Pada 14 Juli 2015, the Cakrawala Baru misi membuat sejarah ketika itu menjadi pesawat ruang angkasa robot pertama yang melakukan flyby dari Pluto. Pada tanggal 31 Desember 2018, ia membuat sejarah lagi dengan menjadi pesawat ruang angkasa pertama yang bertemu dengan Obyek Sabuk Kuiper (KBO) - Ultima Thule (2014 MU69). Selain itu, Voyager 2 Probe baru-baru ini bergabung dengan Probe saudara perempuannya (Voyager 1) di ruang antarbintang.
Dengan pencapaian-pencapaian ini, dapat dipahami bahwa proposal untuk misi antarbintang sekali lagi dipertimbangkan. Tetapi apa yang dibutuhkan misi semacam itu, dan apakah itu layak? Kelvin F. Long, salah satu pendiri Initiative for Interstellar Studies (i4iS) dan pendukung utama penerbangan antarbintang, baru-baru ini menerbitkan sebuah makalah yang mendukung gagasan pengiriman misi robot ke sistem bintang terdekat untuk melakukan pengintaian di tempat.
Makalah yang berjudul "Antarbintang Probe: Manfaat untuk Astronomi dan Astrofisika", baru-baru ini muncul online. Makalah ini merangkum materi yang Long akan presentasikan pada Simposium IAA ke-47 tentang Astronomi Antariksa Masa Depan dan Misi Sains Tata Surya - yang merupakan bagian dari Kongres Astronautika Internasional ke-70 - pada 10 Oktober 2019; khususnya, sesi yang membahas Strategi dan Rencana Badan Antariksa.
Untuk memulai, Long menguraikan bagaimana astronomi / astrofisika (khususnya di mana teleskop ruang angkasa telah terlibat) dan eksplorasi ruang angkasa menggunakan probe robot telah memberikan dampak mendalam pada spesies kita. Seperti yang dia jelaskan kepada Space Magazine melalui email:
“Upaya astronomi telah membuka cakrawala pengetahuan kita tentang asal-usul dan evolusi Tata Surya, galaksi dan Alam Semesta yang lebih luas. Ini adalah aktivitas yang dilakukan manusia selama puluhan ribu tahun ketika kita memandang bintang-bintang, dan mereka mendorong keingintahuan kita. Kami tidak pernah bisa menyentuh bintang-bintang, tetapi kami bisa melihatnya, dan instrumentasi memberi kami potensi untuk melihatnya lebih dekat. Kemudian, penemuan spektrum elektromagnetik membantu kita memahami Semesta dengan cara yang belum pernah kita lakukan sebelumnya. ”
Saat ini, upaya umat manusia untuk mempelajari planet dan benda langit secara langsung terbatas pada Tata Surya. Misi robot terjauh telah melakukan perjalanan (the Voyager 1 dan 2 wahana antariksa) telah sampai ke tepi luar heliopause, batas antara Tata Surya kita dan medium antarbintang.
Semua misi ini telah mengajarkan kita banyak hal tentang pembentukan planet, sejarah dan evolusi Tata Surya kita, dan tentang planet Bumi itu sendiri. Dan dalam beberapa dekade terakhir, penyebaran misi seperti Hubble, Spitzer, Chandra, Kepler, dan Satelit Transit Planet Satelit Transit (TESS) telah mengungkapkan ribuan planet di luar Tata Surya kita.
Secara alami, ini telah menyebabkan minat baru dalam pemasangan misi yang akan dapat menjelajahi planet ekstrasurya secara langsung. Seperti halnya misi KURIR, Juno, Fajar, dan Cakrawala Baru telah menjelajahi Merkurius, Yupiter, Ceres dan Vesta, dan Pluto, masing-masing, misi ini akan bertanggung jawab untuk menjembatani kesenjangan antarbintang dan memancarkan kembali gambar dan data planet-planet yang jauh.
"[S] o pertanyaannya adalah apakah kita puas hanya dengan melihat mereka dari jauh atau apakah kita ingin pergi ke sana?" kata Long. “Wahana antariksa menawarkan keuntungan yang jelas dibandingkan penginderaan jauh jarak jauh, yang merupakan potensi untuk penyelidikan ilmiah langsung in-situ dari orbit atau bahkan di permukaan. Di alam semesta di mana Bumi dan bahkan tata surya kita direduksi menjadi titik biru pucat di antara kehampaan, kita akan menjadi gila untuk tidak mencoba suatu hari.
Tapi tentu saja, prospek mengeksplorasi sistem tata surya lain menghadirkan beberapa kesulitan besar, tidak terkecuali biaya. Singkatnya, program Apollo menghabiskan sekitar $ 25,4 miliar USD, yang berhasil menjadi $ 143,7 miliar ketika disesuaikan dengan inflasi. Oleh karena itu, mengirim kapal ke bintang lain sama saja dengan mencapai triliunan.
Namun seperti yang dijelaskan Long, semua tantangan ini dapat diringkas menjadi dua kategori. Yang pertama membahas fakta bahwa kita tidak memiliki kematangan teknologi yang diperlukan:
“Seperti semua pesawat ruang angkasa, wahana antariksa antarbintang akan membutuhkan daya, daya dorong, dan sistem lainnya untuk mencapai misinya dan berhasil mencapai target dan memperoleh datanya. Membangun pesawat ruang angkasa yang bisa melaju cukup cepat untuk mencapai perjalanan ke bintang-bintang terdekat dalam waktu kehidupan manusia yang wajar dan juga memberi daya pada sistem propulsi itu, tidak mudah, dan melampaui kinerja teknologi apa pun yang pernah kami luncurkan ke ruang angkasa dengan sejumlah pesanan besarnya. Namun, prinsip-prinsip dasar di mana bagaimana mesin-mesin itu akan beroperasi, dari perspektif fisika dan teknik, dipahami dengan baik. Itu hanya membutuhkan program upaya yang terfokus untuk memungkinkan hal ini. ”
Seperti yang kami bahas di posting sebelumnya, akan butuh waktu yang sangat lama untuk menjelajah bahkan ke bintang terdekat. Menggunakan teknologi yang ada, itu akan membutuhkan pesawat ruang angkasa dari 19.000 hingga 81.000 tahun untuk mencapai Alpha Centauri. Bahkan dengan menggunakan tenaga nuklir (teknologi yang layak tetapi belum diuji), masih perlu 1.000 tahun untuk sampai ke sana.
Masalah besar kedua, menurut Long, adalah kurangnya kemauan politik. Saat ini, planet Bumi menghadapi banyak masalah, yang terbesar adalah kelebihan penduduk, kemiskinan, dan perubahan iklim. Masalah-masalah ini, jika digabungkan, pada dasarnya berarti bahwa umat manusia harus melihat kebutuhan miliaran orang lebih banyak sementara pada saat yang sama berurusan dengan sumber daya yang semakin berkurang.
"Mengingat masalah yang saling bersaing di Bumi, dirasakan bahwa tidak ada pembenaran hari ini untuk menyetujui pengeluaran misi semacam itu," kata Long. "Jelas, penemuan planet ekstrasurya dengan biologi yang berpotensi menarik dapat mengubah ini. Ada potensi bagi sektor swasta untuk mencoba misi semacam itu, tetapi ini kemungkinan besar di masa depan, karena sebagian besar upaya swasta difokuskan pada Bulan dan Mars. ”
Satu-satunya pengecualian untuk ini, Long menjelaskan, adalah Breakthrough Initiatives ' Project Starshot, yang bertujuan untuk mengirim probe skala gram ke Proxima Centauri hanya dalam 20 tahun. Ini akan dimungkinkan dengan menggunakan layar cahaya, yang akan dipercepat oleh laser ke kecepatan relativistik hingga 60.000 km / s (37.282 mps), atau 20% kecepatan cahaya.
Konsep misi serupa dikenal sebagai Project Dragonfly, sebuah konsep yang dikembangkan oleh tim ilmuwan internasional oleh Tobias Häfner. Yang cukup menarik, proposal ini lahir dari studi desain konseptual yang sama yang menginspirasi Starshot- yang diselenggarakan oleh Initiative for Interstellar Studies (i4iS) pada tahun 2013.
Suka Starshot, itu Capung panggilan konsep untuk berlayar cahaya berbasis laser yang akan menarik pesawat ruang angkasa hingga kecepatan relativistik. Namun, Capung wahana antariksa akan jauh lebih berat daripada probe skala gram, yang akan memungkinkan lebih banyak instrumen ilmiah untuk dimasukkan. Pesawat ruang angkasa juga akan diperlambat oleh layar magnetik pada saat kedatangan.
Sementara misi seperti ini cenderung memakan biaya sekitar $ 100 miliar untuk dikembangkan, Long tentu merasa bahwa ini dalam bidang keterjangkauan mengingat potensi hasil. Berbicara tentang hadiah, misi antarbintang akan memiliki banyak, yang semuanya akan mencerahkan dan mengasyikkan. Seperti kata Long:
"Kesempatan untuk melakukan pengamatan jarak dekat dari sistem bintang lainnya akan memberi kita pemahaman yang jauh lebih baik tentang bagaimana Tata Surya kita terbentuk dan juga sifat bintang, galaksi dan fenomena eksotis seperti lubang hitam, materi gelap dan energi gelap. Itu juga bisa memberi kita prediksi yang lebih baik untuk potensi sistem yang berkembang kehidupan. "
Ada juga kemungkinan bahwa pesawat ruang angkasa yang melakukan perjalanan antarbintang dengan kecepatan relativistik akan menemukan fisika baru. Saat ini, para ilmuwan memahami Semesta dalam hal mekanika kuantum (perilaku materi pada tingkat subatomik) dan Relativitas Umum (materi pada skala terbesar - sistem bintang, galaksi, superclusters, dll.).
Sampai saat ini, semua upaya untuk menemukan Grand Unified Theory (GUT) - alias. a Theory of Everything (TOE) - yang akan menggabungkan dua aliran pemikiran ini telah gagal. Long menegaskan bahwa misi ilmiah ke sistem bintang lainnya dapat memberikan sintesis baru, yang akan membantu kita belajar lebih banyak tentang bagaimana fungsi Semesta secara keseluruhan.
Tetapi tentu saja, tidak ada pembicaraan tentang imbalan akan lengkap tanpa menyebutkan yang terbesar dari semuanya: menemukan kehidupan! Bahkan jika itu hanya koloni mikroba, implikasi ilmiahnya akan sangat besar. Adapun implikasi menemukan spesies yang cerdas, implikasinya akan beragam. Ini juga akan menyelesaikan pertanyaan abadi tentang apakah umat manusia sendirian atau tidak di Semesta.
"Menemukan kehidupan yang cerdas akan menjadi pengubah permainan, karena jika kita melakukan kontak dengan spesies seperti itu dan berbagi pengetahuan kita dengan satu sama lain, ini akan memiliki efek mendalam pada ilmu kita tetapi juga filosofi pribadi kita," kata Long. "Ini penting ketika mempertimbangkan pertanyaan kuno tentang asal usul manusia."
Tetapi tentu saja, banyak yang perlu terjadi sebelum misi semacam itu dapat direnungkan. Sebagai permulaan, persyaratan teknologi, bahkan untuk konsep yang layak secara teknis seperti Starshot, perlu segera diatasi. Seperti halnya semua risiko potensial yang terkait dengan penerbangan antarbintang dengan kecepatan relativistik.
Tetapi di atas semua itu, kita perlu tahu sebelumnya ke mana harus mengirim misi ini untuk memaksimalkan pengembalian ilmiah atas investasi kita. Di sinilah astronomi tradisional dan astrofisika akan memainkan peran besar. Seperti yang dijelaskan Long:
Sebelum ada misi yang diluncurkan pada sistem bintang lainnya, penting untuk terlebih dahulu mengkarakterisasi nilai ilmiah dari mengunjungi sistem tersebut sebelumnya, yang akan membutuhkan platform pengamatan astronomi jarak jauh. Kemudian, setelah probe telah diluncurkan, mereka juga akan membantu mengkalibrasi pengukuran skala jarak kosmik kita, yang juga akan membantu meningkatkan instrumen astronomi kita. Oleh karena itu jelas bahwa setiap spesies yang bercita-cita untuk tercerahkan tentang Semesta dan tempatnya di dalamnya, harus merangkul kedua bentuk penyelidikan karena mereka saling menguatkan.
Mungkin butuh beberapa dekade sebelum umat manusia siap untuk menyerahkan waktu, energi, dan sumber daya ke misi antarbintang. Atau mungkin hanya beberapa tahun sebelum proposal yang ada menyelesaikan semua masalah teknis dan logistik. Either way, ketika misi antarbintang dipasang, itu akan menjadi peristiwa yang sangat penting dan bersejarah.
Dan ketika mulai mengirim kembali data dari sistem bintang terdekat, itu akan menjadi peristiwa yang tak tertandingi dalam sejarah. Selain dari kemajuan yang diperlukan dalam teknologi, semua yang dibutuhkan adalah keinginan untuk membuat investasi penting terjadi.
