Jawa Pos Radar Lawu - Bayangkan melihat kembali masa ketika alam semesta belum dihiasi bintang, galaksi, atau cahaya seperti yang kita kenal sekarang. Jauh sebelum bintang pertama menyala, alam semesta berada dalam periode gelap yang berlangsung sekitar 150 juta tahun.
Kini, ilmuwan ingin membuka jendela menuju masa tersebut menggunakan CosmoCube, satelit yang ukurannya tidak lebih besar dari koper kecil. Pesawat ruang angkasa ini akan mengorbit Bulan dan memanfaatkan sisi jauh Bulan sebagai pelindung alami dari gangguan radio yang berasal dari Bumi.
Tim internasional yang dipimpin University of Cambridge berharap CosmoCube dapat menangkap sinyal sangat lemah yang berasal dari hidrogen pada masa sebelum bintang pertama terbentuk. Jika berhasil, pengamatan ini dapat membantu ilmuwan memahami bagaimana alam semesta berubah dari kondisi gelap menjadi tempat yang dipenuhi bintang dan galaksi.
Baca Juga: NASA Tangkap Objek Mirip Ubur-Ubur di Mars, Ternyata Bukan Makhluk Hidup
Mencari Jejak Alam Semesta Sebelum Bintang Pertama
Sinyal yang diburu CosmoCube dikenal sebagai garis 21 sentimeter. Sinyal tersebut berasal dari atom hidrogen yang memenuhi alam semesta setelah cahaya sisa Big Bang dan sebelum munculnya bintang pertama.
Periode tersebut dikenal sebagai Cosmic Dark Ages atau zaman kegelapan kosmik.
Sampai sekarang, manusia belum pernah mengamati secara langsung fase sejarah alam semesta tersebut. Salah satu kendala terbesarnya adalah sinyal radio yang sangat lemah dan sulit ditangkap dari Bumi.
Ionosfer Bumi menghalangi frekuensi radio tertentu untuk mencapai teleskop di permukaan. Pada saat yang sama, siaran radio, satelit, serta jaringan telekomunikasi manusia menghasilkan gangguan yang dapat menutupi sinyal dari alam semesta awal.
Mengapa Harus ke Sisi Jauh Bulan?
Bulan memberikan solusi yang menarik.
Ketika CosmoCube bergerak ke belakang Bulan dari sudut pandang Bumi, tubuh Bulan akan menghalangi gangguan radio yang berasal dari planet kita.
Dalam setiap orbit yang berlangsung sekitar dua jam, CosmoCube diperkirakan dapat berada di balik Bulan selama sekitar 40 menit.
Selama misi yang direncanakan berlangsung dua tahun, para peneliti berharap bisa mengumpulkan sekitar 1.000 jam pengamatan dari wilayah yang sangat minim gangguan radio tersebut.
Mengungkap Masa 13,5 Miliar Tahun Lalu
Sinyal yang ingin ditangkap CosmoCube berasal dari lebih dari 13,5 miliar tahun lalu.
Artinya, satelit ini tidak sekadar mencari fenomena yang terjadi di sekitar Bulan. Instrumen tersebut dirancang untuk membaca jejak kondisi alam semesta pada masa yang sangat awal.
Eloy de Lera Acedo dari Cavendish Laboratory, University of Cambridge, merupakan penulis utama penelitian CosmoCube.
"Emisi hidrogen setelah Big Bang, tetapi sebelum bintang pertama terbentuk, diharapkan dapat membantu kita memahami peran materi gelap di alam semesta awal, serta bagaimana materi gelap menarik hidrogen hingga membentuk bintang dan galaksi pertama," kata penulis utama, Profesor Eloy de Lera Acedo, dari Cavendish Laboratory, Cambridge.
Dari sinyal tersebut, ilmuwan berharap dapat mempelajari bagaimana materi gelap memengaruhi pembentukan struktur awal alam semesta.
Materi gelap sendiri tidak dapat diamati secara langsung. Keberadaannya diketahui melalui pengaruh gravitasi yang membantu menjelaskan bagaimana galaksi dan struktur besar alam semesta terbentuk.
Baca Juga: NASA Ajak Publik Amati Bulan dalam International Observe the Moon Night 2026
Frekuensi Radio yang Sulit Ditangkap dari Bumi
CosmoCube akan mengamati frekuensi radio antara 10 hingga 50 MHz.
Rentang tersebut sangat sulit digunakan oleh teleskop berbasis darat. Karena itu, posisi di sekitar Bulan menjadi penting.
De Lera Acedo menjelaskan:
"Tidak ada tempat lain yang dapat memberikan perlindungan seperti yang dibutuhkan untuk mendeteksi sinyal yang sangat lemah ini, sekaligus memungkinkan kita mengamati seluruh ruang angkasa. Sisi jauh Bulan benar-benar menjadi satu-satunya pilihan karena dapat menyelesaikan beberapa masalah sekaligus dan membuka jendela yang jelas menuju alam semesta paling awal," kata de Lera Acedo, yang juga berafiliasi dengan Kavli Institute for Cosmology.
Dengan berada di balik Bulan, CosmoCube tidak hanya memperoleh perlindungan dari radio Bumi, tetapi tetap bisa mengamati ruang angkasa secara luas.
Antena Akan Dibuka Setelah Mencapai Orbit
Setelah mencapai orbit Bulan, CosmoCube akan mengeluarkan antena radio ringan berukuran panjang.
Antena tersebut kemudian digunakan untuk mencari sinyal hidrogen 21 sentimeter ketika satelit berada di balik Bulan.
Namun, menangkap sinyal dari alam semesta awal bukan perkara sederhana. Sinyalnya sangat lemah sehingga gangguan yang berasal dari perangkat satelit sendiri pun bisa menjadi masalah.
Karena itu, CosmoCube dilengkapi sistem kalibrasi bernama Dicke switched calibrator.
Sistem tersebut akan bergantian mengamati langit dan beberapa sumber referensi internal. Dengan cara itu, peneliti dapat mengidentifikasi perubahan kecil atau gangguan elektronik dari satelit yang berpotensi dianggap sebagai sinyal kosmik.
Data Akan Diproses Kembali di Bumi
Pekerjaan tidak berhenti setelah sinyal berhasil dikumpulkan.
Data yang diperoleh akan dianalisis lebih lanjut di Bumi. Para ilmuwan akan menggunakan metode statistik Bayesian untuk memisahkan sinyal yang dicari dari berbagai sumber radio lain, terutama emisi yang berasal dari galaksi kita sendiri.
Simulasi komputer dan pengukuran selama misi juga akan digunakan untuk memahami respons antena ketika mengamati berbagai bagian langit. Dengan begitu, peneliti dapat memperbaiki distorsi yang mungkin memengaruhi hasil pengamatan.
Ukurannya Kecil, Misinya Ambisius
CosmoCube dirancang sebagai satelit yang sangat ringkas. Platform pesawat ruang angkasanya, SSTL-21, sedang dikembangkan di Inggris oleh Surrey Satellite Technology Limited.
Instrumennya menggunakan radiometer mini yang menggabungkan teknologi analog dan digital melalui sistem RF Systems on Chip atau RFSoC.
Pengembangan instrumen telah berjalan. Prototipe laboratorium sudah dibuat dan pengujian lingkungan sedang dilakukan untuk memastikan perangkat dapat bekerja dalam kondisi yang akan dihadapi ketika mengorbit Bulan.
Tim CosmoCube juga memperkirakan misi tersebut memiliki target biaya di bawah 50 juta euro.
Tidak Perlu Satelit Raksasa?
Ukuran CosmoCube menjadi salah satu bagian menarik dari misi ini.
Eloy de Lera Acedo mengatakan:
"Selain aspek ilmiahnya, hal yang membuat misi kami unik adalah ukurannya. Kami menyelidiki bagian paling awal dan paling dalam dari zaman kegelapan yang tidak dapat dijangkau misi lain, tetapi menggunakan platform yang ringkas dan relatif murah," kata de Lera Acedo.
Jika berhasil, misi ini dapat menunjukkan bahwa penelitian terhadap sejarah paling awal alam semesta tidak selalu membutuhkan pesawat ruang angkasa berukuran sangat besar.
Satelit kecil yang ditempatkan di lokasi dengan gangguan radio sangat rendah pun dapat membuka akses terhadap periode yang selama ini sulit diamati secara langsung.
Misi Ini Masih Dalam Tahap Pengembangan
CosmoCube belum diluncurkan. Para peneliti berharap satelit tersebut dapat meluncur dalam lima tahun ke depan.
Pengembangan perangkat, pengujian prototipe, dan persiapan instrumen masih berlangsung. Proyek ini mendapat dukungan dari UK Space Agency serta sejumlah lembaga penelitian dan mitra akademik di Inggris dan Eropa.
Jika misi berjalan sesuai rencana, CosmoCube akan menjadi salah satu upaya untuk membuka pengamatan terhadap periode yang sangat penting dalam sejarah kosmik.
Sebelum bintang pertama menyala, alam semesta berada dalam kondisi yang masih sangat berbeda dari sekarang. Dengan mencari sinyal hidrogen yang tersisa dari masa tersebut, ilmuwan berharap dapat mengetahui bagaimana kegelapan kosmik akhirnya berubah menjadi alam semesta yang dipenuhi bintang dan galaksi.
Penelitian mengenai misi CosmoCube telah diterbitkan dalam Nature Astronomy pada 2026 dengan judul The CosmoCube lunar mission for probing the dark ages and cosmic dawn via 21-cm cosmology.
(Silva Yudia Azizah, Magang Universitas Negeri Surabaya)
Editor : Tim Content Writer Radar LawuSumber : Science Daily