Misi Tianwen-3 China Sasar Membawa Pulang Tanah Marikh pada 2031, Pencapaian Pertama di Dunia

Perlumbaan Menjawab Persoalan Tertua Umat Manusia

China sedang mengatur langkah untuk mencapai sesuatu yang belum pernah dilakukan oleh mana-mana negara: membawa sampel fizikal dari Marikh kembali ke Bumi. Misi Tianwen-3, yang dijadualkan dilancarkan dalam dua pelancaran pada 2028, bertujuan membawa pulang sekurang-kurangnya 500 gram bahan dari Marikh menjelang 2031. Misi ini berpotensi mencipta sejarah dalam penerokaan angkasa lepas dan menjawab salah satu persoalan paling asas dalam sains. Liu Jizhong, ketua pereka misi itu, mengumumkan semasa sesi politik tahunan China pada Mac bahawa projek berkenaan telah mencapai kemajuan dalam teknologi utama dan akan memasuki fasa pembangunan model penerbangan tahun ini. Jadual ini meletakkan China pada landasan untuk berpotensi mendahului usaha antarabangsa lain ke Planet Merah dan kembali, dengan implikasi yang jauh melangkaui prestij negara.

Misi ini merupakan kemuncak perancangan bertahun-tahun dan dibina berasaskan kejayaan China sebelum ini di Marikh. Pada 2021, rover Zhurong mendarat di Marikh sebagai sebahagian daripada misi Tianwen-1, menjadikan China negara kedua yang mengendalikan rover di permukaan Planet Merah. Misi itu menemukan bukti ais air bercampur tanah dan kerikil di bawah permukaan, penemuan yang meningkatkan minat saintifik untuk membawa pulang sampel fizikal bagi analisis makmal terperinci. Berbeza dengan penjelajah robotik yang perlu membawa instrumen miniatur sejauh berjuta-juta kilometer dari Bumi, sampel yang dibawa pulang membolehkan saintis menggunakan keupayaan penuh makmal di Bumi untuk mencari fosil mikroskopik, sebatian organik dan petunjuk kimia yang mungkin menunjukkan sama ada hidupan pernah wujud di planet jiran kita.

Kepentingannya melangkaui rasa ingin tahu saintifik. Jika berjaya, Tianwen-3 akan menjadi kali pertama manusia membawa pulang bahan dari planet lain yang berpotensi menampung hidupan, sekali gus meletakkan China sebagai peneraju penerokaan planet dan membuka peluang baharu untuk kerjasama saintifik antarabangsa. Liu Jizhong menyifatkan usaha itu sebagai projek aeroangkasa utama yang amat mencabar dan perintis ketika mengumumkannya kepada media.

Misi Tianwen-3 ialah projek aeroangkasa utama yang amat mencabar, inovatif dan perintis. Misi ini dijangka mencapai kejayaan membawa pulang sampel dari Marikh buat kali pertama dalam sejarah manusia, sekali gus memajukan pembangunan bersepadu berkualiti tinggi dalam sains angkasa, teknologi angkasa dan aplikasi angkasa.

Kejuruteraan Misi yang Belum Pernah Dilakukan

Berbeza dengan misi Marikh terdahulu yang bergantung pada satu pelancaran, Tianwen-3 menggunakan seni bina dua pelancaran yang kompleks dan memerlukan penyelarasan tepat antara beberapa kapal angkasa. Dua roket pembawa Long March 5 akan dilancarkan dalam jendela pelancaran Marikh yang optimum pada penghujung 2028, setiap satunya membawa komponen misi yang berasingan. Sebuah roket akan membawa pengorbit yang digabungkan dengan kenderaan pulang ke Bumi, manakala sebuah lagi membawa pendarat yang dilengkapi kenderaan pendakian dan modul servis. Pendekatan dua pelancaran ini menangani keperluan tenaga besar untuk menghantar sistem pendaratan dan sistem kepulangan ke Marikh secara serentak, sambil memastikan setiap komponen membawa bahan api yang mencukupi untuk tugas khususnya.

Urutan misi ini berlangsung lebih tiga tahun dan melibatkan 13 fasa berbeza. Selepas perjalanan antara planet selama tujuh hingga lapan bulan, pendarat akan mendarat di tapak yang dipilih dengan teliti antara latitud 17 hingga 30 darjah utara, iaitu kawasan yang mengimbangi kekangan kejuruteraan dengan potensi saintifik. Kapal angkasa itu mesti mendarat sekurang-kurangnya tiga kilometer di bawah altitud purata global Marikh bagi memastikan ketumpatan atmosfera mencukupi untuk memperlahankan kenderaan ketika memasuki atmosfera. Selepas mendarat, pendarat akan beroperasi selama kira-kira setahun, mengumpulkan sampel melalui beberapa kaedah termasuk mengambil bahan di permukaan, menggerudi jauh ke dalam tanah dan mengumpulkan sampel dengan bantuan dron dari lokasi yang berjarak beberapa ratus meter.

Fasa pendakian merupakan antara cabaran teknikal terbesar dalam sejarah penerbangan angkasa lepas. Selepas mengumpulkan dan memeterai sampel, kenderaan pendakian mesti dilancarkan dari permukaan Marikh dengan menggunakan pendarat sebagai tapak pelancaran, sebelum memasuki orbit Marikh buat kali pertama dari permukaan planet itu. Di orbit, kenderaan pendakian mesti bertemu dan berlabuh dengan pengorbit yang menunggu, lalu memindahkan muatan berharga sebelum kenderaan pulang memulakan perjalanan kembali ke Bumi. Pertemuan di orbit sekitar Marikh ini belum pernah dicuba dan memerlukan navigasi tepat dalam persekitaran yang kawalan di Bumi tidak dapat memberikan panduan masa nyata kerana kelewatan komunikasi sehingga 20 minit.

Menggerudi untuk Mencari Bukti Kehidupan Purba

Matlamat saintifik utama yang mendorong Tianwen-3 ialah pencarian biosignatur, iaitu petunjuk fizikal atau kimia bahawa hidupan pernah wujud di Marikh. Misi terdahulu telah mengesan molekul organik dan dasar tasik purba, namun keupayaan menganalisis sampel di makmal canggih di Bumi menawarkan peluang terbaik untuk menemukan bukti muktamad tentang kehidupan mikrob lampau. Bagi memaksimumkan peluang ini, perancang misi membangunkan strategi pensampelan bercita-cita tinggi yang merangkumi penggerudian sedalam dua meter di bawah permukaan Marikh, kedalaman yang belum pernah dicuba oleh mana-mana misi Marikh dan jauh lebih dalam berbanding pengumpulan sampel cetek di permukaan yang dirancang oleh program lain.

Kedalaman ini penting bagi kejayaan astrobiologi. Marikh tidak mempunyai medan magnet global dan atmosferanya nipis, menyebabkan permukaannya sentiasa dibombardir sinaran kosmik serta terdedah kepada bahan kimia pengoksidaan tinggi yang memusnahkan bahan organik dari semasa ke semasa. Dengan menggerudi di bawah lapisan permukaan yang bermusuhan ini, misi tersebut berharap dapat mencapai sedimen yang terlindung daripada sinaran selama berbilion tahun, sekali gus berpotensi mengekalkan sebatian organik atau fosil mikroskopik dari zaman ketika Marikh mempunyai air cecair dan atmosfera yang lebih tebal. Sistem penggerudian itu mesti mengesan dan mengelak halangan seperti batuan dasar, sambil mengekalkan keutuhan sampel dalam persekitaran Marikh yang keras.

Proses pemilihan tapak pendaratan mencerminkan tumpuan misi terhadap kehidupan. Para saintis telah mengenal pasti 86 tapak berpotensi daripada kumpulan awal yang merangkumi lebih 80 calon, kemudian mengecilkannya kepada 19 lokasi utama yang tertumpu di Amazonis Planitia, Utopia Planitia dan Chryse Planitia. Kawasan ini mempunyai pesisir purba, mendapan delta, mineral lempung dan sistem ngarai yang terbentuk dalam persekitaran kaya air, tempat hidupan mungkin muncul dan terpelihara. Menjelang akhir 2026, pasukan itu akan memilih tiga tapak calon terakhir yang menawarkan keseimbangan optimum antara nilai saintifik dengan keselamatan kejuruteraan. Kriteria pemilihan mengutamakan lokasi dengan mineral terhidrat yang menunjukkan aktiviti air pada masa lalu, selain memenuhi syarat ketat cerun kurang daripada 8 darjah dan kelimpahan batuan di bawah 10 peratus bagi memastikan pendaratan selamat.

Beijing Membuka Ruang kepada Rakan Kongsi Global

Dalam langkah yang mencerminkan keyakinan China terhadap kesiapsiagaan teknikal misi itu, Pentadbiran Angkasa Lepas Negara China mengumumkan pada 11 Mac 2025 bahawa Tianwen-3 terbuka kepada kerjasama antarabangsa. Pelawaan mengemukakan cadangan itu menawarkan kapasiti muatan 15 kilogram pada pengorbit pulang ke Bumi dan tambahan 5 kilogram pada pengorbit Marikh untuk instrumen saintifik yang dibangunkan rakan antarabangsa. Jemputan ini menandakan peralihan besar ke arah pemilikan saintifik bersama bagi misi yang mungkin menjadi antara misi angkasa terpenting dalam sejarah. Cadangan perlu dikemukakan selewat-lewatnya pada 30 Jun 2025, manakala pemilihan akhir dijadualkan pada Oktober tahun yang sama.

Pasukan antarabangsa yang berminat boleh mencadangkan muatan tumpang yang memerlukan sokongan daripada kapal angkasa Tianwen-3 atau instrumen saintifik bebas yang selaras dengan matlamat saintifik keseluruhan misi. Rakan kongsi yang terpilih mesti menyerahkan perkakasan penerbangan mereka menjelang 2027 untuk disepadukan dengan kapal angkasa sebelum jendela pelancaran 2028. Kajian yang dicadangkan mesti melengkapi pencarian kehidupan, kajian geologi Marikh atau pemeriksaan proses atmosfera, namun inovasi yang meningkatkan nilai misi turut dialu-alukan. Rangka kerja kerjasama ini meletakkan Tianwen-3 sebagai platform global untuk memajukan kepentingan saintifik bersama umat manusia, bukan sekadar projek negara.

Hou Zengqian, ketua saintis misi itu dan ahli akademik Akademi Sains China, menekankan pendekatan kerjasama tersebut dalam sebuah rencana terkini yang diterbitkan dalam Nature Astronomy. Beliau berkata China menganjurkan persidangan antarabangsa ketika fasa penetapan matlamat dan merancang membuka akses kepada sampel yang dibawa pulang untuk penyelidik seluruh dunia selepas protokol perlindungan planet dipenuhi. Hou berharap misi itu dapat memberikan peluang yang belum pernah ada kepada masyarakat antarabangsa untuk memahami Marikh, sekali gus berpotensi menarik kerjasama dari negara Eropah, Asia dan negara peneroka angkasa lain yang mahu menyertai usaha bersejarah membawa pulang bahan dari Marikh buat kali pertama.

Perlindungan Planet dan Langkah Keselamatan Teknikal

Prospek membawa pulang bahan dari planet lain menimbulkan persoalan keselamatan yang mendalam dan perlu ditangani dengan amat teliti oleh perancang misi. Protokol perlindungan planet yang ditetapkan oleh Jawatankuasa Penyelidikan Angkasa Lepas menghendaki langkah ketat untuk mencegah pencemaran Marikh oleh organisma Bumi dan pencemaran Bumi oleh kemungkinan hidupan Marikh. China telah berikrar mematuhi piawaian antarabangsa ini, dengan mengakui bahawa integriti saintifik misi bergantung pada usaha memastikan sebarang penemuan biologi benar-benar berasal dari Marikh dan bukannya pencemar yang dibawa dari Bumi. Kawalan pencemaran yang ketat ialah cabaran penting yang mesti ditangani pada setiap fasa misi.

Bagi menguruskan risiko ini, China sedang membina Makmal Sampel Marikh khusus di pinggir Hefei, berhampiran Institut Sains Fizikal Akademi Sains China. Kemudahan ini akan dilengkapi bilik ultra bersih dan kawasan pembendungan keselamatan biologi, tempat sampel yang dibawa pulang akan menjalani ujian menyeluruh, pensterilan dan penilaian risiko biologi sebelum diserahkan kepada masyarakat saintifik yang lebih luas. Sampel tersebut akan terus diasingkan daripada persekitaran Bumi sehingga analisis rapi mengesahkan bahawa ia tidak mengandungi agen biologi aktif yang boleh mengancam ekosistem daratan. Bahan hanya akan diedarkan kepada makmal terpilih di seluruh dunia untuk analisis terperinci selepas keselamatannya disahkan.

Pasukan kejuruteraan telah mencapai kemajuan dalam teknologi kritikal yang diperlukan untuk misi itu, termasuk pengambilan dan pemeteraian sampel di permukaan Marikh, pendakian dari permukaan Marikh, pertemuan di orbit serta mekanisme pemindahan sampel. Misi ini memerlukan pembangunan sistem pensampelan tanah khas yang dapat mengumpulkan dan memeterai sampel dengan kukuh supaya bahan itu tiba di Bumi dalam keadaan utuh. Liu Jizhong berkata usaha membawa pulang sampel dari Marikh merupakan misi penerokaan angkasa paling mencabar dari segi teknikal sejak program Apollo, dan usaha seumpamanya belum pernah berjaya direalisasikan. Kerumitannya bukan sahaja melibatkan sistem mekanikal, tetapi juga prosedur pembendungan biologi dan rantaian jagaan yang mesti mengekalkan keutuhan sampel dari permukaan Marikh, sepanjang kemasukan semula ke atmosfera, hingga analisis makmal.

Dinamika Global Penerokaan Angkasa Berubah

Ketika China mara menuju tarikh pelancaran pada 2028, program Mars Sample Return (MSR) NASA yang menjadi pesaing berdepan ketidaktentuan besar. Rang undang-undang peruntukan Dewan Perwakilan yang diluluskan pada awal 2025 secara berkesan membatalkan seni bina MSR semasa, mengalihkan AS$110 juta kepada kajian teknologi Marikh pada masa depan dan bukannya misi membawa pulang sampel. Walaupun Senat telah mempertimbangkan rang undang-undang kebenaran yang menyeru usaha MSR baharu, Amerika Syarikat kini tidak mempunyai hala tuju jelas untuk membawa pulang sampel Marikh sebelum 2030-an. Keadaan ini membuka peluang kepada China untuk mencapai pencapaian tersebut terlebih dahulu dan berpotensi meraih kelebihan saintifik serta diplomatik yang menyertainya.

Perubahan jadual ini membawa implikasi strategik yang melangkaui prestij saintifik. Negara yang pertama membawa pulang sampel Marikh akan mengawal pengagihan awal bahan berharga itu kepada masyarakat penyelidikan global, sekali gus berpotensi mempengaruhi hala tuju penyelidikan astrobiologi selama beberapa dekad. Sampel dari Marikh mungkin mendedahkan sama ada kehidupan muncul secara berasingan di dua planet dalam sistem suria kita, satu penemuan yang akan mengubah secara asas pemahaman kita tentang biologi dan menunjukkan bahawa kehidupan mungkin lazim di seluruh alam semesta. Jika China berjaya ketika program lain mengalami kelewatan, kerjasama antarabangsa dan peluang membawa muatan mungkin semakin tertumpu kepada inisiatif angkasa Beijing.

Kemajuan China berlaku dalam konteks keupayaan penerokaan angkasa lepas yang semakin berkembang. Misi Tianwen-2, yang dilancarkan pada 2025, kini sedang menuju ke asteroid berhampiran Bumi Kamo'oalewa selepas menempuh perjalanan kira-kira 700 juta kilometer. Misi itu akan tiba di sasarannya tahun ini untuk menjalankan operasi pensampelan sebelum kembali ke Bumi menjelang penghujung 2027. Untuk jangka masa lebih panjang, Tianwen-4 dirancang dilancarkan sekitar 2030 bagi mengkaji sistem Musytari dan akhirnya mengorbit Callisto, salah satu bulan berais gergasi gas itu. Perkembangan berperingkat daripada penerokaan Bulan, Marikh hingga sistem suria luar ini menunjukkan pendekatan sistematik China terhadap sains angkasa lepas dan komitmennya terhadap kehadiran jangka panjang dalam penerokaan angkasa.

Daripada Prototaip ke Planet Merah

Dengan pembangunan model penerbangan kini bermula dan prototaip beralih kepada pembinaan perkakasan rasmi pada 2026, pasukan Tianwen-3 sedang beralih daripada kajian reka bentuk kepada pemasangan fizikal. 13 fasa misi itu merangkumi pelancaran dari Bumi, perjalanan ke Marikh, kemasukan ke atmosfera, penurunan dan pendaratan, pengumpulan sampel di permukaan, pendakian, pertemuan di orbit Marikh, kepulangan ke Bumi serta kemasukan semula ke atmosfera. Setiap fasa memerlukan pelaksanaan tepat merentasi ratusan juta kilometer. Seluruh proses akan berlangsung lebih tiga tahun, dari pelancaran hingga sampel dibawa pulang pada 2031, dengan kapal angkasa membawa muatan saintifik canggih untuk menyokong keutamaan astrobiologinya.

Instrumen yang dipilih untuk misi ini mencerminkan pencarian kehidupan. Pendarat akan membawa Radar Penembus Bawah Permukaan Marikh untuk meneliti lapisan bawah tanah dan Penganalisis Raman dan Pendarfluor bagi mengesan bahan organik serta mineral, serupa dengan instrumen rover Perseverance NASA. Pengorbit akan mengkaji proses pelepasan atmosfera dan medan magnet menggunakan magnetometer khusus serta pengesan zarah bertenaga, manakala sistem pengimejan akan memetakan komposisi permukaan dalam jalur inframerah pertengahan dan multispektrum. Peralatan ini akan menyokong sembilan tema penyelidikan yang ditetapkan oleh pasukan sains misi, meliputi unsur berkaitan kehidupan, keadaan persekitaran dan sejarah geologi, daripada ciri permukaan hingga dinamika dalaman.

Seiring dengan kemajuan pembangunan, misi ini terus mengundang saintis dalam dan luar negara untuk menyertai usaha yang menurut kepimpinan China akan memperlihatkan kreativiti negara itu serta pengaruh antarabangsa. Sama ada Tianwen-3 menemukan bukti muktamad kehidupan purba di Marikh atau membawa pulang sampel yang menceritakan dunia yang steril tetapi menarik dari segi geologi, misi ini menjanjikan jawapan kepada persoalan yang dikaji saintis sejak beberapa generasi. Usaha ini merupakan langkah seterusnya umat manusia melangkaui Bumi, selaras dengan falsafah bahawa meskipun planet kita ialah buaian umat manusia, kita tidak boleh terus berada di dalam buaian selama-lamanya.

Perkara Utama

• Tianwen-3 dijadualkan dilancarkan dalam dua pelancaran pada 2028 menggunakan roket Long March 5, dengan sampel dirancang dibawa pulang ke Bumi pada 2031
• Misi ini bertujuan mengumpulkan sekurang-kurangnya 500 gram tanah dan batuan Marikh melalui pensampelan permukaan serta penggerudian sedalam 2 meter
• Matlamat saintifik utamanya ialah mencari biosignatur dan bukti kehidupan lampau atau masa kini di Marikh
• Seni bina misi melibatkan dua kapal angkasa berasingan yang akan bertemu di orbit Marikh, satu pencapaian yang belum pernah dilakukan
• China membuka misi ini kepada rakan antarabangsa pada Mac 2025, dengan menawarkan jumlah kapasiti muatan 20 kilogram untuk instrumen saintifik asing
• Kekangan kejuruteraan mengehadkan tapak pendaratan kepada kawasan antara latitud 17 hingga 30 darjah utara dan sekurang-kurangnya 3 kilometer di bawah altitud purata Marikh
• Kemudahan pembendungan khusus di Hefei akan mengendalikan sampel yang dibawa pulang mengikut protokol perlindungan planet yang ketat bagi mencegah pencemaran Bumi
• Misi ini memasuki fasa pembinaan perkakasan penerbangan pada 2026, selepas pembangunan teknologi utama termasuk pendakian dari Marikh dan pertemuan di orbit berjaya dilaksanakan