Banyak orang mengira perjalanan ke Bulan hanyalah soal roket yang meluncur lurus menuju satelit Bumi. Kenyataannya perjalanan antariksa jauh lebih rumit. Para insinyur dan ilmuwan harus mempertimbangkan tarikan gravitasi dari berbagai benda langit agar wahana bisa bergerak efisien. Salah satu konsep penting dalam navigasi antariksa adalah titik librasi, yaitu lokasi di ruang angkasa tempat gaya gravitasi dua benda besar menciptakan kondisi yang memudahkan satelit bertahan di orbit tertentu. Sistem Bumi Bulan memiliki lima titik librasi. Dua di antaranya disebut titik librasi segitiga karena membentuk posisi segitiga stabil dengan Bumi dan Bulan. Namun penelitian terbaru mengungkap bahwa ketika pengaruh gravitasi Matahari ikut diperhitungkan, titik titik ini tidak sesederhana yang digambarkan dalam teori lama.
Lei Peng, Yuying Liang, dan Xingji He mempelajari bagaimana pengaruh Matahari mengubah perilaku titik librasi segitiga Bumi Bulan. Hasil penelitian mereka dipublikasikan dalam Advances in Space Research pada tahun dua ribu dua puluh lima. Penelitian ini tidak hanya memberikan pemahaman baru tentang kestabilan orbit di sekitar titik librasi, tetapi juga menjelaskan bagaimana wahana bisa dipindahkan ke sana dengan lebih efisien meskipun pengaruh Matahari mengganggu sistem gravitasi.
Baca juga artikel tentang: Inkathazo: Galaksi Radio Raksasa Berukuran 32 Kali Lebih Besar Dari Galaksi Bima Sakti
Dalam sistem gravitasi tiga benda, yaitu Matahari, Bumi, dan Bulan, gravitasi Matahari ternyata cukup kuat untuk mengubah keseimbangan halus yang diperlukan agar titik librasi bekerja sebagaimana mestinya. Model tradisional menggambarkan titik librasi segitiga sebagai lokasi stabil. Namun ketika pengaruh Matahari dimasukkan dalam perhitungan, kestabilan tersebut terpecah. Titik yang semula stabil berubah menjadi titik yang tidak dapat mempertahankan satelit dalam jangka waktu lama. Kondisi ini membuat perencanaan misi antariksa menjadi lebih sulit.
Para peneliti mencoba mengatasi masalah ini melalui apa yang mereka sebut sebagai model bi circular. Model ini menggambarkan Bumi dan Bulan bergerak mengelilingi satu sama lain, sementara keduanya juga bergerak mengelilingi Matahari. Model seperti ini mencerminkan kondisi nyata dengan lebih akurat karena gravitasi Matahari memiliki pengaruh signifikan terhadap orbit satelit. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa keberadaan Matahari memecah kestabilan titik librasi menjadi tiga jenis orbit periodik yang masih bisa dimanfaatkan oleh wahana antariksa. Dua orbit bersifat stabil dan satu orbit bersifat tidak stabil.
Orbit orbit ini dapat dianggap sebagai pengganti dinamika titik librasi dalam kondisi terganggu oleh Matahari. Meskipun titik librasi utamanya menjadi tidak stabil, orbit stabil yang berada di dekatnya tetap dapat dimanfaatkan sebagai tempat tujuan wahana. Orbit tersebut bukanlah titik diam, melainkan jalur melingkar atau berputar yang berulang secara teratur. Wahana dapat berada di orbit tersebut tanpa perlu banyak koreksi selama gaya gravitasi seimbang dengan gerakan orbital.
Para peneliti juga menemukan bahwa wilayah stabil di sekitar orbit tersebut dipenuhi orbit kuasi periodik. Orbit kuasi periodik adalah jalur yang tidak sepenuhnya berulang dalam waktu yang sama, tetapi tetap mengikuti pola yang teratur. Wahana dapat ditempatkan pada salah satu pola tersebut, sehingga tetap berada dalam jarak aman dari Bumi dan Bulan sambil meminimalkan penggunaan bahan bakar. Hal ini sangat berguna bagi misi jangka panjang seperti stasiun riset atau wahana pemantau sistem Bumi Bulan.
Proses memindahkan wahana menuju orbit orbit tersebut merupakan tantangan tersendiri. Wahana harus mengikuti jalur yang memanfaatkan gaya gravitasi secara efisien. Setiap penyimpangan kecil dapat menyebabkan wahana berpindah jauh dari target. Penelitian ini memberikan metode untuk merancang lintasan transfer yang mempertimbangkan gangguan Matahari dalam perhitungan. Tanpa pemahaman seperti ini, wahana akan memerlukan banyak koreksi menggunakan mesin pendorong yang sangat boros bahan bakar.
Penelitian ini juga membuka peluang baru dalam pemanfaatan titik librasi di masa depan. Titik librasi selama ini banyak digunakan sebagai lokasi satelit observasi. Sebagai contoh, teleskop James Webb ditempatkan di titik Lagrange kedua dalam sistem Matahari Bumi. Dalam konteks sistem Bumi Bulan, titik librasi segitiga dapat menjadi lokasi ideal untuk menempatkan stasiun pemantau yang mengobservasi radiasi Matahari, aktivitas Bumi, atau fenomena permukaan Bulan. Namun gangguan Matahari sebelumnya membuat titik ini dianggap tidak stabil. Penelitian baru ini menunjukkan bahwa kestabilan tersebut memang hilang, tetapi orbit orbit stabil yang menggantikannya tetap sangat berguna.
Pemahaman baru ini penting bagi misi masa depan yang ingin menempatkan wahana pada orbit stabil di dekat Bulan. Program Artemis yang dipimpin NASA akan mengirimkan manusia kembali ke Bulan dan membangun kemampuan jangka panjang di sana. Satelit yang ditempatkan di orbit stabil dekat titik librasi dapat berfungsi sebagai pemancar komunikasi, pemantau kondisi lingkungan Bulan, atau bahkan tempat transit bagi misi lebih jauh menuju Mars. Namun posisi orbit tersebut harus dihitung dengan presisi sangat tinggi agar wahana tetap berada pada jalurnya.
Keberadaan orbit stabil dan kuasi periodik di sekitar titik librasi segitiga juga memberikan peluang bagi pengembangan stasiun antariksa kecil di masa depan. Stasiun tersebut dapat berfungsi sebagai pusat logistik atau tempat berkumpulnya wahana sebelum melakukan perjalanan ke permukaan Bulan. Jika stasiun bisa ditempatkan pada orbit yang hemat energi, maka misi jangka panjang dapat dilakukan dengan biaya lebih rendah.
Penelitian ini juga menunjukkan bahwa gangguan gravitasi dalam sistem tiga benda sebenarnya dapat membuka jalur baru yang tidak ada dalam model sederhana. Jalur jalur ini dapat mempercepat transfer wahana dari orbit Bumi menuju orbit di sekitar Bulan tanpa memerlukan energi tambahan besar. Para peneliti menyebut jalur seperti ini sebagai jalur dinamis alami. Misi yang memanfaatkan jalur tersebut dapat menghemat banyak bahan bakar dan waktu.
Pada akhirnya penelitian ini menegaskan bahwa dinamika antariksa tidak pernah benar benar bersifat sederhana. Sistem Bumi Bulan tidak berdiri sendiri. Pengaruh Matahari memainkan peran besar dalam menentukan jalur yang dapat diambil wahana. Namun gangguan tersebut tidak selalu bersifat merugikan. Dalam beberapa kasus gangguan ini justru membuka peluang baru yang lebih efisien dan lebih menarik untuk dieksplorasi.
Baca juga artikel tentang: NASA Mengungkap Prototipe Teleskop Canggih untuk Deteksi Gelombang Gravitasi
REFERENSI:
Peng, Lei dkk. 2025. Transfers to Earth-Moon triangular libration points by Sun-perturbed dynamics. Advances in Space Research 75 (3), 2837-2855.
