Ma'rufin Sudibyo
Tue, 11 Nov 2008 19:02:24 -0800
Dalam bincang2 tentang pendaratan manusia di Bulan, sering kita terjebak pada "percaya nggak percaya" soal pendaratan itu, tanpa mencoba menoleh lebih jauh tentang sumbangan ilmiah dari peristiwa tersebut.
Mari kita tinjau dua saja diantaranya. Saya mengutipnya dari publikasi American
Geophysical Union 1974 dan bulletin Icarus 168 (2004). Yang pertama itu
himpunan geofisikawan yang prestisius, sementara yang kedua bulletin ilmiah
yang tak kalah prestisiusnya.
Pertama, tentang interior Bulan. Mayoritas pemahaman struktur internal Bulan
datang dari data-data kegempaan Bulan (moonquake) yang direkam
seismometer-seismometer yang dipasang oleh misi Apollo 11 - 17 (kecuali Apollo
13), yang berfungsi hingga 1977 - 1983 ketika instrumen itu dimatikan karena
pasokan listriknya telah menyusut. Misalnya saja, antara 1972 - 1977 tercatat
38 kali gempa Bulan sangat dangkal dengan magnitude hingga 5,5 skala Richter,
yang skala guncangannya di Bumi kita sudah melebihi dahsyatnya Gempa Yogya. Ada
empat jenis gempa Bulan : gempa sangat dalam (hiposentrum > 700 km, disebabkan
oleh gaya pasang surut dalam sistem Bumi-Bulan), gempa tumbukan meteorit, gempa
termal (hiposentrum ~ 60 km, disebabkan oleh pemuaian kerak Bulan oleh sinar
Matahari setelah 2 minggu menjalani kondisi malam) dan gempa sangat dangkal
(hiposentrum 20 - 30 km, disebabkan oleh pemerosotan struktur tepi kawah muda).
Dari data kegempaan ini, yang berdasarkan spektrum gelombang primer (P) yang
longitudinal/kompresional dan gelombang sekunder (S) yang transversal,
diketahui struktur internal Bulan terbagi ke dalam tiga lapisan : kerak (tebal
rata-rata 60 km), selubung/mantel (tebal rata-rata 1.530 km, dari kedalaman 60
km hingga 1.590 km) dan inti (diameter 350 km).
Ada yang unik dari kerak Bulan, dimana pada wajah Bulan yang dekat Bumi
(Earthside) secara rata-rata 12 km lebih tipis ketimbang kerak sisi jauh
(farside). Ini membuat pusat massa Bulan dan pusat geometrisnya jadi tak
berimpit, yakni berselisih 1,8 km, sesuatu yang tidak dijumpai di Bumi dan
planet lainnya. Mengapa demikian? Ini terkait dengan evolusinya.
Selubung terdiri dari 3 lapisan : selubung atas, tengah dan bawah. Kini kerak
Bulan, selubung atas dan selubung tengah berada pada fase padat, sementara
selubung bawah (mulai kedalaman 1.000 km) dan inti fasenya setengah cair.
Tebalnya bagian padat ini membuat transfer panas dari interior Bulan ke
permukaan terjadi secara konduksi, sehingga magma dari selubung Bulan tidak
sanggup bermigrasi ke permukaan baik secara konveksi maupun adveksi. Bandingkan
misalnya dengan Bumi, yang bagian padatnya hanya ada di kerak (dengan ketebalan
rata-rata 40 km), dialasi selubung yang setengah cair. Ini membuat transfer
panas ke kerak Bumi berlangsung secara konveksi dan adveksi, dimana terjadi
sirkulasi dalam selubung dan itulah yang menggerakkan lempeng-lempeng tektonik.
Mungkinkah data struktur interior Bulan didapat tanpa harus meletakkan
seismometer di permukaan? Secara teknis sangat sulit, dan kalopun bisa hanyalah
parsial. Clementine misalnya, pesawat antariksa yang diorbitkan ke Bulan pada
1999, bisa mendeteksi inti Bulan lewat sifat magnetik Bulan (yang sangat lemah)
yang ditangkap magnetometer boom-nya yang supersensitif, namun tidak untuk
struktur keseluruhan.
Yang kedua, dinamika jarak Bumi-Bulan. Pemahaman ini berasal dari data-data
retroreflektor, yakni cermin khusus yang sengaja dipasang di permukaan Bulan
dalam misi Apollo 11 - 15 (kecuali Apollo 13) dan dirancang sedemikian rupa
sehingga jika dikenai seberkas cahaya maka cahaya itu akan dipantulkan kembali
ke sumbernya. Dengan menggunakan Laser, jarak Bumi-Bulan bisa diketahui dengan
sangat teliti. Pada dekade 1970-an, ketidakpastian jarak Bumi-Bulan dengan
retroreflektor 'hanya' 15 cm, namun di dekade ini telah jauh lebih akurat
dengan ketidakpastian hanya 1 - 2 mm saja, sehingga bahkan cukup memadai untuk
menguji prinsip ekivalensi yang menjadi batu bata dasar relativitas Einstein.
Dari sini akhirnya diketahui bahwa sumbu mayor orbit Bulan selalu bertambah
besar sebanyak 3,6 cm/tahun. Ini terkait dengan gaya pasang surut dalam sistem
Bumi-Bulan, dimana implikasi perubahan itu membuat periode rotasi Bumi menjadi
sedikit melambat, sementara Bulan semakin menjauh. Bulan akan terus menjauh
dari Bumi sedikit demi sedikit hingga sampai di region dimana gaya pasang surut
sistem Bulan-Matahari lebih dominan dan pada saat itu Bulan akan lebih
dikontrol oleh gravitasi Matahari.
Jika diekstrapolasikan mundur ke belakang, mudah ditebak bahwa Bulan pernah
bergabung jadi satu dengan Bumi. Pemisahan (fission) Bumi - Bulan diperkirakan
terjadi pada masa awal tata surya ketika proto-Bumi dihantam benda langit
seukuran Mars, yang membuat sebagian selubung Bumi terlepas ke angkasa dan
terkondensasi sendiri hingga membentuk Bulan. Ini konsisten dengan data
densitas rata-rata Bulan (yang besarnya 3,35 g/cc atau sama dengan densitas
selubung Bumi) dan keberadaan mineral ilmenit (FeTiO3) di batuan Bulan yang 10
kali lipat lebih tinggi dari batuan Bumi, sementara konsentrasi ilmenit
setinggi itu di Bumi hanya ditemukan pada selubung (berdasarkan data seismik).
Kesimpulan ini juga ditunjang rekaman fosil stromatolit di Bumi dari zaman
Devon (400 juta tahun silam), yang jelas menunjukkan bahwa setahun Bumi saat
itu terdiri dari 400 hari (bandingkan dengan 365 hari di masa sekarang).
Mungkinkah menentukan pertambahan jarak 3,6 cm/tahun ini tanpa meletakkan
retroreflektor di Bulan? Amat sangat sulit, untuk tidak mengatakan tidak
mungkin. Dengan gelombang radar jelas tidak mungkin, karena ketidakpastiannya
cukup besar (dalam orde beberapa ratus hingga beberapa km). Sementara
menggunakan satelit, misalnya, kita harus memperhitungkan efek relativitas umum
akibat pelengkungan kurvatur ruang-waktu di dekat Bumi dan juga di dekat Bulan,
yang membuat deteksi posisi satelit bisa bergeser beberapa km dari titik yang
sebenarnya.
Dari dua hal itu saja, bisa dilihat bahwa misi Apollo ke Bulan membuat
pengetahuan kita tentang Bulan menjadi berlipat ganda secara eksponensial.
Saya percaya Wernher von Braun, Farouk el-Baz dan orang-orang pinter di balik
misi Apollo sejatinya takkan mempersoalkan skeptisme dan hiruk pikuk tentang
benar tidaknya pendaratan itu. Sebab ini bukan wilayah "percaya nggak percaya",
namun lebih pada bagaimana mengkajinya, mengkritisinya dan sekaligus memaparkan
antitesisnya (kalo ada) dalam metodologi yang bisa dipercaya. Sebab pendaratan
itu sebuah peristiwa ilmiah, bukan dogma. Dan sejauh ini pihak2 yang menganggap
pendaratan di Bulan sebagai hoax gagal untuk menjelaskan (secara ilmiah pula)
bagaimana pengetahuan kita tentang satelit Bumi itu menjadi berlipat ganda
pasca dekade 1960-an. Terlebih data2 dari misi Apollo tetap menunjukkan
konsistensinya jika dibandingkan dengan misi2 antariksa yang lebih kemudian,
seperti Lunar Prospector 1996, Clementine 1999, Magellan 1989 dan Cassini 1997
(meski dua yang terakhir tadi sebenarnya hanya memanfaatkan gravitasi Bulan
untuk pergi ke planet lain).
Salam,
Ma'rufin
________________________________
From: Asis Pattisahusiwa <[EMAIL PROTECTED]>
To: fisika_indonesia@yahoogroups.com
Sent: Tuesday, November 11, 2008 4:05:05 AM
Subject: Re: [FISIKA] Re: Pendaratan di bulan, benarkah ?
sebelumnya saya minta maaf kalo ada kata-kata saya yang kasar. namun, sebaiknya
kalo kita bergelut di suatu bidang atau apapun namanya, ada baiknya kita
mengetahui seluk beluk bidang itu termasuk tata kramanya semampu kita. walaupun
sedikit yang penting ada daripada tidak sama sekali.
saya sebenarnya penasaran, apa sebenarnya tujuan kita menjelajahi bulan? apa
hanya untuk mengeksplorasi bulan? kalo hanya untuk itu, saya fikir sudah cukup
dengan hasil jelajah pertama oleh Apollo 11.
--
Asis Pattisahusiwa
Jurusan Fisika, F. MIPA, Universitas Pattimura - Ambon