Lapisan-Lapisan Matahari

Lapisan-Lapisan Matahari

Astronomi Matahari

19.49.00 Add Comment

Matahari adalah suatu bola gas pijar dan ternyata tidak bulat betul. Matahari mempunyai khatulistiwa dan kutub karena gerak rotasinya .Garis tengah ekuatorialnya 864.000 mil, sedangkan garis tengah antar kutubnya 43 mil lebih pendek. Matahari berdiameter 1.390.000 km dengan massa 1,989 x 10³⁸ kg.

 Matahari merupakan anggota tata surya yang paling besar . Karena 98% massa tata surya terkumpul pada matahari .Disamping sebagi pusat peredaran, matahari juga merupakan sumber tenaga di tata surya . Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit, masing-masing fotosfer, kromosfer dan korona . Untuk terus bersinar terdiri gas panas menukar zat hidrogen dengan zat helium melalui reaksi fusi nuklir pada kadar 600 juta ton dengan itu kehilangan 4 juta ton massa setiap hari.

Bobotnya yang superberat membuat gravitasi  Matahari superkuat. Matahari mampu menarik benda dipermukaannya 28 kali lebih kuat daripada Bumi. Jika manusia di bumi beratnya 50 kg , dipermukaan matahari beratnya menjadi 1.400 kg.

1.    Lapisan-lapisan pada matahari

a.    Lapisan inti matahari

Inti matahari adalah tempat berlangsungnya reaksi fusi hidrogen menjadi inti helium menghasilkan reaksi yang sangat besar . Suhu inti matahari adalah 15 juta Kelvin.

Inti matahari terus-menerus melakukan reaksi fusi nuklir, yaitu menggabungkan empat atom hidrogen menjadi satu atom   helium.Setiap detik ada 700 juta ton hidrogen diolah menjadi 695 ton  helium. Energi yang dihasilkan sekitar 3,86 x 10³³ erg/detik atau 3,86 x 10²⁶ erg/ detik.

Bagian terdalam matahari adalah inti yang radiusnya 268.500 km. Dari inti inilah tenaga matahari diproduksi. Energi dipancarkan  dalam bentuk sinar gamma  yang menerobos lapisan matahari setebal 445.000 km.Bagian inti memiliki kerapatan 160 gr/cm³ atau 160 kali kerapatan air.

Diatas inti lapisan yang terus bergolak karena dibombardir oleh sinar gamma . Daerah in disebut zona radiatif. Kerapatannya turun  dari 20 gr/cm³ ( didekat inti ) menjadi 0,2 g/cm³. Temperaturnya pun turun hanya 2 juta ⁰C . sinar gamma juga mengalami pelemahan menjadi sinar X dan Ultraviolet.

Bagian berikutnya adalah lapisan antar muka ( interface layer )  yang disebut tachloline .Lapisan tacholine merupakan sekat tipis yang membatasi zona radiatif dengan zona konveksi. Berbentuk cairan yang bergerak diatas  zona konveksi dan radiasi. Hingga sekarang dipercaya medan magnet matahari dihasilkan oleh perubahan kecepatan cairan itu disepanjang permukaan. Perubahan kecepatan memberikan alternative nama menjadi tacholine.

Diatas tacholine terdapat zona konveksi. Tebalnya dari permukaan hingga kedalaman adalah 200 ribu km. dengan  temperature 2 juta ⁰C. Diwilayah tersebut aliran energi terjadi secara konveksi ( sehingga disebut zona konveksi).

b.     Lapisan fotosfera matahari

Lapisan fotosfera adalah bagian permukaan matahari yang dapat kita lihat sehari-hari atau yang biasa disebut lapisan cahaya. Suhu di bagian dalam fotosfera kira-kira 6000 kelvin.

Lapisan inilah yang tampak dari bumi. Fotosfera memilki ketebalan 100 km, cukup tipis bila dibandingkan dengan jejari matahari yang hampir 700.000 km. disini panasnya mencapai 6.000 ⁰C. Sinar gamma telah diubah menjadi cahaya tampak .

 Di fotosfer bintik matahari yang dari bumi terlihat hitam karena bertemperatur lebih rendah dari area sekitarnya. Setelah Galileo, orang yang melihat bintik matahari adalah Christoph Scheiner ( 1575 – 1650) dan David Fabricius ( 1564 – 1617 ) astronom Belanda. Meski terlihat seperti noktah, sesungguhnya diameter bintik matahari bisa mencapai 300.000 km dengan kedalaman 800 km.

Aktivitas bintik matahari demikian pesat sehingga dalam hitungan matahari sudah banyak berubah ukuran maupun tempatnya. Hal itu mempengaruhi iklim di Bumi. Kegiatan bintik matahari yang sangat lamban terjadi pada kurun 1645 – 1715 yang disebut sebagai maunder minimum. Bersamaan dengan itu, terjadi musim dingin yang tidak normal di Eropa utara yang kemudian di kenal dengan zaman es kecil.

c.    Lapisan kromosfera matahari                             

Lapisan kromosfera dapat terlihat saat terjadi gerhana matahari . Kromosfera tersusun atas hidrogen . Suhu lapisan kromosfera didekat korona mencapai 10.000 kelvin . Sedangkan lapisan luarnya bersuhu kurang lebih 4.000 kelvin.

Bagian kromosfer sangat bergolak, sering terjadi ledakan-ledakan yang menyemburkan gas panas dan partikel menjulang keangkasa . pancaran gas matahari membubung hingga jutaan kilometer itu dikenal dengan sebutan prominesa. Rata-rata ketinggian semburannya mencapai 30.000 km. Namun, ada juga semburan luar biasa yang mencapai ketinggian 400.000 km. Bahkan pada bulan Juni 1946 terjadi semburan maha dahsyat yang mencapai ketinggian 1.600.000 km selama dua jam. Prominensa seperti permainan api di permukaan matahari.

Berdasarkan sifat semburannya prominensa dapat digolongkan menjadi kedalam dua kelompok  utama yaitu prominensa aktif dan prominensa tenang. Prominensa aktif, cirinya cepat menyembur, namun cepat hilang. Prominensa aktif muncul dalam beberapa bentuk seperti prominensa eruptif, spot atau lup dan surge. Prominensa eruptif ( ledakan ) menyemburkan gas panas berkecepatan 700 km/ detik dengan dahsyat.Setelah mencapai ketinggian tertinggi semburan gas tadi jatuh membentuk busur parabola .

d.   Lapisan Korona Matahari

Daerah diatas kromosfer diisi lapisan disebut korona , dari kata crown atau mahkota. Korona membentang sejauh jutaan kilometer di langit , tetapi akibat kilau kromosfer mahkota matahari ini tidak terdeteksi.Ia hanya bisa terlihat pada saat gerhana matahari .Sehingga para astronom akan memburu tempat terjadinya gerhana matahari untuk mengamati korona.

Lapisan korona ini dapat terlihat pada saat terjadi gerhana matahari berupa lingkaran putih yang mengelilingi matahari. Lapisan korona mengandung lapisan yang sangat tipis bersuhu 1 juta Kelvin. Korona berwarna abu-abu akibat tumbukan ion-ion pada suhu yang tinggi.

Pada awalnya orang menduga korona adalah hasil pancaran unsur yang tidak ada di bumi yang disebut koronium. Hal yang sama juga terjadi di abad ke-19, disaat muncul dugaan bahwa cahaya matahari dihasilkan oleh unsur yang tidak di Bumi yaitu helium. 

Badai Matahari dan Proses Terjadinya

Badai Matahari dan Proses Terjadinya

Astronomi Matahari Tata Surya

09.12.00 Add Comment

            Matahari adalah sebuah bintang, yaitu bola plasma panas yang ditopang oleh gaya gravitasi. Di pusat matahari, terjadi reaksi nuklir (fusi) yang mengubah 4 atom hidrogen menjadi 1 atom helium. Reaksi fusi tersebut, selain menghasilkan helium, juga menghasilkan energi dalam jumlah melimpah (ingat persamaan terkenal oleh Einstein: E=mc²). Energi yang dihasilkan, di pancarkan keluar melewati bagian-bagian matahari, yaitu: zona radiatif, zona konventif, dan bagian atmosfer matahari, yang terdiri dari fotosfer, kromosfer, dan korona. Dan badai matahari adalah peristiwa yang berkaitan dengan bagian atmosfer matahari tersebut.

Gambar 1. Matahari

          Bagian terluar dari matahari, yaitu korona, memiliki temperatur yang mencapai jutaan kelvin. Dengan temparatur yang tinggi tersebut, materi yang berada di korona matahari memiliki energi kinetik yang besar. Tarikan gravitasi matahari tidak cukup kuat untuk mempertahankan materi korona yang memiliki energi kinetik yang besar itu. Dan secara terus menerus, partikel bermuatan yang berasal dari korona, akan lepas keluar angkasa. Aliran partikel ini dikenal dengan nama angin matahari, yang terutama terdiri dari elektron dan proton dengan energi sekitar 1 keV. Setiap tahunnya, sebanyak 1012 ton materi korona lepas menjadi angin matahari, yang bergerak dengan kecepatan antara 200-700 km/s.

1.      Pengertian Badai Matahari

            Berbeda dengan pusat Matahari yang relatif sederhana, bagian atmosfer Matahari relatif lebih rumit. Karena di atmosfer Matahari ini, medan magnetik Matahari berperan besar terhadap berbagai peristiwa yang terjadi di dalamnya. Ada berbagai fenomena menarik diamati di atmosfer matahari berkaitan dengan medan magnetik Matahari, seperti bintik matahari (sun spot), ledakan Matahari (solar flare), prominensa, dan pelontaran material korona (CME – Coronal Mass Ejection). Hal-hal inilah yang berkaitan dengan badai matahari.

Singkatnya, badai matahari adalah kejadian / event dimana aktivitas Matahari berinteraksi dengan medan magnetik Bumi. Badai matahari ini berkaitan langsung dengan peristiwa solar flare dan CME. Kedua hal itulah yang menyebabkan terjadinya badai matahari.

Solar flare adalah ledakan di Matahari akibat terbukanya salah satu kumparan medan magnet permukaan Matahari. Ledakan ini melepaskan partikel berenergi tinggi dan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang sinar-x dan sinar gamma. Partikel berenergi tinggi yang dilepaskan oleh peristiwa solar flare, jika mengarah ke Bumi, akan mencapai Bumi dalam waktu 1-2 hari. Sedangkan radiasi elektromagnetik energi tingginya, akan mencapai Bumi dalam waktu hanya sekitar 8 menit.

CME adalah pelepasan material dari korona yang teramati sebagai letupan yang menyembur dari permukaan Matahari. Dalam semburan material korona ini, sekitar 2×1011 sampai dengan 4×1013 kg material dilontarkan dengan energi sebesar 1022 sampai dengan 6×1024 joule. Material ini dilontarkan dengan kecepatan mulai dari 20 km/s sampai 2000 km/s, dengan rata-rata kecepatan 350 km/s. Untuk mencapai Bumi, dibutuhkan waktu 1-3 hari. Partikel-partikel bermuatan yang dipancarkan dari peristiwa solar flare dan CME, saat mencapai Bumi, akan berinteraksi dengan medan magnetik Bumi. Interaksi ini akan menyebabkan gangguan pada medan magnetik Bumi untuk sementara.

2.      Proses Terjadinya Angin Matahari

              Dimulai dengan terbentuk nya sunspot yang menciptakan medan magnet. Karena kekuatan sudah tak sanggup lagi menahan tekanan arus, maka ia akan lepas. Terlepasnya sunspot ini akan memuntahkan kandungan energi yang disalurkan sebagai arus proton atau elektron.

Gambar 2. Proses terjadinya Badai Matahari

            Perjalanan angin matahari menuju bumi, dapat ditempuh selama 18 jam hingga 2 hari perjalanan antariksa. Ketika melewati Merkurius dan Venus, angin matahari akan langsung begitu saja menerpa atmosfernya, sehingga planet tersebut mengalami peningkatan suhu yang luar biasa akibat dari terpaan aliran proton dan elektron yang dibawanya. Namun demikian, lain halnya ketika angin matahari itu menghantam bumi.

            Bumi ini bagaikan magnet yang berukuran sangat besar, dengan kutub-kutub magnetnya hampir berdekatan dengan kutub geografis bumi. Sehingga bumi ini dilapisi oleh medan magnet (magnetosfer) yang berbentuk sebuah perisai yang mirip dengan buah apel, dimana bumi berada pada inti buahnya dan magnetosfer berada pada kulit buah apel. Magnetosfer ini terdiri dari beberapa lapisan, dengan lapisan terbawahnya, sabuk radiasi van allen yang berada di sekitar ekuator (khatulistuwa). Layaknya sebuah perisai, magnetosfer dan sabuk van allen melindungi bumi dari terpaan partikel angin matahari.

 Gambar 3. Angin matahari ditunjukkan pada garis kuning sedangkan medan magnet bumi ditunjukkan pada garis biru

Satelit : Pengertian, Sejarah Perkembangan serta Jenis-Jenis Satelit

Satelit : Pengertian, Sejarah Perkembangan serta Jenis-Jenis Satelit

Astronomi Satelit

09.04.00 Add Comment

A.    Pengertian Satelit

Satelit adalah benda yang mengorbit benda lain dengan periode revolusi dan rotasi tertentu. Ada dua jenis satelit yakni satelit alam dan satelit buatan.

1. Satelit alami adalah benda-benda luar angkasa bukan buatan manusia yang mengorbit sebuah planet atau benda lain yang lebih besar daripada dirinya,, seperti misalnya Bulan adalah satelit alami Bumi. Sebenarnya terminologi ini berlaku juga bagi planet yang mengelilingi sebuah bintang, atau bahkan sebuah bintang yang mengelilingi pusat galaksi, tetapi jarang digunakan. Bumi sendiri sebenarnya merupakan satelit alami Matahari.

2. Satelit buatan adalah benda buatan manusia yang beredar mengelilingi benda lain misalnya satelit Palapa yang mengelilingi Bumi.

3. Satelit komunikasi adalah sebuah satelit buatan yang ditempatkan di angkasa dengan tujuan telekomunikasi. Satelit komunikasi modern menggunakan orbit geosynchronous,orbit Molniya atau orbit Bumi rendah.

4. Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi menyediakan sebuah teknologi tambahan bagikabel komunikasi kapal selam optik fiber. Untuk aplikasi bergerak, seperti komunikasi kekapal laut dan pesawat terbang di mana aplikasi teknologi lain seperti kabel, tidak praktisatau tidak mungkin.

Gambar 1. Satelit

B.     Sejarah Perkembangan Satelit

Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, dan memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistentnya. Peluncuran ini memicu lomba ruang angkasa (space race) antara Soviet dan Amerika.

Sputnik 1 membantuk mengidentifikasi kepadatan lapisan atas atmosfer dengan jalan mengukur perubahan orbitnya dan memberikan data dari distribusi signal radio pada lapisan ionosphere. Karena badan satelit ini diisi dengan nitrogen bertekanan tinggi, Sputnik 1 juga memberi kesempatan pertama dalam pendeteksian meteorit, karena hilangnya tekanan dalam disebabkan oleh penetrasi meteroid bisa dilihat melalui data suhu yang dikirimkannya ke bumi.

Sputnik 2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awak mahluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika.

Pada bulan Mei, 1946, Project Rand mengeluarkan desain preliminari untuk experimen wahana angkasa untuk mengedari dunia, yang menyatakan bahwa, "sebuah kendaraan satelit yang berisi instrumentasi yang tepat bisa diharapkan menjadi alat ilmu yang canggih untuk abad ke duapuluh". Amerika sudah memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 dibawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy). Project RAND milik Angkatan Udara Amerika akhirnya mengeluarkan laporan diatas, tetapi tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda. Pada tahun 1954, Sekertari Pertahanan Amerika menyatakan, "Saya tidak mengetahui adanya satupun program satelit Amerika."

Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudian diketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957.

Mengikuti tekanan dari American Rocket Society (Masyarakat Roket America), the National Science Foundation (Yayasan Sains national), and the International Geophysical Year, interest angkatan bersenjata meningkat dan pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjai Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958.

Pada bulan Juni 1961, tiga setengah tahun setelah meluncurnya Sputnik 1, Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi.

Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Station Angkasa Interasional (International Space Station).

Secara garis besar sejarah satelit dunia dari tahun ke tahun diantaranya;

·         1945 : Athur Clarke menerbitkan essay tentang “Extra Terrestial Relays”

·         1957 : Diluncurkan pertama kali satelit sputnik 1959 : Satelit cuaca pertama, Vaguard 2

·         1960 : Diluncurkan satelit komunikasi Refleksi ECHO

·         1963 : Diluncurkan satelit komunikasi Geostasioner SYNCOM1965 : Komunikasi satelit Geostasioner komersial pertama di dunia, INTELSAT I

·         1976 : Satelit marisat untuk komumnikasi maritim dan peluncuran PALAPA

·         1982 : Sistem telepon dengan satelit mobile , INMARSAT 4

·         1988 : Sistem satelit dengan komunikasi data dan telepon mobile, INMARSAT C

·         1993 : Sistem telepon denga digital satelit

·         1998 : Sistem satelit Global untuk Small Mobile Phones.

·         1999 : Peluncuran Telkom – 12.3 Arsitektur dan Prinsip Kerja Komunikasi Satelit. Arsitektur Komunikasi Satelit- Segmen Angkasa ;1. Struktur / bus2. Playload3. Power Supply4. Kontrol temperature 5. Kontrol attitude dan orbit6. sistem populasi7. telemetry, Tracking, & command ( TT& C )- Segmen Bumi ;1. User terminal,2. SB Master, dan3. JaringanPrinsip kerja dari satelit hampir sama dengan suatu rangkaian repeater yaitu jenis ” RFHeterodyne Repeater ” sinyal 6 ghz. sinyal 6 ghz – filter – swtch - penguat 6ghz – diturunkan menjadi 4 ghz – hybrid circulator – filter – penguatakhir – pancaran ke bumi.

C.    Jenis Satelit

Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh.

Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll.

Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata.

 Satelit komunikasi adalah sebuah satelit buatan yang ditempatkan di angkasa dengan tujuan telekomunikasi. Satelit komunikasi modern menggunakan orbit geosynchronous, orbit Molniya menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah.

Untuk pelayanan tetap, satelit komunikasi menyediakan sebuah teknologi tambahan bagi kabel komunikasi kapal selam optik fiber. Untuk aplikasi bergerak, seperti komunikasi ke kapal laut dan pesawat terbang, di mana aplikasi teknologi lain, seperti kabel, tidak praktis atau tidak mungkin.

Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata.

Satelit tenaga surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dpaat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional.

Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat angkasa lainnya oleh ketiadaan propulsi pesawat angkasa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan.

Satelit cuaca adalah satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi. Satelit meteorologikal melihat lebih banyak dari awan dan sistem awan. Cahaya perkotaan, kebakaran, polusi, cahaya aurora, badai pasir dan debu, tumpukan salju, pemetaan es, gelombang samudra, pembuangan energi, dll juga merupakan informasi yang dikumpulkan oleh satelit cuaca.Gambar dari satelit cuaca membantu mengawasi debu vulkanik dari Gunung St. Helens dan aktivitas dari vulkano lainnya seperti Gunung Etna. Asap dari kebakaran hutan di barat Amerika Serikat seperti Colorado dan Utah juga telah dimonitor.El Niño dan akibatnya terhadap cuaca juga dimonitor per hari dari gambar satelit. Penumpahan minyak di pesisir barat laut Spanyol juga diawasi oleh satelit. Dan juga satelit cuaca menyediakan pengawasan cuaca global.Satelit cuaca pertama, Vanguard 2, diluncurkan pada 17 Februari 1959. Satelit ini dirancang untuk mengawasi tutupan awan, tetapi karena rotasi "axis" yang jelek mencegahnya untuk mengambil data yang berguna.Satelit cuaca pertama yang dianggap sukses adalah TIROS-1, diluncurkan oleh NASA pada 1 April 1960. TIROS dioperasikan selama 78 hari dan terbukti jauh lebih sukses dari Vanguard 2. TIROS membuat jalan bagi satelit cuaca lain yang lebih modern.Ada dua jenis tipe dasar satelit meteorologi: orbit geostationary dan orbit polar

Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).