Pemandangan Bulan yang menakjubkan seperti yang dilihat oleh astronot Apollo 12 sekembalinya mereka ke Bumi. Kredit: NASA
Pendaratan Chandrayaan-3 di Bulan dan deteksi belerang selanjutnya telah mendorong penelitian es bulan ke depan NASArencana untuk stasiun bulan yang berkelanjutan. Perkembangan ini menyoroti meningkatnya kolaborasi dalam eksplorasi ruang angkasa.
Membangun stasiun luar angkasa di Bulan mungkin tampak seperti sesuatu yang keluar dari film fiksi ilmiah, namun setiap misi bulan baru membawa gagasan tersebut semakin dekat dengan kenyataan. Para ilmuwan sedang meneliti potensi reservoir es bulan di wilayah yang terkena bayangan permanen, atau PSR. Ini adalah kunci untuk membangun infrastruktur bulan yang berkelanjutan.
Pada akhir Agustus 2023, pendarat Chandrayaan-3 milik India mendarat di permukaan bulan di wilayah kutub selatan, yang diduga oleh para ilmuwan mungkin menampung es. Pendaratan ini menandai tonggak penting tidak hanya bagi India tetapi juga bagi komunitas ilmiah pada umumnya.
Bagi ilmuwan planet seperti saya, pengukuran dari instrumen yang ada di wahana pendarat Vikram Chandrayaan-3 dan penjelajah kecil beroda enam Pragyan memberikan gambaran sekilas yang menarik tentang bagian-bagian Bulan yang kemungkinan besar mengandung es. Pengamatan sebelumnya menunjukkan es terdapat di beberapa wilayah yang terkena bayangan secara permanen, namun perkiraannya sangat bervariasi mengenai jumlah, bentuk, dan distribusi endapan es ini.
Deposit Es Kutub
Tim saya di Laboratorium Fisika Atmosfer dan Luar Angkasa memiliki tujuan untuk memahami dari mana asal air di Bulan. Komet atau asteroid yang menabrak Bulan adalah pilihan, begitu pula aktivitas gunung berapi dan angin matahari.
Masing-masing peristiwa ini meninggalkan jejak kimiawi yang khas, jadi jika kita bisa melihat sidik jari tersebut, kita mungkin bisa melacaknya hingga ke sumber air. Misalnya, belerang diperkirakan berada dalam jumlah yang lebih tinggi di endapan es bulan jika aktivitas vulkanik, bukan komet, yang menciptakan es tersebut.
Seperti air, belerang adalah unsur yang “mudah menguap” di Bulan, karena di permukaan bulan, belerang tidak terlalu stabil. Ia mudah menguap dan hilang ke angkasa. Mengingat sifatnya yang temperamental, belerang diperkirakan hanya terakumulasi di bagian Bulan yang lebih dingin.
Meskipun pendarat Vikram tidak mendarat di wilayah yang gelap secara permanen, ia mengukur suhu di garis lintang selatan yang tinggi yaitu 69,37°S dan mampu mengidentifikasi sulfur dalam butiran tanah di permukaan bulan. Pengukuran belerang ini menarik karena belerang mungkin mengarah ke sumber air Bulan.
Jadi, para ilmuwan dapat menggunakan suhu sebagai cara untuk mengetahui di mana bahan-bahan mudah menguap seperti ini mungkin berakhir. Pengukuran suhu dari Chandrayaan-3 memungkinkan para ilmuwan menguji model stabilitas volatil dan mengetahui seberapa baru belerang terakumulasi di lokasi pendaratan.
Beberapa kawah gelap di Bulan, yang ditandai dengan warna biru, tidak pernah mendapat cahaya. Para ilmuwan memperkirakan beberapa wilayah yang terkena bayangan permanen ini mungkin mengandung es. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA
Alat untuk Penemuan
Vikram dan Pragyan adalah yang terbaru dari serangkaian pesawat ruang angkasa yang telah membantu para ilmuwan mempelajari air di Bulan. Lunar Reconnaissance Orbiter milik NASA diluncurkan pada tahun 2009 dan telah menghabiskan beberapa tahun terakhir mengamati Bulan dari orbit. Saya salah satu penyelidik di LRO, dan saya menggunakan datanya untuk mempelajari distribusi, bentuk, dan kelimpahan air di kutub bulan.
Baik pengorbit Chandrayaan-1 maupun LRO India telah memungkinkan saya dan rekan-rekan saya menggunakan observasi ultraviolet dan inframerah dekat untuk mengidentifikasi es di wilayah yang terkena bayangan permanen dengan mengukur jejak kimiawi air. Kami secara pasti telah mendeteksi es air di beberapa wilayah ini di dalam bayangan terdingin di kutub bulan, namun kami masih tidak yakin mengapa es tersebut tidak tersebar luas.
Penjelajah Pragyan Chandrayaan-3 menempuh jarak 328 kaki (100 meter) dan mengukur kandungan kimia tanah bulan. Kredit: ISRO
Sebaliknya, di Merkurius, daerah yang terkena bayangan permanen hampir dipenuhi es. Selama beberapa tahun, para ilmuwan telah menyadari perlunya turun ke permukaan dan melakukan pengukuran volatil bulan secara lebih rinci. Dengan deteksi belerangnya, pendarat Vikram kini telah mengambil langkah tentatif pertama sebagai bagian dari program eksplorasi yang lebih besar.
Misi Bulan Masa Depan
NASA mengincar kutub selatan bulan. Menjelang misi Artemis III yang mengerahkan astronot untuk menyelidiki es di permukaan, program Commercial Lunar Payloads Services akan mengirimkan beberapa pendarat dan penjelajah untuk mencari es, seperti misi IM-1 Mesin Intuitif yang baru saja diluncurkan.
Meskipun garis waktu peluncuran Artemis masih belum pasti, misi berawak pertama, Artemis II, berada di jalur peluncuran pada akhir tahun 2024 atau awal tahun 2025, dengan lintasan berputar melewati sisi jauh Bulan dan kembali ke Bumi.
Sistem Pencitraan Inframerah Kompak Bulan, yang mana saya adalah peneliti utamanya, adalah kamera inframerah yang akan melakukan pengukuran suhu dan mempelajari komposisi permukaan Bulan.
Dijuluki L-CIRiS, kamera ini baru-baru ini menjalani tinjauan akhir sebelum dikirim ke NASA, dan instrumen penerbangan yang telah selesai akan dipersiapkan untuk diluncurkan pada pendarat komersial pada akhir tahun 2026.
Sebelum L-CIRiS, misi penjelajah VIPER direncanakan diluncurkan pada akhir tahun 2024 ke wilayah kutub selatan bulan, di mana misi tersebut akan membawa instrumen untuk mencari es dalam perangkap mikrodingin. Bayangan kecil ini, beberapa di antaranya berukuran tidak lebih dari satu sen, diperkirakan mengandung sejumlah besar air dan lebih mudah diakses dibandingkan PSR yang lebih besar.
Salah satu tujuan jangka panjang L-CIRiS dan program Layanan Muatan Bulan Komersial NASA adalah menemukan tempat yang cocok untuk stasiun bulan jangka panjang dan berkelanjutan. Astronot dapat tinggal di stasiun ini, yang mungkin serupa dengan stasiun McMurdo di Antartika, namun stasiun ini harus mandiri agar layak secara ekonomi. Air sangat mahal untuk dikirim ke Bulan, oleh karena itu menempatkan stasiun di dekat reservoir es adalah suatu keharusan.
Pemukiman di bulan mungkin mirip dengan Stasiun McMurdo di Antartika. Kredit: Gaelen Marsden/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Selama misi Artemis III, astronot NASA akan menggunakan informasi yang dikumpulkan oleh program Commercial Lunar Payload Services dan misi lainnya, termasuk Chandrayaan-3, untuk menilai lokasi terbaik untuk mengumpulkan sampel. Pengukuran suhu dan komposisi Chandrayaan-3 dan L-CIRiS adalah hal-hal yang diperlukan agar Artemis berhasil. Oleh karena itu, kerja sama antar lembaga antariksa, baik tua maupun muda, menjadi ciri utama keberadaan manusia di Bulan dalam jangka panjang dan berkelanjutan.
Ditulis oleh Paul Hayne, Asisten Profesor Ilmu Astrofisika dan Planet, Universitas Colorado Boulder.
Diadaptasi dari artikel yang awalnya diterbitkan di The Conversation.
