Perjalanan ke Mars memakan waktu lama bukan karena roket manusia lambat semata. Penyebab utamanya adalah jarak antariksa yang sangat besar, posisi planet yang terus berubah, dan cara paling efisien untuk menghemat bahan bakar.
Mars memang sering disebut tetangga terdekat Bumi, tetapi kedekatan itu hanya terjadi pada momen tertentu. Saat berada pada posisi paling dekat, jaraknya masih sekitar 54,6 juta kilometer, dan ketika kedua planet berada di sisi orbit yang berlawanan, jarak itu bisa melewati 400 juta kilometer.
Jarak yang terus berubah
Bumi dan Mars sama-sama mengelilingi Matahari, tetapi dengan kecepatan orbit yang berbeda. Bumi membutuhkan sekitar 365 hari untuk satu putaran, sedangkan Mars perlu sekitar 687 hari.
Perbedaan ini membuat posisi keduanya jarang berada dalam susunan yang ideal. Akibatnya, wahana antariksa tidak bisa berangkat kapan saja dan langsung menempuh jalur singkat.
Dalam banyak kasus, perjalanan ke Mars tetap memakan waktu berbulan-bulan meski wahana melaju dengan kecepatan puluhan ribu kilometer per jam. Jarak yang besar membuat angka kecepatan itu terasa kecil dibanding luasnya ruang antariksa.
Jendela peluncuran yang sempit
Ilmuwan harus menunggu momen yang tepat, yang dikenal sebagai launch window atau jendela peluncuran. Jendela ini muncul sekitar setiap 26 bulan sekali saat posisi Bumi dan Mars paling menguntungkan.
Pada periode itu, roket bisa mencapai Mars dengan penggunaan bahan bakar yang lebih hemat. Di luar periode tersebut, misi masih mungkin dilakukan, tetapi waktunya jauh lebih lama dan konsumsi bahan bakarnya meningkat tajam.
Di dunia antariksa, setiap kilogram bahan bakar sangat berharga. Karena itu, waktu keberangkatan harus dihitung dengan sangat cermat agar misi tetap efisien.
Roket berat sulit dipercepat
Masalah lain datang dari keterbatasan roket modern. Semakin banyak bahan bakar yang dibawa, semakin berat roket itu, dan roket yang lebih berat membutuhkan dorongan lebih besar untuk lepas dari gravitasi Bumi.
Dorongan tambahan itu justru memerlukan bahan bakar lebih banyak lagi. Kondisi ini dikenal sebagai tyranny of the rocket equation, ketika penambahan bahan bakar membuat peluncuran semakin sulit.
Karena itu, insinyur antariksa harus menyeimbangkan kecepatan, massa roket, dan jumlah bahan bakar. Hingga kini, teknologi propulsi yang digunakan manusia belum mampu memangkas waktu perjalanan ke planet lain secara drastis.
Jalur orbit lebih hemat daripada terbang lurus
Wahana antariksa juga tidak terbang 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 tidak menghasilkan perjalanan 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 mulai diluncurkan. Itulah sebabnya perjalanan ke planet merah selalu membutuhkan perhitungan waktu yang presisi.
Misi berawak harus memikirkan pulang
Bila manusia benar-benar mendarat di Mars, tantangan belum selesai saat kaki menyentuh permukaan. 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 soal bisa atau tidak bisa terbang. Perjalanan tersebut menuntut perpaduan antara fisika orbit, efisiensi bahan bakar, dan kesabaran yang sangat besar.
