Bab II Mobile Observatory - digilib.itb.ac.id · kelompok riset bekerjaŒ yang berada jauh di...

Bab II Mobile Observatory

II.1 Definisi dan Tinjauan Sejarah

Mobile Observatory (MO) merupakan integrasi sistem kolektor, analisator,

dan detektor serta komponen pendukung lainnya di atas sebuah wahana bergerak

dalam menjalankan observasi astronomi. Sifat mobile ini dirancang dengan

pertimbangan antisipasi kendala cuaca yang tidak bersahabat dalam kegiatan

observasi astronomi optik. Dapat juga atas pertimbangan ilmiah lain seperti pemilihan

situs yang tepat berkaitan dengan modus observasi yang dipilih atau pencarian

lintasan umbra Bulan dalam momen gerhana Matahari.

Bilakah gagasan MO diimplementasikan dalam pengamatan astronomi, dapat

ditelusur dari sebuah publikasi bertanggal 10 Desember 1963. Dalam publikasi

tersebut diberitakan bahwa sekelompok astronom yang terlibat dalam University

Space Radio Project di bawah pimpinan A. Edward Lilley berhasil membuat

laboratorium penerima sinyal radio bergerak yang pertama dari sebuah truk trailer

yang didedikasikan bagi pengamatan galaksi, planet serta radiasi radio kebumian

(Cummings 1963).

Pada awalnya, posisi Observatorium Hardvard College �tempat anggota

kelompok riset bekerja� yang berada jauh di belahan utara hanya dapat menerima

sinyal radio dari satelit yang mengorbit Bumi secara polar. Dengan berhasil

dioperasikannya mobile laboratory, proyek riset yang didukung oleh Air Force

Cambridge Research Laboratories ini dapat meluncurkan satelit-satelit berikutnya

dengan orbit yang lebih mendekati orbit ekuatorial. Para astronom radio yang

tergabung dalam proyek riset tersebut selanjutnya dapat dengan leluasa membawa

instrumen pemindai mereka bergerak ke arah lebih selatan dari posisi asal

observatorium.

MO tidak saja dikenal dalam ranah astronomi radio. Modus pengamatan

astronomi dalam daerah panjang gelombang lain pun memanfaatkannya, seperti pada

daerah panjang gelombang inframerah dengan KAO (Kuiper Airborne Observatory)

dan SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)-nya. Dalam KAO,

sebagai wahana bergeraknya adalah pesawat terbang C-141 yang membawa serta

teleskop bergaris tengah 90 cm di ketinggian hingga 12.300 m di atas permukaan

Bumi. Mengikuti jejak KAO, pada Oktober 2004 NASA (National Aeronautics and

pdfMachine A pdf writer that produces quality PDF files with ease!

Produce quality PDF files in seconds and preserve the integrity of your original documents. Compatible across nearly all Windows platforms, simply open the document you want to convert, click “print”, select the

“Broadgun pdfMachine printer” and that’s it! Get yours now!

http://www.pdfmachine.com?cl

7

Space Administration) meluncurkan SOFIA, sebuah observatorium inframerah yang

dilengkapi sebuah teleskop Cassegrain berfokus Nasmyth (D= 2,7 m ; f/19,6) di atas

sebuah pesawat jet Boeing 747 SP yang dimodifikasi.

Bagaimana dengan MO dalam ranah cahaya tampak (visible light)? MO dalam

domain ini banyak dijumpai di komunitas astronomi amatir di kota-kota besar negara

maju, seperti Amerika Serikat dan Jepang. Mobilitas yang terdapat dalam sistem ini

terutama ditujukan dalam usaha memudahkan pencarian situs pengamatan yang

terhindar dari parahnya polusi cahaya kota besar. Masalah polusi cahaya yang

mendera kota-kota besar ini tidak hanya berdampak bagi para astronom amatir,

namun juga pada observatorium besar dan astronom profesional, seperti dijumpai

pada kasus Royal Greenwich Observatory (RGO). Kini, untuk dapat dengan leluasa

menikmati keindahan langit malam, para astronom harus menuju ke wilayah di luar

kota yang masih menyediakan langit gelap dan membangun observatorium-

observatorium besar mereka di ketinggian yang memang memberikan sejumlah

keuntungun lain bagi kegiatan observasi, seperti minimnya jumlah aerosol di atmosfer

lapisan atas yang dapat menyebarkan balik cahaya buatan (artificial light), banyaknya

hari kering dalam satu tahun, dan rendahnya kelembaban udara.

Astronom bukan satu-satunya pihak yang menaruh perhatian terhadap

persoalan polusi cahaya. Dalam upaya mereduksi pemborosan energi akibat polusi

jenis ini, International Commission on Illumination (Commission Internationale de

l�Eclairage � CIE) telah mempublikasikan sebuah manual �Guide on the Limitation

of the Effects of Obtrusive Light from Outdoor Lighting Installation�. Dokumen ini

merekomendasikan adanya pembagian wilayah menurut intensitas cahaya yang

diizinkan untuk masing-masing lingkungan sebagaimana yang mula-mula

diperkenalkan oleh ILE (The Institution of Lighting Engineers); dimulai dari

lingkungan yang harus dipertahankan gelap (E1) hingga lingkungan pusat kota yang

diizinkan untuk terang-benderang (E4). Aturan penggunaan intensitas cahaya yang

diperkenankan semakin ketat untuk wilayah yang semakin mendekati kategori E1.

Definisi untuk keempat wilayah tersebut dijelaskan berikut ini.





8

Tabel II.1. Pendefinisian Keempat Wilayah Menurut Intensitas Cahaya yang Diizinkan (A CIE Technical Report 1995)

E1 Wilayah yang harus dipertahankan tetap gelap Contoh: Taman nasional, lokasi wisata alam, dll

E2 Wilayah dengan tingkat intensitas cahaya yang rendah Contoh: Wilayah pedesaan

E3 Wilayah dengan tingkat intensitas cahaya menengah Contoh: Pusat kota kecil

E4 Wilayah dengan tingkat intensitas cahaya yang tinggi Contoh: Pusat kota besar yang hiruk-pikuk dengan aktivitas malam hari

Selain pengklasifikasian wilayah seperti di atas, pada pertemuan antara IAU

(International Astronomical Union) dan CIE bulan Agustus 1994 di Hague telah

dimunculkan proposal pertama yang mengklasifikasikan jenis observasi dan

pengukuran astronomi dalam upaya mengurangi gangguan dari sky glow (terang langit

latar belakang di atas permukaan Bumi, terutama di atas kota besar yang bermandikan

cahaya, akibat pemantulan kembali oleh angkasa Bumi ke arah bawah cahaya yang

mengarah ke atas). Murdin (1994) mengusulkan pembagian enam situs yang

diharapkan dapat menjadi dasar kebijakan masa depan bagi Komisi 50 IAU, yaitu

komisi kerja yang secara khusus menangani masalah polusi cahaya ini. Dengan

mempertimbangkan penggunaan lampu yang berbeda di tiap situs, proposal asli

Murdin telah mengalami perubahan berupa pembagian situs observasi astronomi

dengan lebih detil.





9

Tabel II.2. Usulan Pengklasifikasian Wilayah Menurut Jenis Observasi dan Pengukuran Astronomi yang Dilakukan (A CIE Technical Report 1995)

Region 0 Pusat kota. Tidak ada aktivitas astronomi di dalamnya.

1a Daerah pinggir kota, wilayah permukiman, dan tempat rekreasi. Pandangan ke arah langit terbatas.

Region 1 1b

Daerah pinggir kota yang menjadi lokasi sarana pendidikan. Memungkinkan untuk observasi astronomi oleh amatir dengan teleskop kelas 30 cm.

2a

Daerah pinggir kota yang menjadi lokasi museum atau kampus perguruan tinggi. Lokasi untuk mahasiswa (undergraduate) berlatih dan observasi astronomi oleh astronom amatir dengan teleskop kelas 50 cm.

Region 2

2b

Daerah pinggir kota yang baik sekali. Lokasi observasi bagi para mahasiswa pascasarjana dan astronom profesional dengan teleskop kelas 1 m. Program observasi dipilih yang memenuhi kondisi lokasi.

Region 3

Daerah pedalaman. Lokasi observasi bagi para mahasiswa pascasarjana dan astronom profesional dengan teleskop kelas 1 m. Program observasi terbatas, seperti infrared spectroscopy, infrared imaging, dan high resolution optical spectroscopy of bright stars.

Region 4

Daerah pedalaman tempat observatorium nasional atau internasional berdiri. Program observasi dan pengukuran dengan standar profesional yang tinggi dapat dilakukan dengan cakupan yang luas, seperti intermediate resolution spectroscopy, photometry through single aperture, dan narrow band imaging.

Region 5 Daerah observasi berkelas dunia yang mendukung dilakukannya program seperti low resolution spectroscopy, continuum imaging, dan wide field imaging.

Kembali kepada topik MO. Meski polusi cahaya merupakan problem bersama

dan terkait dengan banyak aspek, solusi berupa observatorium bergerak dari para

astronom amatir tersebut bukan bermaksud lari dari kenyataan. Melainkan harus

dipandang lebih sebagai sikap proaktif terhadap dampak pertumbuhan kota yang tidak

dapat dihindari.





10

II.2 Desain Mobile Observatory

Dalam sub-bab ini akan diulas sejumlah desain MO yang sudah beroperasi

dengan tujuan memberikan gambaran tentang perkembangan gagasan yang

dimunculkan sehubungan dengan modus pengamatan bergerak ini.

Melihat beragam desain MO yang ada saat ini, desain tersebut dapat

dikelompokkan sebagaimana yang disarikan dalam tabel II.3. berikut ini.

Tabel II.3. Ragam Desain Mobile Observatory Menurut Karoseri dan Peletakan Perangkat Keras Astronomi di Dalamnya

Desain Observatorium

Modifikasi SUV/Caravan

Contoh

Produk Pabrikan

KAROSERI Produk Rumahan (homemade)

Terinstalasi di Wahana

KONDISI SAD* Tidak

Terinstalasi di Wahana

* SAD: Sistem Akuisisi Data

Menurut karoserinya, baik desain MO yang merupakan produk pabrikan

maupun rumahan, sama-sama menggunakan desain observatorium. Maksudnya

adalah desain yang sejak awal memang didedikasikan untuk mampu mendukung

dalam menjalankan tugas layaknya sebuah observatorium konvensional. Hal ini tidak

terlepas dari banyaknya penyedia beragam produk untuk kebutuhan observatorium

mini dan bergerak, seperti kubah (dome) misalnya. Tidak semua astronom amatir

yang memanfaatkan karoseri pabrikan menggunakan desain khusus observatorium

tersebut, melainkan ada pula yang memodifikasi kabin kendaraan SUV (sport utility

vehicle), caravan, atau station wagon mereka untuk dapat menampung perangkat

keras astronomi yang diperlukan dalam kegiatan observasi mereka.





11

Seluruh MO produk rumahan dengan desain observatorium lazimnya

merupakan kendaraan tanpa mesin, sehingga memerlukan kendaraan lain untuk dapat

membawanya menuju ke lokasi observasi yang dikehendaki. Dengan demikian perlu

diperhatikan pula undang-undang lalu lintas dan angkutan jalan yang berlaku

berkenaan dengan bentuk �gandengan� ini.

Berkaitan dengan definisi MO di awal bab ini, dijumpai adanya keragaman

kondisi sistem akuisisi data (kolektor, analisator, dan detektor) di atas wahana

bergeraknya. Ada yang terpasang di atas wahana melalui sebuah pier dengan

mounting tertentu, sehingga setiap saat setelah melalui proses alignment di lokasi

observasi pengamat dapat segera menggunakannya. Ada pula yang menerapkan

perakitan (instalation) setibanya di lokasi dan pembongkaran (de-instalation) kembali

setelah usainya kegiatan observasi. Sepintas lalu terlihat bahwa desain wahana

bergerak dengan sistem akuisisi data yang terpasang di atasnya hanya dimungkinkan

bila wahana yang bersangkutan memiliki ukuran besar, seperti dari jenis minibus atau

trailer. Faktanya tidak demikian. Dari penelusuran yang dilakukan Penulis, desain

MO yang memodifikasi kendaraan jenis SUV ternyata dapat pula memuat sistem

akuisisi data yang telah terpasang di atas wahana bergeraknya. Desain ini

memanfaatkan bagian belakang (bagasi) kendaraan sebagai tempat sistem kolektor

dengan fork mounting dan menambahkan semacam batang penggeser di kedua sisi

dalam bagasi guna memudahkan menarik dan mendorong instrumen keluar-masuk

kabin. Selama di dalam kabin kendaraan, posisi instrumen dengan fork mounting-nya

dalam keadaan terlipat dengan tabung menghadap ke arah muka kendaraan.

Gambar II.1. MO dari kendaraan model SUV yang dimodifikasi dengan

sistem akuisisi data yang terpasang di atasnya (dilihat dari arah belakang kendaraan) (http://www.starchaserz.com).





12

Gambar II.2. MO dari kendaraan model SUV yang dimodifikasi yang

dilengkapi batang penggeser dari baja berdiameter 1,5 inci (http://www.starchaserz.com).

Manapun yang menjadi pilihan, tidak mengubah definisi MO di atas. Sejauh

sistem yang dibangun mampu menjalankan tugas sebuah observatorium, bedanya

hanya yang satu ini berada di atas sebuah wahana bergerak, maka sistem tersebut

layak untuk disebut sebagai sebuah MO. Tentu saja, desain dengan sistem akuisisi

data yang terpasang di atasnya harus memerhatikan faktor kestabilan demi

keselamatan instrumen berkaitan dengan mobilitas yang dimilikinya dan kualitas data

astronomi yang diperoleh pada saat observasi dilakukan. Berbeda dengan teleskop di

observatorium-observatorium konvensional yang terpasang secara permanen, teleskop

di atas wahana bergerak ini rentan terhadap getaran (vibration) yang terjadi di dalam

wahana saat observasi dilakukan. Hal ini tentunya berpengaruh terhadap citra hasil

pemotretan berekspos lama (long exposure imaging), misalnya.

Untuk menghindari munculnya getaran, ada beberapa hal yang dapat

dilakukan. Alternatif pertama adalah menghindari pengamat berada bersama-sama

instrumen di dalam kendaraan. Hal ini berarti bahwa sepanjang observasi astronomi

berjalan, pengamat mengontrol seluruh instrumen dari luar kendaraan. Dengan

demikian harus disiapkan sistem kontrol instrumen untuk mendukung alternatif ini.

Alternatif ke dua dengan mendesain sistem penyangga tambahan pada kendaraan

yang diaktifkan ketika sesi observasi berlangsung. Jadi, alih-alih mengandalkan

sistem suspensi standar kendaraan, pada kondisi parkir digunakan penyangga jenis

lain yang dapat langsung menopang badan kendaraan di atas tanah untuk meredam

getaran yang timbul akibat keberadaan pengamat di dalam kendaraan, seperti

penyangga dengan sistem hidrolik. Meskipun memungkinkan pengamat dapat berada

bersama-sama instrumen di dalam wahana bergeraknya, dengan pertimbangan

kestabilan dan keleluasaan bergerak, jumlah pengamat di dalam kendaraan tetap harus





13

dibatasi. Sebagai alternatif bagi penyangga sistem hidrolik ini dapat digunakan lift

jack (penstabil kendaraan), baik yang digerakkan dengan motor atau secara manual.

Gambar II.3. Empat buah penyangga hidrolik yang dapat diadaptasi pada

desain MO. Penyangga hidrolik diaktifkan saat wahana berada dalam kondisi parkir untuk meredam getaran.

Gambar II.4. Lift jack (inzet) sebagai alternatif bagi penyangga hidrolik

untuk meredam getaran (http://www.pier-tech.com).

Alternatif lainnya adalah dengan membuat pier yang bertugas menopang

mounting dan tabung teleskop tidak secara permanen terhubung ke dasar/lantai

kendaraan, melainkan dapat dinaik-turunkan untuk langsung menjejak tanah. Dengan

demikian, meskipun timbul getaran akibat keberadaan pengamat di dalam wahana, hal

ini tidak akan berpengaruh terhadap kestabilan instrumen yang sedang bekerja.

Desain yang menyertakan lift jack di dasar pier (desain ini memungkinkan pier





14

terangkat dari dasar kendaraan ketika lift jack telah menyentuh tanah) diklaim telah

diakomodasi dalam versi ke dua produk startraveler mobile robotic observatory oleh

Pier Tech Inc. Tentu saja, pilihan desain yang dilakukan tidak terlepas dari anggaran

yang tersedia untuk mewujudkannya.

II.3 Komponen Mobile Observatory

Komponen MO yang dijabarkan berikut ini berdasarkan pada kolektor,

analisator, dan detektor yang telah dimiliki, termasuk instrumen pendukung lainnya

yang belum tersedia yang memerlukan pengadaan dengan tetap memerhatikan

kemungkinan keterbatasan anggaran.

Sesuai dengan namanya, untuk mendukung mobilitas observatorium

diperlukan kendaraan roda empat dari jenis van sebagai sarana transportasi

sekaligus �rumah� bagi sistem akuisisi data yang tersedia. Idealnya, dengan bantuan

suatu perusahaan karoseri kita dapat memperoleh kendaraan dengan desain sesuai

yang kita inginkan. Pilihan kendaraan jenis van berdasarkan pertimbangan biaya dan

kemudahan memperolehnya, baik dalam kondisi baru ataupun bekas (used car),

dibandingkan kendaraan dari jenis trailer atau SUV. Meskipun demikian, teleskop

sebagai instrumen utama dan mounting-nya, tidak harus dalam kondisi terpasang pada

pier, kecuali dapat dipastikan kestabilan instrumen selama dalam perjalanannya

mengingat kondisi sebagian besar jalan kota-kota di Indonesia yang bergelombang.

Jadi, untuk meminimalisir guncangan terhadap instrumen yang mungkin dialami

berkenaan dengan mobilitasnya ini, selama dalam perjalanan instrumen dapat tetap

tersimpan di dalam kotak penyimpannya dan dapat diinstalasi setelah tiba di lokasi

observasi yang dipilih. Untuk dapat menampung teleskop sekaligus menyediakan

ruang kerja bagi pengamat di dalam kendaraan, kabin perlu sedikit dimodifikasi

dengan menanggalkan semua kelengkapan penumpang yang tidak diperlukan dan

yang menyita ruangan.





15

Parameter fisik yang dimiliki kolektor utama berupa teleskop reflektor tipe

Schmidt-Cassegrain (SCT � Schmidt-Cassegrain Telescope) 8 inci Advanced Series

dengan german equatorial mounting berikut aksesoris dan instrumen pelengkap

ditabelkan di bawah ini.

Tabel II.4. Parameter Fisik Teleskop Tipe Schmidt-Cassegrain 8 Inci

PARAMETER NILAI

Diameter cermin utama 203,2 mm

Panjang fokus cermin utama 2032 mm

Angka banding-f f/10

Light gathering power 645 x (pupil mata manusia)

Panjang fokus okuler (menurut koleksi eyepiece yang disaran- kan untuk dimiliki)

5 mm � 80 mm

Penguatan okuler 5 mm okuler 12,5 mm okuler 25 mm okuler 60 mm okuler 80 mm

406 x 163 x 81 x 34 x 25 x

Resolusi Kriteria Rayleigh Kriteria Dawes

0,69� 0,57�

Medan pandang (visual) okuler 5 mm okuler 12,5 mm okuler 25 mm okuler 60 mm okuler 80 mm

0,10

0,30 0,60 1,30

1,80 Skala bayangan 101,5�/mm

Limit magnitudo 12,5

Teleskop yang ada telah dilengkapi pula dengan basis data lebih dari 40.000 objek

langit, hand controller dengan port komunikasi menggunakan kabel RS-232, view

finder (6x30), stainless steel legs (diameter 2 inci), penutup, dan tray.





16

Tabel II.5. Aksesoris Teleskop Reflektor Tipe Schmidt-Cassegrain 8 Inci

AKSESORIS JUMLAH DESKRIPSI

CCD model ST-7XE 1 unit

Kamera elektronik dengan pengatur suhu untuk memperoleh citra dijital (chip size: 6,9 mm x 4,6 mm, pixel size: 9 m x 9 m, number of pixels: 765 x 510)

Filter wheel 1 unit Roda berputar sebagai tempat analisator yang sesuai dengan CCD yang tersedia

Solar filter 1 buah Penapis Matahari dari jenis Neutral Density yang sesuai dengan teleskop 8 inci

Lunar filter 1 buah Penapis Bulan berupa lensa berwarna (grayish/brownish) yang dipasangkan di sisi �objektif� eyepiece

Bessel BVRI filter 1 set Penapis B(lue)V(isual)R(ed)I(nfrared) menu-rut kriteria Bessel yang sesuai dengan filter wheel

RGBC filter 1 set Penapis R(ed)G(reen)B(lue)C(lear) untuk keperluan imaging yang sesuai dengan filter wheel

Photo-visual color filter

1 set Penapis untuk meningkatkan kekontrasan citra objek-objek membentang (extended objects)

Light pollution filter 1 set

Penapis untuk meredam efek polusi cahaya buatan (artificial light) dalam pengamatan deep sky objects (nebula, gugus bintang, galaksi)

T � Adater 1 buah Sebagai antarmuka badan kamera SLR (Single Lens Reflex) dijital ke teleskop

2x Barlow lens 1 buah Menggandakan panjang fokus sistem optik

Focal reducer 1 buah Memperpendek panjang fokus efektif cermin utama SCT sebesar 37% dan menambah medan pandang absolut

Video CCD 1 buah

Kamera video dengan detektor CCD, digunakan untuk modus pengamatan visual maupun untuk direkam (chip size: 19,2 mm x 19,2 mm, pixel size: 24 m x 24 m, number of pixels: 800 x 800)

Scientific instrument control software

1 paket Mengendalikan instrumen melalui komputer dan mengolah citra dijital





17

Lanjutan

Star diagonal 1 buah Prisma untuk membelokkan jalan cahaya sebesar 450 sekaligus sebagai antarmuka bagi eyepice

Dew cap 1 buah Silinder yang sesuai dengan teleskop 8 inci untuk melindungi lensa koreksi SCT dari embun

GPS 1 buah Penunjuk koordinat geografis dan waktu Counterweight (RA & declination)

1 unit Beban penyeimbang untuk kedua sumbu teleskop

Silent portable genera-tor

1 buah Sumber listrik (1000 W AC output dan 12 V DC output)

Di samping instrumen utama tersebut di atas, dapat ditambahkan pula kamera

dijital SLR, binokuler dengan image stabilizer (10x50) dan tripod, serta peta bintang

(star chart).





Bab II Mobile Observatory - digilib.itb.ac.id · kelompok riset bekerjaŒ yang berada jauh di...

Documents

Transcript of Bab II Mobile Observatory - digilib.itb.ac.id · kelompok riset bekerjaŒ yang berada jauh di...