet warna merah khas yang dapat dilihat pada pengamatan cahaya tampak dan memiliki dimensi kurang dari 5 μm.
L 'suasana Itu terdiri dari 95% CO2, bersama dengan 2% nitrogen dan 0.1-0.4% oksigen dan secara signifikan lebih dijernihkan daripada Bumi karena perbedaan ukuran kedua Planet yang tidak memungkinkan Mars memiliki gravitasi yang cukup untuk menahan partikel yang lebih ringan. Tergantung pada musim, permukaannya mungkin tersapu duapuluh yang mencapai kecepatan hingga 100 m/s selama musim dingin sedangkan selama musim panas rata-rata sekitar 10 m/s.
La suhu di tingkat permukaan suhunya juga bervariasi tergantung musim tetapi umumnya berkisar antara 140 K hingga 240 K.
Beberapa tetesan air halus juga tersebar di atmosfer tetapi dalam jumlah yang sangat kecil dibandingkan dengan banyaknya unsur lainnya. Kehadiran sejumlah kecil air di atmosfer diatur oleh pencairan dan pengerasan lapisan kutub bumi selama musim. Faktanya, tutupnya menjebak hampir semuanyaair hadir di Mars dan diperkirakan es yang ada di sana memiliki ketebalan sekitar 20 m. Keberadaan air juga disimpulkan setelah pengamatan pertama dari Bumi karena konformasi permukaan, karena terdapat fenomena erosi yang disebabkan oleh keberadaan air pada zaman dahulu. Saat ini, air yang ada di dalam tanah telah menguap dan diyakini ada kemungkinan terdapat lapisan es di bawah tanah yang belum mengalami fenomena penguapan. Meski demikian, fenomena penguapan air di Mars masih menjadi fenomena misteri yang belum terpecahkan.
Planet Mars adalah salah satu objek paling terkenal di Tata Surya karena beberapa misi terkonsentrasi untuk mempelajari Planet ini, baik di permukaan tanah, melalui penjelajah, dan melalui wahana yang mengorbit. Relevansi sejarah tertentu adalah program NASA Pelaut, yang pada tahun 1965 dan 1968 masing-masing mengizinkan penerbangan lintas pertama ke planet ini dan pemasangan satelit yang mengorbit pertama, dengan misi Mariner 9.
Berbagai misi eksplorasi Planet saat ini sedang aktif, dimulai dari programnya NASA Mars 2020 yang pada tahun 2020 menghadirkan rover Perseverance dan drone Ingenuity ke dalam program tersebut ExoMars dipimpin oleh ESA hadir dengan pengorbit dan pendarat hingga program Tiongkok dan Emirates yang membawa pengorbit dan penjelajah untuk misi Tiongkok tianwen-1 dan sebuah pengorbit, yang disebut Hope, bagian dari misi Emirates Misi Emirates Mars.
Benda-benda kecil Tata Surya
Tata Surya terdiri dari berbagai benda yang lebih kecil dari Planet dan memiliki ukuran dan komposisi berbeda. Oleh karena itu, kita dapat membedakan beberapa bidang minat berdasarkan posisinya terhadap Tata Surya.
Mulai dari margin yang terakhir kita punya Awan Oort, yang biasanya dibuat bertepatan dengan batas akhir Sistem. Komet ini terdiri dari sejumlah besar objek kecil yang tertutup es yang, jika diganggu, dapat diamati dari Bumi sebagai Komet Berperioda Panjang. Berdasarkan perhitungan pengaruh gravitasi yang dimiliki komponen-komponen Awan Oort terhadap benda-benda lain di Sistem, tampaknya awan ini berbentuk cangkang bola dengan radius internal sama dengan 1-2 ⋅ 104 au dan jari-jari luar sekitar 1.5-2 ⋅ 105 au, atau sepuluh ribu kali jarak Bumi-Matahari. Dari penelitian terbaru tentang asal usul Awan, disimpulkan bahwa jumlah objek yang menyusunnya harus sekitar 10.11, memiliki (perkiraan) massa sekitar [1-60] M⊕ (massa daratan).
Secara lebih internal Anda memiliki Sabuk Kuiper, sebuah area yang juga, seperti Awan Oort, dihuni oleh benda-benda es kecil. Bentuknya berbentuk donat dan benda-benda yang dimilikinya dapat dikelompokkan menurut geraknya dalam suatu populasi yang beresonansi: klasik, menyebar, dan mandiri. Dimensi sabuk Kuiper adalah 31 au dalam dan 48 au luar. Beberapa objek Sabuk Kuiper yang paling terkenal adalah Planet Katai Pluto dan objeknya 486958 Arrokot, juga dikunjungi oleh penyelidikan Cakrawala Baru NASA antara tahun 2015 dan 2019.
Sabuk asteroid di Tata Surya terletak di antara planet kebumian dan planet Jovian. Ya, Anda punya satu Band utama yang terbentang antara sekitar 2 au dan 3.5 au dan beberapa keluarga lain yang disebut Hongaria, Cybele, Hilda dan Troiani.
Mengenai klasifikasi spektral asteroid, biasanya didasarkan pada klasifikasi yang diperkenalkan oleh Tholen pada tahun 1984, kemudian diperluas: C, P, D, B, S, V, A, R, K, L, E, M. Namun , yang utama dan paling umum adalah kelas C, S dan M.
La komposisi jumlah asteroid di Sabuk Utama bervariasi, fenomena ini diduga disebabkan oleh mekanisme pencampuran dinamis yang terjadi pada masa pembentukan Tata Surya. Asteroid tipe C terdapat di mana-mana, dengan prevalensi lebih besar mulai dari zona tengah Sabuk Utama, sedangkan asteroid tipe S mendominasi di zona dalam dan di antara keluarga Hongaria.
Yang paling penting untuk misi luar angkasa di masa depan adalah asteroid tipe C dan M Asteroid tipe Csebenarnya, mereka dapat ditemukan bahan yang mudah menguap seperti H2DI2, The2, dan CH4 yang dapat digunakan dalam metalurgi, produksi bahan bakar, pertanian dan sebagai pendukung kehidupan di luar angkasa. Itu Asteroid tipe M sebaliknya mereka bisa menjadi sumber bahan seperti Germanium, L 'iridium, L 'Antimon, dan logam lainnya yang termasuk dalam kelompok Platinum, serta Platinum sama, perak, emas dan logam mulia lainnya.
►Baca bagian kedua "Tata surya, sumber daya masa depan (2/4): eksplorasi asteroid"
►Baca bagian ketiga "Tata surya, sumber daya masa depan (3/4): eksplorasi bulan"
►Baca bagian keempat "Tata surya, sumber daya masa depan (4/4): pertimbangan etis-psikologis dalam eksplorasi ruang angkasa manusia"
Sumber
FE DeMeo dan B. Carry. Evolusi Tata Surya dari pemetaan komposisi asteroid sabuk. , 505(7485):629–634, Januari 2014.
MJ Duncan, R. Brasser, L. Dones, dan HF Levison. Peran Galaksi di Evolusi Dinamis Objek Transneptunus. Dalam MA Barucci, H. Boehnhardt, DP
Cruikshank, A. Morbidelli, dan R. Dotson, editor, The Solar System Beyond Neptune, halaman 315. 2008.
BL Ehlmann dan CS Edwards. Mineralogi permukaan Mars. Tinjauan Tahunan Ilmu Bumi dan Planet, 42:291–315, 2014.
W.Fa dan Y.-Q. Jin. Estimasi kuantitatif distribusi spasial helium-3 di bulan lapisan regolit. Ikarus, 190(1):15–23, 2007.
H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen, dan KJ Donner. Astronomi mendasar. Pegas, 2007.
D. S. McKay, G. Heiken, A. Basu, G. Blanford, S. Simon, R. Reedy, BM French, dan J.Papike. Regolit bulan. Buku sumber bulan, 567:285–356, 1991.
T. Montmerle, J.-C. Augereau, M. Chaussidon, M. Gounelle, B. Marty, dan A. Morbidelli. 3. pembentukan tata surya dan evolusi awal: 100 juta tahun pertama. Bumi, Bulan, dan Planet, 98:39–95, 2006.
JH Oort. Struktur awan komet yang mengelilingi Tata Surya dan hipotesis mengenai asal usulnya. Buletin Institut Astronomi Belanda, 11:91–110, Januari 1950.
MD Smith. Pengamatan pesawat ruang angkasa terhadap atmosfer Mars. Ann. Pendeta Planet Bumi. Sains, 36:191–219, 2008.
FW Taylor, H. Svedhem, dan JW Head. Venus: atmosfer, iklim, permukaan, interior dan lingkungan dekat ruang angkasa dari planet mirip bumi. Ulasan Ilmu Luar Angkasa, 214:1–36, 2018.
RC Weber, P.-Y. Lin, EJ Garnero, Q. Williams, dan P. Lognonné. Deteksi seismik inti bulan. sains, 331(6015):309–312, 2011.
JJ Wray. Air cair kontemporer di Mars? Tinjauan Tahunan Bumi dan Planet
Sains, 49:141–171, 2021
Gambar: OpenAI / ROSCOSMOS / penulis
