NASA Batalkan Misi Pengembalian Sampel Mars, China Targetkan Bawa Pulang Batuan pada 2031

Batuan Mars yang menjanjikan menanti untuk dibawa pulang

Sebuah batuan bernama Sapphire Canyon tersimpan rapat di dalam rover Perseverance milik NASA di Mars. Batuan itu menyimpan petunjuk kimia yang ingin diteliti para ilmuwan untuk mencari kemungkinan bukti kehidupan purba. Misi yang dirancang untuk membawanya ke Bumi telah dibatalkan setelah perkiraan biaya awal program Mars Sample Return NASA mencapai hingga 11 miliar dolar AS dan jadwal kepulangannya mundur ke 2040.

China menempuh jalur berbeda. Misi Tianwen-3 ditargetkan meluncur sekitar 2028 dan membawa setidaknya 500 gram material Mars ke Bumi sekitar 2031, menurut rancangan misi Tianwen-3 pemerintah China yang diterbitkan pada Juli 2025. Jika tercapai, China akan menjadi negara pertama yang mengumpulkan sampel di Mars dan membawanya pulang.

Sebelum program pengambilannya dibatalkan, NASA telah menghabiskan sekitar 2,5 miliar dolar AS. Perseverance telah menyimpan sampel dalam 33 tabung yang dipilih selama bertahun-tahun menjelajahi Kawah Jezero, tempat sungai pernah mengalir ke sebuah danau lebih dari 3 miliar tahun lalu.

Taruhannya bukan sekadar negara mana yang lebih dulu tiba. Misi China akan mengumpulkan materialnya sendiri dari lokasi lain. Sapphire Canyon, yang dibor dari batu berbintik di dekat saluran sungai purba, akan tetap berada di Mars kecuali ada misi lain yang mengambilnya.

Administrator NASA Jared Isaacman mengatakan badan tersebut berniat membawa pulang sampel itu pada akhirnya, baik dengan robot maupun astronaut. Belum ada jadwal atau misi pengganti yang diumumkan. Sementara itu, China bergerak menuju pembangunan wahana antariksa yang akan diluncurkannya.

Mengapa ilmuwan tertarik pada Sapphire Canyon

Perseverance mengumpulkan Sapphire Canyon pada Juli 2024 dari batuan berbentuk mata panah bernama Cheyava Falls, dekat Neretva Vallis, sebuah lembah yang terbentuk oleh sungai-sungai yang mengalir ke danau purba Jezero. Rover itu mengebor dan mengambil pecahan berbentuk silinder kira-kira sebesar kapur tulis, lalu menyegelnya di dalam tabung.

Cheyava Falls menarik perhatian karena memiliki bintik-bintik kecil yang menyerupai corak macan tutul. Di Bumi, ciri serupa dapat terbentuk ketika mikroba mengonsumsi bahan organik yang terkubur dalam sedimen. Aktivitasnya mengubah kimia mineral besi di sekitarnya, sehingga meninggalkan bintik atau lingkaran pucat.

Adrian Broz, peneliti pascadoktoral di Universitas Purdue sekaligus anggota tim sains Perseverance, turut menulis penelitian tentang batuan tersebut yang diterbitkan pada September 2025. Ia menjelaskan mengapa temuan itu menonjol:

Menurut saya, ini pertama kalinya kami menemukan sesuatu yang memenuhi syarat sebagai 'biosignatur potensial'

Biosignatur adalah ciri fisik atau kimia yang mungkin dihasilkan oleh kehidupan. Para ilmuwan yang meneliti Sapphire Canyon perlu menentukan apakah bintik-bintiknya terbentuk oleh mikroba atau reaksi kimia biasa. Batu lumpur di sekitarnya juga mengandung banyak ciri serupa, sehingga memberi peneliti konteks geologi yang lebih luas untuk diteliti.

Air membentuk bentang alam ini jauh sebelum Perseverance tiba pada Februari 2021. Keberadaan sungai dan danau purba menjadikan Jezero lokasi yang menjanjikan untuk mencari batuan yang mungkin menyimpan jejak organisme yang hidup miliaran tahun lalu.

Mengapa laboratorium di Bumi penting

Perseverance membawa instrumen untuk memeriksa kimia dan struktur batuan, tetapi perangkat sainsnya sebagian dipilih untuk mengidentifikasi sampel yang kelak bisa diteliti di Bumi. Rover harus beroperasi dengan daya, bobot, dan peralatan terbatas. Laboratorium dapat menerapkan jauh lebih banyak teknik pada potongan kecil dari sampel yang sama.

Briony Horgan, profesor ilmu kebumian, atmosfer, dan planet di Universitas Purdue sekaligus anggota tim Perseverance, menjelaskan perlunya pemeriksaan langsung:

Kami bisa terus melakukan penelitian dan menemukan petunjuk seperti ini, tetapi kami tidak akan pernah benar-benar tahu sampai sampel itu dibawa pulang.

Meteorit Mars Allan Hills 84001 menunjukkan betapa rumitnya penelitian semacam itu. Meteorit yang ditemukan di Antarktika pada 1984 itu awalnya ditafsirkan mengandung kemungkinan sisa-sisa kehidupan purba. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa proses geologis dapat menghasilkan ciri yang menyerupai jejak biologis.

Karena itu, ilmuwan yang meneliti Sapphire Canyon perlu menemukan beberapa jenis bukti yang mendukung penjelasan yang sama. Mereka dapat menyelidiki struktur mineral, molekul organik, serta hubungan antara perubahan kimia dan sejarah batuan. Sampel di Bumi juga memungkinkan berbagai laboratorium mengulangi pengujian dan membandingkan hasilnya.

Bagaimana rencana pengambilan sampel menjadi terlalu mahal

Program Mars Sample Return NASA, yang dikembangkan bersama Badan Antariksa Eropa, membutuhkan rangkaian wahana antariksa dan operasi. Sebuah wahana pendarat akan mengirim roket kecil ke Mars. Perseverance akan membawa sampelnya ke wahana pendarat, tempat sampel dimasukkan ke dalam wadah untuk diluncurkan ke orbit.

Wahana antariksa Eropa yang menunggu di atas Mars akan menangkap wadah itu, membawanya menuju Bumi, lalu melepaskan kapsul yang mampu mendarat dengan aman. Peluncuran material dari Mars dan penangkapannya di orbit sama-sama akan menjadi yang pertama dalam eksplorasi antariksa.

Tantangan rekayasanya adalah mengangkut cukup banyak peralatan dan propelan, sekaligus menjaga wahana tetap cukup ringan untuk diluncurkan dan mendarat. Rancangan pengiriman NASA membagi tugas tersebut ke beberapa wahana. Rancangan ini juga menciptakan sejumlah titik yang dapat membuat penundaan atau masalah teknis berdampak pada keseluruhan misi.

Bumi dan Mars memiliki kesempatan peluncuran yang menguntungkan kira-kira setiap 26 bulan. Jika kesempatan itu terlewat, jadwal dapat mundur sekitar dua tahun, sehingga tenggat pengembangan wahana menjadi sangat menentukan.

Rencana awal tersebut memiliki perkiraan biaya maksimum 11 miliar dolar AS. Pendekatan revisi pada 2024 diperkirakan menelan biaya sekitar 7 miliar dolar AS, tetapi pertanyaan mengenai keterjangkauan dan kemungkinan tercapainya perkiraan yang lebih rendah tetap muncul. Usulan anggaran NASA untuk tahun fiskal 2026 mengajukan penghentian Mars Sample Return, dan Kongres menyetujui pembatalannya pada Januari.

Pada 2011, pengambilan sampel Mars ditetapkan sebagai prioritas tertinggi NASA di bidang ilmu keplanetan. Pembatalannya menyisakan kesenjangan antara keberhasilan mengumpulkan batuan bernilai ilmiah dan kemampuan untuk menelitinya secara langsung.

Tanggal-tanggal yang membentuk persaingan

Rencana NASA berulang kali berubah seiring arsitektur misi pengembalian yang makin rumit. China menggabungkan pengumpulan dan pengembalian dalam satu rangkaian misi, dengan mengandalkan pengalaman dari pendaratan di Mars serta misi pengambilan sampel Bulan.

Perkembangan utama berikut menunjukkan bagaimana kedua upaya tersebut sampai pada posisi saat ini:

• Februari 2021: Perseverance mendarat di Kawah Jezero untuk menyelidiki lingkungan purba dan mengumpulkan sampel.
• Mei 2021: Misi Tianwen-1 China mendarat di Mars dan mengerahkan rover Zhurong.
• 2022: NASA merevisi rancangan pengambilan sampel. Perseverance akan mengantarkan sampel, dengan helikopter pemulih sebagai cadangan. Perkiraan waktu kepulangan mundur ke 2033.
• 2024: China membawa pulang sampel dari sisi jauh Bulan lewat Chang'e 6. NASA mengevaluasi ulang program pengambilan sampel Mars, dan Perseverance mengumpulkan Sapphire Canyon pada Juli.
• Juli 2025: Pemerintah China memaparkan rencana peluncuran Tianwen-3 sekitar 2028 dan pengembalian sampel sekitar 2031.
• Januari: Kongres menyetujui pembatalan program Mars Sample Return NASA setelah usulan penghentian dalam anggaran tahun fiskal 2026.
• Maret 2026: Kepala perancang Tianwen-3 Liu Jizhong mengatakan proyek itu akan memasuki tahap pengembangan perangkat keras penerbangan selama 2026.
• Akhir 2026: Tim sains China berencana menyaring pilihan lokasi pendaratan hingga tersisa tiga kandidat final.

Langkah China menuju pengembangan perangkat keras, yang diumumkan pada Maret, menandai tahap setelah pekerjaan pembuatan prototipe. Jadwal resmi negara itu tetap menargetkan peluncuran sekitar 2028 dan kepulangan sekitar 2031; tanggal peluncuran 2031 yang dilaporkan bertentangan dengan jadwal tersebut.

Bagaimana Tianwen-3 akan mengumpulkan dan membawa pulang sampel

Dua roket Long March 5 direncanakan meluncur dari Wenchang di Pulau Hainan, China, pada akhir 2028. Satu roket akan membawa wahana pendarat dan peralatan untuk lepas landas dari permukaan. Roket lainnya akan membawa wahana pengorbit dan sistem untuk membawa sampel kembali ke Bumi.

Pemerintah China menyatakan perjalanan ke Mars akan memakan waktu tujuh hingga delapan bulan, disusul sekitar satu tahun operasi di sana. Kampanye utama pengumpulan sampel di permukaan diperkirakan berlangsung sekitar 70 hari dalam rangkaian jadwal misi yang lebih luas itu.

Tianwen-3 akan menggunakan tiga metode pengumpulan: mengambil material dari permukaan, mengebor hingga kedalaman 2 meter, dan mengirim wahana nirawak untuk mengumpulkan material tambahan. Misi ini tidak akan membawa rover. Hou Zengqian, kepala ilmuwan misi sekaligus akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan China, mengatakan wahana nirawak itu akan menjangkau lokasi dalam radius beberapa ratus meter dari tempat pendaratan.

Sistem pengeboran dapat memperoleh material dari bawah permukaan, sedangkan wahana nirawak akan memperluas area pengambilan sampel melampaui sekitar wahana pendarat. Secara bersama-sama, metode tersebut ditujukan untuk menghasilkan kumpulan sampel yang lebih beragam dibandingkan jika hanya mengambil material dengan sekop di dekat wahana.

Setelah sampel terkumpul, wahana peluncur akan membawa wadah tersegel berisi setidaknya 500 gram material ke orbit Mars. Wahana pengorbit yang menunggu akan menerimanya dan memulai perjalanan pulang. Misi-misi Bulan China memberikan pengalaman yang berguna, tetapi lepas landas dari Mars dan pertemuan di orbit tetap membutuhkan kemampuan baru.

Pendaratan yang aman membatasi lokasi pencarian China

Menurut rancangan resmi Hou pada Juli 2025, tim sains Tianwen-3 telah menyaring lebih dari 80 kandidat lokasi pendaratan awal menjadi 19. Tiga kandidat final ditargetkan ditetapkan paling lambat akhir 2026. Ilmuwan mengutamakan lokasi dengan kondisi yang berpotensi mendukung kehidupan dan melestarikan jejaknya.

Insinyur juga menetapkan batasan ketat. Lokasi harus berada di antara 17 dan 30 derajat lintang utara. Deskripsi misi menetapkan lokasi dengan elevasi setidaknya 3 kilometer di bawah elevasi rata-rata Mars, agar wahana dapat melewati atmosfer yang lebih tebal dan melambat saat turun.

Elips pendaratan yang diperkirakan, yakni area tempat wahana mungkin mendarat, berukuran sekitar 50 kali 20 kilometer. Itu merupakan target yang luas dibandingkan jangkauan pengumpulan wahana nirawak. Karena itu, misi ini membutuhkan kawasan yang memiliki material berguna di area luas, bukan hanya di satu singkapan batuan kecil.

Perseverance menempuh pendekatan berbeda: rover itu menjelajahi Jezero dan memilih batuan dengan konteks geologi yang tercatat secara saksama. Ilmuwan mengetahui asal setiap sampel dan hubungannya dengan lapisan di sekitarnya serta jejak air purba. Tianwen-3 akan mengumpulkan kumpulan material dari area yang lebih terbatas tanpa pengintaian rover selama bertahun-tahun.

Jezero tidak termasuk dalam kandidat lokasi yang telah diidentifikasi China. Keberhasilan Tianwen-3 membawa pulang sampel akan membuka jendela baru untuk meneliti Mars, sementara Sapphire Canyon tetap menunggu misi pengambilan tersendiri. Kedua kumpulan sampel itu akan menjawab pertanyaan berbeda tentang bagian planet yang berbeda.

Apa yang akan diuji ilmuwan dan bagaimana sampel akan dilindungi

Tujuan ilmiah Tianwen-3 mencakup pencarian kemungkinan tanda-tanda kehidupan, penelitian perubahan kemampuan Mars dalam mendukung kehidupan, serta pengkajian sejarah geologinya. Tujuan-tujuan itu mengaitkan pertanyaan tentang kehidupan dengan air, atmosfer, dan batuan planet tersebut.

Li Yiliang, profesor astrobiologi di Universitas Hong Kong yang terlibat dalam perumusan misi, menguraikan beberapa jalur penelitian. Peneliti akan mencari molekul yang berkaitan dengan fungsi biologis, jejak fosil mikroskopis, serta perubahan rasio isotop.

Isotop adalah bentuk-bentuk dari unsur kimia yang sama dengan massa berbeda. Proses kehidupan dapat lebih memilih salah satu bentuk daripada yang lain. Di Bumi, fotosintesis cenderung menggunakan karbon yang lebih ringan, sehingga menghasilkan perubahan terukur pada proporsi isotop karbon. Peneliti akan memeriksa pola apa pun yang ditemukan di Mars bersama mineral dan unsur kimia lain dalam sampel.

China juga berencana membangun laboratorium berkeamanan tinggi dengan ruang kerja yang sangat bersih dan fasilitas keselamatan biologis. Hou mengatakan rangkaian penanganan sampel akan mencakup pengumpulan, penyegelan, pengangkutan, pemrosesan, dan penilaian risiko biologis, sesuai kebijakan perlindungan planet yang ditetapkan Komite Penelitian Antariksa.

Perlindungan planet memiliki dua tujuan: mencegah organisme Bumi mencemari Mars dan mengamankan material yang dibawa pulang dari dunia lain. Penanganan yang bersih juga membantu ilmuwan menentukan apakah jejak kimia berasal dari Mars atau masuk ke dalam sampel saat pengumpulan dan analisis.

Hou mengatakan ilmuwan internasional dapat meneliti material yang dibawa pulang, dengan tetap mematuhi persyaratan keselamatan. Akses ke berbagai laboratorium dapat memperluas cakupan pengujian dan memungkinkan para peneliti memeriksa temuan satu sama lain.

Opsi yang masih terbuka bagi NASA dan Eropa

NASA mengatakan sedang mengkaji opsi pengambilan yang lebih sederhana dan terjangkau, termasuk kontribusi komersial dan internasional. Lockheed Martin telah mengusulkan misi dengan biaya tetap di bawah 3 miliar dolar AS untuk membawa pulang 30 sampel Perseverance pada 2037, dengan memanfaatkan pengalaman dari wahana pendarat Mars InSight dan misi pengambilan sampel asteroid OSIRIS-REx.

Berdasarkan batas harga yang dinyatakan, biaya usulan perusahaan itu kurang dari tiga per sebelas perkiraan maksimum awal sebesar 11 miliar dolar AS. Tanggal kepulangan yang diusulkan enam tahun setelah target China pada 2031. NASA belum mengadopsi usulan tersebut.

Rancangan kompromi anggaran Kongres mencakup 110 juta dolar AS untuk Mars Future Missions. Pekerjaan tersebut dapat mendukung peningkatan teknologi pendaratan dan kemampuan lain yang berguna untuk eksplorasi selanjutnya, termasuk misi pengambilan sampel pada masa depan.

Badan Antariksa Eropa sedang mengkaji apakah Earth Return Orbiter miliknya, yang pengembangannya lebih maju daripada wahana pendarat untuk pengambilan sampel, dapat dialihfungsikan untuk meneliti Mars dari orbit. Jepang juga tengah mengupayakan pengambilan sampel dari Phobos, salah satu bulan Mars yang mungkin mengandung material yang terlontar dari Mars akibat tumbukan asteroid.

Perseverance dan Curiosity akan terus melakukan penelitian dengan instrumen yang mereka bawa. Sampel Perseverance yang telah disegel dapat disimpan untuk misi berikutnya, dan rover itu masih memiliki beberapa tabung yang belum digunakan untuk temuan lebih lanjut.

Victoria Hamilton, ketua Kelompok Analisis Program Eksplorasi Mars NASA, menggambarkan dampak pembatalan itu bagi komunitas ilmiah:

Ini sangat mengecewakan.

NASA telah menuntaskan tugas berat menemukan dan mengumpulkan batuan yang menjanjikan. Kini China memiliki jalur yang lebih jelas untuk membawa pulang sampel baru. Bagi ilmuwan, tujuan utamanya tetap memperoleh material yang dapat menjelaskan sejarah Mars dan apakah kehidupan pernah menjadi bagian dari sejarah itu.

Poin Utama

• Program Mars Sample Return NASA dibatalkan setelah biaya meningkat dan jadwal mundur, sehingga sampel yang telah dikumpulkan Perseverance tetap berada di Mars.
• Sapphire Canyon memiliki bintik-bintik yang ingin diuji ilmuwan untuk mengetahui kemungkinan asal biologisnya.
• China secara resmi menargetkan peluncuran Tianwen-3 sekitar 2028 dan pengembalian setidaknya 500 gram sampel sekitar 2031.
• Tianwen-3 merencanakan pengambilan material dari permukaan, pengeboran hingga kedalaman 2 meter, dan pengumpulan dengan wahana nirawak, tanpa rover.
• China berencana memilih tiga kandidat final lokasi pendaratan paling lambat akhir 2026. Jezero tidak termasuk kandidat yang telah diidentifikasi.
• Usulan misi pengambilan sampel Lockheed Martin belum diadopsi, dan NASA belum mengumumkan jadwal pengganti.