KEJAYAAN kapal angkasa Cassini-Huygens memasuki ruang gegelang planet Zuhal pada 30 Jun lalu menjanjikan harapan awal kepada kejayaan penjelajahan bersejarah selama empat tahun ke planet Zuhal. Zuhal merupakan planet kedua terbesar dalam sistem solar kita dan mempunyai satu sistem kompleks dengan padang magnet yang amat kuat, gegelang unik dan menarik serta dikelilingi oleh 31 buah bulan di sampingnya.

Pada 22 Julai lalu, Agensi Angkasa Lepas Amerika (NASA) telah menyiarkan buat kali pertama imej berwarna gegelang Zuhal diambil oleh kapal angkasa Cassini-Huygens yang telah berjaya menghampiri Zuhal pada akhir Jun lalu.

Misi kapal angkasa Cassini-Huygens yang tidak membawa manusia ini merupakan satu misi besar NASA yang juga merupakan misi terakhir diluluskan di zaman pemerintahan Bill Clinton dan kini diambil alih pula oleh pemerintahan Bush. Pengurangan peruntukan dan perbelanjaan, pendekatan konsep ‘lebih laju, murah tetapi lebih baik’ serta pengecilan saiz kapal angkasa menjadi kekangan utama sepanjang tempoh pembinaan dan persediaan Cassini-Huygens. Di sebalik segala kesukaran ini, Cassini-Huygens berjaya juga dilancarkan dari Cape Canaveral pada 15 Oktober 1997. Ini sebenarnya misi bersama antarabangsa yang melibatkan NASA, Agensi Angkasa Lepas Eropah (ESA) dan Agensi Angkasa Lepas Itali.

Cassini merupakan kapal angkasa induk yang mempunyai ketinggian 660 km dan kelebaran 390 km lebar serta mempunyai berat hampir enam tan. Misi utamanya ialah untuk menjelajah ke dalam sistem Zuhal bersama 12 jenis peralatan saintifik bagi mengumpul sebanyak mungkin maklumat mengenai planet Zuhal, berdozen bulan miliknya serta gegelangnya yang menarik. Huygens pula merupakan peralatan mendarat yang turut dilengkapi enam peralatan lain bagi tujuan membuat pemeriksaan lebih dekat terhadap Titan iaitu bulan terbesar yang dimiliki oleh Zuhal. Titan juga merupakan satu-satunya bulan dalam sistem Zuhal yang mempunyai atmosferanya tersendiri.

Huygens akan berpisah dengan Cassini pada penghujung Disember tahun ini dan akan cuba membuat pendaratan di Titan pada Januari 2005. Jika Huygens berjaya berbuat demikian, kapal angkasa ini akan mencatat sejarah sebagai pendaratan pertama pernah dilakukan di atas bulan milik planet antara yang terbesar di galaksi ini. Namun, sekalipun jika Huygens berjaya melakukan pendaratan bersejarah itu, ia dijangka tidak akan mampu berada lama di atas permukaan Titan yang dipercayai terdiri daripada batu beku sebahagiannya dilitupi lautan gas etana. Huygens juga mungkin terpaksa berhadapan dengan suhu serendah -300°F ketika cuba memasuki ruang atmosfera Titan nanti.

Misi berharga RM9.24 bilion ini mewakili usaha hebat paling rumit dan kompleks dari sudut kerjasama antarabangsa dalam bidang angkasa lepas. NASA bertanggungjawab membina kapal angkasa induk, Cassini manakala ESA bertindak membina peralatan pendaratan Huygens. Sebanyak 18 komponen peralatan canggih yang digunakan termasuk spektrometer, pengumpul partikel dan sistem pengimejan menggunakan frekuensi elektromagnet daripada ultra ungu dan gelombang mikro pula telah dibina oleh 17 buah negara yang berbeza. Agensi Angkasa Lepas Itali pula bertanggungjawab membina antena berkuasa tinggi dan beberapa komponen radio yang berperanan amat penting dalam menyalurkan data merentasi perjalanan sejauh lebih satu bilion batu dari Cassini-Huygens ke pusat operasi dan kawalannya di bumi.

Nama kedua-dua kapal angkasa ini sebenarnya diambil daripada nama ahli sains yang telah memainkan peranan utama dalam membolehkan manusia memahami sistem perjalanan planet Zuhal telah ditemui buat kali pertama oleh Galileo. Ahli astronomi Belanda, Christiaan Huygens telah menemui Titan menerusi teleskopnya lalu menerangkan kepada umum akan kewujudan gegelang yang mengelilingi planet Zuhal, keunikannya dan kepelbagaian imejnya. Jean-Dominique Cassini pula seorang ahli astronomi berdarah kacukan Perancis dan Itali yang telah bertanggungjawab mengesahkan kewujudan gegelang itu.

Tiga kapal angkasa sebelum ini, Pioneer 11, Voyager 1 dan Voyager 2 telah berjaya melewati planet Zuhal dan berjaya mengumpulkan sejumlah data serta maklumat amat penting mengenai Zuhal. Namun demikian, Cassini akan menjadi kapal angkasa pertama mengelilingi orbit planet besar ini bagi membolehkan lebih banyak maklumat saintifik dapat dicerap dan dirakamkan. Maklumat yang cuba diperoleh bukan sahaja mengenai planet Zuhal ini, malah ahli sains berharap dapat mengumpulkan lebih banyak data dan maklumat mengenai kepelbagaian gas terdapat di planet tersebut dikatakan banyak persamaannya dengan gas terdapat di bintang lain yang lebih kecil.

Operasi menempatkan Cassini ke Zuhal amatlah mencabar dan rumit. Perjalanannya ke Zuhal telah mengambil masa hampir tujuh tahun. Bagi membolehkan Cassini sampai ke gegelang Zuhal, Cassini terpaksa menggunakan bantuan tarikan graviti beberapa planet lain untuk menetapkan haluan serta meningkatkan kelajuannya. Laluan Cassini bermula dari planet Bumi menuju ke planet Zuhrah. Kapal ini menggunakan dua kali tarikan graviti Zuhrah bagi meningkatkan kelajuannya sebelum menggunakan kembali bantuan graviti Bumi untuk mengekalkan kelajuan tersebut untuk ke planet Musytari. Akhirnya Cassini menggunakan kuasa tarikan graviti planet Musytari pula bagi mendorongnya menuju ke arah planet Zuhal. Selepas menempuh perjalanan yang panjang sejauh 2.2 bilion batu, akhirnya Cassini berjaya memasuki sistem Zuhal dengan kelajuan lebih daripada 78 858 km/jam. Perjalanan ini mengambil masa amat lama sehinggakan sepanjang tempoh itu saintis di Bumi telah berjaya mengesan 13 lagi bulan milik Zuhal.

Sebenarnya enjin utama Cassini telah dimatikan hampir empat tahun lalu sejak pembetulan terakhir dijalankan. Satu percubaan menghidupkan kembali enjin tersebut telah dilakukan pada 6 Jun lalu semasa Cassini sedang bergerak mengambil gambar bulan Zuhal yang paling jauh iaitu Phoebe A. Phoebe A merupakan sebiji batu sepanjang 220 km yang dipercayai berasal daripada Kuiper Belt dan bukannya terbentuk daripada cakera gas panas seperti mana Zuhal dan bulan-bulannya lain. Phoebe A berada pada kedudukan empat kali ganda jauh berbanding jarak Zuhal dengan bulannya yang lain. Lebih menarik lagi Phoebe A mempunyai orbit songsang iaitu bergerak berlawanan dengan arah pergerakan pusingan Zuhal atau bulannya yang lain. Menurut Makmal Pendorongan Jet Pasadena (Jet Pasadena Laboratory, JPL) yang mengawasi misi ini, Cassini telah berjaya menambahkan lebih banyak maklumat dan pengetahuan mengenai Phoebe A berbanding bahan mengenainya yang telah dikumpul sejak penemuan pertamanya kira-kira 100 tahun lalu. Pemeriksaan yang telah dijalankan terhadap Phoebe mendapati ia lebih ringan daripada batu namun lebih berat daripada ais. Keadaannya hampir menyamai planet Neptun dan bulan Triton. Permukaan Phoebe A pula mengandungi ais, karbon dioksida dan bahan kimia organik primitif. Ini menunjukkan bahawa Phoebe A merupakan bulan yang berasal daripada sebuah asteroid yang telah ditangkap oleh tarikan Zuhal memandangkan karbon dioksida tidak ditemui dalam jaluran asteroidnya.

Ujian penyalaan enjin utama Cassini dilakukan sebagai langkah persediaan sekiranya Cassini berjaya masuk ke dalam orbit Zuhal yang telah dibuat pada 30 Jun lalu. Pada hari tersebut, kapal angkasa ini telah memasuki gegelang Zuhal dan kemudiannya menyalakan enjinnya secara terbalik selama 96 minit. Pergerakan ini berjaya memperlahankan kelajuan Cassini ketika memasuki ruang orbit Zuhal. Proses memasuki ruang orbit Zuhal merupakan satu operasi yang rumit. Tempoh 85 minit sebelum enjin Cassini dihidupkan, Cassini terpaksa berpusing bagi membolehkan mangkuk antenanya, yang sebelum ini berada dalam kedudukan mengarah ke Bumi, menghadap ke arah gegelang Zuhal. Mangkuk ini bertindak sebagai pelindung badan kapal angkasa daripada sebarang pelanggaran dengan partikel ais yang mampu merosakkan Cassini. Segala arahan untuk pergerakan Cassini dan pembakaran enjinnya telah dihantar ke dalam sistem ingatan Cassini sejak tahun lalu walaupun arahan terakhir hanya diberikan tiga hari sebelum Cassini memasuki orbit Zuhal. Segala arahan dan tindakan perlu disediakan lebih awal memandangkan isyarat radio dari pusat kawalan operasi di Bumi mengambil masa 1:24 jam untuk sampai dan diterima oleh Cassini.

Kejayaan awal ini merupakan sesuatu di luar jangkaan semua pihak yang terbabit. Cassini telah berjaya mendekati gegelang Zuhal dalam kedudukan tujuh batu dari posisi asal yang telah ditetapkan. Ini merupakan sesuatu keadaan yang amat menakjubkan selepas Cassini terpaksa melalui perjalanan sejauh 2.2 bilion batu. Pembakaran enjin pula telah berjaya dihentikan dalam masa satu saat dari masa yang ditetapkan. Ini membolehkan proses memperlahankan Cassini hampir sempurna dan seterusnya membolehkan JPL membuat pembetulan pergerakan kedua terhadap Cassini sebelum meneruskan pelan misinya yang sebenar.

Selepas berjaya memasuki orbit Zuhal, Cassini terpaksa berhadapan dengan “waktu bergelap” dan terputus hubungan selama tujuh hari kerana berada pada kedudukan yang terlindung daripada pandangan Bumi. Namun pada 12 Julai, Cassini akan dapat berhubung semula dengan Bumi dan menyalurkan datanya kembali. Sehingga kini, kapal angkasa ini telah membuat pemerhatian terhadap lima bulan Zuhal yang utama iaitu Titan, Rhea, Dione, Tethys dan Iapetus. Dalam tempoh empat tahun akan datang, Cassini dijangka akan mengorbit Zuhal sebanyak 76 kali dengan 52 kali daripadanya akan berada dekat dengan pelbagai bulan Zuhal seperti Mimas dan Enceladus.

Kedudukan yang dekat ini penting memandangkan Mimas merupakan bulan yang paling hampir dengan Zuhal manakala Enceladus pula dipercayai mempunyai air di bawah permukaannya.

Sasaran yang paling penting ialah Titan yang berukuran diameter 5150 km. Ukuran ini ternyata lebih besar daripada planet Utarid, Pluto atau pun bulan Bumi. Dipercayai atmosferanya dipenuhi dengan molekul organik dan hampir menyamai komposisi bahan kimia pada awal kewujudan Bumi. Sebagai tambahan kepada pendaratan Huygens nanti, Cassini akan mendekati permukaan planet tersebut pada jarak 966 km dalam 45 percubaan berbeza. Ini akan memberikan peluang kepada ahli sains untuk melakukan pelbagai kajian saintifik yang amat bernilai. Percubaan dalam jarak dekat yang pertama ini dijangka berlaku pada 26 Oktober.

Pada 3 Julai lalu, Cassini telah menghantar gambar Titan dari jarak 965 606 km. Gambar ini kelihatan kabur disebabkan terdapat jerebu yang banyak di atmosfera Titan. Gambar tersebut juga tidak menunjukkan sebarang lautan cecair metana atau etana seperti yang dijangkakan. Sebaliknya, berdasarkan analisis oleh alat spektroskopi menunjukkan terdapat sebahagian besar kawasan yang diliputi oleh ais asli yang bercampur dengan ais dan hidrokarbon.

Kapal angkasa ini akan memperuntukkan 15 jam sehari untuk menggunakan segala peralatannya bagi mengendalikan arahan pemerhatian dari Bumi. Memorinya juga akan menyimpan segala data yang disimpan dalam alat perakam seperti cakera padat muzik. Cassini akan menyalurkan kembali ke Bumi kadar purata 500 keping gambar sehari. Rutin ini dijangka akan berterusan selama empat tahun.

Misi Cassini-Huygens merupakan satu kejayaan hebat abad ini. Persediaan untuk memulakan misi ini sebenarnya telah bermula sejak 22 tahun lalu dan ribuan saintis telah memperuntukkan seluruh masa, hayat dan karier mereka bagi menjayakan misi ini. Sewaktu masa puncak misi ini iaitu pada tahun 1995, dua tahun sebelum pelancaran Cassini-Huygens, seramai 1,500 orang saintis dan jurutera telah bekerja di JPL secara sepenuh masa dan sambilan.

Misi Cassini-Huygens ada keunikannya yang tersendiri apabila turut membawa sekeping DVD yang dicetak secara digital mewakili tandatangan sebenar 616,400 orang termasuklah cap jari manusia, dan cap tapak kaki anjing serta kucing dari 81 buah negara. DVD ini dimasukkan di dalam sebuah kotak aluminium bagi melindunginya daripada sebarang partikel mikroskopik yang terpaksa dihadapi sepanjang pengembaraannya terutama ketika melalui gegelang Zuhal.

Sama-samalah kita lihat perkembangan menarik hasil daripada misi Cassini-Huygens sepanjang tempoh empat tahun akan datang ini.

Petikan daripada Majalah Dewan Kosmik Oktober 2004.