Ilmuwan MIT Temukan Cara Belokkan Asteroid Dewa Kekacauan Sebelum Hantam Bumi

Liputan6.com, Jakarta - Asteroid berukuran lebih lebar dari Menara Eiffel diprediksi melesat ke Bumi dengan kecepatan 30 kilometer per detik, menyerempet planet manusia dari satelit geostasioner, pada 13 April 2029. Ini akan menjadi pendekatan terdekat bongkahan batu antariksa sedingin es yang melintasi orbit Bumi pada dekade berikutnya.

Observasi asteroid yang dikenal bernama 99942 Apophis atau dewa kekacauan Mesir, pernah mengungkap, batu antariksa tersebut akan melesat pada 2029 melalui lubang kunci gravitasi --lokasi di bidang gravitasi bumi yang akan menarik lintasan asteroid sehingga pada lintasan berikutnya pada 2036--. 

Asteroid itu diprediksi akan melahirkan dampak yang menghancurkan Bumi.

Untungnya, pengamatan yang lebih baru telah mengonfirmasi asteroid itu akan menghantam Bumi tanpa insiden pada 2029 dan 2036. Namun demikian, sebagian besar ilmuwan percaya tidak pernah terlalu dini untuk mempertimbangkan strategi untuk membelokkan asteroid jika ada yang pernah mengalami kecelakaan di planet manusia.

Para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah menyusun kerangka kerja untuk memutuskan jenis misi mana yang paling berhasil dalam membelokkan asteroid. Metode keputusan mereka memperhitungkan massa dan momentum asteroid, kedekatannya dengan lubang kunci gravitasi, dan jumlah waktu peringatan yang dimiliki para ilmuwan tentang tabrakan yang akan datang --yang semuanya memiliki tingkat ketidakpastian, yang juga para peneliti faktorkan untuk mengidentifikasi misi paling sukses untuk asteroid tertentu.

Para peneliti menerapkan metode mereka pada Apophis, dan Bennu, asteroid dekat-Bumi lainnya yang menjadi target OSIRIS-REx, misi NASA operasional yang berencana mengembalikan sampel bahan permukaan Bennu ke Bumi pada 2023. REXIS, sebuah instrumen yang dirancang dan dibangun siswa di MIT, juga merupakan bagian dari misi ini dan tugasnya adalah untuk mengarakterisasi kelimpahan elemen kimia di permukaan.

Dalam sebuah makalah yang muncul bulan ini di jurnal Acta Astronautica, para peneliti menggunakan peta keputusan mereka untuk memaparkan jenis misi yang mungkin akan paling berhasil dalam membelokkan Apophis dan Bennu, dalam berbagai skenario di mana asteroid mungkin menuju ke arah lubang kunci gravitasi. Mereka mengatakan metode ini dapat digunakan untuk merancang konfigurasi misi yang optimal dan kampanye untuk membelokkan asteroid dekat Bumi yang berpotensi berbahaya.

"Orang-orang sebagian besar telah mempertimbangkan strategi defleksi menit terakhir, ketika asteroid telah melewati lubang kunci dan menuju ke arah tabrakan dengan Bumi," kata Sung Wook Paek, penulis utama studi ini dan mantan mahasiswa pascasarjana di Departemen Aeronautika dan Astronautika MIT, seperti dilansir news.mit.edu, Kamis (20/2/2020).

"Saya tertarik untuk mencegah lubang kunci jauh sebelum dampak Bumi. Ini seperti serangan pendahuluan, dengan sedikit kekacauan."

Rekan penulis Paek di MIT adalah Olivier de Weck, Jeffrey Hoffman, Richard Binzel, dan David Miller.

Saksikan video pilihan di bawah ini:

Pada 2007, NASA menyimpulkan dalam sebuah laporan yang disampaikan kepada Kongres AS bahwa jika asteroid menuju Bumi, cara paling efektif untuk membelokkannya adalah dengan meluncurkan bom nuklir ke angkasa luar. Kekuatan ledakannya akan meledakkan asteroid itu, meskipun planet itu kemudian harus bersaing dengan kejatuhan nuklir.

Penggunaan senjata nuklir untuk mengurangi dampak asteroid tetap menjadi kontroversial di komunitas pertahanan planet.

Pilihan terbaik kedua adalah mengirim "penabrak kinetik" - pesawat ruang angkasa, roket, atau proyektil lain yang, jika diarahkan hanya ke arah yang benar, dengan kecepatan yang memadai, harus bertabrakan dengan asteroid, mentransfer sebagian kecil dari momentumnya, dan membelokkannya.

"Prinsip fisika dasar seperti bermain biliar," jelas Paek.

Agar penabrak kinetik apa pun berhasil, de Weck, seorang profesor aeronautika dan astronautik dan sistem teknik, mengatakan sifat asteroid, seperti massa, momentum, lintasan, dan komposisi permukaannya harus diketahui setepat mungkin. "Itu berarti bahwa, dalam merancang misi defleksi, ilmuwan dan manajer misi perlu memperhitungkan ketidakpastian."

"Apakah penting jika probabilitas keberhasilan suatu misi adalah 99,9 persen atau hanya 90 persen? Ketika datang untuk membelokkan seorang pembunuh planet yang potensial, Anda bertaruh pasti demikian," kata de Weck.

"Karena itu kita harus lebih pintar ketika kita merancang misi sebagai fungsi dari tingkat ketidakpastian. Tidak ada yang melihat masalah seperti ini sebelumnya," imbuhnya.

Paek dan rekan-rekannya mengembangkan kode simulasi untuk mengidentifikasi jenis misi defleksi asteroid yang akan memiliki kemungkinan keberhasilan terbaik, mengingat serangkaian sifat asteroid yang tidak pasti.

Misi yang mereka pertimbangkan termasuk penabrak kinetik dasar, di mana sebuah proyektil ditembakkan ke ruang angkasa untuk menyenggol asteroid. Variasi lain melibatkan pengiriman pengintai untuk mengukur asteroid terlebih dahulu untuk mengasah spesifikasi proyektil yang akan dikirim nanti, atau mengirim dua pengintai, satu untuk mengukur asteroid dan yang lain untuk mendorong asteroid sedikit keluar dari jalur sebelum proyektil yang lebih besar dibuat, kemudian diluncurkan untuk membuat asteroid menjauhi Bumi dengan hampir pasti.

Para peneliti memasukkan variabel spesifik simulasi seperti massa asteroid, momentum, dan lintasan, serta kisaran ketidakpastian di masing-masing variabel ini. Yang paling penting, mereka memperhitungkan kedekatan asteroid dengan lubang kunci gravitasi, serta jumlah waktu yang dimiliki para ilmuwan sebelum asteroid melewati lubang kunci.

"Lubang kunci seperti pintu - setelah terbuka, asteroid akan berdampak pada Bumi segera, dengan probabilitas tinggi," kata Paek.

Para peneliti menguji simulasi mereka pada Apophis dan Bennu, dua dari hanya sedikit asteroid yang lokasi lubang kunci gravitasinya sehubungan dengan Bumi diketahui. Mereka mensimulasikan berbagai jarak antara setiap asteroid dan lubang kunci masing-masing, dan juga menghitung untuk setiap jarak wilayah "pelabuhan aman" di mana asteroid harus dibelokkan sehingga akan menghindari dampak dengan Bumi dan melewati lubang kunci terdekat lainnya.

Mereka kemudian mengevaluasi yang mana dari tiga jenis misi utama yang paling berhasil membelokkan asteroid ke pelabuhan yang aman, tergantung pada jumlah waktu yang harus dipersiapkan para ilmuwan.

Misalnya, jika Apophis akan melewati lubang kunci dalam lima tahun atau lebih, maka ada cukup waktu untuk mengirim dua pengintai --satu untuk mengukur dimensi asteroid dan yang lain untuk mendorongnya sedikit keluar jalur sebagai tes-- sebelum mengirim penabrak utama. Jika lubang kunci terjadi dalam dua hingga lima tahun, mungkin ada waktu untuk mengirim satu pengintai untuk mengukur asteroid dan menyesuaikan parameter proyektil yang lebih besar sebelum mengirim penabrak ke atas untuk mengalihkan asteroid.

Jika Apophis melewati lubang kunci dalam waktu satu tahun Bumi atau kurang, Paek mengatakan itu mungkin sudah terlambat. "Bahkan penabrak utama mungkin tidak dapat mencapai asteroid dalam jangka waktu ini."

Bennu adalah kasus yang serupa, meskipun para ilmuwan mengetahui sedikit lebih banyak tentang komposisi materialnya, yang berarti bahwa mungkin tidak perlu mengirim pengintai investigasi sebelum meluncurkan proyektil.

Dengan alat simulasi baru tim, Paek berencana memperkirakan keberhasilan misi defleksi lainnya di masa depan.

"Alih-alih mengubah ukuran proyektil, kita mungkin dapat mengubah jumlah peluncuran dan mengirimkan beberapa pesawat ruang angkasa yang lebih kecil untuk bertabrakan dengan asteroid, satu per satu. Atau kita bisa meluncurkan proyektil dari bulan atau menggunakan satelit yang mati sebagai penabrak kinetik," kata Paek.

"Kami telah membuat peta keputusan yang dapat membantu dalam membuat prototipe misi."