BAB IV TATA SURYA
4. Teori Kant dan Laplace
Dalam hipotesanya, disebutkan bahwa bumi itu terjadi dari pecahan gas yang terlepas dari matahari yang disebabkan oleh gaya sentrifugal berotasi sepanjang khatulistiwa, terlepas kemudian berputar-putar lalu mendingin.
Mula-mula berubah menjadi bola gas kemudian menjadi bola cairan dan akhirnya menjadi bola padat yang gelap.
Bumi
Telah dikemukakan oleh banyak orang, bahwa bentuk bumi adalah bulat dan bukti ini telah diperjelas dengan menggunakan satelit buatan dan kapal ruang angkasa pada abad 20 ini. Bentuk bumi bulat telah dibuktikan Magelhaen pada tahun 1522 dengan berlayar terus ke satu arah, maka akan kembali ke tempat semula.
Pengukuran yang lebih teliti menunjukkan bahwa bumi tidak bulat benar seperti bola, bentuk sebenarnya ialah pepat pada kedua kutub dan agak gembung di sekitar khatulistiwa.
Panjang diameter khatulistiwa 12 757 km Panjang diameter kutub 12 714 km
Apabila T1 dan T2 adalah dua tempat yang terletak pada sebuah meridian di muka bumi jika x adalah jarak T1 – T2
y adalah perbedaan tinggi kutub T1 dan T2 maka keliling bumi
y
360 x x km = 2 R
jari-jari bumi dicari yaitu R = y 2
x 360
km = 6378 km
Bumi adalah satu-satunya planet yang didiami makhluk hidup tetapi di planet-planet lain belum pasti. Adapun luas bumi 510.101.000 km2 yang terdiri dari lautan 70% dan volumenya 1,083 x 1027 m3.
Bumi berputar pada sumbunya dengan kecepatan 464,81 m/s, beredar menyelidiki matahari 29,762 m/s. Kecepatan ketika berada di Aphelium (terjauh jaraknya dari matahari) 30,2567 km/s.
Dalam satu tahun menempuh jarak 1.100.703.693 km, maka bumi 5,976 x 1021 ton melayang tak henti-hentinya selama beribu-ribu juta tahun dan akan terus melayang-layang beribu-ribu juta tahun yang akan datang. Di lapisan atmosfer terdapat bermacam-macam gas seberat 5 x 1015 ton. Tiap 1 cm2 pada lintasan nol meter mendapat tekanan udara sebesar 10,0336 ton.
Gerak rotasi bumi
Bumi berputar pada sumbunya. Sekali putar sempurna lamanya 24 jam. Bukti perputaran bumi pada sumbunya adalah pepat bumi pada kedua kutubnya.
Angin-angin passat yang semula merupakan angin utara dan angin selatan menuju equator. Tetapi karena perputaran bumi pada sumbunya membiaslah angin-angin itu, sehingga merupakan angin Timur laut dan Tenggara.
Gerak revolusi bumi
Parallaksis bintang adalah sudut pada bintang itu dimana jarak antara bintang itu dengan bumi dan bintang dengan matahari sebagai kaki-kaki sudutnya.
Suatu ketika bumi berada di Bm1, maka bintang B dapat terlihat dengan arah teropong menurut garis Bm1B. Ternyata sesudah 6 bulan lagi bintang B dapat terlihat lagi dengan arah teropong menurut garis Bm2B. Sehingga sudut Bm1, BBm2, merupakan dua parallaksis.
Gerak semu matahari pada ekliptika
Seandainya kita dapat melihat matahari dan bintang bersama-sama di bola langit, selain matahari itu bergeser menempuh lintasan 360 dalam sehari atau 24 jam dari timur ke barat, sebagai arah positif (+). Matahari juga bergeser di antara bintang-bintang dari arah barat ke timur atau arah negatif (-). Kalau arah negatif ini dituruti, maka dalam setahun akan kita lihat bahwa matahari itu menempuh satu lingkaran penuh, sehingga akan kembali lagi berada di antara bintang-bintang tempat berangkatnya semula. Dengan kata lain, matahari itu mulai berangkat dari titik aries maka satu tahun kemudian (365
4
1hari) akan kembali lagi ke titik itu lagi. Jadi tiap hari (24 jam) matahari bergeser sepanjang lingkaran ke arah timur
360 x 4 3651
1 = + 1. Hal ini yang menyebabkan jam bintang lebih cepat 4 menit
dari jam matahari 360
1 x 24 jam = 4 menit.
Pergeseran harian matahari selama 24 jam dan peredaran tahunnya sepanjang ekliptika (365
4
1 hari) bukanlah keadaan yang sebenarnya, hanyalah menurut penglihatan kita dari bumi. Hal itu adalah akibat rotasi dari revolusi bumi yang sebenarya.
Bulan
Sebagaimana benda-benda langit lain, bulan pun berbentuk bola, maka jarak bulan dari bumi dapat diukur yang hasilnya adalah diameter bulan kira-kira seperempat diameter bumi dan gaya gravitasi bulan hanya seperenam gaya gravitasi bumi.
Pergerakan bulan terhadap bumi dan matahari.
Ada tiga macam pergerakan yang dilakukan oleh bulan dalam satu kali bergerak yaitu:
1. Bulan itu berputar mengelilingi sumbunya (rotasi) dengan amat lambatnya.
Suatu perputaran penuh (sempurna) lamanya 1 bulan (bumi 24 jam).
2. Sementara ia berputar pada sumbunya itu selama 1 bulan, bulan pun mengedari bumi satu kali pula, sehingga kembali ke letaknya semula terhadap bumi. Hal ini menyebabkan bagian bulan yang nampak ke bumi itu hanyalah sebelah saja, terus menerus dan bagian yang lain tidak pernah nampak.
3. Sambil melakukan perputaran dan peredaran seperti point 1 dan 2 bulan dan bumi bersama-sama pula mengelilingi matahari.
Gerhana
Bumi dan bulan menerima sinar dari matahari, kedua benda langit ini mempunyai bayang-bayang yang seperti kerucut. Bayang-bayang kerucut bumi kira-kira 4 kali bayang-bayang bulan.
1. Bila bayang-bayang bumi mengenai bumi maka disebut gerhana matahari.
2. Bila bayang-bayang bumi mengenai bulan disebut gerhana bulan. Gerhana ini terjadi bila bulan bertepatan berada pada sekitar salah satu simpul sehingga matahari – bulan - bumi atau matahari – bumi – bulan terletak pada satu garis lurus.
Gerhana matahari terjadi pada bulan baru, sedang gerhana bulan pada bulan purnama. Gerhana matahari yang sempurna paling lama 7 menit sedangkan gerhana bulan paling lama 100 menit. Baik bulatan matahari atau bulatan bulan, tidak sekaligus menjadi gelap pada waktu gerhana, tetapi berangsur-angsur jika telah semua gelap disebut sebagai gerhana sempurna. Gerhana matahari dapat terjadi 2 sampai 5 kali setahun, tetapi yang dapat melihat hanyalah beberapa tempat saja di bumi. Gerhana bulan dapat 2 sampai 3 kali setahun tetapi bisa juga tidak pernah sama sekali.
Bulan dan teori asal usulnya
Bulan adalah suatu benda langit yang tidak bersinar sendiri, yang sebenarnya adalah sinar matahari yang dipantulkannya. Karena letaknya berubah terhadap mubi dan matahari maka bentuknyapun terlihar berubah-ubah.
Pada B2 tampak bulan itu dari bumi seperti sabit.
Pada B3 seperti setengah bulatan disebut minggu (kwartir 1)
Pada B5 bulan purnama
Pada B7 minggu (kwartir) terakhir B2 dan B8 meskipun kedua-duanya berbentuk sabit tetapi arah kedua ujungnya berlawanan.
Pada B1 menghadap ke barat yang disebut bulan timbul.
Penerbangan Angkasa Luar
Penerbangan angkasa luar berbeda dengan penerbangan biasa. Kalau penerbangan biasa, keperluan oksigen untuk pembakaran mesin diberikan oleh udaranya. Jadi keperluan oksigen tidak mungkin dipenuhi jika menggunakan mesin seperti penerbangan biasa. Karena itu penggunaan roket mutlak diperlukan, sebab pembakaran pada roket tidak mengambil oksigen dari luar pesawat.
Prinsip penerbangan dengan roket menggunakan Hukum III Newton: aksi = - reaksi. Makin jauh jarak yang ditempuh dan makin kuat muatan yang dibawa pesawat, makin banyak pula bahan bakar roket yang diperlukan. Untuk mengatasi hal ini roket dibuat beberapa tingkat.
Jenis-jenis Penerbangan angkasa luar
1. Penerbangan tanpa awak (unmanned flight) 2. Penerbangan berawak (manned flight)
Selain itu penerbangan angkasa luar dapat dibedakan:
a. Penerbangan sekali jalan
misalnya penggunaan roket untuk menempatkan satelit-satelit atau alat-alat observasi di angkasa. Pada penerbangan ini muatan diletakkan di ujung atas roket. Sedangkan roket-roket akan lepas setelah bahan bakarnya habis.
b. Penerbangan olang-alik
Penerbangan seperti ini biasanya diikuti dengan astronot atau kosmonot.
Setelah misinya selesai (menempatkan satelit, teleskop, laboratorium angkasa luar, pendaratan di bulan/planet), astronot dengan kembali ke bumi. Pesawat untuk kembali, berbentuk kapsul kerucut yang dilengkapi mesin roket dan jet sebagai sistem control pendaratan (Re-entry Control System).
c. Penerbangan Rendezvous dan docking
Dalam penerbangan rendezvous, suatu pesawat bertemu dan bergandengan dengan pesawat lain di angkasa. Proses rendezvous dan docking dapat dilakukan untuk satu misi (misalnya misi gemini apollo) atau beberapa misi (misalnya penggandengan pesawat milik Amerika dan Uni Soviet). Agar dapat melakukan rendezvous (perjumpaan) dan docking (penggandengan), maka masing-masing pesawat harus berorbit pada bidang yang sama. Jika tidak, maka proses penggandengan pesawat tidak dapat dilakukan.
Bagaimana suatu pesawat dapat melepaskan gaya gravitasi bumi?
Jika seseorang melempar benda secara horisontal maka benda menempuh lintasan paralel. Makin cepat lemparan benda, makin jauh benda itu jatuh ke bumi. Jika kecepatan benda mencapai 29.000 km/jam atau 8 km/s maka benda
ini tidak tepat jatuh ke bumi, melainkan mengelilingi bumi dan menjadi satelit komunikasi, misalnya palapa akan satelit tidak bergerak dan tetapi berada di titik tertentu di atas bumi. Keadaan seperti di atas disebut geo sinkron atau geo geostationer.
Kecepatan satelit . v v = d
QM
T = 2
GM d3
Sedangkan nilai kecepatan lepas (escape velocity) dari gravitasi bumi adalah v = d
GM 2
Peristiwa-peristiwa penting dalam penerbangan ruang angkasa - 4 Oktober 1951, peluncuran Sputnik I, oleh Uni Soviet.
Satelit bumi buatan yang pertama. Satelit ini berada pada perigee (titik terdekat dengan bumi) = 227 km dan apogee (titik terjauh dengan bumi) = 947
km. Misinya adalah menyelidiki peristiwa-peristiwa alam di lapisan atas atmosfir dan persiapan penerbangan manusia ke bulan.
- 3 November 1957 – peluncuran sputnik II.
- 31 Januari 1958, Explorer I oleh Amerika Serikat - 15 Mei 1958 – Sputnik III
- 11 Oktober 1958, Pionir I – Amerika Serikat mencapai ketinggian 114.000 km - 2 Januari 1959 Lunik I – Uni Soviet bertujuan mencapai bulan tapi meleset, hingga masuk ke garis orbit mengelilingi matahari. Tanpa sengaja lurik I menjadi satelit buatan yang mengelilingi matahari seperti Merkurius, venus, bumi dan lain-lain.
- 12 September 1959. Lunik II berhasil mencapai bulan massanya 1511 kg.
- 4 Oktober 1959, roket Kosmos – Uni Soviet, berhasil memotret permukaan bulan.
- Selama tahun 1960 Uni Soviet telah meluncurkan Sputnik IV dan Sputnik V, sementara itu Amerika Serikat meluncurkan Satelir pioneer V.
- 31 Januari 1961.
- Capsul Mercury – milik Amerika Serikat berawak Chimpase menempuh perjalanan 650 km, kembali ke bumi dalam keadaan selamat.
- 12 Pebruari 1961, Uni Soviet berhasil menempatkan stasiun antar planet menuju Venus.
- Selama tahun 1961 Uni Soviet meluncurkan pesawat Nastok I dan Nastok II sedangkan Amerika Serikat meluncurkan Mercury-nya dengan astronot I, Letkol Shedpard.
- Pada tahun 1962 Astronot ke-2 Amerika – John Glena, mengelilingi bumi 3 kali selama 4 jam 56 menit. Sedangkan Uni Soviet meluncurkan 2 pesawat Wastok III dan Wastok IV dengan kosmonot masih banyak lagi perkembangan dunia penerbangan angkasa luar antara a.1.
- Uni Soviet berhasil mendaratkan manusia pertama di bulan pada bulan Juli 1969 pada penerbangan Apollo XI, selanjutnya terus dilanjutkan penerbangan-penerbangan lain seperti Apollo XII s/d XVII (Apollo XIII gagal).
- Amerika dan Uni Soviet berhasil menggandengkan pesawat mereka di angkasa luar.
- Selain kedua negara itu Amerika Serikat dan Uni Soviet (sebelum terpisah), yang mengembangkan program angkasa luarnya adalah Eropah (beberapa negara), Perancis, dan China.
- Perancis dan China berhasil dalam meluncurkan dan menempatkan banyak satelit bumi pada orbitnya.
- Pada tahun 1976 Indonesia memiliki sendiri satelit komunikasi ”Palapa A1, selanjutnya diikuti pula peluncuran Palapa AII, BI dan BII, setiap satelit mempunyai jangka waktu tertentu untuk dapat bekerja dengan baik. Sampai sekarang (1994), satelit Palapa BII masih beroperasi dan diharapkan tugasnya akan digantikan satelit Palapa CI yang segera diluncurkan oleh roket Ariane – dari Perancis. Sedangkan satelit Palapa CII direncanakan akan diluncurkan oleh Amerika Serikat sebagaimana Satelit Palapa AI, AII, BI, dan BII.
Satelit Palapa diorbitkan secara geostationer, pada ketinggian sekitar 36000 km dari bumi. Dari ketinggian ini satelit dapat mengcover 1/3 permukaan bumi. Satelit berfungsi menerima dan menyalurkan sinyal elektronik dari bumi, berupa telepon, televisi, fachimile (fax) dan lain-lain. Selain melayani komunikasi domestik (Indonesia) satelit palapa dapat dimanfaatkan negara-negara tetangga (Malaysia, Phylipina, Brunei, Singapura dan lain-lain).
Dalam komunikasi internasional (telepon, fax, TV, dan lain-lain) menggunakan beberapa satelit komunikasi yang dibantu oleh stasiun bulan di bumi. Selain itu dengan antena parabola, dan satelit-satelit internasional kita dapat mengikuti siaran TV dari seluruh dunia.
Selain untuk komunikasi, satelit-satelit dapat dirancang untuk kepentingan yang lain misalnya:
- Satelit cuaca
- Satelit penelitian sumber-sumber daya alam (pertambangan, pertanian) - Satelit militer (mata-mata)
- Satelit penelitian angkasa luar - dan lain-lain
Soal-soal Latihan
1. Yang termasuk benda-benda langit ...
2. Bintang adalah benda langit yang ...
3. Matahari adalah ...
4. Sebutkan nama-nama planet dalam tata surya ! 5. Bagaimana rumus hukum gravitasi Newton?
6. Planet yang terbesar adalah planet ...
7. Planet no. 2 terbesar adalah ...
8. Kala rotasi matahari ... hari 9. Kala revolusi pluto ... tahun 10. Jarak Matahari – Pluto ... juta km 11. Jelaskan mengenai Hukum Kepler I?
12. Jelaskan pula mengenai hukum Kepler II?
13. Apakah yang dimaksud komet?
14. Mengapa ekor komet selalu menjauhi matahari?
15. Apakah asteroit?
16. Berapakah diameter asteroid?
17. Apa yang dimaksud meteorit?
18. Mengapa meteorit berpijar ketika memasuki atmosfir?
19. Jelaskan mengenai teori Kabut Kant dan Laplace!
20. Jelaskan pula teori bintang kembar!
21. Jelaskan pula teori planetisional!
22. Bagaimana bentuk bumi yang sebenarnya?
23. Bagaimana perbandingan jari-jari bumi ke khatulistiwa dengan ke kutub?
24. Ada berapa macam gerak bumi?
25. Berapakah kala rotasi dan revolusi bumi?
26. Gambarlah posisi bumi, bulan dan matahari pada peristiwa gerhana bulan!
27. Gambarlah pula untuk gerakan matahari!
28. Ada berapa macam gerak bulan? Jelaskan!
29. Bagaimana gravitasi bulan dibandingkan dengan gravitasi bumi?
30. Apa yang menyebabkan pasang surut air laut? Jelaskan dengan gambar!
31. Apa perbedaan penerbangan dengan roket dibandingkan dengan penerbangan biasa?
32. Apa yang dimaksud gerak satelit geosinkron?
33. Apakah nama satelit pertama yang diorbitkan? Negara mana yang membuat?
34. Siapakah nama kosmonot pertama?
35. Tahun berapa manusia mendarat di bulan? Dengan pesawat apa dan dari negara mana?
36. Apakah manfaat peluncuran satelit?
37. Apakah fungsi satelit Palapa?
38. Bagaimana bekerjanya satelit Palapa?
Soal-soal Pilihan Ganda
1. Planet yang terbesar adalah ....
A. Saturnus B. Uranus C. Venus D. Yupiter E. Neptunus
2. Planet yang kala revolusinya paling lama adalah ....
A. Pluto B. Mercurius C. Venus D. Neptunus E. Mars
3. Benda angkasa yang masuk ke bumi, terlihat terang pada malam hari adalah ...
A. komet B. asteroid C. meteor D. nebula E. korona
4. Berikut ini adalah akibat rotasi bumi kecuali ...
A. terjadi siang – malam B. perubahan arah angin C. bumi memepat D. revolusi bumi
E. matahari terbit dari timur
5. Pasang surut air laut berdasarkan hukum ....
A. gravitasi Newton B. Kepler I
C. Kepler II D. Kepler III E. Titus – Bede
6. Alasan penggunaan roket dalam penerbangan angkasa luar adalah ....
A. jaraknya jauh B. suhunya tinggi
C. suhunya sangat rendah D. sedikit oksigen
E. gesekan udara kecil
7. Prinsip penerbangan dengan roket adalah ....
A. Hukum I Newton B. Hukum II Newton C. Hukum III Newton D. Hukum Keepler E. Hukum Coulomb
8. Pada proses penggandengan dua pesawat di angkasa luar (rendezvous dan docking) maka dua pesawat tersebut harus ....
A. memiliki orbit yang sebidang
B. memiliki orbit yang sejajar
C. memiliki orbit yang saling tegak lurus D. kecepatannya harus sama
E. kecepatannya hampir sama
9. Keadaan satelit yang seakan-akan tidak bergerak dan tetap berada di titik tertentu disebut keadaan ….
A. geo astronomi B. geo thermol C. geo centris D. geo desi E. geo sinkron
10. Kecepatan horisontal agar suatu benda tetap mengelilingi bumi adalah ….
A. 8 km/s B. 10 km/s C. 15 km/s D. 20 km/s E. 25 km/s
11. Kecepatan roket untuk dapat lepas dari gaya tarik bumi disebut juga ….
A. Zero Velocity B. Vacuum Velocity C. Escape Velocity D. Highes Velocity E. Optimum Velocity
12. Satelit bumi buatan yang pertama adalah ….
A. Mercury I B. Gemini I C. Pioner I D. Sojuz I
E. Sputnik I
13. Pendaratan manusia di bulan terjadi pada tahun ....
A. 1962 B. 1964 C. 1969 D. 1971
14. Kegiatan berikut dapat dibantu oleh satelit Palapa, kecuali ....
A. telepon B. fax C. telex D. TV
E. ramalan cuaca
15. Satelit-satelit dapat difungsikan sebagai berikut, kecuali ....
A. ramalan cuaca
B. penelitian sumber daya alam C. telekomunikasi
D. keperluan militer E. penstabilan ozon
Kunci Jawaban
1. D 9. E
2. A 10. A
3. C 11. C
4. D 12. E
5. A 13. D
6. D 14. E
7. C 15. E
8. A
BAB V