Rover Perseverance NASA Berhasil Mendarat di Mars, Mempresentasikan Teknologi Komposit Canggih

Perseverance, rover terbesar dan paling canggih yang pernah NASA kirim ke dunia lain — dan yang didukung oleh berbagai material dan struktur komposit — mendarat di Mars pada 18 Februari setelah perjalanan 203 hari di luar angkasa melalui 293 juta mil (472 juta kilometer). Konfirmasi mendarat yang berhasil diumumkan di kontrol misi di Laboratorium Propulssi Jet NASA di Selatan California pada pukul 3:55 sore EST (12:55 siang PST).

Dipenuhi dengan teknologi revolusioner, misi Mars 2020 meluncur pada 30 Juli 2020, dari Cape Canaveral Space Force Station di Florida. Misi rover Perseverance menandai langkah awal yang ambisius dalam upaya mengumpulkan sampel Mars dan mengembalikannya ke Bumi.

“Pendaratan ini adalah salah satu momen pivotal bagi NASA, Amerika Serikat dan eksplorasi angkasa secara global — ketika kita tahu kita berada di ambang penemuan dan memacu pensil kita, untuk menyatakan ulang buku teks,” kata administrator NASA purnatugas Steve Jurczyk. “Misi Mars 2020 Perseverance membodyakan semangat bangsa kita untuk bertahan bahkan dalam situasi paling menantang, menginspirasi dan memajukan ilmu pengetahuan dan eksplorasi. Misi itu sendiri membodyakan ideal manusia untuk bertahan menuju masa depan dan akan membantu kita mempersiapkan eksplorasi manusia ke Planeta Merah pada tahun 2030-an.”

Ukuran mobil, ahli geologi dan astrobiolog robotik berat 2.263 pon (1.026 kilogram) akan melalui beberapa minggu pengujian sebelum memulai penyelidikan ilmiah dua tahun di Jezero Crater Mars. Sementara rover akan meneliti batuan dan sedimen di dasar danau purba dan delta sungai Jezero untuk mengkarakterisasi geologi dan iklim masa lalu wilayah, bagian fundamental dari misinya adalah astrobiologi, termasuk pencarian tanda kehidupan mikroba purba. Untuk tujuan itu, kampanye Mars Sample Return, yang direncanakan oleh NASA dan ESA (European Space Agency), akan memungkinkan ilmuwan di Bumi untuk mempelajari sampel yang dikumpulkan oleh Perseverance untuk mencari tanda pasti kehidupan purba menggunakan instrumen yang terlalu besar dan kompleks untuk dikirim ke Planeta Merah.

“Karena acara yang menarik ini, sampel pertama yang asli dari lokasi yang tercatat dengan baik di planet lain adalah satu langkah lebih dekat untuk dikembalikan ke Bumi,” kata Thomas Zurbuchen, adminisatur asosial untuk ilmu pengetahuan di NASA. “Perseverance adalah langkah pertama dalam membawa batuan dan regolith dari Mars kembali. Kami tidak tahu apa yang akan dikatakan oleh sampel asli dari Mars ini. Namun apa yang dapat mereka katakan adalah monumental — termasuk bahwa kehidupan mungkin pernah ada di luar Bumi.”

Jezero Crater berukuran sekitar 28 mil (45 kilometer) lebar, terletak di tepi barat Isidis Planitia, basim impak raksasa tepat di utara khatulistiwa Mars. Ilmuwan telah menentukan bahwa 3,5 miliar tahun yang lalu kawah ini memiliki delta sungai dan terisi dengan air.

Membuka jalan untuk misi manusia

Sebelum peluncuran Juli 2020, tim NASA telah menyiapkan Permainan dengan berbagai struktur, instrumen dan sistem canggih untuk memastikan keberhasilannya di permukaan Mars.

Sistem daya yang menyediakan listrik dan panas untuk Perseverance melalui penjelajahannya di Jezero Crater adalah Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator, atau MMRTG. Departemen Energi AS (DOE) menyediakannya kepada NASA melalui kemitraan yang berkelanjutan untuk mengembangkan sistem daya untuk aplikasi angkasa sipil.

Dilengkapi dengan tujuh instrumen sains utama, kamera paling banyak yang pernah dikirim ke Mars, dan sistem caching sampel yang kompleks — dikatakan sebagai pertama kalinya yang dikirim ke luar angkasa — Perseverance akan menelusuri wilayah Jezero untuk sisa tersilang mikroba Mars purba, mengambil sampel di sepanjang jalan.

“Perseverance adalah ahli geologi robotik paling canggih yang pernah dibuat, tetapi memverifikasi bahwa kehidupan mikroska pernah ada membebani bukti yang besar,” kata Lori Glaze, direktur Divisi Ilmu Planet NASA. “Sementara kita akan belajar banyak dengan instrumen canggih yang ada di rover, mungkin sangat memerlukan laboratorium dan instrumen yang jauh lebih canggih di sini di Bumi untuk memberitahu kita apakah sampel kita membawa bukti bahwa Mars pernah mendiami kehidupan.”

Struktur komposit juga telah memainkan peran besar dalam pendaratan yang berhasil rover — dan akan terus melakukannya untuk upaya di masa depan. Misalnya, selama penurunan ke Mars, payung jatuh yang digunakan — aspek vital untuk pendaratan, dan dukungan bobot rover — menggabungkan serat para-aramid berkinerja tinggi Teijin Aramid (Arnhem, Belanda) di tali penangguhan payung dan riser payung.

Selanjutnya, aeroshell kendaraan masuk yang berfungsi sebagai pelindung panas untuk mempertahankan Perseverance terhadap panas intens selama penurunan ke permukaan Mars dibangun oleh Lockheed Martin (Littleton, Colo., AS) dan menggunakan prepreg serat karbon/cyanate ester yang digunakan untuk dukungan struktural dari Toray Advanced Composites (Morgan Hill, Calif., AS).

Material prepreg Toray juga telah menemukan tempatnya pada bagian struktural dek pendaratan rover.

“Mendarat di Mars selalu merupakan tugas yang sangat sulit dan kami bangga untuk terus membangun pada keberhasilan kami di masa lalu,” kata Direktur JPL Michael Watkins. “Namun, sementara Perseverance melanjutkan keberhasilan itu, rover ini juga membuka jalur sendiri dan menantang tantangan baru di misi permukaan. Kami membangun rover tidak hanya untuk mendarat tetapi untuk menemukan dan mengumpulkan sampel ilmiah terbaik untuk dikembalikan ke Bumi, dan sistem sampling yang sangat kompleks serta otonomnya tidak hanya memungkinkan misi itu, mereka menyiapkan panggung untuk misi robotik dan awak manusia di masa depan.”

Sektor sensor Instrumentasi 2 Masuk, Turun, dan Pendaratan Mars (MEDLI2) mengumpulkan data tentang atmosfer Mars selama masuk, dan sistem Navigasi Relatif Terrain secara otonom mengawasi pesawat akhir penurunan. Data dari keduanya diharapkan dapat membantu misi manusia mendarat di dunia lain dengan lebih aman dan dengan beban yang lebih besar.

Di permukaan Mars, instrumen sains Perseverance akan memiliki kesempatan untuk bersinar secara ilmiah. Mastcam-Z adalah pasang kamera sains berzoom di masin sensing jarak jauh Perseverance, atau kepala, yang menciptakan panorama 3D berwarna resolusi tinggi dari lanskap Mars. Juga terletak di masin, SuperCam menggunakan laser pulsed untuk mempelajari kimia batuan dan sedimen dan memiliki mikrofon sendiri untuk membantu ilmuwan lebih memahami properti batuan, termasuk kekerasan mereka.

Terletak di turret di ujung lengan robotik rover, instrumen Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL) dan Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals (SHERLOC) akan bekerja sama untuk mengumpulkan data tentang geologi Mars dari dekat. PIXL akan menggunakan sinar X dan sektor sensor untuk menyelami kimia elemen batuan. SHERLOC menggunakan laser ultraviolet dan spektrometer, bersama dengan imager Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering (WATSON) untuk mempelajari permukaan batuan, memetakan kehadiran mineral tertentu dan molekul organik, yang merupakan blok konstruksi karbon-basis kehidupan di Bumi.

Chassis rover juga menjadi rumah untuk tiga instrumen sains. Radar Imager for Mars’ Subsurface Experiment (RIMFAX) adalah radar penetrasi tanah pertama di permukaan Mars dan akan digunakan untuk menentukan bagaimana berbagai lapisan permukaan Mars terbentuk seiring waktu. Data dapat membantu membuka jalan untuk sensor di masa depan yang mencari endapan es bawah tanah.

Serta dengan mata pada eksplorasi Planeta Merah di masa depan, demonstrasi teknologi Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) akan mencoba memproduksi oksigen dari udara tipis — atmosfer Mars yang tipis dan sebagian besar karbon dioksida. Instrumen Mars Environmental Dynamics Analyzer (MEDA) rover, yang memiliki sensor di masin dan chassis, akan memberikan informasi kunci tentang cuaca, iklim dan debu Mars saat ini.

Saat ini terpasang di perut Perseverance, helikopter Mars Ingenuity yang kecil adalah demonstrasi teknologi yang akan mencoba penerbangan dengan motor yang dikendalikan pertama kali di planet lain menggunakan palang rotor yang terkonstruksi dari serat karbon dan inti foam.

Insinyur dan ilmuwan proyek akan sekarang menguji Perseverance dengan ketat, menguji setiap instrumen, subsistem dan subroutine selama satu atau dua bulan mendatang. Baru setelah itu mereka akan menerapkan helikopter ke permukaan untuk fase uji penerbangan. Jika berhasil, Ingenuity dapat menambahkan dimensi udara ke eksplorasi Planeta Merah di mana helikopter tersebut dapat berfungsi sebagai si pengintai atau membuat pengiriman untuk astronot masa depan jauh dari basis mereka.

Setelah uji penerbangan Ingenuity selesai, pencarian rover atas bukti kehidupan mikroba purba akan dimulai dengan serius.

“Perseverance lebih dari sekadar rover, dan lebih dari koleksi luar biasa pria dan wanita yang membangunnya dan membawa kami ke sini,” kata John McNamee, manajer proyek misi rover Mars 2020 Perseverance di JPL. “Itu bahkan lebih dari 10,9 juta orang yang mendaftar untuk menjadi bagian dari misi kami. Misi ini tentang apa yang dapat dicapai manusia ketika mereka bertahan. Kami telah sampai sejauh ini. Sekarang, lihatlah kami pergi.”

Tentang misi Mars

Tujuan utama misi Perseverance di Mars adalah penelitian astrobiologi, termasuk pencarian tanda kehidupan mikroba purba. Rover akan mengkarakterisasi geologi dan iklim planet dan akan menjadi misi pertama untuk mengumpulkan dan menyimpan batuan dan regolith Mars, membuka jalan untuk eksplorasi manusia ke Planeta Merah.

Misi NASA selanjutnya, dalam kerja sama dengan ESA, akan mengirimkan pesawat angkasa ke Mars untuk mengumpulkan sampel yang disimpan ini dari permukaan dan mengembalikannya ke Bumi untuk analisis mendalam.

Misi Mars 2020 Perseverance adalah bagian dari pendekatan Moon to Mars NASA, yang mencakup misi Artemis ke Bulan yang akan membantu mempersiapkan eksplorasi manusia ke Planeta Merah.

JPL, divisi dari Caltech di Pasadena, California, mengelola misi Mars 2020 Perseverance dan demonstrasi teknologi Helikopter Mars Ingenuity untuk NASA.