'Jalan Tikus' ke Mars, Potong Waktu Perjalanan Pulang-Pergi Bumi

Temuan baru yang diterbitkan secara daring dalam jurnal Acta Astronautica menunjukkan bahwa perkiraan orbit awal yang tidak akurat dari asteroid dekat Bumi—yang secara historis digunakan untuk menilai risiko tumbukan—mungkin mengandung petunjuk geometris yang berharga untuk merancang rute antarplanet yang lebih cepat.

Penulis studi Marcelo de Oliveira Souza, seorang kosmolog dari Universitas Negeri Rio de Janeiro Utara di Brasil mengatakan bahwa temuan ini bisa membuang anggapan bahwa warga Bumi membutuhkan waktu lebih dari dua tahun untuk pulang-pergi ke Planet Merah itu.

Souza pertama kali menemukan ide ini pada tahun 2015 ketika ia sedang mempelajari asteroid dekat Bumi. Satu objek secara khusus, 2001 CA21, menarik perhatiannya karena perkiraan awal menunjukkan bahwa objek tersebut mengikuti lintasan langka yang melintasi zona orbit Bumi dan Mars.

Meskipun pengukuran selanjutnya memperbaiki lintasan sebenarnya asteroid tersebut, geometri awalnya selama oposisi Oktober 2020—ketika Bumi dan Mars sejajar di sisi yang sama dari Matahari, dan berada pada jarak terdekat dalam orbitnya—mengisyaratkan kemungkinan adanya 'jalan tikus' antara kedua planet tersebut.

Seiring bertambahnya data pengamatan yang memungkinkan para astronom menyempurnakan orbit sebuah asteroid, lintasan awalnya pun berubah, sehingga seseorang yang menganalisisnya tidak akan melihat lintasan yang sama.

Untuk oposisi Oktober 2020, perhitungan Souza menunjukkan bahwa perjalanan yang sangat cepat, sekitar 34 hari dari Bumi ke Mars yang secara geometris mungkin dilakukan jika pesawat ruang angkasa mengikuti jalur yang mirip dengan bidang orbit awal asteroid tersebut.

Namun, lintasan seperti itu akan membutuhkan kecepatan lepas landas sekitar 32,5 kilometer per detik, jauh melampaui kemampuan roket saat ini. Pesawat ruang angkasa akan tiba di Mars dengan kecepatan sekitar 64.800 mph (108.000 km/jam)— terlalu cepat untuk ditangani dengan aman oleh sistem pendaratan yang ada.

Sebaliknya, Souza memanfaatkan geometri yang terinspirasi dari asteroid untuk mengeksplorasi kemungkinan perjalanan selama periode oposisi Mars di masa depan pada 2027, 2029, dan 2031.

Dengan menggunakan metode standar untuk menghitung jalur antara dua titik di ruang angkasa (analisis Lambert) dan membatasi jalur tersebut agar tetap berada dalam kisaran sekitar 5 derajat dari kemiringan orbit asteroid, Souza menemukan bahwa hanya penjajaran pada tahun 2031 yang menawarkan peluang yang layak untuk perjalanan cepat menggunakan teknologi jangka pendek.

Dalam jendela waktu tersebut, misi pulang-pergi dari Bumi ke Mars dapat diselesaikan hanya 153 hari atau kira-kira lima bulan.

Dalam skenario tersebut, pesawat ruang angkasa akan berangkat dari Bumi pada 20 April 2031 dengan kecepatan sekitar 27 kilometer per detik, tiba di Mars pada 23 Mei setelah perjalanan selama 33 hari, menghabiskan sekitar 30 hari di permukaan, berangkat pada 22 Juni, dan kembali ke Bumi pada 20 September dengan perjalanan pulang memakan waktu sekitar 90 hari.

Souza juga mengidentifikasi alternatif dengan energi lebih rendah dalam rentang waktu yang sama, memerlukan peluncuran dengan kecepatan sekitar 16,5 kilometer per detik untuk misi yang berlangsung sekitar 226 hari atau sekitar 7,5 bulan—masih jauh lebih singkat daripada jadwal misi saat ini.

Namun, konsep ini masih bersifat teoretis dan sangat bergantung pada spesifikasi misi—termasuk desain pesawat ruang angkasa, massa muatan, dan kemampuan propulsi—yang semuanya akan menentukan apakah transfer cepat semacam itu dapat dilakukan dalam praktiknya.