MMX Jepang Menargetkan Sampel Pertama dari Bulan Mars, dengan Rencana Pengembalian ke Bumi pada 2031

Perjalanan lima tahun untuk membawa pulang segenggam material dari Phobos

Jepang berencana meluncurkan wahana Martian Moons eXploration pada 20 Oktober 2026 dari Pusat Antariksa Tanegashima di Prefektur Kagoshima, memulai misi untuk membawa lebih dari 10 gram material dari Phobos, bulan Mars, kembali ke Bumi. Wahana itu diperkirakan tiba di Mars pada Agustus 2027 dan mengirimkan kapsul sampelnya ke Australia pada 2031.

Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA) berupaya melakukan sesuatu yang belum pernah dituntaskan misi mana pun: membawa pulang sampel dari sistem Mars. Kumpulan kecil pasir, tanah, dan batuan ini dapat membantu menjawab apakah Phobos dan bulan pendampingnya, Deimos, dahulu merupakan asteroid independen atau terbentuk dari puing-puing yang terlontar ke angkasa akibat tumbukan besar dengan Mars.

Pengumuman konferensi pers misi NASA pada 8 Oktober mencantumkan jadwal peluncuran pada 19 Oktober di Amerika Serikat bagian timur, yang bertepatan dengan 20 Oktober di Jepang. Laporan peluncuran Jepang menyebutkan keberangkatan direncanakan sekitar pukul 04.40 Waktu Standar Jepang dengan roket H3.

MMX menggabungkan wahana pengamat, pendarat, rover kecil, dan kapsul yang dirancang untuk bertahan saat memasuki kembali atmosfer Bumi. Pengembangannya dimulai pada 2016, dan biaya pembuatan wahana tersebut sekitar 55,3 miliar yen. Jepang memanfaatkan pengalaman dari Hayabusa dan Hayabusa2, yang membawa pulang sampel asteroid, sekaligus menghadapi perjalanan jauh lebih panjang ke Mars dan kembali.

Manajer proyek JAXA, Yasuhiro Kawakatsu, menyebut wahana yang telah rampung sebagai garis start bagi tim. Peluncuran menandai dimulainya pekerjaan berat misi ini: mencapai Mars, memilih lokasi pendaratan yang aman, mengumpulkan material dalam gravitasi yang sangat lemah, lalu membawanya pulang.

Bagaimana jadwal peluncurannya?

NASA dan Badan Antariksa Eropa (ESA) sama-sama mencantumkan 20 Oktober di Jepang sebagai tanggal peluncuran yang direncanakan. Gambaran umum misi JAXA menyebutkan sasaran yang lebih luas, yakni tahun fiskal Jepang 2026, yang berlangsung dari April 2026 hingga Maret 2027.

Rencana peluncuran sebelumnya menjadwalkan keberangkatan pada November atau Desember 2026; jadwal Oktober tercantum dalam pengumuman NASA tertanggal Oktober dan lembar fakta ESA. MMX tiba di Tanegashima pada 31 Maret 2026 untuk persiapan peluncuran. Keberangkatan semula pada 2024 ditunda karena masalah pada roket H3.

H3 kembali mengalami kegagalan pada Desember 2025, yang ditelusuri ke anomali saat pemisahan fairing muatan, yakni selubung pelindung wahana. Kesempatan peluncuran untuk menempuh perjalanan efisien ke Mars muncul kira-kira setiap 26 bulan, sehingga kesiapan wahana dan roket menjadi sangat penting.

Tonggak utama misi ini terbentang selama lima tahun:

• 20 Oktober 2026, waktu Jepang: peluncuran H3 dari Tanegashima yang direncanakan.
• Agustus 2027: perkiraan tiba di Mars, dilanjutkan dengan pengamatan Phobos dan Deimos.
• Paling cepat Desember 2028: waktu paling awal pengambilan sampel Phobos menurut NASA.
• Awal 2029: pengerahan rover Idefix yang direncanakan.
• 2030: keberangkatan dari Mars yang direncanakan.
• 2031: perkiraan pengiriman kapsul sampel ke Australia.

Tanggal pendaratan dan pengumpulan sampel wahana ini belum ditetapkan: NASA menyebut Desember 2028 sebagai waktu paling awal, sedangkan laporan misi memperkirakan pengumpulan sampel pada 2029 atau 2030. JAXA menyatakan lamanya waktu di dekat Phobos akan bergantung pada rencana pengamatan.

Mengapa asal-usul bulan-bulan itu penting

Phobos berukuran sekitar 20 hingga 30 kilometer dan mengorbit sekitar 6.000 kilometer di atas permukaan Mars. Meski wahana antariksa telah menjelajahi Mars selama puluhan tahun, Phobos maupun Deimos belum pernah mendapat penyelidikan jarak dekat secara intensif seperti yang direncanakan MMX.

Para ilmuwan menguji dua penjelasan utama mengenai pembentukannya. Menurut teori penangkapan, bulan-bulan itu bermula sebagai asteroid yang tertangkap gravitasi Mars. Menurut teori tumbukan, sebuah benda besar menabrak Mars muda dan melontarkan puing-puing yang kemudian berkumpul membentuk bulan.

Batuan menyimpan petunjuk tentang tempat asalnya. Kandungan kimia dan kombinasi mineralnya dapat menunjukkan apakah batuan itu menyerupai material dari Mars atau asteroid purba. MMX akan menggabungkan pengukuran kedua bulan dengan analisis laboratorium atas material yang dikumpulkan di Phobos.

Kiyoshi Kuramoto, profesor Universitas Hokkaido sekaligus ilmuwan proyek MMX, menjelaskan dalam pengarahan pada September mengapa ia memperkirakan sampel dapat membedakan kedua teori tersebut. Berbicara dalam bahasa Jepang, ia mengatakan:

Komposisi kimia dan kombinasi mineral yang diperkirakan dari kedua proses ini sangat berbeda, sehingga pemeriksaan sampel akan memastikan jawabannya.

JAXA juga ingin mengetahui bagaimana sistem Mars berubah seiring waktu. Jika bulan-bulan itu terbentuk akibat tumbukan, materialnya dapat menyimpan bukti kondisi Mars muda. Jika keduanya merupakan asteroid yang tertangkap, material itu dapat mengungkap bagaimana zat seperti air bergerak melintasi Tata Surya.

Bagaimana Phobos dapat menyimpan bagian-bagian Mars

Phobos mungkin menyimpan temuan ilmiah berharga lainnya: butiran yang terlontar dari Mars akibat tumbukan dan kemudian mengendap di bulan itu. Perhitungan berdasarkan kawah besar di Mars menunjukkan sekitar 0,1 persen material yang dikumpulkan MMX mungkin berasal dari Mars.

Untuk sampel seberat 10 gram, proporsi tersebut setara dengan sekitar 0,01 gram, atau 10 miligram, material Mars. Ini merupakan perkiraan kandungan sampel; para ilmuwan akan menentukan komposisi sebenarnya setelah kapsul kembali.

Kanako Seki, profesor Universitas Tokyo yang meneliti lingkungan antariksa di sekitar Mars, menjelaskan bahwa material yang mencapai Phobos dapat melengkapi sampel yang dikumpulkan langsung di planet itu. Rover mengumpulkan batuan dari lokasi tertentu. Material yang terlontar ke angkasa akibat tumbukan dapat membawa petunjuk dari lebih banyak lokasi di Mars.

Pencarian sampel juga berubah di tempat lain. Pemerintah Amerika Serikat dilaporkan membatalkan rencana pengembalian sampel Mars NASA dan ESA pada Januari 2026 menyusul kenaikan biaya. China berencana meluncurkan Tianwen-3 sekitar 2028 dan membawa pulang material yang dikumpulkan di Mars sekitar 2031.

Tujuan pengambilan sampel MMX sendiri adalah Phobos. Nilai ilmiahnya terletak pada penelitian asal-usul bulan tersebut dan, berpotensi, pemeriksaan butiran Mars yang tersebar di dalam material permukaannya. Kedua pertanyaan itu membuat sampel sekecil apa pun layak dibawa ke laboratorium di Bumi.

Wahana besar yang dibangun dalam tiga bagian

MMX memiliki tinggi sekitar lima meter dan lebar sembilan meter saat sayap suryanya terbentang, menjadikannya salah satu wahana antariksa terbesar JAXA. Lembar fakta MMX ESA menyebut massanya sekitar 4.200 kilogram termasuk bahan bakar; laporan peluncuran Jepang menyebut 4.480 kilogram dan mengatakan sekitar dua pertiganya adalah bahan bakar.

Wahana ini memiliki tiga modul dengan fungsi berbeda. Modul propulsi menyediakan mesin dan bahan bakar untuk perjalanan menuju Mars. Modul eksplorasi membawa kaki pendarat, instrumen ilmiah, dan peralatan pengambilan sampel. Modul pengembalian membawa perlengkapan untuk membawa kapsul kembali ke Bumi.

MMX akan melepaskan modul-modul secara bertahap setelah tugasnya selesai. Massa yang lebih ringan berarti manuver berikutnya membutuhkan lebih sedikit bahan bakar. Modul pengembalian memiliki sistem propulsi sendiri, tenaga surya, dan antena besar untuk berkomunikasi dengan Bumi.

Mitsubishi Electric mengembangkan wahana ini bersama JAXA dan membentuk tim khusus di bawah pimpinan Kamakura Works. Perusahaan itu juga menggarap pendarat Bulan SLIM milik Jepang dan wahana kargo untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Akitsune Uehara, pemimpin proyek Mitsubishi Electric, menyebut pengembangan tiga modul secara paralel dan pengujian kaki pendarat dalam simulasi gravitasi lemah sebagai tantangan rekayasa utama. Modul-modul itu harus dapat berfungsi secara mandiri maupun sebagai satu wahana saat tetap terhubung dalam tahap-tahap perjalanan.

Mendarat di tempat rover nyaris tak memiliki bobot

Gravitasi Phobos hanya sekitar seperseribu dari gravitasi Bumi. Hal ini mengubah tantangan pendaratan: wahana harus menyentuh permukaan dengan cukup lembut agar tidak memantul dan terlepas. Empat kaki pendarat dirancang untuk meredam benturan dan membantu menjaga kestabilan MMX.

Rover Idefix seberat 25 kilogram memberikan gambaran yang jelas. ESA menyatakan beratnya di Phobos kira-kira setara dengan berat benda 15 gram di Bumi. Massanya tetap 25 kilogram, tetapi gravitasi bulan itu yang lemah menariknya jauh lebih kecil.

Badan antariksa Prancis CNES dan Pusat Dirgantara Jerman (DLR) bersama-sama mengembangkan Idefix. Rover akan mencapai permukaan sebelum wahana utama mendarat, mengumpulkan informasi tentang medan dan material permukaan untuk membantu persiapan pendaratan.

Idefix membawa kamera, radiometer, dan spektrometer Raman. Kameranya memeriksa permukaan dan membantu navigasi. Radiometer mengukur radiasi termal, sedangkan spektrometer menggunakan cahaya untuk mengidentifikasi mineral. DLR menyediakan peralatan pengujian, termasuk menara jatuh dan simulator kondisi gravitasi yang sangat lemah.

Sebelum mendarat, MMX akan mengamati Phobos dari orbit kuasi-satelit. Sederhananya, wahana mengikuti lintasan mengelilingi Mars yang membuatnya tetap dekat dengan Phobos sehingga pengamatan dapat dilakukan berulang kali. ESA merencanakan operasi sekitar tiga tahun di dekat bulan itu, termasuk pemetaan, pengoperasian rover, dan pengumpulan sampel.

Dua cara mengumpulkan sampel kecil yang berharga

MMX membawa dua sistem pengambilan sampel. Bor inti akan mengumpulkan material dari kedalaman sekitar dua sentimeter. Pengambil sampel pneumatik akan menggunakan gas bertekanan untuk mengangkat material lepas di permukaan ke dalam wadah.

Target pengumpulan JAXA adalah lebih dari 10 gram; ESA menyebut targetnya minimal 10 gram. Kedua sistem itu memungkinkan misi mengumpulkan material dari bawah permukaan langsung dan dari butiran lepas yang berada di atasnya.

Honeybee Robotics milik Blue Origin mengembangkan pengambil sampel pneumatik sebagai bagian dari kontribusi NASA. Pengumpulan material dalam gravitasi lemah menuntut kendali atas sentuhan wahana dengan permukaan maupun pergerakan butiran menuju peralatan pengambilan sampel.

Elliot Sefton-Nash, ilmuwan proyek MMX di ESA, menjelaskan keunggulan membawa pulang sampel: sebagian instrumen laboratorium paling presisi terlalu besar dan sensitif untuk dikirim ke luar angkasa. Di Bumi, para ilmuwan dapat memeriksa butiran menggunakan peralatan yang tidak mungkin dibawa wahana antariksa.

Jepang telah menunjukkan nilai ilmiah pendekatan tersebut. Hayabusa membawa pulang material dari asteroid Itokawa, dan Hayabusa2 mengembalikan sampel dari Ryugu pada Desember 2020. MMX memperluas pengalaman itu ke bulan planet lain, sekaligus menambah tantangan perjalanan pergi-pulang melintasi sistem Mars.

Apa yang akan diukur instrumen sebelum pendaratan

Instrumen MEGANE milik NASA akan memeriksa komposisi unsur Phobos dengan mengukur energi neutron dan sinar gamma yang dipancarkan dari permukaannya. Unsur yang berbeda menghasilkan pola pengukuran yang berbeda, sehingga membantu para ilmuwan mengidentifikasi bahan penyusun bulan itu.

Halaman misi MMX NASA menyebut Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Maryland sebagai pengembang MEGANE, yang bekerja sama dengan Laboratorium Nasional Lawrence Livermore di California. Pengukurannya akan membantu menghubungkan kimia permukaan bulan itu dengan pertanyaan tentang asal-usulnya.

Spektrometer inframerah MIRS dari Prancis akan meneliti komposisi permukaan menggunakan cahaya inframerah. Instrumen ini dikembangkan di LESIA, Observatorium Paris, bersama empat laboratorium Prancis lainnya dan CNES. Kamera dan instrumen pengukur jarak laser juga akan membantu pemetaan dan pemilihan area pendaratan.

Institut Fraunhofer untuk Optik Terapan dan Rekayasa Presisi di Jena, Jerman, menyediakan sistem laser mini. Wahana ini juga membawa instrumen untuk mengukur debu, radiasi, dan partikel bermuatan di lingkungan sekitar Mars.

JAXA dan NHK bersama-sama mengembangkan kamera yang mampu merekam gambar beresolusi 4K dan 8K. Selain pengukuran ilmiah, kamera ini akan memberikan pandangan terperinci mengenai lingkungan misi. Kawakatsu mengatakan ia tak sabar melihat gambar yang direkam kamera tersebut.

MMX juga akan mengamati atmosfer Mars dan lingkungan antariksa di sekitarnya. JAXA ingin melacak peredaran material atmosfer dan lepasnya material itu ke angkasa, untuk membantu menjelaskan perubahan Mars dalam jangka panjang.

Membawa pulang kapsul membutuhkan tim global

JAXA memimpin MMX dengan NASA, CNES, DLR, dan ESA sebagai mitra. ESA menyediakan transponder dan penguat daya untuk komunikasi, sementara jaringan stasiun bumi Estrack akan mengirimkan perintah serta menerima informasi status wahana dan data ilmiah.

Deep Space Network NASA akan menyediakan dukungan komunikasi dan navigasi. NASA juga mendanai para anggota tim ilmiah Amerika melalui Program Discovery, yang dikelola Pusat Penerbangan Antariksa Marshall. Badan tersebut menjadwalkan pengarahan mengenai kontribusinya pada 15 Oktober pukul 16.00 EDT.

Institut Ilmu Antariksa dan Astronautika JAXA menyebut peningkatan komunikasi melalui stasiun bumi antariksa jauh yang baru sebagai salah satu sasaran teknologi misi ini dalam deskripsi proyek MMX. Sasaran lainnya meliputi perjalanan pergi-pulang ke Mars dan peningkatan teknik pengambilan sampel benda langit.

Perjalanan pulang diperkirakan memakan waktu sekitar satu tahun. Di dekat Bumi, MMX akan melepaskan kapsul sampel berdiameter sekitar 60 sentimeter. Pelindung panas akan melindunginya saat memasuki atmosfer sebelum mendarat di gurun Australia sesuai rencana.

Kapsul yang berhasil ditemukan kemudian akan dibawa ke Institut Ilmu Antariksa dan Astronautika JAXA di Sagamihara, dekat Tokyo. Staf akan membukanya di laboratorium khusus, mengambil dan menginventarisasi material, lalu menyediakan sampel untuk penelitian ilmiah.

Upaya sebelumnya untuk meneliti Phobos menunjukkan betapa sulitnya mencapai tujuan tersebut. Wahana antariksa Soviet Phobos 1 dan Phobos 2 yang diluncurkan pada 1988 kehilangan kontak sebelum menyelesaikan programnya. Misi Phobos-Grunt Rusia gagal meninggalkan orbit Bumi pada 2011.

MMX berupaya menuntaskan seluruh rangkaian misi: pengamatan berkelanjutan, eksplorasi permukaan, pengumpulan sampel, dan pengembaliannya. Keberhasilan akan memberi para ilmuwan material fisik dari sistem Mars serta memberikan pengalaman praktis bagi Jepang dalam melakukan perjalanan pergi-pulang ke Mars.

Poin Utama

• MMX direncanakan meluncur dengan roket H3 dari Tanegashima pada 20 Oktober 2026 waktu Jepang.
• Wahana ini diperkirakan mencapai Mars pada Agustus 2027 dan membawa sampel kembali ke Bumi pada 2031.
• JAXA menargetkan pengumpulan lebih dari 10 gram material dari Phobos menggunakan bor inti dan pengambil sampel pneumatik.
• Rover Idefix akan menjelajahi permukaan sebelum wahana utama mendarat.
• Para ilmuwan akan menguji apakah bulan-bulan Mars terbentuk dari puing tumbukan atau merupakan asteroid yang tertangkap.
• Sampel mungkin mengandung sedikit material yang terlontar dari Mars.
• Kapsul pengembalian akan mendarat di Australia sebelum dibawa ke laboratorium JAXA di Sagamihara.