Perjalanan ke Mars bukan soal roket yang lemah. Waktu tempuh yang panjang justru lahir dari jarak antariksa yang sangat besar, posisi planet yang terus berubah, dan cara paling hemat bahan bakar untuk mencapai orbitnya.
Mars memang kerap disebut tetangga terdekat Bumi, tetapi kedekatan itu hanya terjadi pada momen tertentu. Saat jarak paling dekat, Mars masih berada sekitar 54,6 juta kilometer dari Bumi, sedangkan pada posisi berlawanan jaraknya bisa melampaui 400 juta kilometer.
Jarak yang Tidak Pernah Tetap
Bumi dan Mars sama-sama mengelilingi Matahari, tetapi kecepatannya berbeda. Bumi menyelesaikan satu orbit dalam sekitar 365 hari, sementara Mars memerlukan sekitar 687 hari.
Perbedaan itu membuat posisi keduanya jarang berada dalam susunan yang ideal untuk pelayaran antariksa. Akibatnya, wahana tidak bisa berangkat kapan saja dan langsung menempuh jalur terpendek.
Jendela Peluncuran yang Sangat Terbatas
Ilmuwan menunggu momen yang disebut launch window atau jendela peluncuran. Periode ini muncul sekitar setiap 26 bulan sekali, saat posisi Bumi dan Mars paling menguntungkan untuk misi ke planet merah.
Pada saat itulah roket bisa mencapai Mars dengan bahan bakar yang lebih hemat. Di luar periode itu, misi tetap mungkin dilakukan, tetapi membutuhkan waktu lebih lama dan konsumsi bahan bakar yang jauh lebih besar.
Dalam misi antariksa, setiap kilogram bahan bakar sangat berharga. Karena itu, waktu keberangkatan harus dihitung sangat cermat agar misi tetap efisien.
Roket yang Lebih Berat Justru Lebih Sulit Melaju
Masalah lain datang dari sifat dasar roket modern. Semakin banyak bahan bakar yang dibawa, semakin berat roket, dan roket yang lebih berat membutuhkan dorongan lebih besar untuk lepas dari gravitasi Bumi.
Dorongan tambahan itu memerlukan bahan bakar lagi, sehingga beban ikut naik. Kondisi ini dikenal sebagai tyranny of the rocket equation, ketika penambahan bahan bakar justru membuat peluncuran makin sulit.
Karena itu, insinyur antariksa harus menyeimbangkan kecepatan, massa roket, dan jumlah bahan bakar. Hingga kini, teknologi propulsi manusia belum mampu memangkas waktu perjalanan ke planet lain secara drastis.
Mengapa Wahana Tidak Terbang Lurus
Wahana antariksa tidak meluncur lurus seperti kendaraan di jalan raya. Setiap benda di Tata Surya bergerak mengikuti gravitasi Matahari, sehingga pesawat ruang angkasa harus memakai lintasan orbit agar lebih efisien.
Sebagian besar misi ke Mars menggunakan Hohmann transfer orbit, yaitu jalur elips yang dirancang untuk meminimalkan energi dan bahan bakar. Cara ini memang bukan yang tercepat, tetapi jauh lebih hemat daripada memaksa roket melaju lurus dengan kecepatan sangat tinggi.
Dengan pola itu, wahana sebenarnya mengejar posisi Mars di masa depan, bukan posisi Mars saat roket diluncurkan. Itulah sebabnya perjalanan ke planet merah selalu menuntut perhitungan waktu yang presisi.
Misi Berawak Harus Memikirkan Jalan Pulang
Jika manusia benar-benar mendarat di Mars, tantangannya belum selesai saat mendarat. Astronaut harus menunggu sampai Bumi dan Mars kembali sejajar untuk pulang, dan kesempatan itu juga datang pada waktu tertentu.
Karena itu, banyak skenario misi berawak memperkirakan enam hingga sembilan bulan perjalanan ke Mars, sekitar 18 bulan tinggal di permukaan, lalu enam hingga sembilan bulan lagi untuk kembali ke Bumi. Totalnya bisa mendekati 1.000 hari, jauh lebih lama dari misi antariksa berawak mana pun yang pernah dilakukan manusia.
Durasi panjang itu menunjukkan bahwa misi ke Mars bukan sekadar persoalan bisa terbang atau tidak. Perjalanan tersebut menuntut perpaduan antara fisika orbit, efisiensi bahan bakar, dan kesabaran yang sangat besar.
Perhitungan itu juga menjelaskan mengapa misi ke Mars selalu terasa sulit dan mahal, meski roket yang dipakai melaju dengan kecepatan sangat tinggi. Tantangannya ada pada cara mencapai planet tujuan pada saat yang tepat, bukan hanya pada kuatnya mesin.