Bulan Januari ini memang bulannya Mars, berhubung banyak pemberitaan mengenai perkembangan misi wahana-wahana tak berawak yang diterjunkan ke planet keempat dari tata surya ini. Minggu dinihari waktu AS (Minggu Siang, waktu di Indonesia), robot AS, Opportunity, berhasil mendarat di Mars menyusul kembarannya, Spirit yang telah lebih dahulu mendarat sekitar tiga minggu sebelumnya.

Seperti yang direncanakan, Opportunity mendarat di daerah yang dinamai Meridiani Planum, suatu kawasan di permukaan Mars yang kaya akan mineral, terutama mineral hematit dalam bentuk batuan berwarna abu-abu. Mineral ini diyakini menyimpan bukti keberadaan air di planet merah itu pada masa lampau.

Hematit terbentuk dari besi dan oksigen, yang membentu oksida besi. Namanya berasal dari kata dalam bahasa Yunani yang berarti "darah", berhubung warnanya yang kemerahan. Mineral inilah yang mendominasi Mars sehingga memberi warna merah pada planet tersebut. Kesimpulan bahwa hematit berwarna abu-abu sebagaimana banyak ditemui di Meridiani Planun merupakan indikator mineral dari keberadaan air di Mars pada masa lalu. Hal ini berdasarkan kenyataan ditemukannya deposit mineral ini pada air terjun atau mata air panas bermineral di Bumi, contohnya seperti yang ada di taman nasional Yellowsatone di Amerika Serikat. Namun demikian, batuan hematit juga dapat terbentuk tanpa adanya air, misalnya sebagai hasil dari sebuah aktivitas vulkanis.

Para ilmuwan sudah berancang-ancang untuk menyelidiki faktor penyebab terbentuknya hematit abu-abu di Mars sejak tahun 1998, ketika wahana Mars Global Surveyor mendeteksi mineral tersebut di daerah dekat equator Mars yang kini menjadi lokasi pendaratan Opportunity. Keberadaannya merupakan bukti mineral pertama mengenai kemungkinan keberadaan air di Mars di masa lampau. Untuk mengetahui apakah hematit abu-abu di permukaan Mars terbentuk akibat keberadaan air atau karena aktivitas vulkanis, dapat dilihat dari material lain yang turut ditemukan didalamnya. Adanya tanah liat dan unsur karbonat merupakan indikasi keberadaan air, sementara tipe mineral lain seperti olivine dan pyroxene menunjukkan adanya aktivitas vulkanis.

Keberadaan air dalam bentu cair di permukaan Mars juga dikonfirmasikan oleh orbiter Eropa, Mars Express. Data yang dikirim orbiter yang diluncurkan dengan membawa pendarat Beagle-2 (yang kini masih belum ketahuan nasibnya) itu menunjukkan bahwa kutub utara Mars diselimuti oleh air dan karbon dioksida dalam bentuk beku. Disamping itu, pada Maret 2002, orbiter Mars Odyssey milik AS juga pernah mengkonfirmasi adanya air beku di kutub selatan Mars.

Dalam mencari bukti keberadaan air di planet merah ini, kedua wahana tersebut menggunakan pendekatan yang berbeda. Mars Odyssey menggunakan spektrometer sinar Gamma yang mendeteksi adanya hidrogen, suatu elemen yang bersama-sama dengan oksigen membentuk air. Di lain pihak, Mars Express menggunakan spektrometer penganalisis cahaya tampak dan infra merah. Instrumen Spektrometer yang dinamai Omega ini menggunakan cahaya Matahari yang direfleksikan dari permukaan dan atmosfir planet. Selain itu, Mars Express juga mengirimkan gambar yang mengindikasikan adanya sisa palung dan sungai purba yang menjadi bukti penting tentang keberadaan air di Mars pada miliaran tahun yang lalu.

Sementara itu, wahana antariksa kembaran Opportunity, Spirit, sempat membuat 'sport jantung' para ilmuwan yang terlibat dalam proyek ini setelah mengalami putus kontak dengan pengendali di Bumi pada Rabu (21/1) lalu. Untungnya, dua hari kemudian wahana tersebut sudah mulai kembali mengirimkan sinyal ke Bumi walaupun masih belum sepenuhnya berfungsi normal.

Terputusnya komunikasi dengan Spirit berawal ketika hujan badai yang melanda lokasi stasiun bumi di Canberra, Australia, menyebabkan serangkaian perintah yang dikirim dari sana gagal diterima secara sempuna oleh rover Spirit. Hal ini memicu terjadinya gangguan pada memori komputer utama pada wahana tersebut. Belakangan diketahui adanya bug (cacat) pada perangkat lunak manajemen file (file management) pada komputer Spirit sebagai penyebab utama masalah yang menimpanya.

Masalah ini merupakan batu sandungan pertama bagi wahana yang telah bertugas selama tiga minggu di permukaan planet merah itu. Diperkirakan perlu waktu beberapa minggu bagi para pengendali di Bumi untuk melakukan perbaikan hingga tuntas.


Sewaktu Einstein mengemuakakan teori relativitas umumnya, ia memperlihatkan pula bahwa teorinya memiliki implikasi bahwa medan gaya berat mempengaruhi perambatan sinar cahaya. Suatu gejala alam yang tidak diduga sebelumnya dalam teori gaya berat Newton, karena cahaya tidak memiliki massa.

Menurut perumusan teori relativitas umum, semua gerak dalam medan gaya berat direpresentasikan oleh geodesik dalam ruang-waktu lengkung. Jadi, termasuk pula perambatan sinar cahaya dalam medan gaya berat. Tetapi, geodesik perambatan sinar-cahaya berbeda dengan geodesik gerak planet dan benda bermassa lainnya. Geodesik yang dimaksud disebut geodesik nol.

Geodesik nol ini memiliki sifat geometri yang aneh. Mengapa? Karena dua buah titik yang tak berimpit dan terletak pada geodesik nol ini jarak ruang-waktu antara keduanya juga nol, dan begitu pula garis singgungnya tegak lurus pada dirinya sendiri. Lumayan aneh kan? Hal ini kelihatannya bertentangan sekali dengan sifat geometri yang kita pelajari di sekolah menengah dahulu.

Karena geodesik ruang-waktu lengkung berupa garis lengkung, maka arah rambatan sinar cahaya yang melewati medan gaya berat sebuah benda bermassa, akan melengkung dan dibelokkan dari arah semula. Untuk sebuah sinar cahaya yang berasal dari sebuah bintang dan melwati dekat ke permukaan Matahari, Einstein menghitung bahwa besar sudut pembelokan ini berkisar pada angka 1,75 detik busur, sebuah angka yang kecil sekali. Persoalannya pada waktu itu adalah, apakah alam memperlihatkan gejala ini?

Pada tahun 1917, persekutuan astronom Kerajaan Inggris mengumumkan bahwa pada tanggal 29 Mei 1919 akan terjadi gerhana matahari, dan pada saat itu kelompok bintang terang pada rasi Hyades akan dibelakangi oleh matahari. Kejadian ini memberikan kesempatan yang sangat baik bagi para astronom untuk mengamati apakah sinar cahaya (yang berasal dari rasi bintang Hyades) dibelokkan oleh medan gaya berat Matahari ataukah tidak.

Pada saat gerhana matahari itu terjadi, sekelompok astronom berkebangsaan Inggris dibawah pimpinan Sir A.S. Eddington (1882-1944), seorang ilmuwan astronomi yang cukup disegani pada jaman itu mengadakan pengamatan dari Afrika Barat. Kelompok lain dibawah pimpinan C.R. Davidson melakukan pengamatan dari Sobral di Brazil. Hasil pengamatan mereka memperlihatkan bahwa memang sinar cahaya yang berasal dari sebuah bintang di rasi Hyades dan lewat di permukaan matahari dibelokkan dari arah rambatannya semula. Besar sudut pembelokannya sekitar 1,28 detik busur, tidak seberapa jauh dari angka yang diramalkan oleh Einstein.

Pengamatan selanjutnya memperlihatkan besar sudut pembelokan yang terletak antara 1,57 dan 2,37 detik busur. Harga rata-rata semua pengamatan di atas adalah 1,89 detik busur, yang lagi-lagi mendekati harga 1,75 detik busur yang diramalkan oleh Einstein. Sekali lagi dunia astronomi membuktikan kebenaran teori Relativitas dari Einstein!


Salah satu persoalan yang paling membingungkan para astronom masa lalu berkaitan dengan hukum gravitasi Newton adalah persoalan yang menyangkut garis edar Merkurius, planet terdekat dari Matahari. Menurut hukum Newton, apabila pengaruh gaya berat dari planet lain dalam tata surya terhadap Merkurius diabaikan dan hanya ditinjau dari pengaruh gaya berat oleh Matahari saja, maka garis edarnya akan berupa sebuah elips sempurna dengan Matahari berada pada salah satu titik apinya. Tetapi apabila pengaruh gaya berat planet lainnya juga diperhitungkan, maka garis edar Merkurius tidak lagi berupa sebuah elips sempurna, melainkan merupakan elips yang berpresesi (bergeser). Ini berarti bahwa setelah melakukan satu putaran penuh mengelilingi Matahari, Merkurius tidak akan kembali ke kedudukannya semula, melainkan bergerak menjauhinya. Dan ramalan hukum gaya berat Newton ini memang benar berlaku pada bentuk garis edar Merkurius.

Yang menjadi masalah disini adalah bahwa hasil pengamatan menunjukkan adanya ketidakcocokan antara besarnya pergeseran dengan yang diramalkan oleh teori Newton. Hasil pengamatan para astronom menunjukkan bahwa sudut geser Merkurius setiap seratus tahun (1 abad) adalah 5600,73 detik busur. Satu detik busur setara dengan 1 derajat dibagi 3600, jadi besaran tersebut setara dengan 1,5 derajat. Namun demikian, teori Newton memberi ramalan sudut geser yang lebih kecil yaitu sebesar 5557,62 detik busur. Dengan demikian terdapat perbedaan sebesar 43,11 detik busur. Perbedaan ini tetap menjadi sebuah teka-teki mulai dari tahun 1850, saat ketidakcocokan teori gaya berat Newton ini mulai disadari.

Jawaban dari persoalan ini ternyata bukan datang dari seorang astronom profesional, melainkan dari seorang pegawai kantor paten di Bern, Swiss, yang kelak tercatat sebagai salah seorang jenius terbesar yang pernah hidup. Siapa lagi kalau bukan Albert Einstein. Dalam teori relativitas umumnya, Einstein melukiskan bahwa ruang di sekitar benda merupakan suatu medan gaya berat seperti halnya medan magnet di sekitar sebuah batang magnet, dan bahwa timbulnya medan gaya berat ini karena ruang-waktu berdimensi empat disekeliling benda tersebut melengkung. Tafsir fisikanya dapat dilihat sebagai berikut: Bila kita memandang sebuah benda yang bergerak sepanjang sebuah garis lengkung dalam sebuah ruang, kita dapat mengamati bahwa geraknya berubah-ubah, tidak mengarah ke suatu titik tertentu. Karena kecepatan adalah vektor, berarti kecepatannya juga berubah-ubah atau tidak tetap. Dengan kata lain, gerak mengalami percepatan.

Kita dapat mengambil kesimpulan bahwa tafsir fisika geodesik ruang waktu lengkung yang berupa garis lengkung adalah gerak benda yang mengalami percepatan. Tetapi, kita juga perlu memperhatikan beberapa hal berikut. Sebuah benda yang bergerak sepanjang sebuah garis lurus dapat mengalami percepatan dimana hanya kecepatannya saja yang berubah, sedangkan arahnya tetap menurut garis lurus itu. Kenyataan ini seolah-olah memberikan kesan bahwa terdapat contoh benda yang bergerak dengan percepatan, tetapi geodesiknya berupa garis lurus. Ini bukanlah kesimpulan yang tepat. Alasannya, karena garis lurus yang disebutkan diatas adalah garis lurus dalam ruang berdimensi tiga yang kita kenal, bukan garis lurus dalam ruang-waktu berdimensi empat. Garis lurus di atas adalah bayangan garis lengkung di dalam ruang-waktu.

Satu hal yang menarik dari geodesi ruang-waktu lengkung ini adalah bahwa bentuknya yang berupa garis lengkung itu terbentuk sebagai akibat latar belakang geometri semata-mata dan sama sekali tidak bergantung pada massa benda yang gerakannya dinyatakan oleh geodesik tersebut. Ini berarti semua benda yang geraknya dinyatakan oleh geodesik ruang-waktu lengkung bergerak dengan percepatan yang sama sekali tidak bergantung pada massa masing-masing benda, atau dengan perkataan lain, semua benda bergerak dengan percepatan yang sama besar. Jadi, misalnya benda yang bermassa sepuluh kilogram akan bergerak dengan percepatan yang sama dengan percepatan benda yang memiliki massa satu kilogram apabila keduanya dinyatakan oleh geodesik ruang-waktu lengkung diatas.

Menurut hukum gerak Newton dalam mekanika, setiap benda yang mengalami percepatan disebabkan karena adanya gaya yang bekerja pada benda itu. Tetapi dalam uraian tentang ruang-waktu lengkung, sama sekali tidak pernah disinggung tentang adanya gaya. Geodesik, atau gerak dengan percepatan disini hanyalah 'semata-mata' karena ruang-waktu yang ditinjau 'mekengkung'. Einstein menjelaskannya dengan mengemukakan asas kesetaraan pada 1911, yang kemudian merintis jalan menuju teori relativitas umum sekitar lima tahun kemudian. Teori ini pada dasarnya menyatakan bahwa semua hukum fisika bersifat mutlak terhadap setiap pengamat, termasuk yang bergerak dengan percepatan. Selanjutnya, dalam teori relativitas umum, dijelaskan bahwa setiap benda bermassa mengakibatkan ruang-waktu sekitarnya melengkung. Tafsir fisikanya adalah bahwa di sekitar benda bermassa akan timbul medan gaya berat, atau gravitasi.

Kembali ke soal orbit Merkurius. Teori relativitas umum menunjukkan bahwa gerak planet mengelilingi matahari merupakan akibat dari melengkungknya ruang-waktu di sekeliling Matahari. Teori ini juga menjelaskan bahwa garis edar planet membentuk bidang elips yang bergeser yang merupakan proyeksi geodesik yang bersangkutan dalam ruang-waktu lengkung berdimensi empat dalam ruang berdimensi tiga. Khusus bagi orbit Merkurius, teori relativitas umum meramalkan sudut geser sebesar 43,03 detik busur setiap satu abad. Dan dengan demikian teka-teki yang telah memusingkan para astronom selama puluhan tahun itu praktis terpecahkan.


Keberhasilan misi Spirit memicu pertanyaan publik yaitu, kapan kita bisa mengirim misi berawak ke Mars? Persoalan ini bukan hal yang baru. Setelah berhasil mencapai Bulan, adalah wajar apabila manusia berniat untuk menggapai lebih jauh lagi, dan Mars tentu saja merupakan tempat yang paling mungkin untuk itu.

Sayangnya, masih butuh waktu yang teramat lama bagi manusia untuk bisa mewujudkan impian itu. Kegagalan serangkaian misi ke Mars bisa dianggap sebagai isyarat bahwa teknologi dan pengetahuan yang kita miliki saat ini masih terlalu rendah untuk sebuah perjalan antar planet berawak manusia. Berbagai kendala, baik teknis maupun non-teknis masih menghadang upaya untuk mengirimkan manusia ke planet tetangga tersebut.

Kendala pertama adalah soal waktu peluncuran. Tidak seperti misi ke Bulan yang dapat dilakukan sewaktu-waktu, pengiriman wahana dari Bumi ke Mars, atau sebaliknya, tidak bisa dilaksanakan setiap saat. Kesempatan itu hanya datang setiap 26 bulan sekali, ketika Mars sedang dalam oposisi dengan Matahari. Dengan demikian misi berawak ke Mars bisa dipastikan akan memakan waktu yang sangat lama. Dengan memperhitungkan waktu perjalanan selama 6-8 bulan, maka misi berawak ke Mars akan menghabiskan waktu tidak kurang dari dua setengah tahun, dengan setidaknya satu setengah-tahun diantaranya dihabiskan untuk menetap di permukaan Mars sebelum kembali ke Bumi.

Kendala ini memicu persoalan berikutnya, yaitu keterbatasan teknologi. Roket sebesar apakah yang mampu memuat awak, perbekalan, dan bahan bakar untuk jangka waktu yang sangat panjang itu? Ini bukan perkara ringan, karena roket terbesar yang mampu dibuat oleh manusia saat ini diperhitungkan masih belum memadai untuk keperluan tersebut. Memang sejauh ini ada beberapa gagasan untuk mengatasi kendala tersebut, namun tidak ada satupun yang benar-benar mampu diwujudkan dalam waktu dekat ini.

Persoalan lain yang juga perlu dipikirkan adalah dampak perjalanan selama itu bagi kesehatan para awaknya. Perjalanan antar planet bukanlah misi biasa. Banyak hal yang bisa ditemui dalam 400 juta kilometer jarak yang memisahkan Bumi dan Mars, diantaranya radiasi kosmis yang dikenal sangat berbahaya bagi mahluk hidup. Menetap di Mars dalam jangka waktu lama juga membawa resiko kesehatan. Gravitasi di Mars yang hanya sepertiga gravitasi Bumi, misalnya, dalam jangka panjang bisa memicu akibat buruk bagi fisik manusia. Belum lagi beban mental dan psikologis bagi para awak akibat harus hidup terasing dari kehidupan normal dalam jangka waktu lama, dan dalam lingkungan yang tidak dikenal serta penuh bahaya.

Kendala terakhir, dan yang paling berpengaruh, tentu saja adalah soal biaya yang besarnya pasti tidak alang-kepalang. Di tengah lesunya ekonomi dunia, dan banyaknya prioritas lain yang mesti diutamakan, pengiriman misi ke Mars saat ini adalah sesuatu yang betul-betul tidak realistis.


Setelah ditunggu dengan harap-harap cemas, wahana penjelajah NASA, Spirit, akhirnya berhasil mendarat dengan selamat di permukan Mars pada 3 Januari lalu. Keberhasilan ini cukup mengobati kekecewaan publik astronomi atas kegagalan misi Beagle 2 dan Nozomi beberapa waktu lalu.

Beberapa saat setelah mendarat, Spirit mengirimkan gambar panorama hitam-putih dari lokasi pendaratannya di kawah Gusev, sebuah tempat yang diyakini dulunya merupakan dasar sebuah danau purba di planet merah tersebut. Gambar-gambar berwarna dalam resolusi ultra-tinggi akan dikirim dalam beberapa hari mendatang.

Spirit yang diluncurkan pada 10 Juni 2003 lalu itu merupakan salah satu dari dua wahana kembar yang dikirimkan oleh NASA untuk menyelidiki Mars. Wahana kedua yang dinamai Opportunity yang diluncurkan pada 7 Juli 2003 diharapkan akan tiba sekitar tanggal 23 Januari 2004 mendatang. Rencananya, Opportunity akan didaratkan di daerah yang disebut Meridiani Planum, sebuah dataran di Mars yang diduga sangat kaya akan kandungan mineral.

Sebagaimana wahana penyelidik lainnya yang dikirim ke Mars, Spirit dan Opportunity akan berusaha menjawab teka-teki terbesar mengenai planet keeempat dari tata surya ini yaitu tentang kemungkinan adanya suatu bentuk kehidupan di planet tersebut, atau setidaknya menemukan indikasi bahwa suatu saat di masa lampau, planet ini pernah menyokong keberadaan sebuah bentuk kehidupan. Misi wahana Spirit sendiri akan difokuskan untuk menemukan bukti adanya air dalam bentuk cair di permukaan Mars. Kita tahu bahwa air merupakan syarat mutlak adanya kehidupan, setidaknya dalam bentuk yang kita kenal selama ini.

Keterangan selengkapnya termuat di website resmi proyek Mars Exploration Rovers.