Ilmuwan planet sangat membutuhkan studi baru tentang Uranus dan Neptunus, karena dunia raksasa es ini belum pernah dikunjungi sejak misi Voyager pada akhir 1980-an. Jika sebuah pesawat ruang angkasa muncul, yang akan menjadi sumber informasi tentang planet-planet ini, ia juga akan dapat melihat jauh lebih dalam ke alam semesta. Dengan memantau dengan cermat perubahan sinyal radio dari satu atau lebih pesawat ruang angkasa tersebut, para astronom berpotensi melihat riak gravitasi yang disebabkan oleh beberapa peristiwa paling kejam di alam semesta.
Satu-satunya gambar jarak dekat Uranus dan Neptunus yang kami peroleh berasal dari pesawat ruang angkasa Voyager 2, yang terbang melewati planet-planet ini pada akhir 1980-an. Sejak itu, kami telah mengirim probe ke Merkurius, misi ke Jupiter dan Saturnus, mengumpulkan sampel asteroid dan komet, dan meluncurkan rover demi rover ke Mars.
Tapi bukan Uranus atau Neptunus. Seluruh generasi ilmuwan planet hanya dapat mempelajarinya dengan teleskop berbasis darat dan sesekali melihat sekilas dari Teleskop Luar Angkasa Hubble. Satu-satunya penundaan adalah karena jarak yang sangat jauh ke Neptunus dan Uranus, sangat sulit untuk meluncurkan muatan di sana.
Jika kami meluncurkan misi pada awal 2030-an dengan roket yang cukup kuat, seperti Sistem Peluncuran Luar Angkasa NASA, misi tersebut dapat mencapai Jupiter hanya dalam waktu kurang dari dua tahun. Satu pesawat ruang angkasa dapat dibagi menjadi dua komponen, satu menuju Uranus (mencapainya pada tahun 2042) dan yang lainnya ke Neptunus (mencapai orbitnya pada tahun 2044). Setelah di tempat, dengan keberuntungan, pengorbit ini dapat mempertahankan stasiun mereka selama lebih dari 10 tahun, seperti yang dilakukan misi Cassini yang terkenal ke Saturnus.
Selama perjalanan panjang ke tempat-tempat es ini, wahana antariksa yang sama mungkin juga menawarkan wawasan tentang jenis sains yang sangat berbeda – gelombang gravitasi. Di Bumi, fisikawan memantulkan sinar laser sepanjang trek beberapa mil panjangnya untuk mengukur panjang gelombang gravitasi. Ketika gelombang (yang merupakan riak dalam struktur ruang-waktu itu sendiri) melewati Bumi, mereka mendistorsi objek dengan menekan dan meregangkannya secara bergantian. Di dalam detektor, gelombang-gelombang ini sedikit berubah panjangnya di antara cermin-cermin yang jauh, mempengaruhi jalur cahaya di observatorium gelombang gravitasi dengan jumlah yang kecil (biasanya kurang dari lebar atom).
Untuk komunikasi radio dengan misi luar angkasa jarak jauh kembali ke Bumi, efeknya serupa. Jika gelombang gravitasi melewati tata surya, itu mengubah jarak ke pesawat ruang angkasa, menyebabkan probe menjadi sedikit lebih dekat dengan kita, lalu lebih jauh, lalu lebih dekat lagi. Jika pesawat ruang angkasa telah melakukan transmisi sepanjang penerbangannya, kita akan melihat pergeseran Doppler dalam frekuensi komunikasi radionya. Memiliki dua pesawat ruang angkasa seperti itu yang beroperasi secara bersamaan akan memberikan pengamatan yang lebih tepat kepada para astronom tentang pergeseran ini.
Dengan kata lain, wahana antariksa yang jauh ini dapat melakukan tugas ganda sebagai observatorium gelombang gravitasi terbesar di dunia.
Kendala teknologi terbesar adalah kemampuan untuk mengukur frekuensi radio pesawat ruang angkasa dengan akurasi yang sangat tinggi. Kemampuan kita untuk mengukurnya setidaknya 100 kali lebih baik daripada yang bisa kita capai selama terbang lintas Saturnus Cassini.
Kedengarannya rumit, tetapi sudah puluhan tahun sejak Cassini dirancang, dan kami terus meningkatkan teknologi komunikasi kami. Dan sekarang fisikawan sedang mengembangkan detektor gelombang gravitasi berbasis ruang mereka sendiri, seperti Laser Interferometer Space Antenna (LISA), yang bagaimanapun juga akan membutuhkan teknologi serupa. Karena misi raksasa es hampir sepuluh tahun lagi, kami dapat menginvestasikan lebih banyak sumber daya dalam mengembangkan teknologi yang diperlukan.
Jika kita dapat mematahkan tingkat sensitivitas ini, panjang yang luar biasa dari "lengan" detektor gelombang gravitasi ini (secara harfiah miliaran kali lebih lama dari detektor kita saat ini) akan dapat mendeteksi banyak peristiwa ekstrem di alam semesta.
Baca juga:
Tinggalkan Balasan