Periode penerbangan wahana antariksa: Bulan versus Mars

Perjalanan ke luar angkasa membutuhkan perencanaan yang tepat dan waktu yang jauh lebih lama daripada yang dibayangkan orang biasa. Sementara perjalanan ke Bulan berlangsung dari beberapa jam hingga bulan, perjalanan ke Mars jauh lebih lama dan kompleks. Kedua destinasi ini merupakan tujuan utama untuk masa depan penjelajahan manusia ke luar angkasa, tetapi pencapaiannya memerlukan strategi yang secara fundamental berbeda.

Jarak dan trajektori menentukan waktu penerbangan

Bulan mengelilingi Bumi pada jarak sekitar 384.400 km. Meskipun ini tampak sebagai jarak yang sangat besar, dalam skala luar angkasa ini adalah target yang relatif dekat. Waktu yang dibutuhkan oleh probe luar angkasa untuk mencapai Bulan sangat bervariasi tergantung pada trajektori yang dipilih oleh insinyur.

Perjalanan tercepat melewati Bulan dicatat oleh probe New Horizons - NASA meluncurkannya pada tahun 2006 untuk menjelajahi Pluto. Probe ini melewati orbit Bulan dalam waktu hanya 8 jam dan 35 menit. Namun, jika probe benar-benar ditujukan untuk penelitian Bulan atau permukaannya, perjalanan akan memakan waktu jauh lebih lama.

Misi bersejarah ke Bulan: Dari Luna 1 ke CAPSTONE

Upaya pertama mencapai Bulan dilakukan oleh probe luar angkasa Eropa Luna 1 pada tahun 1959. Misi tanpa awak Soviet ini membutuhkan waktu 34 jam penerbangan untuk mendekati orbit Bulan. Meskipun probe menyimpang sejauh 5.995 km dari target dan tidak pernah menyentuh permukaan Bulan, misi ini membuktikan kemungkinan perjalanan antarplanet dasar.

Ketika manusia pertama mendarat di Bulan pada tahun 1969, misi Apollo 11 memakan waktu 109 jam dan 42 menit dari peluncuran roket hingga Neil Armstrong mengambil langkah bersejarah pertama. Perbedaan ini dibanding Luna 1 menunjukkan kompleksitas penerbangan berawak - tidak hanya mencapai target, tetapi juga mendarat dengan aman dan mengembalikan kru.

Kasus terbaru menunjukkan bagaimana pendekatan berubah. Pada tahun 2019, Israel mengirim probe Beresheet yang mengelilingi Bumi selama enam minggu dalam orbit yang luas untuk memperoleh kecepatan yang diperlukan. Pesawat akhirnya mencapai permukaan bulan setelah 48 hari sejak peluncuran, meskipun tidak mendarat di lokasi yang direncanakan.

Rekor perjalanan terlama ke Bulan dipegang oleh probe AS CAPSTONE. Cubesat kecil ini dengan berat hanya 25 kg membutuhkan waktu empat setengah bulan untuk mencapai orbit bulan pada tahun 2022. CAPSTONE diluncurkan secara khusus untuk menguji orbit tertentu yang direncanakan NASA untuk digunakan dalam stasiun luar angkasa masa depan Gateway.

Bahan bakar, berat, dan optimisasi jalur

Faktor penentu utama yang mempengaruhi waktu perjalanan adalah jumlah bahan bakar. Bahan bakar menyumbang 60 hingga 90 persen dari total berat saat peluncuran misi luar angkasa apa pun. Insinyur harus mencapai kompromi yang berat: lebih banyak bahan bakar berarti jarak tempuh lebih jauh, tetapi juga meningkatkan berat pesawat, yang meningkatkan biaya dan kebutuhan energi.

Inovasi teknik terletak pada pemanfaatan medan gravitasi alami. Probe tidak harus terbang langsung, tetapi dapat mengelilingi Bumi dalam orbit yang semakin membesar untuk secara bertahap memperoleh kecepatan dan arah yang diperlukan. Proses ini memungkinkan pencapaian tujuan dengan jumlah bahan bakar yang lebih sedikit, sehingga mengurangi biaya keseluruhan.

Faktor yang menentukan durasi perjalanan

Para peneliti NASA menekankan bahwa tujuan spesifik misi secara fundamental mempengaruhi perencanaan. Jika probe hanya akan melewati Bulan, waktu dan bahan bakar yang dibutuhkan lebih sedikit. Jika akan mendarat, tinggal, dan kembali, diperlukan perencanaan yang lebih kompleks. Insinyur harus mempertimbangkan roket yang tersedia, kemampuan mereka, ukuran probe yang dihasilkan, jumlah anggota kru, dan distribusi sumber daya secara rinci.

Bulan versus Mars: Perbandingan jarak

Meskipun diskusi tentang “berapa lama perjalanan ke Mars” semakin populer, penting untuk memahami perbedaan mendasar. Mars berjarak antara 54,6 juta km (pada posisi terdekat) dan 401 juta km (pada posisi terjauh). Ini berarti perjalanan ke Mars memerlukan bulan-bulan hingga tahun perjalanan - sekitar 6 hingga 9 bulan untuk misi tercepat. Tantangan teknologi dan asumsi untuk perjalanan ke Mars jauh lebih besar secara eksponensial dibandingkan ke Bulan.

Setiap misi luar angkasa, baik yang menargetkan Bulan maupun Mars, memerlukan perhitungan parameter yang sangat akurat. Waktu perjalanan bukanlah kebetulan, tetapi hasil dari perencanaan ilmiah di mana jarak, teknologi yang tersedia, sumber daya yang dialokasikan, dan tujuan spesifik misi berperan.