Berkomunikasi dengan Marikh

Mungkin kita tertanya-tanya bagaimana robot peninjau Marikh NASA seperti Spirit, Opportunity dan

Curiosity berkomunikasi dengan bumi. Robot peninjau ini yang letaknya jutaan kilometer dari bumi dapat dihubungkan dengan teknologi komunikasi frekuensi radio.
Bolehkah anda bayangkan jarak yang jauhnya jutaan kilometer itu? Bagaimana Agensi Pentadbiran dan Aeronautik Kebangsaan (NASA), Amerika Syarikat menggerakkan robot-robot peninjau itu?

Artikel ini akan menerangkan serba sedikit bagaimana komunikasi di Marikh berlaku.
Sekali dalam sehari, gelombang radio dikirimkan oleh fasiliti kawalan misi menuju ke robot peninjau di Marikh.
Masa yang diperlukan untuk robot peninjau menerima isyarat bergantung kepada jarak antara bumi dan Marikh.
Isyarat radio bergerak pada kelajuan cahaya dengan kelajuan 299,792.46 kilometer sesaat (km/s).
Sekiranya jarak antara bumi dan Marikh berada pada perihelion iaitu paling hampir dengan 55 juta kilometer atau 0.37 AU (astronomical unit), masa yang diperlukan adalah 3.8 minit.
Sekiranya jaraknya dalam 230 juta km, masa yang diperlukan adalah 13.8 minit, jarak yang paling jauh antara bumi dan Marikh iaitu apehelion adalah 400 juta kilometer atau 2.52 AU.
Oleh itu, masa yang diperlukan untuk penghantaran isyarat adalah hampir 20 minit untuk penghantaran sehala.
AU adalah unit bersamaan dengan 149.56 juta km.
Jurutera NASA menghantar pesanan kepada robot peninjau setiap hari pada waktu yang telah ditentukan.
Planet Marikh memerlukan waktu yang lebih lama iaitu 24 jam 37 minit untuk melengkapkan putaran untuk satu hari.
Putaran satu hari di planet Marikh dinamakan sol.
Jurutera NASA menggunakan istilah sol untuk menggambarkan bilangan hari di Marikh.
Ketika kita menyambut tahun baru pada 1 Januari 2014, Planet Marikh meraikan sol yang ke 500 pengoperasian.
Setiap pagi ketika matahari mula memancarkan sinarnya ke planet Marikh, robot peninjau telah berada dalam keadaan bersedia.
Jurutera NASA mengirimkan data berisi perintah kepada robot peninjau.
Robot peninjau yang terbaru adalah Curiosity.
Oleh kerana pagi di Marikh tidak selalu bersamaan dengan pagi di bumi.
Maka NASA menempatkan antena parabola raksasa di beberapa benua di dunia.
Antaranya di Gurun Mojave (California), Madrid (Sepanyol) dan di Canberra (Australia). Kesemua sistem ini disebut dengan istilah DSN (Deep Space Network).
Gelombang radio yang berisi perintah (arahan) dikirimkan dan bergerak selama 13 minit di angkasa sehingga tiba di robot peninjau Curiosity.
Perintah yang diberikan adalah seperti berjalan, menyekup, mengambil sampel, menganalisis dan sebagainya.
Curiosity memiliki makmal mini bagi tujuan analisis.
Sebelum jurutera NASA mengarahkan robot peninjau untuk berjalan, terlebih dahulu NASA telah membuat pengimejan untuk mengenal pasti keadaan di sekitar robot peninjau tersebut.
Pengimejan dibuat dengan menggunakan satelit yang telah mengorbit di planet Marikh iaitu Mars Odyssey dan Mars Reconnaisance Orbiter.
Pengimejan dibuat dalam bentuk tiga dimensi yang memaparkan keadaan di sekeliling robot peninjau.
Tujuannya adalah untuk mengelakkan daripada robot peninjau Curiosity melintas di daerah yang berbahaya.
Ini kerana NASA telah mengalami situasi yang buruk apabila robot peninjau Spirit pada tahun 2009 telah terjebak pada lubang pasir sehingga misinya telah berakhir.
Setelah diyakini jalur yang bakal dilalui adalah selamat.
Jurutera NASA mengirim perintah berupa koordinat kepada Curiosity dan mengarahkannya menuju ke koordinat tersebut.
Curiosity mempunyai teknologi kepintaran buatan yang dapat menentukan jalur yang selamat untuk dilalui.
Setiap dua tahun sekali, robot peninjau tidak dapat dihubungi selama beberapa minggu. Ia adalah disebabkan oleh matahari berada di antara planet Marikh dan bumi.
Fenomena ini dinamakan solar conjunction.
Komunikasi tidak dapat dilakukan pada ketika ini kerana hingar haba matahari akan mengganggu isyarat radio yang dihantar.
Ini akan membahayakan robot peninjau yang tidak dapat memahami perintah yang dihantar.
Dalam situasi ini, robot peninjau Curiosity akan diperintahkan berhenti, tenang dan menunggu komunikasi seterusnya sehingga waktu yang telah ditetapkan.
Oleh itu adalah sangat penting untuk kapal angkasa tiba di planet Marikh sebelum bertentangan dengan matahari agar jurutera dan saintis boleh mengumpul data beberapa bulan sebelum masalah komunikasi berlaku.
Selain jarak dan matahari yang menjadi punca masalah komunikasi, sinar kosmik dan hingar haba juga antara punca kemerosotan komunikasi.
Kekuatan isyarat diukur dalam unit dBW adalah ukuran kuasa mutlak dalam unit watt dinisbahkan dalam desibel.
Nisbah isyarat hingar (SNR) boleh ditentukan setelah mengetahui kuasa isyarat dan hingar pada dari jarak orbiter.
DSN boleh menerima tahap bunyi pada kepekaan -215 dBW/Hz pada frekuensi 10 GHz.
DSN di bumi menggunakan gelombang mikro S band, K band dan X band pada frekuensi 2.2, 8.4 dan 32 GHz.
Komunikasi setempat planet Marikh adalah komunikasi yang menggunakan frekuensi UHF di antara robot peninjau Marikh dan satelit yang mengorbit planet Marikh.
Kelebihan komunikasi ini adalah masa yang diperlukan untuk penghantaran data adalah singkat.
Ini kerana data daripada robot peninjau Marikh dihantar ke satelit terlebih dahulu kemudian daripada satelit dihantar ke bumi.
Satelit pengorbit Marikh mempunyai masa liputan yang lebih lama dengan bumi berbanding dengan robot peninjau.
Ini kerana jaraknya yang dekat dengan satelit iaitu dalam sekitar 400 km, maka kuasa yang diperlukan untuk muat naik data adalah rendah.
Robot peninjau Phoenix setelah dikembangkan panel solar dan antenanya, menggunakan antena gandaan tinggi (HGA) untuk berkomunikasi terus dengan bumi.
Walapu bagaiamanapun kebanyakan masanya robot peninjau tersebut akan memuat naik maklumat apabila dapat mengesan satelit yang terhampir yang berada dikawasan liputan dengan memanfaatkan satelit Mars Odyssey dan Mars Global Surveyor.
Pada ketika ini, terdapat tiga satelit yang sedang mengorbit planet Marikh iaitu Mars Global Surveyor, Mars Odyssey dan Mars Reconnaisance Orbiter.
Pada masa akan datang, dua satelit pengorbit Marikh iaitu Mars Orbiter Mission daripada India dan MAVEN (The Mars Atmosphere and Volatile Evolution) daripada AS akan bersama dengan tiga satelit yang lain untuk menjalankan misi penerokaan di planet Marikh yang dijangka akan tiba pada bulan September ini tahun ini. - Mohd. Farid Omar