Problem Hubble​—Bagaimana Jadinya?

’Problem Hubble?’ Anda mungkin bertanya. Problem HST (Hubble Space Telescope atau Teleskop Ruang Angkasa Hubble), itulah topik pembicaraan kita​—alat pengamat alam semesta yang canggih dan mahal (lebih dari 1,6 miliar dolar AS) yang mendadak menunjukkan adanya kerusakan pada alat pelihatnya pada tahun 1990.

TELESKOP Ruang Angkasa Hubble ”mungkin adalah satelit ilmiah yang paling canggih yang pernah dibuat”, kata Dr. R. W. Smith dari Universitas Johns Hopkins, Baltimore, dalam The International Encyclopedia of Astronomy.a ”Observatorium yang paling besar, paling rumit, dan paling ampuh yang pernah ditempatkan di ruang angkasa” demikian Eric Chaisson melukiskan ini dalam bukunya The Hubble Wars. Ia juga menyatakan dalam majalah Astronomy, ”Empat juta baris kode komputer yang dibutuhkan untuk memberi perintah dan mengendalikannya tiap hari​—salah satu kode terbesar dalam dunia sipil​—merupakan bukti dari tingkat kerumitan Hubble yang tinggi.” Observatorium ini mengorbit pada ketinggian kira-kira 615 kilometer di atas bumi, dengan demikian bebas dari atmosfer bumi yang mengganggu cahaya.

Sebelum peluncurannya, Dr. Smith menyatakan bahwa ”mutu gambar yang baik akan . . . ditentukan hanya oleh hukum optik, mutu cerminnya, dan betapa akurat dan stabil HST dapat diarahkan kepada sasarannya”. Saat itu ia belum menyadari betapa penting makna dari kata-katanya kelak!

Peluncuran​—Kegembiraan dan Kekecewaan

Hari peluncurannya tiba pada bulan April 1990. HST dikirim ke orbitnya dengan pesawat ulang-alik Discovery. Para insinyur pengendali pesawat tersebut gembira melihat hasilnya. John Noble Wilford melaporkan dalam The New York Times, bahwa data rekayasanya ”memperlihatkan bahwa teleskop telah berhasil meluncur tanpa kerusakan dan tampaknya siap untuk memulai misi eksplorasi kosmis yang dapat berlangsung lebih dari 15 tahun”. Ia menambahkan bahwa teleskop itu ”diharapkan dapat mengamati bintang dan galaksi yang jauh dengan ketajaman gambar 10 kali lebih hebat dibanding yang sudah pernah dicapai”. Sebuah kepala berita dalam majalah Time dengan optimis mengumumkan ”Jendela Baru di Alam Semesta” dan menambahkan, ”Dengan terlihatnya bintang-bintang yang paling jauh dengan jelas, teleskop Hubble yang bermata tajam akan mampu melihat jauh ke masa lalu.” Kegembiraan bertambah seraya para astronom dan perancang menunggu gambar-gambar pertama yang dikirim balik ke bumi. Apa sebenarnya yang terjadi?

Ternyata bahwa, seperti yang dikatakan peribahasa, anak-anak ayam sudah dihitung bahkan sebelum menetas. Gambar-gambar pertama mulai sampai pada bulan Mei 1990. Sebaliknya daripada gambar-gambar yang super tajam seperti yang diharapkan, para astronom yang bersemangat hanya melihat cahaya yang buram. Eric Chaisson menulis, ”Pengamatan ini menguatkan dugaan yang benar-benar menakutkan, bahwa alat optik yang terdapat pada observatorium yang mengorbit itu mengalami kerusakan besar.” Kerusakan pada teleskop itu sungguh di luar dugaan​—kesalahan yang sangat kecil pada satu dari dua cermin pantul! Kesalahannya jauh lebih kecil daripada tebalnya rambut manusia, tetapi hal itu cukup dapat mengaburkan penglihatannya. Hal itu merupakan kekecewaan yang sangat besar.

Siapa yang Salah?

Apa penyebab dari problem yang mahal pada Hubble? Eric Chaisson, yang bekerja pada proyek Hubble, menyebutkan banyak penyebabnya dalam bukunya The Hubble Wars. Ia mengatakan, ”Kerusakan perangkat keras yang mencolok pada Hubble berasal dari masalah myopia perekayasaan, kegagalan yang jelas dan terus-menerus untuk mengamati gambar yang lebih besar. Misalnya, alat-alat optik teleskop yang dibuat dengan tidak tepat dan tidak cukup diuji oleh para insinyur yang terlalu yakin, tanpa ditunjang masukan teknis atau ilmiah dari luar kontraktor yang ingin merahasiakan itu . . . [dan] dipasangnya barang-barang bekas ke dalam Hubble, seperti giroskop yang usianya sudah puluhan tahun [giro yang telah diuji coba selama kira-kira 70.000 jam​—’yang sudah diuji coba sampai mati’ sehingga tidak lagi layak untuk digunakan, menurut seorang insinyur], dan dipasangnya memory boards (penyimpan informasi) yang diperuntukkan bagi pesawat ruang angkasa kuno.”

Pada waktu cermin utama Hubble yang berukuran 2,4 meter selesai, cermin itu seharusnya diuji coba untuk terakhir kali. Akan tetapi, menurut The New York Times, rencana tersebut dikesampingkan karena batas waktu dan pertimbangan finansial. Almarhum Dr. Roderic Scott, yang pada waktu itu adalah ilmuwan kepala bagi perusahaan riset optik yang membuat cermin itu, meminta agar dilakukan lebih banyak uji coba. Permintaannya diabaikan. Maka, HST di luar angkasa hanya dapat mengirim gambar-gambar yang kurang sempurna.

Pendapat Chaisson adalah, ”Mungkin pesawat ruang angkasa itu dengan begitu banyaknya suku cadang yang ada di dalamnya [termasuk lebih dari 400.000 suku cadang dan kabel sepanjang 42.000 kilometer] serta sejumlah besar peralatan pendukung di pusat ruang angkasa di bumi terlalu rumit bagi peradaban teknologi kita yang relatif masih baru. Pada waktu keturunan Nuh mencoba membangun di kota Babilon purba sebuah menara yang begitu tinggi sehingga akan mencapai langit, Kitab Kejadian memberi tahu kita bahwa Allah menghukum mereka atas sikap takabur mereka. Barangkali teleskop ruang angkasa yang kurang rumit​—peralatan yang lebih efisien dan yang perkembangannya perlahan-lahan​—tidak akan mendapat comelan yang begitu tajam.” Chaisson selanjutnya mengatakan, ”Gagasan yang tersebar luas bahwa metode ilmiahnya bebas dari segala prasangka dan bersifat objektif, bahwa para ilmuwan memang dan selalu berkekurangan dalam emosi manusiawi selama melakukan pekerjaan mereka, merupakan sesuatu yang menggelikan. Upaya ilmiah dewasa ini dipengaruhi oleh nilai-nilai subjektif dari individu-individu yang terlibat sebagaimana banyak hal lain dalam kehidupan.” Menurut Chaisson, ambisi dan kecemburuan adalah faktor penyebab problem Hubble.

Pupusnya Harapan

Suatu tinjauan atas beberapa kepala berita media memberikan gambaran tentang peristiwa-peristiwa dramatis yang melingkungi kisah tentang problem Hubble ini. ”Pesawat Melambung di Ketinggian 615 Kilometer, Dengan Teleskop dan Mimpi,” kata sebuah surat kabar. Scientific American menyatakan, ”Peninggalan Hubble​—Teleskop Ruang Angkasa Meluncurkan Era Baru Dalam Astronomi.” Pada bulan Juli 1990, Time harus menyesuaikan penilaiannya dengan mengatakan, ”Prospek yang Suram Bagi Proyek Sains Raksasa​—Harapan Pesawat Ulang-Alik NASA [National Aeronautics and Space Administration], Mengalami Kebocoran dan Hubble Sakit Mata.” Majalah Science menjelaskan problemnya dalam bahasa yang lebih objektif, ”Para Astronom Menyelidiki Kerusakan Hubble​—Sangat Jarang Kesalahan yang Begitu Kecil Menyebabkan Kekacauan yang Begitu Besar​—Tetapi Bagi Sebuah Teleskop 1,6 miliar dolar AS, Kesalahan Satu Mikron Saja Menimbulkan Problem Amat Besar.” Majalah yang sama melaporkan pada bulan Desember 1990, ”Kesombongan Hubble: Contoh dari Kebutaan yang Disahkan.” Majalah itu menyatakan, ”Kerusakan optik yang menghancurkan dari Teleskop Ruang Angkasa Hubble adalah akibat kecerobohan banyak orang, demikian kesimpulan laporan terakhir dari panel penyelidikan resmi NASA.”

Akan tetapi, semuanya tidak sia-sia. Pada bulan Maret 1992, majalah Smithsonian melaporkan, ”Gambar-Gambar yang Mencengangkan dari Teleskop Ruang Angkasa yang Sakit.” Majalah itu menyatakan, ”Sementara banyak dari fungsinya tetap cacat secara parah, namun teleskop itu membanjiri para astronom dengan data yang berharga. . . . Teleskop itu menghasilkan gambar-gambar yang tidak diharapkan, seperti gugusan-gugusan bintang globular (yang dahulu dianggap salah satu struktur tertua di Alam Semesta) dalam keindahan perkembangan awalnya; teleskop itu telah menyelidiki pusat dari galaksi yang jauh untuk mendapatkan kepastian tentang teori yang menyatakan bahwa lubang hitam yang menelan bintang terletak di pusat galaksi itu.”b

”Misi Mati-Matian NASA”

Kemudian, pada bulan November 1993, muncul kepala berita dalam Science News yang telah dinantikan para ilmuwan dan astronom, ”Perbaikan Besar​—NASA Berupaya Memperbaiki Teleskop Ruang Angkasa Hubble”. Menurut New Scientist, hal itu melibatkan ”misi perbaikan yang paling ambisius dalam sejarah penerbangan ruang angkasa”. Tim yang terdiri dari tujuh astronot harus memulihkan HST dan memperbaikinya dalam kompartemen kargo mereka di luar angkasa. Misi perbaikan ini disebut ”Misi Mati-Matian NASA” dan suatu ”Pertemuan Dengan Nasib”. Apakah hal itu berhasil?

Direktur penerbangan bernama Milt Heflin mengatakan kepada Newsweek, ’Kami berupaya mati-matian agar berhasil dalam memperbaiki teleskop itu.’ Para ahli mata astronotika telah melakukan kup ilmiah​—dalam lima perjalanan ruang angkasa, mereka telah memperbaiki optik HST dan telah memasang sebuah kamera baru sebesar piano! Dibutuhkan waktu tiga tahun sebelum mereka dapat pergi ke sana untuk mengganti elemen-elemen yang rusak dan memasang elemen-elemen yang benar. Tetapi ini merupakan kunjungan yang mahal untuk memperbaiki optik tersebut. Menurut suatu sumber, operasi perbaikan ini menelan biaya 263 juta dolar AS untuk memperbaiki lensa tersebut!

Peristiwa tersebut mencapai klimaksnya pada bulan Januari 1994 dengan kepala berita ”Teleskop Hubble Tidak Lagi Menderita Myopi” dan ”Hubble Akhirnya Dapat Melihat Ruang Angkasa”. Majalah Astronomy memberitakan, ”Hubble​—Lebih Baik Daripada Ketika Masih Baru.” Majalah itu melaporkan reaksi para astronom di Institut Sains Teleskop Ruang Angkasa pada waktu gambar-gambar pertama diterima, ”Benar-benar luar biasa.” ”Gambar-gambar pertama yang dikirim membuat kami sangat gembira.” ”Hubble sudah diperbaiki jauh lebih baik daripada apa yang telah kami harapkan,” kata Dr. Edward J. Weiler, ilmuwan kepala dari proyek itu dengan sangat gembira.

Apa Saja Manfaatnya?

Perbaikan atas alat-alat optik itu segera memberikan hasil baiknya. Pada bulan Juni 1994, Time melaporkan bahwa HST telah menemukan bukti konkrit untuk mendukung keberadaan lubang-lubang hitam. NASA mengumumkan bahwa HST telah menemukan suatu ”awan gas berbentuk cakram yang berputar pada kecepatan yang luar biasa, kira-kira 1,9 juta kilometer per jam”. Awan ini jauhnya sekitar 50 juta tahun cahaya dan berada di pusat galaksi M87. Konon gumpalan tersebut terdiri dari dua miliar hingga tiga miliar bintang seukuran matahari kita tetapi yang dipadatkan menjadi sebesar sistem tata surya kita! Para ilmuwan memperhitungkan bahwa suhu awan gas yang berbentuk cakram itu kira-kira 10.000 derajat Celsius. Satu-satunya penjelasan yang dapat diberikan untuk fenomena ini adalah gaya gravitasi yang luar biasa yang dikerahkan oleh sebuah lubang hitam raksasa yang diputari berkeliling oleh awan cakram tersebut.

Hubble juga memberikan gambar-gambar yang sangat bagus dari Shoemaker-Levy 9 ketika komet tersebut bergerak pada jalur yang akan membuatnya bertabrakan dengan Jupiter, yang membawa kehancurannya pada bulan Juli 1994. Gambar-gambar galaksi yang dikirim balik oleh HST begitu tajam sehingga seorang ilmuwan mengatakan tentang pekerjaan perbaikan itu, ”Perubahan kecil pada cermin, namun suatu terobosan besar bagi astronomi.” Sekarang, menurut Scientific American, ”Hubble memiliki resolusi (kemampuan untuk membedakan) yang sedikitnya 10 kali lebih baik daripada resolusi peralatan yang berbasis di bumi, sehingga Hubble dapat melihat dengan jelas menembus volume ruang 1.000 kali lebih besar [dibandingkan teleskop-teleskop lain].”

Hubble menyebabkan para teoretikus merevisi beberapa gagasan mereka tentang usia alam semesta. Sebenarnya, mereka telah menemukan suatu paradoks yang baru sekarang dipahami sebagai masalah. Bukti yang paling baru yang diberikan oleh HST, menurut penulis sains bernama Wilford dari New York Times memberikan ”bukti yang kuat bahwa alam semesta bisa jadi lebih muda daripada yang sebelumnya diperkirakan para ilmuwan. Mungkin usianya tidak lebih dari 8 miliar tahun”, jika dibandingkan dengan perkiraan sebelumnya, yaitu 20 miliar tahun. Masalahnya adalah bahwa ”beberapa bintang, menurut perkiraan yang dapat diandalkan, berusia 16 miliar tahun”. Tidak mengherankan bahwa, seperti yang ia katakan, ”alam semesta tampaknya terus membuat para kosmolog bingung, yang menyingkapkan betapa sangat terbatasnya pengetahuan mereka”. Ia menambahkan, ”Orang-orang yang menjadikan alam semesta sebagai bidang penyelidikan harus menerima kemungkinan bahwa bahkan dengan kecemerlangan dan kepintaran mereka, banyak dari jawaban pokok akan tetap di luar pemahaman mereka.”

Manusia harus belajar kerendahan hati yang diajarkan kepada Ayub pada waktu Yehuwa bertanya kepadanya dalam angin badai, ”Dapatkah engkau memberkas ikatan rasi bintang Pleiades, atau membuka belenggu-belenggu rasi bintang Orion? Dapatkah engkau membimbing bintang pagi musim demi musim dan memperlihatkan jalan yang harus ditempuh kepada rasi bintang Biduk Besar dan Biduk Kecil? Tahukah engkau hukum-hukum langit?​—Ayub 38:​31-33, The Jerusalem Bible.

Bagaimana dengan Masa Depan?

Teleskop Hubble menjanjikan penyingkapan yang lebih besar dalam waktu dekat. Seorang astronom menulis, ”Dengan Teleskop Ruang Angkasa Hubble, kita akan melihat bentuk-bentuk dari banyak galaksi di sekeliling quasar [sumber radio quasi-stellar (bintang semu), benda-benda yang paling terang di alam semesta].” Sehubungan dengan memahami asal mula galaksi, Richard Ellis dari Universitas Cambridge, Inggris, mengatakan, ”Kita akan memasuki masa yang sangat menggembirakan.”

Rasa ingin tahu manusia akan terus memacu pencarian akan pengetahuan tentang alam semesta, permulaan dan tujuannya. Pengetahuan demikian seharusnya membangkitkan di dalam hati rasa hormat kepada sang Pencipta alam semesta yang luas, Allah Yehuwa yang mengatakan, ”Arahkanlah matamu ke langit dan lihatlah: siapa yang menciptakan semua bintang itu dan menyuruh segenap tentara mereka keluar, sambil memanggil nama mereka sekaliannya? Satupun tiada yang tak hadir, oleh sebab Ia maha kuasa dan maha kuat.”​—Yesaya 40:26; Mazmur 147:4.

[Catatan Kaki]

[Bagan/Gambar di hlm. 16, 17]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

A: Cermin Primer

B: Cermin Sekunder

C: Empat giroskop, yang digunakan untuk mengarahkan teleskop, digantikan

D: Panel surya yang rusak diganti

E: Kamera baru bersudut lebar untuk planet dipasang

F: Penggantian Aksial Teleskop Ruang Angkasa untuk Perbaikan Optik mengganti cermin yang rusak

G: Peralatan elektronik untuk menempatkan panel-panel surya diganti

[Gambar di hlm. 16]

Kiri atas: Gambar galaksi M100 dengan HST sebelum diperbaiki

[Keterangan]

Foto NASA

[Gambar di hlm. 17]

Tengah atas: Memasang kamera baru untuk meneropong planet

[Keterangan]

Foto NASA

[Gambar di hlm. 17]

Kanan atas: Gambar galaksi M100 dengan HST setelah diperbaiki

[Keterangan]

Foto NASA

[Keterangan Gambar di hlm. 15]

Foto NASA