1bab i pendahuluan

BAB I
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ketika melihat keindahan langit pada malam hari, mungkin saja terlihat
bintang kejora yang sebenarnya itu adalah Planet Mars yang pada saat itu berada
tidak jauh dari Bumi. Atau ketika malam ditaburi bintang, kita dapat melihat
sebuah bintang yang bersinar lebih terang dari yang lainnya. Padahal,
sebenarnya itu mungkin saja planet-planet lain dalam tata surya kita ataupun
bisa jadi itu galaksi yang nun jauh di sana sehingga terlihat sebagai seberkas
titik sinar.
Seiring berkembangnya cabang ilmu fisika optik, dibuatlah suatu alat
yang disebut teleskop, yang digunakan sebagai alat eksplorasi benda- benda
langit. Namun, teleskop optik yang sekarang sudah ada pun belum cukup
untuk mengidentifikasi benda langit yang berjarak sangat jauh. Pada masa
sekarang, penelitian ruang angkasa yang lebih akurat dapat dilakukan dengan
adanya teleskop radio. Sebagai mana pendahulunya, teleskop radio bekerja
berdasarkan sifat-sifat
gelombang
elektromagnetik
yang dipancarkan oleh
benda-benda di alam semesta.
Karl G. Jansky (1905-1950) salah seorang teknisi radio di Bell Telephone
Laboratories di Holmdel New Jersey, yang pertama kali menemukan teleskop
radio secara tidak sengaja. Pada tahun 1932 Jansky ditugaskan untuk mendisain
suatu antena radio telepon yang dapat meminimalisir gangguan udara pada
transmisi sinyal telepon saat menyebrangi samudera.
Lalu Jansky membuat antena yang aneh dan dapat berputar 360 derajat.
Antena itu dapat menangkap radiasi panjang gelombang 14,6 meter. Setelah
antenanya selesai dibangun, Jansky mengoperasikan antenanya namun masih
saja ada bunyi desis pada transmisi suaranya. Setelah itu Jansky menambahkan
12
13
sensitifitas antenanya, namun transmisi suaranya semakin riuh. Kemudian Jansky
memeriksa luaran dari antenanya ternyata berbentuk strip grafik. Jansky yang
tidak memiliki latar belakang astronomi merasa bingung dengan hasil
penemuannya sendiri.
Gambar 1.1 Replika Antena Jansky (Miller, 1998)
Setelah 24 jam berlalu barulah ada korelasi antara grafik yang ia plot
dengan kejadian terbit dan terbenamnya Matahari. Pada awalnya, ia mengira
grafik itu dari Matahari. Namun ia mendapati kejanggalan terbit dan
tenggelammya Matahari lebih cepat empat menit setiap harinya. Sementara Bumi
mengelilingi Matahari 365 hari pertahunnya. Jika tiap hari selalu lebih cepat
empat menit maka benda ini bukanlah Matahari, bisa jadi lebih jauh dari
Matahari. Setelah melakukan penelitian dan identifikasi, pada 1933 dalam
publikasi penemuannya, Jansky rnenetapkan bahwa sumber gelombang
elektromagnetik yang ia dapatkan adalah Bimasakti (The Milky Way).
Pada awalnya tidak banyak orang yang menaruh perhatian terhadap
penemuan Jansky, baik itu radio receivers maupun radio astronomi. Lalu pada
tahun l937, Grote Reber seorang teknisi dari Wheaton, Illinois, memberi perhatian
14
lebih pada hal-hal yang dikerjakan oleh Jansky. Berdasarkan hasil penelitian
Jansky, ia mulai merancang konstruksi bangun radio astronomi di halaman
rumahnya. Ia memodifikasi beberapa bagian antena dan mengubah spesifikasi
alatnya agar dapat menangkap panjang gelombang 1,87 meter. Pada saat itu
perantinya dapat mendeteksi benda yang jaraknya lebih jauh dari Bima Sakti.
Awal tahun 40-an Reber melanjutkan penelitiannya, hingga pada tahun 1944 ia
mempublikasikan peta frekuensi benda langit untuk pertama kalinya. Sampai
akhir perang dunia kedua ia dikenal sebagai satu-satunya ahli radio astronomi dan
sekaligus menobatkan teleskop radio sebagai alat vital eksplorasi dan media untuk
memahami alam semesta.
Gambar 1.2 Teleskop Radio Reber (Miller, 1998)
15
Mengingat panjang gelombang yang dipancarkan berbeda-beda, maka
dibutuhkan teleskop radio yang tepat untuk mengidentifikasinya secara spesifik.
Pada saat sekarang ini ada banyak jenis teleskop radio, bergantung pada
spesifikasi gelombang yang akan ditangkap. Berbeda panjang gelombang yang
akan ditangkap, maka berbeda pula spesifikasi reflektornya. Oleh karena itu
dalam tesis ini akan dirancang reflektor yang tepat untuk menangkap masingmasing panjang gelombang tersebut.
Baru-baru ini para ahli astronomi berusaha untuk menempatkan beberapa
teleskop di suatu tempat. Mungkin hal ini bisa jadi mustahil dilakukan, karena
gelombang-gelombang yang begitu lemah dan mengalami perjalanan jauh jika
harus ditangkap secara bersamaan mungkin saja bisa saling mengganggu (seperti
yang dialami Jansky). Namun di sanalah tantangan yang harus ditaklukkan.
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan yang hendak diselesaikan dalam penelitian ini dapat
dirumuskan sebagai berikut. Bagaimana unjuk kerja sebuah antena teleskop radio
yang memiliki spesifikasi geometri torus parabolik?
1.3 Batasan Masalah
Permasalahan yang dibahas pada tesis ini dibatasi pada aspek perhitungan
disain reflektor antena radio yang bergeometri torus parabolik.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah menentukan
spesifikasi geometri torus parabolik yang tepat sehingga diperoleh unjuk kerja
teleskop radio yang diinginkan.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan diperoleh dari penelitian ini adalah diperolehnya
gambaran yang jelas tentang karakteristik reflektor antena bergeometri torus
parabolik, sebagai salah satu upaya pengembangan teknologi astrofisika.
16
1.6 Tinjauan Pustaka
Kajian tentang teleskop radio sebenarnya telah diramalkan oleh James
Clerk Maxwell pada tahun 1870an. Dia sudah memprediksi keberadaan radiasi
elektromagnetik dengan berbagai macam panjang
gelombang.
Setelah
itu
Heinrich Hertz menciptakan serangkaian percobaan mengenai gelombang elektro
magnetik. Sampai akhimya pada tahun 1888, Hertz mendemonstrasikan
penemuannya pada pubik. Hertz menunjukkan bahwa sebenamya gelombang
elektromagnetik itu tidak hanya bisa diciptakan, tapi juga dapat ditangkap
kembali.
Penemuan alat radio teleskop bukan karena disengaja. Karl Jansky yang
pertama sekali menciptakan antena aneh pada tahun 1932, yang pada awalnya
akan digunakan sebagai transmiter gelombang telefon dan telegraf. Barulah pada
tahun 1937-1944, orang Amerika yang bernama Grote Reber secara mandiri
membangun teleskop radio untuk yang pertama kali di halaman rumahnya. Di
tahun yang hampir bersamaan, 1942, J. S. Hey juga melakukan kegiatan yang
sama dengan Reber. Namun Hey memfokuskan penelitiannya pada Matahari.
Gambar 1.3 Teleskop radio RT-70 (Miller, 1998)
17
Pada tahun 1944, Henk van der Hulst dan Oort, memprediksi adanya
spektrum emisi garis dari hidrogen netral dengan frekuensinya mencapai 1,4 GHz.
Pada tahun 1955, dengan meningkatkan spesifikasi geometri teleskop radionya,
Ewen & Purcel (USA) dan van der Hulst & Oort (NL) melakukan penelitian
bersama yang pada akhirnya benar-benar bisa menemukan hidrogen netral dari
luar angkasa. Pada tahun 1956-1957, Dwingeloo (NL) dan Jodrell Bank (UK),
membangun teleskop radio raksasa pertama yang dapat dikendalikan.
Pada tahun 1960-1963, identifikasi terhadap sumber-sumber gelombang
radio dengan menggunakan Blue Quasi-Stellar untuk objek yang mengalami
penurunan kecepatan. Pada tahun 1960an, dilakukan pembangunan radio
interferometer pertama, oleh
Ryle (UK), digunakan untuk mengembangkan
Aperhrre Synthesis yang mendapat Nobel. Pada tahun 1965, Penzias dan Wilson
(USA), berhasil mendeteksi Cosmic Microwave Background (CMB), penelitian
ini juga mendapatkan Nobel.
Gambar 1.4 Verry Large Array (USA) (Miller, 1998)
18
Pada tahun 1967, Jocelyn Bell dan Tony Hewish (UK) berhasil
menemukan gerakan rotasi bintang neutron (Pulsars) dan sekaligus mendapat
Nobel. Setelah ditemukannya gerakan rotasi bintang neutron yang memancarkan
berbagai macam panjang gelombang elektro magnet, barulah pada tahun 1970
Westerbork Synthetis Aray teleskop radio berdiri. Ini adalah penggabungan
berbagai macam teleskop radio yang memiliki spesifikasi berbeda- beda di satu
tempat dan dijalankan secara serempak. Berikutnya pada tahun 1976, Verry Large
Array (USA) mulai beroperasi.
Dari penelitian yang sudah dilakukan terlihat jelas, dengan mengubah
spesifikasi teleskop radio dapat mendeteksi benda yang berbeda. Maka dari itu
penelitian ini dilakukan dengan harapan mendapatkan spesifikasi geometri yang
baru untuk menunjang penelitian dibidang astrofisika dan astronomi.
1.7 Metode Penelitian
Penelitian ini secara keseluruhan merupakan telaah teoritis. Sebagai
penelitian yang bersifat telaah teoritis tentu saja dilakukan melalui perhitunganperhitungan tinjauan literatur.
1.8 Sistematika Penulisan
Tesis ini tersusun atas empat bab, dengan uraian singkat berikut ini:
1. Bab I merupakan pendahuluan
2. Bab II berisi teori dasar teleskop radio
3. Bab III berisi perhitungan desain antena
4. Bab IV berisi simpulan penelitian dan saran untuk pengenbangan
penelitian.