ASTRONAVIGASI (NAVIGASI LANGIT)
File .PDF dengan kualitas gambar 15% dan resolusi 150 dpi
Oleh Naf’an Akhun
Cara menentukan posisi berdasarkan perjalanan benda-benda langit Cara memperkirakan arah kiblat dengan bayangan matahari dan Bintang Kelemahan Kompas dalam penentuan arah Kiblat Koreksi City Index pada Kompas Kiblat
Dokumen ini BOLEH di sebarluaskan, baik tetap berbentuk file elektronik maupun cetak untuk tujuan bukan komersial (NON-PROFIT) Modifikasi, pengutipan sebagian atau keseluruhan isi dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari penulis, karena bagaimanapun juga, Hak Cipta ada pada penulis.
File elektronik II Publikasi Web I: 2006 Publikasi Web II: 2008
PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb Alhamdulillah, segala puja dan puji syukur hanya bagi Allah, Pencipta alam semesta. Tulisan mengenai Astronavigasi; Pengenalan dan Praktik Sederhana akhirnya bisa saya selesaikan. Suatu ketika, sebuah majalah komputer dari Jakarta menyertakan bonus CD yang berisi freeware, salah satunya Stellarium. Disana ditulis."bila anda penat atau stress setelah bekerja, jalankan program Stellarium. Semoga terhibur dengan simulasi bintang-bintang dilangit.dst". Langsung terbersit pikiran, mengapa hanya memandangi? Bukankah bintang-bintang merupakan alat petunjuk bagi orang-orang jaman dulu? Setelah itu saya mulai mencari literaturnya. Awalnya merasa kesulitan karena tidak ada gambaran awal sama sekali. Namun nikmat Allah tak pernah putus, saya mendapat kesempatan bertugas di Galela, Halmahera Utara, dimana langit malam yang cerah bertabur bintang terlihat jelas sekali, maasyaa Allah. Berbeda dengan Jakarta atau kota-kota besar lainnya yang tertutup debu dan asap, kecuali menjelang fajar. Setelah membuat peta langit dan bumi modifikasi dari beberapa piranti lunak (software). Metode pembacaan dan perhitungan berdasarkan literatur tentunya, hasilnya kemudian saya rangkum dan sederhanakan seperti yang anda baca sekarang ini. Ternyata praktik navigasi langit dengan alat seadanya sangat menyenangkan. Penulis mengharapkan, agar ilmu menarik yang tidak memandang usia ini dapat diajarkan dan dipraktikkan sebagai pelajaran ekstrakurikuler di sekolah bagi siswa SMP maupun SMU. Dan tentu saja, sangat dianjurkan bagi kelompok-kelompok pecinta alam. Ada pengalaman berkesan ketika naik gunung api SuDokuno di Kab. Halmahera Utara pada bulan Februari 2007. Setiba dipuncak, rombongan hendak shalat dan menanyakan arah kiblat. Saya kemudian mencoba navigasi langit, saat itu rasi Orion tepat di atas kepala. Setelah ketemu arah mata anginnya, hasilnya saya bandingkan dengan kompas, dan ternyata tepat. Akhirnya saya ucapkan terima kasih kepada Kedua orang tua dan keluarga, LSM MER-C (Medical Emergency Rescue Committee), Klinik MER-C-BNI Galela Halmahera Utara, H. Arifin, Pengawas Pendidikan sekecamatan Galela dari DEPAG Tobelo atas semua bantuan dan waktunya, Mahmud APMS atas sumbangan CD dan Box, Tukang kaca Tobelo atas sumbangan cerminnya. Star Computer Tobelo atas sumbangan floppy disk, Pak Sabri Albar-Kades Soasioatas pinjaman kamera digitalnya dll. dan juga kepada pihak pihak yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu persatu. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Galela, Maret 2007 Naf’an Akhun
Astronavigasi (Navigasi Langit)
i i
Daftar Isi ASTRONAVIGASI........................................................................................................................i PENGANTAR..........................................................................................................................ii Bab 1. Pendahuluan.......................................................................................................................1 Cara penulisan Koordinat..........................................................................................................2 Navigasi Dua Titik (Resection dan Intersection)......................................................................2 Bab 2. Perkembangan Navigasi Langit..........................................................................................7 Kwadran....................................................................................................................................7 Astrolabe...................................................................................................................................8 Cross staff..................................................................................................................................8 Davis quadrant atau Backstaff..................................................................................................9 Octan.......................................................................................................................................10 Sextant.....................................................................................................................................10 Lunar Distance........................................................................................................................12 Chronometer............................................................................................................................12 Horizon Artifisial....................................................................................................................12 Navigasi Modern ....................................................................................................................13 Bab 3. Istilah Astronomi untuk Navigasi Langit.........................................................................15 Bola Langit (Celestial Sphere)................................................................................................15 Ekuator Langit (Celestial Equator) dan Sistem Koordinat Langit .........................................15 Ekliptika..................................................................................................................................16 Horizon dan Sistem koordinat horizon...................................................................................16 Jarak Zenith (Zenith Distance)................................................................................................17 Meridian .................................................................................................................................17 Hour Angle..............................................................................................................................18 Waktu Sidereal (Sidereal Time)..............................................................................................20 Equation of Time (Penyetaraan Waktu)..................................................................................20 Zona Waktu dan Waktu Universal..........................................................................................21 Daylight Saving Time (DST)..................................................................................................22 Presesi (Precession).................................................................................................................22 Almanak Nautika....................................................................................................................23 Bab 4. Bintang dan Konstelasi Utama Navigasi Langit..............................................................24 Peta Langit..............................................................................................................................24 Daftar Bintang dan Konstelasi Utama.....................................................................................25 Posisi Matahari........................................................................................................................35 Memperkirakan Bintang yang akan tampak di langit.............................................................35 Peta Posisi Geografik Bintang................................................................................................36 Koordinat Posisi Geografik (GP): Dec, HA ...........................................................................37 Metode Pembacaan Peta GP...................................................................................................38 Bab 5. Membuat Sextant sederhana: Sextant-CD........................................................................40 Dua buah Cermin....................................................................................................................41 Cermin Index yang menempel ditengah CD...........................................................................42 Kaca-cermin Horizon yang menempel di box CD..................................................................42 Kalibrasi..................................................................................................................................43 Sekilas skala Vernier...............................................................................................................43 Bab 6. Praktik Navigasi Langit....................................................................................................46 Waktu pengamatan..................................................................................................................46 Perlengkapan...........................................................................................................................46 Horizon Artifisial ala Tukang Bangunan................................................................................47 Astronavigasi (Navigasi Langit)
ii i
Jarak Zenith, Lingkaran Posisi dan Garis Posisi (Line of Position =LOP).............................47 Penyimpangan LOP................................................................................................................48 Bab 7. Navigasi Langit: Cara Kerja Sederhana...........................................................................50 Bab 8. Navigasi Langit: Cara Asumsi Posisi...............................................................................53 Altitude Observasi (Ho)..........................................................................................................53 Altitude Kalkulasi (Hc)...........................................................................................................54 1. Mencari LHA...................................................................................................................54 2. Rumus Segitiga Bola untuk mencari Az dan Hc.............................................................54 Perhitungan.............................................................................................................................55 Bab 9. Pengukuran Posisi berdasarkan Gerak Matahari (Running Fix)......................................62 Bab 10. Memperkirakan arah Kiblat bagi Muslim......................................................................64 Kelemahan Penggunaan Kompas............................................................................................64 Variasi .................................................................................................................................64 Deviasi.................................................................................................................................64 Koreksi Kesalahan nilai INDEX KOTA (CITY INDEX) pada Kompas Kiblat ..................65 Cara Penentuan Arah Kiblat: dengan Bintang & Busur Derajat (Bukan Jarum Kompas) .....66 Kapan Matahari persis di atas Ka’bah? ..................................................................................67 Perkiraan Arah Kiblat Tiap Hari dengan Skema.....................................................................68 Perkiraan Arah Kiblat dengan bantuan BINTANG ...............................................................71 Bisakah Sabuk ORION digunakan sebagai penentu Arah Kiblat? ........................................72 Perhitungan Arah Kiblat dengan Trigonometri Bola..............................................................73 Bab 11. “Jam Bintang” ...............................................................................................................74 Skema “Jam Bintang”.............................................................................................................74 “Jam Bintang” dari Belahan Bumi Selatan.............................................................................76 Bab 11. Penutup...........................................................................................................................78 Daftar Pustaka..............................................................................................................................79 Daftar Bintang dan Konstelasi Utama.........................................................................................81 Skala Sextant-CD.........................................................................................................................83 Peta Langit...................................................................................................................................84 Posisi Geografik (GP)..................................................................................................................85 Lembar Plot..................................................................................................................................86 Skema Perkiraan Kiblat...............................................................................................................87 Tabel Koreksi Nilai Indeks Kota (City Index) pada Kompas Kiblat...........................................88 PROFIL PENULIS......................................................................................................................89
Astronavigasi (Navigasi Langit)
i v
Bab 1. Pendahuluan "...dan (Dia ciptakan) tanda-tanda (penunjuk jalan). Dan dengan bintang-bintang itulah mereka mendapat petunjuk".(Q.S. An Nahl: 16) "Dan Dialah yang menjadikan bintang-bintang bagimu, agar kamu menjadikannya petunjuk dalam kegelapan di darat dan di laut. Sesungguhnya Kami telah menjelaskan tandatanda kebesaran (Kami) kepada orang-orang yang mengetahui." (Q.S Al An'aam: 97) *
*
*
Seperti yang telah kita ketahui bersama, demi kemudahan pemetaan suatu posisi di permukaan planet bumi yang bulat, dibuatlah suatu sistem koordinat X,Y. Garis X (horizontal) akan membagi Bumi menjadi dua bagian sama besar, bagian utara dan selatan. Garis ini disebut Ekuator/ Khatulistiwa. Garis sejajar ekuator di sebelah utara/ selatannya dinamakan garis LINTANG (latitudinal). Garis Y (vertikal) akan membagi bumi menjadi bagian barat dan timur. Garis ini disepakati memotong/ melewati kota Greenwich, Inggris sebagai bujur 0 derajat. Garis-garis sejajar 0° di sebelah barat/ timurnya dinamakan garis BUJUR (longitudinal). Garis Lintang (horizontal) terukur dengan rentang 0° - 90° utara/ selatan, sedangkan garis bujur (vertikal) antara 0° - 180° ke barat/ timur.
Gambar 1. Sistem Koordinat Bumi Tiap derajat masih dibagi lagi menjadi 60 menit busur dan tiap menit busur dibagi lagi 60 detik busur. Untuk perhitungan jaraknya, 1 menit busur setara dengan 1 mil nautika (1852 m). Ukuran 1 mil ini menurut garis lintang (ke utara/ selatan), bukan garis bujur karena jarak antar bujur makin ke kutub makin mengecil. Dari penjelasan ini tampak bahwa menit busur/ detik busur bukan merupakan satuan waktu tetapi jarak. 1 mil berbeda dengan 1 mil nautika 1 mil (darat) = 1609,344 m 1 mil nautika= 1852 m
Astronavigasi (Navigasi Langit)
1
Posisi di permukaan bumi akan dipaparkan dari perpotongan antara garis horisontal dan vertikal tersebut. Garis Lintang disebut terlebih dahulu kemudian diikuti garis Bujur1, misalnya Ternate, Indonesia, terletak pada posisi 0°47'7” LU (Lintang Utara) dan 127°22'12” BT (Bujur Timur). Cara penulisan Koordinat Perhatikan bahwa cara penulisan koordinat di atas adalah campuran dari notasi sexagesimal (derajat-menit-detik) dengan notasi desimal. Tiap satu derajat terbagi lagi menjadi 60 fraksi yang sama, dinamakan menit busur, dinotasikan dengan tanda apostrof (‘). Tiap satu menit busur masih terbagi lagi menjadi 60 fraksi detik busur (“), namun dalam navigasi tiap menit busur biasanya hanya dibagi menjadi 10 fraksi2. Sistem inilah yang akan kita pakai pada tulisan selanjutnya: derajat, menit busur, sepersepuluh dari 1 menit busur. Contoh: 74°01’.30” menjadi 74°01.5’ Perhitungannya sebagai berikut: 30/60 x 10 = 300/60 = 5 Tetapi bila dalam tulisan ini selanjutnya hanya ditulis 74°01’; artinya 74°01.0’, atau bila 74° artinya 74°00.0’ * * * Di mana kita sekarang? tepatnya berapa koordinat kita sekarang? Pertanyaan ini menjadi sangat penting ketika (misalnya) tersesat dalam hutan, gurun pasir atau bahkan di atas perahu yang terapung-apung di tengah laut. Peralatan komunikasi radio atau GPS (Global Positioning System) yang tidak berfungsi. Saat itulah navigasi diperlukan untuk menjawab dengan detail; berapa posisi lintang dan bujur kita saat itu? Navigasi Dua Titik (Resection dan Intersection) Masih ingatkah cara navigasi menentukan posisi dengan dua titik? dua titik atau tanda alam yang mudah diamati (biasanya puncak gunung) dibidik dan diukur sudutnya dengan kompas. Lalu hasilnya di gambarkan di peta topografi untuk mengetahui posisi kita. Misalnya saat tersesat di lereng gunung Merbabu, Jawa Tengah. Dua tanda yang mudah dikenali adalah puncak Merbabu dan Merapi. Kedua tanda alam ini yang nanti akan kita bidik, langkah-langkahnya sebagai berikut: 1. Menentukan arah mata angin dengan bantuan kompas. Berdirilah menghadap arah yang ditunjuk oleh ujung jarum merah kompas. Nah, ini adalah arah UTARA MAGNET bumi (Magnetic North), bidiklah arah ini dengan kompas. Pundak kanan berarti arah timur, punggung selatan dan pundak kiri barat. 2. Sambil tetap membidik, putarlah badan searah jarum jam (ke kanan) menuju titik yang akan dibidik (puncak gunung). Catat besar sudut perputaran badan dari arah utara magnet. Misalnya dalam kasus ini diperoleh data; terhadap puncak merbabu sebesar 40°57.0’ dan Merapi diperoleh 144°16.0’.
http://www.sailingissues.com/navcourse1.html Http://www.ludd.luth.se
1 2
Astronavigasi (Navigasi Langit)
2
Gambar 2. Navigasi Dua Titik 3. Koreksi Variasi dan Deviasi Kompas. Jarum kompas selalu mengikuti arah medan magnet bumi, padahal di setiap tempat arus magnetnya tidak selalu menunjukkan arah Utara sebenarnya (True North) karena kompleksnya pengaruh yang ada di permukaan bumi. Sudut antara utara magnet (Magnetic north) dengan utara sebenarnya (true north) dinamakan Variasi (atau disebut juga Deklinasi Magnetis)3. Di setiap peta biasanya dicantumkan nilai variasi ini, misalnya peta topografi yang akan kita pakai, yang dibuat oleh Army Map Service (NSVLB), Corps of Engineers, US army 1954 menyatakan; “1955 Magnetic Declination for this sheet varies from 0°15’ easterly for the center of the west edge to 1°00’ easterly for the center of the east edge. Mean annual change is 0°02’ westerly” Terjemahan bebasnya: “Variasi 1°30’ ke Timur, rata-rata 0°02’ ke barat tiap tahun”. Tulisan ini dibuat tahun 2007, selisih 53 tahun dari tahun 1954 = 1°46’ ke Barat, maka total variasinya; 1°30’ ke Timur + 1°46’ ke Barat = 0°16’ ke Barat. Jadi nilai sudut dari arah utara sebenarnya sebagai berikut: - Merbabu = 40°57’ - 0°16’ = 40°41’ - Merapi = 144°16’ - 0°16’ = 143° Tanda (-) bila variasi ke Barat (West), tanda (+) sebaliknya. Bila bingung perhatikan bagan ini:
3
http://gsc.nrcan.gc.ca/geomag/field/magdec_e.php http://www.sailingissues.com/navcourse3.html
Astronavigasi (Navigasi Langit)
3
Sedangkan Deviasi adalah kesalahan baca jarum kompas yang disebabkan oleh pengaruh benda-benda disekitar kompas, misalnya besi, mesin atau alat-alat elektronik. Sebaiknya benda-benda ini dijauhkan terlebih dahulu sebelum melakukan pengukuran. Tetapi bagi pelaut, nilai deviasi harus diperhitungkan karena tidak mungkin menjauhkan besi-besi dari atas perahu bukan? Cara perhitungannya sama dengan Variasi. 4. Siapkan peta Topografi daerah Merapi dan Merbabu. Temukan arah utaranya (Bagian atas setiap peta biasanya menunjukkan arah utara benar (true north)). Gambarkan dua buah garis, sejajar dengan garis bujur peta. Garis pertama (A) memotong puncak Merbabu, sedangkan yang lain (B) memotong puncak merapi. (lihat gambar 3; garis warna hitam). Fungsi dua buah garis ini adalah sebagai penolong arah utara.
Gambar 3. Peta Topografi Gunung Merapi dan Merbabu 5. Dari puncak Merbabu diukur sudut 40°41’ searah jarum jam (ke kanan) terhadap garis utara tersebut. Buatlah garis sesuai sudut ini (warna merah). Demikian juga terhadap puncak Merapi 143° (warna hijau). 6. Perpotongan garisnya merupakan posisi kita, 7°28.0' LS dan 110°24.0' BT. Ini adalah contoh fungsi koordinat bumi dalam navigasi. Astronavigasi (Navigasi Langit)
4
*
*
*
Bagaimana kalau berada di tengah lautan luas? Titik apa yang akan dibidik? Para pelaut atau kafilah arab agar tidak tersesat di gurun pasir, mempunyai cara tersendiri untuk menentukan posisi, yaitu dengan mengamati benda-benda langit; bintang, matahari, bulan dan planet. Cara ini dikenal dengan nama Astronavigasi atau Navigasi Langit (Celestial navigation). Langit yang luas, yang berisi planet, bintang-bintang, bulan dan benda langit lainnya dipetakan dan disederhanakan menjadi seperti halnya bola bumi, yaitu bola langit. Jadi bayangkan saja ada dua buah bola, bola kecil di dalam bola besar. Bola kecil adalah bumi dan diluarnya langit. Seperti halnya bola bumi bila dibentangkan menjadi peta bumi, bola langit menjadi peta langit. Di peta bumi kita jumpai laut dan pulau, di peta langit akan kita jumpai bintang dan rasi! Bagaimana memetakan komet atau bintang yang bergerak? Tentu tidak. Untuk tujuan navigasi langit hanya memuat bintang-bintang utama yang direkomendasikan saja. Peta langit, seperti halnya bumi, juga di petakan menjadi ekuator, garis lintang dan bujur! (baru tahu khan?) Seandainya anda pergi ke ruang angkasa untuk melihat corak benua di bumi, anda pasti langsung bisa mengidentifikasi mana kutub utara/ selatan bumi karena kita sudah dikenalkan dengan peta bumi sejak masih sekolah Dasar. Demikian pula bila sudah terbiasa mempelajari peta langit, dengan melihat sebuah rasi di langit anda akan mampu menentukan arah mata anginnya! Seperti misalnya rasi Orion dibawah ini.
Gambar 4. Rasi Orion Pembahasan lengkap peta langit dan rasinya akan anda jumpai di Bab berikutnya. Jadi sejak matahari tenggelam di ufuk barat dan bintang-bintang mulai bermunculan; kita nanti akan terbiasa mengamati rasi bintang Biduk/ Beruang Besar (Ursa mayor) yang menunjukkan arah utara, bintang Pari/ Salib Selatan (Crux) penanda arah selatan, serta bintang-bintang lain yang mempesona dan menakjubkan Daftar Kosakata Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
*
5
Ekuator Garis Lintang (Latitudinal) Garis Bujur (Longitudinal) Mil Nautika 1 mil berbeda dengan 1 mil nautika (nautical mile). 1 mil = 1609,344 m 1 mil nautika = 1852 m Greenwich Utara benar (true north) Utara magnetis (magnetic north) Variasi Kompas atau Deklinasi Magnetis Deviasi Kompas Astronavigasi atau Navigasi Langit (Celestial navigation).
Astronavigasi (Navigasi Langit)
6
Bab 2. Perkembangan Navigasi Langit Jaman dahulu, para pelaut, kafilah atau penghuni gurun pasir mempunyai tradisi tersendiri untuk menentukan arah atau navigasi agar tidak mudah tersesat. Pelaut yang berada di daerah Lintang utara bumi (misalnya Eropa) lebih mudah menentukan arah utara dengan mengamati bintang Polaris, bintang terang yang terletak hampir persis di kutub utara. Bila hendak berlayar ke Samudera luas, navigatornya mengukur ketinggian Polaris dari tempat pemberangkatan. Ketika kembali, mereka hanya perlu berlayar ke utara/ selatan saja sampai mencapai sudut ketinggian Polaris yang sama, kemudian belok ke kiri/ kanan dengan tetap menjaga sudut Polaris. Orang Arab mungkin lebih lihai lagi. Mereka menggunakan lebar dua jari, biasanya ibu jari dan kelingking. Dengan lengan yang direntangkan, mata membidik horizon di bagian bawah dan Polaris di atas. Perkembangan selanjutnya mereka memakai seutas tali bersimpul yang disebut Kamal.
Gambar 5. Kamal Kwadran Pada sekitar abad ke-9 Kwadran mulai diperkenalkan. Merupakan lempengan seperempat lingkaran yang di buat dari kayu atau kuningan dan Bandul penunjuk. Tepi lingkaran memuat skala derajat. Bandul penunjuk dengan lubang terfiksasi di puncak/ ujung seperempat lingkaran.
Gambar 6. Kwadran Cara menggunakannya, satu orang mengamati dan membidik benda langit melalui lubang kecil, sedangkan yang lain mencatat skala yang ditunjuk Bandul penunjuk. Pelaut terkenal, Columbus, dalam pelayarannya memakai alat ini. Walaupun Kwadran mampu mengukur posisi dengan lebih terpercaya karena sudah memakai skala derajat, namun ada kelemahan paling mencolok; saat terjadi badai sulit mempertahankan posisi Kwadran dan bandul penunjuknya tetap vertikal.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
7
Astrolabe Instrumen lain adalah Astrolabe atau "astrolage" yang berasal dari Timur Tengah. Pada mulanya dipakai untuk menentukan waktu, zodiac dan posisi kiblat. "Astro" berarti bintang dan "labe" berarti menentukan. Dibuat pertama kali oleh ahli matematika Persia Al Fazari pada abad ke-8 dan mulai dikenal di Eropa pada zaman khalifah Cordova Spanyol.
Gambar 7. Astrolabe Astrolabe adalah suatu alat yang dapat digunakan, baik astronomi maupun astrologi, untuk memprediksi pergerakan matahari, bulan, planet dan bintang; menentukan waktu. Selain itu juga untuk menyusun horoskop/perbintangan. Alat ini terdiri dari cakram berlubang yang disebut mater, sebagai alas dari satu/ lebih cakram tipis yang disebut tympan atau climates. tympan berisi gambar yang merepresentasikan langit di atas horizon. Disekeliling mater merepresentasikan waktu. Di atas mater dan tympan, ada lagi rete, memuat proyeksi eklips dan posisi bintang. Perputaran rete 360 derajat merepresentasikan perputaran bumi 24 jam. Sebuah penggaris putar disebut alidade tertempel dibelakang mater, berfungsi untuk membidik bintang. Dari Astrolabe muslim yang rumit ini kemudian sekitar abad ke-10 dimodifikasi menjadi lebih sederhana untuk keperluan navigasi. Misalnya Astrolabe buatan Haji Ali dari Kerbala tahun 1790, dipakai untuk mengetahui waktu terbit dan tenggelamnya matahari, ketinggian matahari dan bintang. Lebih penting lagi, di pakai untuk menentukan arah kiblat. Cross staff Avicenna (Ibnu Sina) ahli matematika dari persia, telah menulis tentang Cross-staff sekitar abad ke-11 M. Alat yang menyerupai Salib ini merupakan modifikasi dari Kamal. Cara meggunakannya seperti merentangkan busur panah. Bagian vertikal/ lengan digesergeser sepanjang tongkat sedemikian hingga Polaris tampak di ujung atas lengan dan horizon di bawah. Sejak saat itulah mulai dikenal istilah 'membidik' bintang.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
8
Konsep ini kemungkinan masuk eropa ketika Levi ben Gerson, yang bekerja di sekolah Spanyol di Catalan tahun 1342, menulis tentang instrumen bernama Balestilla yang berbentuk tongkat dengan lengan geser. Kelemahan utama alat ini adalah navigator harus melihat dua arah pada saat yang sama, matahari/ bintang di ujung atas lengan dan horizon di ujung bawah. Yang kedua, penggunaan pada siang hari sering menyilaukan mata, maka penggunaan Cross staff mulai ditinggalkan sejak Backstaff/ Kwadran Davis dikenalkan. Sebagai tambahan, sekitar tahun 1400-an, Portugis berlayar ke selatan menyusuri benua Afrika selanjutnya menuju ke Asia. Karena berada di belahan bumi selatan, maka bintang Polaris tidak kelihatan, jadi mereka mencari cara lain untuk menentukan posisinya. Seorang navigator bernama pangeran Henry, tahun 1480, menentukan posisi berdasarkan pergerakan matahari dan perbandingan sudutnya dari utara dan selatan, yang kemudian dikenal dengan nama deklinasi. Davis quadrant atau Backstaff Davis quadrant atau Backstaff, instrumen yang dibuat oleh John Davis, kapten Inggris, pada tahun 1594. Backstaff terdiri dari dua buah rangka segitiga, rangka besar dengan skala 30 derajat, sedangkan rangka kecil 60°. Cara menggunakannya dengan berdiri membelakangi matahari, kemudian navigator mengamati bayangan matahari yang jatuh di celah-celah. Penjumlahan skala rangka besar dan kecil menunjukkan ketinggian matahari. Kelemahan alat ini tidak bisa di gunakan pada malam hari, karena pengukuran berdasarkan bayangan obyek.
Contoh Davis quadrant buatan Walter Henshaw, seorang pelaut Inggris pada tahun 1711.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
9
Octan Tahun 1731 John Hadley, ahli matematika dari Inggris, mengajukan konsep dua pantulan, berdasarkan teori sudut sinar datang dan sinar pantul dari Robert Hooke, Isaac Newton, dan Edmund Halley. Instrumen dari Hadley terdiri dari rangka kayu berbentuk seperdelapan lingkaran, dengan bandul penunjuk di poros/ ujung lancip rangka. Di poros bandul penunjuk terdapat cermin yang akan bergerak mengikuti ayunan bandul. Cermin kedua, separo kaca tembus pandang dan separo lagi cermin, terletak di salah satu rangka kayu. Prinsip kerjanya adalah bila sebuah obyek dilihat dari dua kali pantulan, maka perhitungan sudutnya adalah dua kali lipatnya. Jadi sebuah obyek dengan sudut 90 derajat, maka skala yang ditunjukkan di Kwadran cuma 45 derajat atau 1/8 lingkaran sehingga dinamakan Oktan. Hampir bersamaan di tempat yang berbeda, Thomas Godfrey, tukang kaca dari Philadelphia juga menciptakan alat dengan prinsip kerja yang sama. Karena untuk pengamatan dengan metode yang disebut Lunar Distance membutuhkan sudut lebih besar dari 90 derajat, maka Octan diperlebar menjadi 1/6 lingkaran, namanya menjadi Sextant (a sixth of a circle) yang bisa mengukur hingga 120 derajat. Sextant Bagian utama Sextant, seperti halnya Octan, adalah Kaca-cermin horizon, yaitu separo kaca tembus untuk melihat horizon secara langsung dan separonya lagi cermin untuk melihat pantulan obyek langit dari Cermin Index. Cermin index, terletak diporos bandul penunjuk angka (dalam derajat), turut berputar mengikuti bandul penunjuknya. Cermin-cermin ini biasanya berukuran besar, lebih dari 5 cm untuk memudahkan pencarian obyek langit. Dilengkapi pula dengan lapisan pelindung sinar matahari/ film demi keamanan mata saat melakukan pengamatan matahari.
Contoh Sextant dan skema sextant Cara menggunakan alat ini dengan memegang posisinya secara vertikal kemudian di arahkan ke horizon/ ufuk. Bidikan ke arah horizon melalui bagian kaca dari Separo Kaca-cermin Horizon (lihat skema). Pada saat yang sama cermin index diputar hingga tampak obyek langit 'bertumpuk' dengan garis horizon (sejajar) seperti gambar di bawah ini:
Astronavigasi (Navigasi Langit)
1 0
Setelah posisi “bertumpukan” dengan horizon tercapai, secara otomatis bandul (yang terfiksasi dengan cermin Index) akan menunjukkan nilai sudutnya. *
*
*
Lebar Sextant kira-kira 1/6 lingkaran (Octan lebih sempit; 1/8 lingkaran) dan mempunyai skala 0–120 derajat. Tiap derajat dibagi lagi menjadi 3 fraksi mewakili 20 menit busur. Sextant profesional dengan skala vernier bisa mengukur sampai 1 menit busur. Bahkan ada yang mampu mengukur sampai 0,2 menit busur! Karena 1 menit busur= 1 mil nautika (nautical mile)= = 1852 meter, maka tingkat kesalahannya kira-kira 0.2 mil nautika (kira-kira 370 m).
Contoh beberapa Sextant modern Keuntungan Sextant: 1. Pengamat hanya perlu melihat satu arah saja di banding peralatan sebelumnya. 2. Skala yang ditunjuk mudah difiksasi/ kunci dan distabilkan bahkan walaupun diamati dari perahu yang berjalan atau goncangan angin/ badai. Ini karena cermin index bisa dikunci setelah “pertumpukan” tercapai. 3. Mudah di kalibrasi dan disetel ulang. 4. Tidak memerlukan sumber daya/ listrik/ batere seperti navigasi modern, misalnya GPS (Global Positioning system). *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
1 1
Sekarang kita telah paham bagaimana para pelaut menentukan posisi lintangnya di permukaan bumi. Namun ternyata banyak yang masih tersesat juga karena mereka kesulitan menentukan posisi bujur. Dua metode penentuan posisi bujur yang sering dipakai antara th. 1700-1900 yaitu; - Lunar Distance - Jam akurat atau kronometer. Lunar Distance Metode Lunar Distance, mengukur sudut antara bulan dengan benda langit lain, umumnya matahari atau planet-planet disekitar ekliptika, kemudian di bandingkan dengan tabel. Menggunakan alat yang di namakan Reflecting Circle yang dibuat oleh Mayer, Borda, dan Troughton pada tahun 1756. Metode ini kurang disukai karena sangat rumit. Chronometer Pada tahun 1735, John Harrison mengenalkan Chronometer, yaitu jam yang diklaim akurat. Dari dasar pemikiran bahwa ketersediaan jam akurat berdasarkan zona waktu tertentu, navigator akan lebih mudah menentukan posisi bujurnya di permukaan bumi. Chronometer pertama kali dibuat dan disetel di Greenwich, Inggris. Tepat tengah hari ditentukan jam 12.00. Para pelaut yang hendak mengarungi samudera selalu mengkalibrasi Chronometernya di Greenwich. Lama kelamaan menjadi tempat “bengkel” kalibrasi, hingga kemudian ditetapkan sebagai pusat rujukan semua waktu di bumi, Greenwich Mean Time (GMT) yang kita kenal sekarang. Horizon Artifisial Bagaimana kalau pandangan ke horizon terhalang? misalnya oleh bukit, gunung atau mungkin gedung bertingkat? Sebagai gantinya navigator memakai horizon artifisial/ palsu/ buatan, misalnya mangkok berisi cairan. Air kolam renang juga bisa digunakan asalkan tidak ada angin/ riak gelombang, tetapi yang direkomendasikan adalah Air Raksa.
Gambar keluarga John Charles Freemont, penjelajah terkenal pedalaman Amerika sedang memakai Sextant dan horizon artifisial air raksa selama ekspedisinya tahun 1842.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
1 2
Sextant yang memakai horizon artifisial air raksa mempunyai skala khusus 170 derajat. Air raksa setelah dialirkan ke bak penampung berfungsi sebagai cermin. Agar “cermin encer” ini tidak bergoyang diterpa angin harus ditutup dengan tutup khusus; kaca bening yang di bentuk mirip tenda, untuk menghindari kesalahan baca karena pembiasan media kaca. Cara melakukan pengamatan dengan horison artifisial; obyek yang akan diukur dicari pantulannya di permukaan cairan. Kemudian bidikan Sextant diarahkan ke pantulan obyek langit tersebut. Cermin index digeser-geser hingga obyek langit dan pantulannya saling bertumpuk. Nilai akhir adalah skala yang ditunjuk dibagi dua.
Skema Horizon Artifisial Air Raksa Kelemahan horizon artifisial; tentu saja Sextant biasa tidak bisa mengukur obyek dengan sudut lebih dari 60° di atas horizon (skala hanya sampai 120 derajat). *
*
*
Sejak mulai diperkenalkan hingga pertengahan abad ke-20, Sextant telah menjadi perlengkapan standar navigasi. Modifikasi dan penambahan dilakukan demi kemudahan dan keakuratan pengukuran. Namun semuanya tetap memiliki kesamaan prinsip kerja; obyek langit dilihat dari dua kali pantulan! Sextant standar zaman modern dilengkapi lensa astigmatis dan teleskop monokular agar “pertumpukan” antara obyek langit-horizon lebih akurat. Penggunaan horison artifisial mutlak diperlukan oleh penerbang dan penyelam. Penerbang memandang horizon jauh di bawahnya karena posisinya di udara, bahkan di atas awan. Sebaliknya, penyelam jauh di bawah permukaan air. Akhir abad ke-19 muncul inovasi horison artifisial dengan gelembung udara, dinamakan Balloon Sextant, yang kemudian menjadi perlengkapan standar pesawat terbang, mulai dari Perang Dunia 1 hingga perang Dunia 2. Hampir bersamaan waktunya, Nikola Tesla menemukan radio. Selamat datang navigasi modern! Navigasi Modern Sekitar tahun 1960, LORAN mulai dikembangkan, yaitu pemancar radio yang dikirim dari kapal ke stasiun penerima. Tak berapa lama, TRANSIT, satelit untuk navigasi juga dikembangkan. Kemudian tahun 1974, satelit GPS (Global Positioning System) pertama diluncurkan dengan tingkat kesalahan pengukuran hanya beberapa meter dengan waktu kurang dari satu mikrodetik. Akhirnya dengan adanya sistem GPS satelit, semua instrument navigasi langit di atas menjadi kuno. Astronavigasi (Navigasi Langit)
1 3
*
*
*
Secara garis besar, sebelum era radio dan satelit, ada masa cukup lama navigasi langit dengan menggunakan Sextant. Inilah yang akan menjadi pokok pembahasan tulisan ini. Bab-bab selanjutnya hanya akan terfokus pada navigasi langit dengan Sextant. Di bab 5 akan kita praktekkan pembuatan Sextant sederhana dari bahan yang biasa kita jumpai sehari-hari. Oleh karena itu, sebaiknya cara kerja Sextant di bab ini sudah dipahami. *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
1 4
Bab 3. Istilah Astronomi untuk Navigasi Langit Bola Langit (Celestial Sphere) Bola langit adalah sebuah lingkaran imajiner dengan jari-jari tak terbilang berpusat di Bumi. Obyek-obyek yang terlihat di langit dapat kita bayangkan sebagai lukisan di permukaan lingkaran tersebut. Tentu saja kita tahu bahwa benda-benda tersebut tidak berada di permukaan lingkaran. Semua yang terlihat di langit jaraknya sangat jauh dari Bumi dan sulit terukur hanya dengan melihatnya saja. Oleh karena jarak yang tidak dapat ditentukan inilah maka dibuat model sebuah bola untuk mempermudah pemetaan benda-benda langit, yaitu Bola Langit dengan pusatnya bola bumi. Agar lebih praktis lagi, disusun pula sistem koordinat Langit seperti halnya sistem koordinat Bumi. Ekuator Langit (Celestial Equator) dan Sistem Koordinat Langit Seperti halnya bumi, yang terbagi dua oleh garis ekuator/ khatulistiwa, demikian pula halnya dengan bola langit. Proyeksi garis ekuator Bumi ke Langit dinamakan Ekuator Langit (Celestial Equator). Dengan demikian proyeksi daerah kutub juga sama, didefinisikan sebagai Kutub Langit Utara dan Kutub Langit Selatan. Sistem koordinat Langit identik dengan sistem koordinat bumi, hanya saja namanya berbeda; Deklinasi (Declination, Dec), adalah garis lintang langit; yaitu garis sejajar ekuator langit di sebelah utara/ selatan. Dengan demikian sudut deklinasi ke arah kutub langit adalah +90° (ke utara) dan -90° (ke selatan), atau ditulis dengan akhiran U/ S. Right Ascension (RA); adalah garis bujur langit. Bila garis bujur bumi disepakati dimulai dari Greenwich, maka bujur langit dimulai dari Titik Aries (Point of Aries) atau Vernal Equinox. Tidak seperti garis bujur yang terbagi dalam 360 derajat, Right Ascension terbagi menjadi 24 jam. Dengan demikian Right Ascension per jam sama dengan 15 derajat (360 derajat/ 24 jam) Misal penulisan koordinat untuk bintang Polaris; Dec 89°16.7' U dan RA 2:34:20.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
15
1 Jam= 15 derajat Ekliptika Ekliptika adalah jalur imajiner perjalanan matahari dalam setahun. Jalur ini ternyata tidak sejajar dengan Ekuator Langit, tetapi miring membentuk sudut 23,5 derajat. Berpotongan dengan Ekuator Langit di dua titik yang dikenal dengan nama Equinox: • Vernal Equinox, koordinatnya; Dec 0°00' dan RA 00.00. Titik ini juga dikenal dengan nama Titik Aries (Point of Aries)4. • Autumnal Equinox, koordinatnya Dec 0°00', RA 12.00,.
Arah Barat dan Timur peta langit kebalikan dari peta Bumi. Karena kemiringan Ekliptika 23.5 derajat, menyebabkan perubahan musim di Bumi. Setelah 'memotong' di Vernal Equinox (biasanya tanggal 21 Maret), matahari bergerak ke utara. Menyebabkan musim semi di belahan utara Bumi, di Jawa (belahan selatan) terjadi musim hujan. Setelah itu melintasi Autumnal Equinox menuju ke selatan (biasanya tanggal 21 September), menandai dimulainya musim kemarau di Jawa dan musim dingin di belahan utara. Horizon dan Sistem koordinat horizon Horizon/ ufuk/ cakrawala adalah garis datar yang memisahkan langit dan bumi bila dilihat dari daerah tertentu dipermukaan bumi. Di beberapa tempat mungkin tertutup oleh pepohonan atau gunung-gunung, namun dari atas perahu di laut lepas, horizon terlihat jelas.
Dinamakan Titik Aries karena di titik inilah matahari melintasi Ekuator dari bagian selatan ke utara, bertepatan dengan rasi Aries. Namun faktanya perlintasan ini makin bergeser. Saat ini perlintasan bertepatan dengan rasi Pisces. Walaupun demikian penamaan ‘salah kaprah’ ini masih tetap digunakan. (http://jacq.istos.com.au/sundry/) 4
Astronavigasi (Navigasi Langit)
16
Contoh koordinat Horizon dari suatu tempat di bumi. Horizon membagi bola langit menjadi 2 bagian; di atas horizon (yang terlihat) dan di bawah horizon (tak terlihat). Kutub di atas horizon dinamakan Zenith, sedangkan kutub bawah dinamakan Nadir. Jadi satu-satunya kutub yang bisa kita lihat seumur hidup hanyalah Zenith, dengan cara mendongakkan kepala tegak lurus melihat ke atas. Sudut yang dibentuk dari horizon ke arah benda langit dinamakan Altitude (Alt), nilainya 0-90 derajat. Bila di bawah horizon nilainya negatif. Sedangkan sudut benda langit terhadap arah utara dinamakan Azimuth (Az), diukur searah jarum jam. Nilainya 0-360 derajat. Oleh karena itu sistem koordinat ini kadangkala disebut juga dengan Sistem koordinat Alt/ Az. Misalnya suatu bintang dengan koordinat Alt 0° dan Az 90° artinya bintang tersebut tepat berada di horizon timur, sedang terbit. Sistem koordinat horizon terfiksasi dengan bumi, bukan dengan langit. Oleh karena itu nilai koordinat benda langit (Alt/ Az) senantiasa berubah sepanjang waktu. Berubah pula bila di ukur dari lokasi lain di permukaan bumi. Dibawah ini tabel perbandingan 3 sistem koordinat yang telah kita pelajari di atas: Sistem Koordinat Bumi Langit
Pusat Bumi Langit
Sumbu Kutub Kutub Langit
Koordinat 1 Garis Lintang Deklinasi
Titik 0 derajat Ekuator Ekuator Langit
Horizon
Pengamat
Zenith-Nadir
Altitude
Horizon
Koordinat 2 Garis Bujur Right Ascension Azimuth
Titik 0 derajat Greenwich Titik Aries Arah Utara
Jarak Zenith (Zenith Distance) Jarak Zenith adalah Jarak dari titik zenith ke titik pusat suatu bintang yang diukur melalui lingkaran vertikal yang melalui titik pusat bintang tersebut. Jarak Zenith (Zenith Distance), biasanya ditandai dengan huruf Z. Jarak zenith yang terkecil adalah 0 derajat, yakni apabila benda langit persis berada pada titik zenith, sedangkan jarak zenith yang paling besar adalah 180 derajat, yakni apabila benda langit persis berada pada titik nadir. Jarak zenith berhubungan dengan Altitude sebagai berikut: Alt + Z = 90° Misalnya suatu bintang setelah diukur sudutnya Alt= 30°, maka Z = 90°-30°= 60°. Meridian Meridian adalah lingkaran imajiner di bola langit yang tegak lurus terhadap Horizon. Lingkaran Meridian berpotongan dengan Horizon Utara, Zenith dan Horizon Selatan. Benda-benda langit setiap waktu akan bergerak melintasi Meridian, dan ketika tepat melintas di meridian dinamakan Waktu Transit. Astronavigasi (Navigasi Langit)
17
Dikenal dua macam Meridian, yaitu: - Meridian Lokal, lokal artinya dari suatu tempat tertentu pengamat, misalnya dari Jakarta. - Meridian Greenwich. Sebagai tambahan, sistem penulisan waktu ada dua macam, yaitu sistem 24 jam dan am/ pm. a.m berasal dari bahasa latin “ante meridiem”, artinya sebelum meridian atau sisi timur meridian, maksudnya matahari belum mencapai meridian. p.m dari bahasa latin “post meridiem”, artinya sesudah meridian atau sisi barat meridian. Setelah tergelincirnya matahari. Hour Angle Hour Angle (HA, Sudut Jam) adalah waktu yang dibutuhkan obyek langit untuk mencapai/ meninggalkan Meridian. Juga bisa diartikan sebagai sudut antara obyek langit dengan Meridian dalam ukuran jam.
Contoh, HA bintang Y = 2,5 jam, Artinya bintang Y telah melewati Meridian Lokal 2,5 jam yang lalu. Bila dikonversikan ke bentuk derajat: 2,5 jam x 15° = 37,5° Nilai negatif untuk obyek yang belum mencapai Meridian Lokal, dan nilai 0, tentu saja untuk obyek yang tepat berada di Meridian Lokal. Dalam navigasi langit dikenal 3 macam Hour Angle: 1. Sidereal Hour Angle (SHA), sudut antara Titik Aries dengan obyek langit. Karena Titik Aries sama dengan vernal equinox, maka RA Titik Aries = SHA Titik Aries. Yang membedakan hanyalah bila ukuran RA dalam jam (0-24) ke arah timur, ukuran SHA dalam derajat ke arah barat! Rumus konversinya: SHA = 360° – 15.RA Misalnya RA 03.00, maka SHA-nya= 360 – (15x3) = 315° 2. Greenwich Hour Angle (GHA), sudut antara meridian Greenwich dengan obyek langit. Astronavigasi (Navigasi Langit)
18
3. Local Hour Angle (LHA), adalah sudut antara meridian Lokal (pengamat) dengan obyek langit. Dari penjelasan ketiga HA di atas terlihat bahwa nilai SHA dalam satu hari relatif tetap, tetapi GHA dan LHA selalu berubah mengikuti perputaran bumi. Hubungan antara ketiga HA di atas dapat digambarkan sebagai berikut:
Skema menunjukkan Hour Angle bintang Betelgeuse (SHA, GHA dan LHA) dengan posisi pengamat (P) di sebelah barat benua Eropa. Ketiga Hour Angle ini sangat bermakna dalam navigasi, karena ternyata berhubungan erat dengan posisi pengamat (P), sehingga pencarian posisi dapat dilakukan. Rumus: LHA = GHA - AP (Nilai negatif untuk bujur timur). Misalnya Posisi pengamat (P) di 90° BT (Bujur Timur). GHA Sirius 330°, berapa nilai LHA? Jawab: LHA Sirius = 330° - (-90°) = 420° Hasil 420° tidak ada karena satu lingkaran penuh adalah 360°. Jadi seharusnya dikurangi dengan 360°. (Ini analog dengan pertanyaan; jam 21.00 ditambah 10 jam berapa? Tidak mungkin jawabannya jam 31.00, tetapi 31.00-24.00= jam 07.00). Jadi jawaban LHA di atas adalah 60° Bila anda bingung dengan perhitungan di atas penulis sarankan agar membuat coretan sketsa ala kadarnya seperti di bawah ini;
Dari contoh di atas terlihat bahwa penulisan SHA, GHA dan LHA --agar lebih mudah-- biasanya bukan lagi dalam jam, melainkan dalam derajat. Nilainya 0-360 derajat ke barat/ berlawanan arah jarum jam. Astronavigasi (Navigasi Langit)
19
Waktu Sidereal (Sidereal Time) Perhitungan waktu yang kita gunakan sehari-hari berdasarkan perjalanan matahari. Unit terpokok adalah Hari; yaitu waktu yang yang dibutuhkan bumi untuk berputar 360 derajat. 1/24 Hari = 1 Jam 1/60 Jam = 1 Menit 1/60 Menit = 1 Detik Permasalahannya adalah, rotasi bumi tidaklah tepat 360 derajat. Tiap satu putaran hari, bumi juga bergerak kira-kira 1 derajat sepanjang orbitnya. Jadi, dalam 24 jam, posisi matahari terhadap bumi juga berubah. 1 hari = 361 derajat. Dalam Astronomi, yang diperhatikan adalah berapa lama perputaran bumi (rotasi) terhadap bintang, bukan terhadap matahari. Periode ini di sebut Hari/ Waktu Sidereal.
Waktu Sidereal secara harfiah berarti “waktu bintang”. Hari Sidereal rata-rata 4 menit lebih panjang dibanding Hari Matahari, sebab ekstra 1 derajat tersebut. Mudahnya, sebuah bintang sebut saja X, bila siang ini berada di Meridian lokal bersama matahari, maka besoknya --pada jam yang sama-- posisi X sudah bergeser ke barat 1 derajat, atau 4 menit ke arah barat, sedangkan matahari tetap di meridian lokal5. Demikian seterusnya hingga X kembali ke meridian lokal satu tahun kemudian. Oleh karena itu Waktu Sidereal sangat berguna untuk menentukan posisi bintang setiap waktu. Equation of Time (Penyetaraan Waktu) Konsep awal penentuan jam 12 adalah ketika Matahari tepat berada di meridian Greenwich. Namun pada kenyataannya bumi dalam orbitnya mengelilingi matahari kecepatannya tidak tetap, sehingga ketika mencapai di meridian, Chronometer/ jam/ arloji tidak selalu menunjukkan jam 12, kadang masih jam 11:45 atau malah 12:14! karena Chronometer disetel berdasarkan kecepatan rata-rata bumi mengelilingi matahari dalam setahun. Selisih antara waktu rata-rata ini dengan waktu yang sebenarnya di namakan Equation of Time. Cara penulisan misalnya sebagai berikut;
Penting untuk diperhatikan bahwa Matahari sebenarnya termasuk golongan bintang. Namun demi kemudahan pembahasan akan kita bedakan antara Bintang dengan Matahari, karena dalam ‘memutari’ bumi jalur Matahari berbeda dengan jalur Bintang lainnya 5
Astronavigasi (Navigasi Langit)
20
Equation of Time 15 Maret = - 8 menit, (ada juga yang menulis 00:08 ke Timur) artinya mundur 8 menit untuk menuju angka rata-rata jam 12. Jadi saat itu matahari mencapai Meridian pukul 12:08. Biasanya nilai (-) untuk menandai arah Timur, (+) sebaliknya. Lebih jelasnya grafik di bawah ini:
*
*
*
Beberapa istilah di atas sering digunakan dalam navigasi langit, namun ada beberapa hal penting sebagai tambahan untuk diketahui; Zona Waktu dan Waktu Universal Zona Waktu Bumi dibagi menjadi 24 zona. Antar zona atau tiap 15 derajat waktu lokalnya bertambah satu jam ke arah timur. Karena masing-masing zona berbeda waktunya maka ditentukanlah satu lokasi sebagai Waktu Universal, yang akan menjadi rujukan/ patokan masingmasing zona, yaitu GMT, Greenwich Mean Time, garis bujur yang memotong kota Greenwich, Inggris, sebagai bujur 0 derajat. Pemilihan kota ini sebagai Waktu Universal karena memiliki latar belakang sejarah navigasi. Sebelum mengarungi samudera mencari dunia baru, pelaut dan navigator eropa abad pertengahan mengkalibrasi kronometer/ jam akuratnya di Greenwich. Kronometer/ jam akurat membantu menentukan posisi bujur di bumi. Zona waktu di Indonesia terbagi menjadi 3; WIB (Waktu Indonesia Barat), WITA (Waktu Indonesia Tengah) dan WIT (Waktu Indonesia Timur). Nilai WIB adalah 7 jam setelah GMT, WITA 8 jam setelah GMT dan WIT 9 jam setelah GMT. WIB WITA WIT
= GMT +7 = GMT +8 = GMT +9
Astronavigasi (Navigasi Langit)
21
Daylight Saving Time (DST) Bola Bumi sebenarnya tidaklah benar-benar bulat, tetapi agak ceper. Diameter kutub UtaraSelatan lebih pendek bila dibandingkan diameter ekuator. Hal ini menyebabkan terjadinya Daylight Saving Time di beberapa daerah yang mempunyai 4 musim (jauh dari ekuator). Daylight Saving Time (DST) adalah waktu yang menunjukkan satu jam lebih cepat dari seharusnya. Terjadi pada saat musim panas, baik di belahan bumi utara/ selatan. Pada hari-hari itu matahari seolah-olah lebih lambat dari biasanya sehingga untuk mencapai meridian/ tepat tengah hari adalah jam 13.00. Dibelahan utara terjadi setelah matahari memotong vernal equinox, biasanya bulan April– September. Dibelahan selatan sebaliknya, yaitu setelah matahari memotong autumnal equinox (Oktober–Maret). Perlu atau tidaknya koreksi DST pada kenyataannya ditentukan dan diatur oleh negara masing-masing. Misalnya; Iran (IR) = DST mulai 21 Maret jam 00.00 sampai dengan 22 September jam 00.00 Negara Eropa (EU) = DST mulai Maret minggu ke-4 jam 01.00 s/d Oktober minggu ke-4 jam 01.00. Mesir (EG)= DST mulai April Jumat ke-4 jam 00.00 s/d September Kamis ke-4 jam 00.00 Ada beberapa negara yang mempunyai 4 musim atau jauh dari ekuator tetapi tidak menggunakan koreksi, misalnya Jepang, Uzbekhistan, Kazakhtan, Latvia, Saskatchewan-Kanada, Ciprus, Mount Erebus-Antarctica, Sebagian Iceland, beberapa negara bagian Australia, negara bagian Arizona dan Indiana Amerika Serikat. Indonesia terletak di sekitar ekuator/ khatulistiwa; tidak mengalami Daylight Saving Time, jadi tidak memerlukan koreksi. Presesi (Precession) Presesi adalah perubahan bertahap dari arah poros bumi. Jalur poros bumi berbentuk seperti kerucut, satu lintasan penuh membutuhkan waktu 26.000 tahun. Seperti halnya putaran gasing, bagian atas yang ¨terhuyung-huyung¨ itulah presesi.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
22
Karena perubahan arah poros bumi, demikian juga lokasi kutub-kutub langit. Alasan mengapa terjadi presisi adalah karena bumi tidak benar-benar bulat namun sedikit ceper, jari-jari ekuator/ garis khatulistiwa lebih panjang daripada garis bujur. Di tambah lagi posisi matahari dan bulan yang hampir tegak lurus dengan ekuator, sehingga tarikan gravitasi bulan dan matahari di permukaan bumi menghasilkan tenaga putaran ringan sebagai tambahan dari arah linier. Tenaga putaran ini di bumi memicu gerak presesi. Dengan adanya gerak presesi, bintang bintang sebenarnya tidak 'stabil' berada di tempatnya. Posisi vernal equinox perlahan bergeser ke barat, RA dan Dec juga berubah 1.4 derajat tiap abad atau kira-kira pergeseran RA 1 menit tiap 20 tahun. Oleh karena koordinat yang senantiasa berubah inilah maka diterbitkan Almanak Nautika. Almanak Nautika Almanak Nautika adalah buku yang berisi informasi astronomi, mengenai prediksi koordinat GHA dan deklinasi matahari, bulan, planet dan bintang pada waktu tertentu, dalam bentuk tabel dengan tingkat ketepatan perhitungan hingga 0.1 menit dan waktu 1 detik. Selain itu juga memuat daftar koreksi yang dibutuhkan pada saat melakukan perhitungan. Sangat disarankan memiliki Almanak Nautika bila anda adalah seorang navigator professional. Tetapi karena maksud penulisan buku ini adalah untuk mengenalkan prinsip-prinsip dasar navigasi langit dan diharapkan bisa dipraktekkan semua kalangan, maka penulis hanya memakai patokan koordinat benda langit pada satu waktu tertentu saja (daftar ada di Bab 4). Terlebih lagi perubahan koordinat bintang dalam rentang waktu yang lama, maka pergeserannya untuk sementara dapat kita kesampingkan. * * * Selanjutnya beberapa istilah internasional tetap dipakai untuk menghindari kesalahan terjemahan, kecuali istilah yang sudah akrab di telinga seperti Garis Lintang dan Bujur. Kosakata yang akan sering digunakan: Right Ascension (RA) Meridian Lokal Deklinasi (Dec) Waktu Transit Vernal Equinox Sidereal Hour Angle (SHA) Autumnal Equinox Greenwich Hour Angle (GHA) Horizon Local Hour Angle (LHA) Zenith Greenwich Mean Time (GMT) Jarak Zenith Daylight Saving Time (DST) Altitude Equation of Time Azimuth *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
23
Bab 4. Bintang dan Konstelasi Utama Navigasi Langit Seperti yang telah disebutkan di bab sebelumnya, bahwa hampir tepat di Kutub Langit utara terdapat bintang bernama Polaris (dari bahasa latin yang berarti Bintang Kutub). Di daerah lintang utara bintang ini terlihat setiap saat, hal ini membuat Polaris sangat berguna untuk navigasi (dari lintang/ belahan bumi selatan, Polaris tentunya tidak terlihat). Cara termudah untuk mengenali bintang ini adalah dengan mengamati langit utara pada malam hari. Beberapa saat kemudian tampaklah bahwa bintang-bintang bergerak memutar berlawanan arah jarum jam bersumbu di sebuah bintang terang, 'sumbu'nya itulah Polaris. Selain Polaris, sejumlah bintang juga direkomendasikan untuk navigasi langit. Bagaimana cara mengenalinya? Peta Langit Seperti halnya peta bumi dengan benuanya yang terbagi menjadi garis lintang dan garis bujur, bintang-bintang juga dipetakan laiknya sebuah lukisan dengan koordinat yang dinamakan Dec dan RA ; Deklinasi (Dec, sudut terhadap ekuator langit - seperti garis lintang peta bumi). Nilainya 0-90 derajat, Utara (U) atau Selatan (S). Right Ascension (RA, sudut terhadap Titik Aries -seperti garis bujur terhadap Greenwich). Nilainya 0-24 jam
Peta Langit Untuk lebih jelasnya dapat dilihat di poster yang disertakan dalam buku Vernal Equinox terletak di tepi kanan/ kiri peta, sedangkan tepat di tengah adalah Autumnal Equinox. Perhatikan bahwa Vernal Equinox atau yang disebut juga dengan Titik Aries posisinya sudah tidak lagi memotong rasi Aries tetapi bergeser ke Pisces. Rasi atau Konstelasi adalah gabungan dari beberapa bintang menyusun sebuah bentuk/ tokoh. Tokoh-tokoh ini berbeda tiap Astronavigasi (Navigasi Langit)
24
daerah dan kebudayaan. Konstelasi modern terdiri dari 88 buah, umumnya mengambil tokoh dari mitos Yunani kuno. Daftar Bintang dan Konstelasi Utama Dari 88 konstelasi modern, yang direkomendasikan untuk navigasi langit berjumlah 38. Bintangnya berjumlah 57 (tetapi ada juga yang menyebut 60). sebagai berikut: Pegasus
Andromeda
Melambangkan Andromeda, gadis yang terikat rantai. Melambangkan Kuda Bersayap. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan 40° Lintang Selatan. 60° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Tampak jelas selama bulan Nopember jam Oktober jam 21:00. 21:00. Bintang untuk navigasi: Bintang untuk navigasi: Markab = Dec 15°14.1' U, RA 23:05:02 Alpheratz = Dec 29°07.5' U, RA 0:08:41 Enif = Dec 9°54.0' U, RA 21:44:28 Cassiopeia
4. Piscis Austrinus
Melambangkan Ikan Selatan. Terlihat dari daerah 55° Lintang Utara sampai dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Oktober jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Melambangkan Putri sedang duduk. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan Fomalhaut = Dec 29°35.5' S, RA 22:57:58 Astronavigasi (Navigasi Langit)
25
20° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Nopember jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Schedar = Dec 56°34.4' U RA 0:40:49 Grus
3. Phoenix
Melambangkan burung Phoenix. Terlihat dari daerah 32° Lintang Utara sampai dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Nopember jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Melambangkan Burung Bangau. Terlihat dari daerah 34° Lintang Utara sampai Ankaa = Dec 42°16.5' S, RA 0:26:34 dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Oktober jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Al Na'ir = Dec 46°56.0' S, RA 22:08:36 Cetus
Eridanus
Melambangkan Ikan Paus atau Monster Laut. Terlihat dari daerah 70° Lintang Utara sampai dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Nopember jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Diphda = Dec 17°57.3' S, RA 0:43:53 Melambangkan Sungai. Menkar = Dec 4°06.8' U, RA 3:02:36 Astronavigasi (Navigasi Langit)
26
Terlihat dari daerah 32° Lintang Utara sampai dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Desember jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Acamar = Dec 40°17.0' S, RA 2:58:30 Achernar = Dec 57°12.6' S, RA 1:37:56
Perseus
Aries
Melambangkan Perseus, tokoh mitos Yunani. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan 35° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Desember jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Mirfak = Dec 49°53.3' U, RA 3:24:45
Melambangkan Biri-biri Jantan. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan 60° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Desember jam 21:00. Bintang untuk Navigasi: Hamal = Dec 23°29.6' U, RA 2:07:30
Auriga
Taurus
Melambangkan Lembu Jantan. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan 40° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Februari jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Aldebaran = Dec 16°31.4' U, RA 4:36:16 Astronavigasi (Navigasi Langit)
27
Melambangkan Sais Kereta Tempur. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan 40° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Februari jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Capella = Dec 46°00.6' U, RA 5:17:09 Elnath = Dec 28°36.9' U, RA 5:26:41 Orion
Gemini
Melambangkan si Kembar. Terlihat dari daerah kutub utara sampai dengan Melambangkan Sang Pemburu, yang sedang 60° Lintang Selatan. berkelahi melawan Taurus ditepi sungai Tampak jelas selama bulan Februari jam 21:00. Eridanus ditemani ke dua anjingnya (Canis Bintang untuk navigasi: Major dan Minor). Mangsa yang lain adalah Castor = Dec 31°52.6' U, RA 7:35:01 Pollux = Dec 28°00.8' U, RA 7:45:43 Lepus (Kelinci) di bawahnya. Terlihat dari daerah 85° Lintang Utara sampai dengan 75° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Januari jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Bellatrix = Dec 6°21.4' U, RA 5:25:28 Betelgeuse = Dec 7°24.5' U, RA 5:55:31 Alnilam = Dec 1°11.9' S, RA 5:36:32 Rigel = Dec 8°11.7' S, RA 5:14:50 Canis Minor
Astronavigasi (Navigasi Langit)
Canis major
28
Melambangkan Anjing Besar, salah satu dari dua anjing milik Orion. Melambangkan Anjing Kecil, salah satu dari dua Terlihat dari daerah 60° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. anjing milik Orion. Terlihat dari daerah 85° Lintang Utara sampai Tampak jelas selama bulan Februari jam 21:00. dengan 75° Lintang Selatan. Tampak jelas Bintang untuk Navigasi: Sirius = Dec 16°43.3' S, RA 6:45:26 selama bulan Maret jam 21:00. Adhara = Dec 28°58.9' S, RA 6:58:53 Bintang untuk navigasi: Procyon = Dec 5°12.8' U, RA 7:39:39 Vela
Puppis
Melambangkan Layar Perahu. Bersama 3 Rasi yang lain (Carina, Puppis dan Pyxis) menyusun perahu Argonavis. Terlihat dari daerah 30° LU sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Maret jam 21:00. Melambangkan Dek Depan Perahu. Bersama 3 Bintang untuk Navigasi: Rasi yang lain (Vela, Carina, dan Pyxis) Suhail = Dec 43°27.5' S, RA 9:08:15 menyusun perahu Argonavis. Terlihat dari daerah 40° LU sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Februari jam 21:00. Astronavigasi (Navigasi Langit)
29
Bintang untuk Navigasi: Canopus = Dec 52°42.1' S, RA 6:24:06 Carina
Leo
Melambangkan Lambung Perahu. Bersama 3 Rasi yang lain (Vela, Puppis dan Pyxis) menyusun perahu Argonavis. Terlihat dari daerah 20° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Maret jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Avior = Dec 59°31.8' S, RA 8:22:40 Miaplacidus = Dec 69°44.6' S, RA 9:13:19
Ursa Major
Melambangkan Beruang Besar Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 30° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan April jam 21:00. Di Indonesia biasa disebut bintang Biduk atau Beruang Besar. ‘Sabuk beruang’nya sebagai penunjuk arah utara. Astronavigasi (Navigasi Langit)
Melambangkan Singa yang telah dibunuh oleh Hercules. Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 65° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan April jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Regulus = Dec 11°56.0' U, RA 10:08:45 Denebola = Dec 14°32.0' U, RA 11:49:25 Ursa minor
Melambangkan Beruang Kecil, dengan ujung ekornya di kutub utara. Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 10° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Juni jam 21:00. Bintang untuk navigasi: 30
Bintang untuk navigasi: Dubhe = Dec 61°42.6' U, RA 11:04:10 Alioth = Dec 55°55.4' U, RA 12:54:20 Alkaid = Dec 49°16.6' U, RA 13:47:49
Polaris = Dec 89°16.7' U, RA 2:34:20 Kocab = Dec 74°07.4' U, 14:50:45
Bootes
Corona Borealis
Melambangkan Mahkota Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 50° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Juli jam 21:00.
Melambangkan Penggembala Beruang Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan Bintang untuk navigasi: 50° Lintang Selatan. Alphecca = Dec 26°41.3' U, RA 15:34:57 Tampak jelas selama bulan Juni jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Arcturus = Dec 19°09.2' U, RA 14:15:58 Virgo
Corvus
Melambangkan Burung Gagak. Terlihat dari daerah 60° Lintang Utara sampai Melambangkan Gadis Perawan. dengan kutub Selatan. Tampak jelas selama Terlihat dari daerah 80° Lintang Utara sampai bulan Mei jam 21:00. dengan 80° Lintang Selatan. Tampak jelas Bintang untuk navigasi: selama bulan Mei jam 21:00. Bintang untuk Gienah = Dec 17°34.6' S, RA 12:16:08 navigasi: Spica = Dec 11°11.7' S, RA 13:25:32
Astronavigasi (Navigasi Langit)
31
Centaurus
Crux
Melambangkan Salib Selatan. Terlihat dari daerah 20° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. Melambangkan Centuri (Manusia setengah kuda). Terlihat dari daerah 30° Lintang Utara sampai dengan Kutub Tampak jelas selama bulan Mei jam 21:00. Selatan. Crux di Indonesia biasa disebut Tampak jelas selama bulan Mei jam 21:00. dengan bintang Pari, LayangBintang untuk navigasi: layang atau Salib Selatan. Menkent = Dec 36°23.9' S, RA 14:07:04 Bintang untuk navigasi: Hadar = Dec 60°24.0' S, RA 14:04:16 Gacrux = Dec 57°08.7' S, RA Rigel Kentaurus = Dec 60°51.7' S, RA 14:40:08 12:31:31 Acrux = Dec 63°07.8' S, RA 12:26:58 Libra
Scorpius
Melambangkan Timbangan. Terlihat dari daerah 65° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Juni jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Zuben el genubi = Dec 16°04.2' S, RA 14:51:13
Melambangkan Kalajengking. Terlihat dari daerah 40° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Juli jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Antares = Dec 26°26.8' S, RA 16:29:47 Shaula = Dec 37°06.5' S, RA 17:34:01
Astronavigasi (Navigasi Langit)
32
Triangulum australe
Draco
Melambangkan Naga. Melambangkan Segitiga Selatan. Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 15° Terlihat dari daerah 25° Lintang Utara Lintang Utara. Tampak jelas selama bulan Juli jam sampai dengan Kutub Selatan. Tampak 21:00. jelas selama bulan Juli jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Bintang untuk navigasi: Eltanin = Dec 51°28.8' U, RA 17:56:44 Atria = Dec 69°02.5' S, RA 16:49:20 Ophiuchus
Aquila
Melambangkan Penakluk Ular/ Penyembuh. Terlihat dari daerah 80° Lintang Utara sampai dengan 80° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Juli jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Rasalhague = Dec 12°33.1' U, RA 17:35:12 Sabik = Dec 15°44.1'S, RA 17:10:45
Melambangkan Elang. Terlihat dari daerah 85° Lintang Utara sampai dengan 75° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Agustus jam 21:00.
Sagitarius
Cygnus
Astronavigasi (Navigasi Langit)
Bintang untuk navigasi: Altair = Dec 8°52.7' U, RA 19:51:03
33
Melambangkan Pemanah. Terlihat dari daerah 55° Lintang Utara sampai dengan Kutub Selatan. Tampak jelas selama bulan Agustus jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Nunki = Dec 26°17.4' S, RA 18:55:38 Kaus Australis = Dec 34°23.0' S, RA 18:24:34 Lyra
Melambangkan Angsa atau Salib Utara. Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan 40° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan September jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Deneb = Dec 45°17.9' U, RA 20:41:36 Albireo = Dec 27°58.0' U, RA 19:30:57 Pavo
Melambangkan Burung Merak. Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan Melambangkan Lyra, sejenis alat musik petik. 30° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Terlihat dari daerah Kutub Utara sampai dengan Agustus jam 21:00. 40° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan Bintang untuk navigasi: Agustus jam 21:00. Peacock = Dec 56°43.0' S, RA 20:26:06 Bintang untuk navigasi: Vega = Dec 38°46.9' U, RA 18:37:07 Hydra Astronavigasi (Navigasi Langit)
34
Melambangkan Ular Laut. Terlihat dari daerah 54° Lintang Utara sampai dengan 83° Lintang Selatan. Tampak jelas selama bulan April jam 21:00. Bintang untuk navigasi: Alphard = Dec 8°41.2' S, RA 9:27:55 (Sumber Data: Wikipedia, program komputer KStar dan Navigator Light, tanggal 21 Maret 2007) *
*
*
Agar langit terlihat seperti peta langit di atas, caranya dengan posisi tidur telentang, kepala di utara dan kaki di selatan selama 24 jam. Ya, 24 jam! Langit dan bintang-bintang senantiasa bergerak/ berputar di atas kepala dari timur ke barat selama 24 jam namun kita tidak menyadarinya, bahkan pada siang hari tidak pernah menyangka bahwa ada bintang, karena pada siang hari sinar matahari ‘menutup’ pandangan kita. Untuk mengetahui dimana 'area' siang atau malam pada peta, kita harus mengetahui posisi Matahari. Tetapi di peta tidak tercantum matahari, dimanakah posisinya? Posisi Matahari Perjalanan matahari berbeda dengan bintang (Lihat garis ekliptika). Matahari selama 24 jam ‘berputar’ 360 derajat sedangkan bintang 361 derajat (baca lagi Waktu Sidereal). Bintang X, bila siang ini berada di Meridian lokal bersama matahari, maka besoknya --pada jam yang sama-sudah bergeser 1 derajat/ 4 menit busur ke arah barat, sedangkan matahari tetap di meridian lokal. Jadi pergeseran bintang-bintang di peta langit di atas adalah dari timur ke barat- geser kiri ke kanan. Lho? berarti letak bintang di langit tiap hari juga berbeda dibanding hari kemarin? Benar, berubah tiap detik dan tiap hari. Untuk mempermudah perkiraan posisinya, perhatikan garis Ekliptika dan bantuan Tanggal yang berada di bagian bawah peta. Memperkirakan Bintang yang akan tampak di langit Posisi matahari di vernal equinox biasanya tanggal 21 Maret (tepi kanan pada peta), koordinatnya Dec 0°00, RA 00.00. Sewaktu Matahari melintasi meridian lokal (tengah hari), bintang-bintang yang akan tampak di langit adalah koordinat RA 00.00 ± 6 jam namun kita tidak dapat melihatnya karena terhalang oleh sinar matahari, jadi langit hanya terlihat biru. Demikian Astronavigasi (Navigasi Langit)
35
juga ketika RA matahari di autumnal equinox, tengah hari, bintang dari RA 06.00–18.00 tidak terlihat.
Mengapa ± 6 jam? karena dari meridian langit ke arah horizon timur/ barat adalah 90 derajat atau 6 jam. Contoh soal, bintang/ rasi apakah yang akan terlihat pada tanggal 21 Mei jam 21.00 ? Jawab; 1. Menentukan RA Matahari; Tanggal 21 Mei; RA Matahari berada di 04.00! Tengah harinya berdasarkan Equation of Time adalah jam 11:57. 2. Menentukan RA Meridian Lokal; Pengamatan dilakukan jam 21 malam= 9 jam 3 menit setelah 11:57, RA 04.00 + 9:03 = RA 13.03. Jadi bintang-bintang yang akan tampak adalah RA 13.03 ± 6 jam! Ada rasi Ursa major, Centaurus, Leo, Vega, Hercules, Crux dan lain-lain. Segera keluar rumah dan pandanglah ke langit, sama bukan? Kenali rasinya terlebih dahulu, setelah itu baru mengenali bintangnya. Bagi penulis, tahap mengenali bintang dan konstelasinya adalah hal yang paling menarik dibandingkan tahap navigasi langit yang lain. Kegembiraan yang sukar dilukiskan dengan kata-kata, yang keluar dari bibir hanya kalimat pujian bagi Sang Pencipta. Ingat bagi negara yang memberlakukan Daylight Saving Time (DST), bahwa jam 21 ketika melakukan pengamatan, sebenarnya adalah jam 20. Karena waktu menunjukkan 1 jam lebih cepat dari biasanya. Jadi sebelum menentukan Waktu Transit dan Meridian Lokal, dilakukan koreksi DST terlebih dahulu; waktu pengamatan dikurangi satu jam. *
*
*
Peta Posisi Geografik Bintang Selanjutnya koordinat bintang-bintang diproyeksikan/ dipetakan ke dalam sistem koordinat bumi. Mudahnya, gambar peta langit di atas dibalik kemudian di tutupkan ke permukaan peta bumi. Pemetaan ini dikenal dengan nama Geographic Position (GP) atau Posisi Geografik, sebagai berikut;
Astronavigasi (Navigasi Langit)
36
Peta Koordinat Bumi dan Posisi Geografik bintang Untuk lebih jelasnya dapat dilihat di poster yang disertakan dalam buku Dalam konteks koordinat bumi atau ukuran JARAK, 1 kotak terkecil peta di atas mewakili 1 derajat. Seharusnya masih dibagi lagi menjadi 60 menit busur. Bila perhitungan koordinat sudah mencapai menit busur, penulis menganjurkan melihat Atlas atau peta topografi seperti contoh gunung Merapi dan Merbabu di bab Pendahuluan. 1 menit busur (‘) = 1 mil nautika (nautical mile) 1 derajat = 60’ x 1 mil nautika = 60 mil nautika Dalam konteks koordinat langit atau ukuran WAKTU, berbeda antara GP Matahari dengan GP Bintang; GP Matahari; karena berputar 360°, untuk melintasi 1 derajat bujur bumi membutuhkan waktu (24jamx 60 menit)/ 360= 4 menit. Jadi 1 kotak-nya mewakili 4 menit. GP Bintang berputar 361°, untuk melintasi 1° membutuhkan waktu (24jamx60 menit)/361= 3,98891967 menit. Satu putaran hari = 361°, dengan demikian koordinat GP juga berubah 1° ke kiri/ barat per hari atau 2 jam per bulan. Karena perubahan terus menerus inilah maka dibutuhkan koordinat patokan di peta agar mudah membacanya. Akhirnya penulis memilih tanggal 21 Maret tengah hari di Greenwich, agar lebih mudah melakukan koreksi dengan zona waktu lokal. Untuk memudahkan perhitungan selanjutnya, akan dipakai angka bulat. Nilai tengah hari di Greenwich juga akan kita asumsikan sebagai jam 12:00. Sedangkan Equation of Time untuk sementara ditiadakan. Koordinat Posisi Geografik (GP): Dec, HA Langit dan bintang ’memutari’ bumi 361 derajat dalam 24 jam, terbit dari timur dan tenggelam di barat. Jadi GP di peta bumi akan bergerak dari kanan ke kiri, 24 jam berikutnya GP juga akan bergeser 1 derajat ke kiri/ barat dari posisi semula. 1 hari = 361 derajat; 1 derajat per hari. Karena GP berubah setiap waktu, maka untuk memudahkan navigasi langit, koordinat bintang (yang telah kita kenal sebagai Dec, RA) juga akan di”proyeksikan” terhadap bumi, yaitu menjadi koordinat GP: Dec, HA (Hour Angle). Tabel perbedaan koordinat; Astronavigasi (Navigasi Langit)
37
Koordinat Bumi (Lintang, Bujur) Terfiksasi dengan bumi Nilai tetap
Koordinat Bintang (Dec, RA) Terfiksasi dengan langit Nilainya relatif stabil
Koordinat GP (Dec, GHA) Terfiksasi dengan bumi Nilai selalu berubah
Nilai Dec/ Deklinasi sama dengan nilai Lintang. Sedangkan HA atau Hour Angle, adalah sudut bintang terhadap Meridian . Terdiri dari GHA (Greenwich Hour Angle) dan LHA (Local Hour Angle). Mengapa SHA tidak termasuk? Ingat, SHA (Sidereal Hour angle) adalah sudut antara obyek langit dengan Titik Aries, terfiksasi dengan langit, jadi tidak bisa digunakan sebagai koordinat proyeksi. Rentang nilai HA 0-360 derajat berlawanan arah jarum jarum, ke arah barat (panduan GHA ditunjukkan oleh angka berwarna kuning di bagian bawah peta, panduan LHA tidak ada karena kita tidak tahu posisi lokal dan justru nilai inilah yang akan kita cari). Ingat lagi sketsa di bawah ini: Maka GHA dalam hubungannya dengan koordinat bumi sebagai berikut: GHA 90° = 90° BB GHA 180° = 180° BB/BT GHA 270° = 90° BT Misalnya Bintang X (Dec 30° U, RA 12:00:00), sekarang koordinat GP-nya Dec 30°, GHA 300°. Berapa koordinat GP-nya 1 jam dan satu hari kemudian? Satu jam kemudian koordinatnya= Dec tetap, GHA 315° (pergeseran 15°/ jam). Satu hari kemudian koordinatnya= Dec tetap, GHA 301° (pergeseran 1°/ hari). Metode Pembacaan Peta GP 1. Koreksi zona waktu ke GMT 2. Menentukan koordinat GP Peta Posisi Geografik berpatokan pada tanggal 21 Maret jam 12:00 GMT. Misalnya tanggal 21 juni 21.00 WIB. 1. Mengubah Zona Waktu ke GMT WIB = GMT +7 atau, GMT = WIB -7 = 21.00-7 = 14.00 GMT 2. Menentukan Koordinat GP (Tanggal dan Jam GMT) Pilih bintang yang telah dikenali, misalnya Antares, di peta menunjukkan koordinat GP= Dec 26°27.0'S, GHA 112°00.0', (Ingat, ini patokan tanggal 21 maret tengah hari Greenwich) a. GHA sesuai tanggal 21 Juni= 90 hari sesudah 21 Maret. 90 x 1°= 90 °
Astronavigasi (Navigasi Langit)
38
Geser GP Antares ke kiri/ barat (lihat arah panah Pergeseran Bintang+) sejauh 90°. GHAnya kini menunjukkan 202°00.0', Dec tetap. Ini adalah posisi pada tengah hari di Greenwich.
b. GHA Jam. Pengamatan dilakukan jam 14.00 GMT, 2 jam setelah jam 12.00 GMT. 120 menit x 1/4° = 30° Geser lagi Posisi Geografik Antares mengikuti panah Jam 12+ sejauh 30°, menunjukkan GHA 232°, Dec tetap. Cara lain selain “geser-menggeser”,yaitu dengan penjumlahan:
GP 21 Maret GP 21 Juni
jam 12.00 GMT jam 14.00 GMT
Selisih hari = + 90 hari x 1° Selisih Jam = +120 menit x 1/4°
Koordinat GP
Obyek Antares Dec GHA 26°27.0' S 112°00.0' Tetap +90°00.0' Tetap +30°00.0' Tetap
=232°00.0'
Jadi kesimpulannya, koordinat GP Antares saat itu= Dec 26°27.0'S, GHA 232°. Atau dengan kata lain, pada tanggal 21 Juni jam 14.00 GMT/ 21.00 WIB, di daerah dengan koordinat tersebut Antares berada tepat di atas kepala/ zenith. *
*
*
Lalu dimana posisi kita? Contoh kasus: beberapa jam yang lalu anda baru bertolak dari pelabuhan Merauke menuju Jakarta dengan jam tangan WIB. Dapatkah anda memastikan dengan yakin posisi saat itu di laut mana (serta koordinat berapa)? Dengan GPS? Padahal GPS anda baterenya habis! Bab selanjutnya akan membahas lebih rinci bagaimana cara menentukan posisi apabila saat itu kita tidak tahu entah sedang berada dimana. Namun sebelum ber’pusing ria’ dengan perhitungan, koordinat dan sudut-sudut, marilah mengatur nafas sejenak..
Astronavigasi (Navigasi Langit)
39
Bab 5. Membuat Sextant sederhana: Sextant-CD Salah satu hambatan dalam mempelajari Navigasi Langit adalah karena harga Sextant yang mahal, atau sulit dijumpai di toko pada umumnya. Karena alasan itulah seorang navigator, Omar F. Reis (http://www.tecepe.com.br) mempunyai ide membuat Sextant dari bahan CD, VCD atau MP3. Ya, yang sering kita lihat dijual di tepi jalan. Panduannya secara garis besar sebagai berikut: Skema Sextant CD
Box CD sebagai pengganti Rangka Sextant, sedangkan CD sebagai ganti bandul penunjuk dan skalanya. Pengukuran sudut dengan cara memutar CD tersebut. Cermin Index menempel di CD, Kaca-cermin horizon menempel di Box. Walaupun CD, dengan jari-jarinya yang kecil, tidak bisa dibandingkan dengan Sextant sebenarnya dalam hal keakuratan pengukuran, namun setidaknya cukup berguna untuk praktik pengenalan navigasi langit. Perlengkapan yang disiapkan; 1. CD/ VCD/ MP3/ DVD dengan box-nya 1 buah. 2. Kertas sticker A4 1 buah, untuk mencetak/ kopi skala Sextant. 3. Cermin kecil 2 buah, kira-kira berukuran 5 x 3 cm dengan tebal 3 mm. 4. Klise film hitam putih/ cakram floppy disk, sebagai pelindung mata dari sinar matahari. 5. Lem. 6. Pisau Cutter. 7. Alat tulis, termasuk penggaris dan jangka. 8. Gunting. 9. Dadu/ bahan lain yang bersudut 90°/ siku untuk menempelkan cermin ke CD dan Box. Penting untuk memastikan bahan yang bersudut siku karena posisi 2 cermin harus paralel dan tegak lurus. Penulis memakai potongan batang spidol kecil dan botol vial bekas obat (sudah dicuci bersih tentunya).
Astronavigasi (Navigasi Langit)
40
Bagian paling rumit dari Sextant-CD adalah pembuatan skala. Sebuah lingkaran dibagi menjadi 360 garis dengan pusat yang sama. Hanya 1/6 dari garis tersebut yang akan kita pakai sebagai skala, tiap garisnya mewakili 1 derajat. Tetapi tidak perlu khawatir dan repot, Omar F. Reis telah menyediakan skemanya di http://www.tecepe.com.br/nav/XTantScalePrinter.zip. Penulis juga sudah membuat skalanya dengan disertai panduan tempat penempelan (lampiran). Langkah pertama yang dilakukan adalah menempel skema Sextant ke CD. Seperti menempelkan label CD biasa, tetapi harus benar-benar tepat di tengah.
Dua buah Cermin Untuk mendapatkan cermin dengan ukuran seperti di atas, anda bisa memintanya ke tukang kaca terdekat. Ingat, dua buah cermin yang ada di Sextant salah satunya adalah separo cerminseparo kaca untuk melihat horizon langsung. Jadi separo lapisan perak di salah satu cermin harus dihilangkan. Gunakan Cutter dengan hati-hati agar tidak menggores permukaan cermin atau bahkan menggores tangan.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
41
Penggantung cermin Mainan plastik anak-anak seperti brick, dadu, batang spidol, vial bekas obat atau batere mempunyai bentuk siku dengan sudut 90°. Benda-benda ini bisa dijadikan landasan cermin ke CD, namun spidol, vial dan batere permukaan sampingnya melingkar, sedikit lebih sulit dibandingkan permukaan datar. Cermin Index yang menempel ditengah CD Rekatkan brick/ batang spidol yang sudah ditempeli cermin tepat di tengah CD, sedemikian rupa sehingga; Posisi cermin mengikuti sketsa dan tegak lurus dengan CD Bagian yang tepat ditengah CD adalah lapisan peraknya, bukan permukaan kacanya. CD mudah diputar-putar (lihat gambar A).
A
B
Kaca-cermin Horizon yang menempel di box CD 1. Rekatkan brick/ batang spidol ke lapisan perak bagian belakang cermin. Pastikan tidak ada bagian yang menghalangi kaca (lihat gambar B). 2. Rekatkan brick/ batang spidol yang sudah tertempel kaca-cermin tersebut di pinggir box CD mengikuti sketsa, sedemikian rupa sehingga paralel dengan cermin Index dan tingginya sama. Menempelkan Skala Vernier Bidiklah horizon/ obyek disekitar rumah melalui kaca-cermin Horizon. Pada saat yang sama putar-putarlah CD sehingga horizon atau benda yang sama memantul dari cermin Index ke kacacermin horizon, sampai posisi horizon/ obyek terlihat segaris atau saling menumpuk. Pertahankan posisi ini. Tempelkan skala vernier sedemikian hingga 0 derajat skala utama segaris dengan 0 skala vernier.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
42
Kalibrasi Tempelkan sebuah benda di badan CD, yang berfungsi sebagai knop/tombol/ kemudi untuk memutar CD (penulis memakai penghapus pensil= Setip). Bila CD agak seret diputar berilah sedikit bubuk rautan pensil sebagai pelicin. Bila perlu buatlah juga teropongnya dari bambu buluh atau batang spidol besar (penulis memakai box roll film yang bagian dasarnya telah dilubangi sebagai tempat mengintip/ membidik).
Pengamatan matahari dapat membahayakan mata, sebaiknya dihindari untuk praktek saat ini. Tetapi bila anda tetap ingin melakukannya, pasanglah lapisan pelindung matahari dari bahan Klise film fotografi yang dilapisi perak, yaitu klise hitam-putih. Klise film berwarna tidak dilapisi perak jadi tidak bisa melindungi radiasi UV, walaupun bisa mengurangi intensitas cahaya. Bahan lain adalah cakram Floppy disk/ disket. Pasang klise dengan posisi mengikuti sketsa. Pemasangan sedemikian rupa sehingga bisa digeser bila tidak diperlukan dan yang lebih penting tidak menghalangi pandangan horizon. *
*
*
Sekilas skala Vernier Skala Vernier (dinamakan sesuai penciptanya, Pierre Vernier, 1580 - 1637) dapat mengukur dengan tingkat akurasi lebih tinggi dibandingkan dengan ukuran biasa dengan penggaris atau meteran. Dengan skala Vernier, bagian terkecil skala utama masih dapat dibagi menjadi fraksi lebih kecil lagi .
Contoh di atas, fraksi terkecil skala Utama adalah sepersepuluh. Ukuran skala vernier lebih kecil dibandingkan skala utama. 10 garis skala vernier setara dengan panjang 9 garis skala utama. Cara kerja Skala Vernier Contoh di bawah ini fraksi terkecil Skala Utama mewakili 1 mm, maka fraksi terkecil Verniernya 0,9 mm. Hasil pengukuran biasa adalah 1,2 cm 'lebih sedikit'.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
43
Skala Vernier bisa menentukan nilai 'lebih sedikit' tersebut dengan tepat. Pertama, carilah garis dari skala vernier yang paling berdekatan dengan garis skala utama, yaitu 1,3 cm skala Vernier.
Dengan sketsa di atas sekarang menjadi jelas, x= d – d', Ingat bahwa fraksi skala Utama 1mm dan skala Vernier 0,9 mm, maka; x = 3mm - 3(0,9)mm = 3(0,1)mm = 0,3 mm Nilai 'lebih sedikit' tersebut ternyata 0,3 mm. Jadi pembacaan Skala keseluruhan adalah 1,23 cm. Dengan cara yang sama, jika garis yang paling dekat dengan skala utama adalah fraksi ke-7 skala vernier, maka hasilnya 1,27 cm. Tingkat akurasi instrumen yang menggunakan skala vernier tergantung dari selisih antara divisi terkecil skala utama dengan skala Vernier. Contoh di atas tingkat akurasinya; 1mm - (9/10)mm = (1/10)mm = 0,1 mm. Artinya; tiap milimeter masih bisa dibaca lagi sampai sepersepuluhnya. Skala Vernier di Sextant Sextant standart, tiap derajat skala utama masih terbagi menjadi 3 fraksi mewakili 20’. Skala Verniernya 20 fraksi setara dengan 19 fraksi skala utama. Tingkat akurasinya: 1 fraksi - (19/20) fraksi = 1/20 = 0,05 fraksi 1 fraksi = 20 menit, maka 0,05 fraksi = 1 menit Skala Vernier di Sextant-CD Sextant-CD, oleh karena diameternya yang kecil, tiap fraksi derajat skala utama terpaksa tidak di bagi lagi. Skala Verniernya dibuat menjadi 60 fraksi yang setara dengan 59 derajat skala utama, sebagai berikut;
Astronavigasi (Navigasi Langit)
44
Tingkat akurasinya: 1 fraksi - (59/60) fraksi = 1/60 fraksi 1 fraksi = 60 menit, maka 1/60 fraksi = 1 menit Perhatikan bahwa tingkat akurasinya setara dengan Sextant standar, yaitu 1 menit (1 mil nautika)! Misalnya skala yang ditunjukkan gambar di bawah ini menunjukkan 54° “lebih sedikit”;
Fraksi skala Vernier yang segaris dengan skala utama adalah 53 menit, jadi keseluruhan bacaannya 54°53', atau penulisan lengkapnya 54°53.0', mudah khan? *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
45
Bab 6. Praktik Navigasi Langit Navigasi Langit, dikenal juga dengan Astronavigasi, adalah teknik menentukan posisi berdasarkan pengukuran sudut antara horizon dengan benda langit, biasanya matahari. Tetapi yang lebih ahli mengukur bulan atau sejumlah bintang, misalnya Polaris (bintang utara, dari belahan bumi selatan tidak terlihat). Penentuan posisi berdasarkan pengamatan Bulan lebih sulit karena perjalanannya dalam setahun mempunyai jalur berbeda. Waktu pengamatan Waktu pengamatan terbaik adalah saat langit sedang temaram, yaitu fajar atau senja, beberapa saat setelah tenggelamnya matahari atau menjelang terbit, tepatnya 6 derajat di bawah horizon. Bintang dan planet sudah mulai/ masih tampak dan yang lebih penting batas horizon masih tampak jelas. Jumlah pengamatan 3 atau lebih untuk menghindari kesalahan perhitungan. Pengamatan pada siang hari biasa disebut Running Fix, yaitu pengukuran matahari yang dilakukan beberapa kali, mulai dari sebelum transit hingga sesudahnya. Perlengkapan Siapkan perlengkapan sebagai berikut: 1. Sextant-CD untuk mengukur altitude/ sudut bintang dari horizon, 2. Kompas untuk mengukur azimuth. 3. Chronometer/ arloji/ jam untuk mengukur waktu, 4. Peta Langit dan peta koordinat Posisi Geografik (Lampiran). 5. Alat tulis termasuk penggaris dan jangka. 6. Lembar plot untuk menggambar posisi (di lampiran). Bila tidak dapat melihat horizon, siapkan juga air dalam ember/ kolam sebagai horizon artifisial. Keuntungannya; pengamatan bisa dilakukan sepanjang malam, tidak perlu menunggu fajar maupun kecewa karena senja telah terlewati. Yang terpenting adalah media yang digunakan sebagai horizon artifisial mudah untuk diperoleh dan diamati.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
46
Horizon Artifisial ala Tukang Bangunan Pernahkah anda mengamati cara tukang bangunan menentukan bidang datar, agar bangunan yang akan didirikan benar-benar tegak lurus dengan permukaan bumi dan tidak miring? Mereka hanya perlu selang yang dilengkungkan kemudian diisi air. Permukaan air di kedua ujung selang adalah bidang datar/ horizon artifisial. Walaupun dalam literatur tidak ada, namun menurut penulis cara ‘tukang bangunan’ini dapat pula digunakan sebagai horizon artifisial. Caranya, tinggi A dan B di tandai lebih dahulu sebelum sextan-CD membidik obyek langit. Nilai Semakin lebar jarak A dan B-artinya selang altitude diperoleh dari bertumpuknya A, B dan makin panjang-, nilai altitude semakin dapat dipercaya. obyek langit. Jarak Zenith, Lingkaran Posisi dan Garis Posisi (Line of Position =LOP) Altitude (H°=sudut obyek langit terhadap horizon) berhubungan erat dengan jarak antara GP bintang dan pengamat. Besar sudut Altitude digunakan untuk mendefinisikan jari-jari lingkaran di permukaan bola bumi yang bersumbu di GP obyek langit tersebut. Mudahnya, sebuah benda langit, sebut saja S (lihat gambar), sesudah diukur dengan Sextant didapatkan nilai Altitude H°. Bila GP obyek S ini dijadikan pusat sebuah lingkaran, maka lingkaran dengan jari jari 90°-H° pasti melewati posisi pengamat. Lingkaran ini biasa disebut Lingkaran Posisi. Terlihat bahwa jari-jari (r) lingkarannya diperoleh dari 90° dikurangi Altitude (yang diukur dengan Sextant). 90°-H° (Sudut yang diperoleh dari 90° dikurangi nilai Altitude) dinamakan Jarak Zenith (Zenith Distance), biasanya dilambangkan dengan Z. Makna Lingkaran Posisi dalam navigasi langit sangat penting sebab obyek langit S tersebut bila diamati dari beberapa tempat disekeliling Lingkaran Posisi mempunyai sudut yang sama. Pengamat berada di salah satu titik dari lingkaran besar ini, tetapi dimana? Dus, pengukuran dua benda langit akan menghasilkan dua lingkaran, atau pengukuran satu benda langit dalam dua waktu yang berbeda juga menghasilkan dua lingkaran. Nah, dari titik perpotongan kedua lingkaran itulah posisi si pengamat dapat diketahui. Semakin banyak benda langit yang diukur, maka tingkat kesalahan makin kecil.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
47
Bila tersedia globe sebesar rumah (atau lebih!) maka perhitungan untuk navigasi langit selanjutnya tidak diperlukan lagi karena cukup dengan menggambar lingkaran-lingkaran saja posisi pengamat sudah diperoleh. Lingkaran Posisi di bola bumi ini sangat besar bila digambarkan di peta (bidang datar). Oleh karena itu hanya diambil sebagian kecil dari lingkaran, sehingga hanya berupa sebuah garis yang dinamakan Garis Posisi atau Line of Position (LOP) atau Garis Sumner6. Pembahasannya ada di Bab 8. Selanjutnya istilah Lingkaran Posisi ataupun Garis Posisi akan kita sebut sebagai LOP saja. Di bawah ini contoh LOP 3 obyek langit:
Lingkaran di Permukaan bola jika di gambarkan membentang datar menjadi tidak bulat lagi, tetapi melebar sejajar sumbu X. Semakin menjauhi ekuator penyimpangannya semakin lebar. Penyimpangan LOP Di bagian bawah Peta GP yang disertakan dalam buku ini terdapat panduan untuk mengukur jauhnya penyimpangan (liat ‘bola cakram-bola yang dilonjongkan-’ di bagian bawah peta). Misalnya Alpheratz suatu ketika koordinat GP-nya Dec 29°08.0'U, GHA 300°. Pengukuran dengan Sextant didapatkan Alt 30°, maka Jarak Zenith-nya 90°-30°= 60°. LOP-nya sebagai berikut;
Seorang Kapten kapal bernama Thomas H. Sumner dalam pelayarannya dari Charleston (Carolina Selatan) ke Greenock (Skotlandia) kebingungan dan mulai khawatir karena cuaca sangat buruk. Bintang tak terlihat bahkan siang hari pun matahari tertutup awan. Sebenarnya pantai sudah dekat tapi beliau tidak tahu posisinya berada di mana. Tiba-tiba matahari terlihat dan segera saja diukur sudutnya dengan Sextant sebelum tertutup awan gelap lagi. Dari pengamatan selintas ini hanya diperoleh GP Matahari. Setelah itu beliau mencoba mengira-ngira kemungkinan posisinya; seandainya di A? di B? di C? dst. Beliau kaget karena ternyata semua posisi perkiraannya mirip sebuah lingkaran. Sedangkan pantai ada beberapa mil di luar “lingkaran” tadi. Kemudian dia berlayar paralel dengan lingkaran tapi lebih jauh dari Posisi Geografik Matahari yang telah diperoleh. Anak buah kapal menduga bahwa kaptennya mulai gila. Tetapi tak berapa lama sampailah di pantai dalam keadaan selamat. Semua anak buahnya keheranan dan takjub. 6
Astronavigasi (Navigasi Langit)
48
Cara menggambarkan penyimpangannya; 1. Tentukan titik Dec 29°08' U, GHA 300° di tepi kanan bola cakram di bawah peta, kita sebut titik X. 2. Tentukan dua titik lain berjarak 60° di utara/ selatan X, kita sebut titik Y dan Y’. 3. Tarik garis lurus antara Y dengan Y’. 4. Ikutilah perpotongan garis lurus tersebut dengan koordinat bola, lalu ‘salin’ di peta bumi.
Angka-angka warna merah di garis bujur, yaitu ± 10, ± 20 dan seterusnya untuk pertolongan perhitungan nilai bujur. Mudah khan? *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
49
Bab 7. Navigasi Langit: Cara Kerja Sederhana Lihat lagi metode pembacaan peta Posisi Geografik (GP) bintang dibab 4. Jangan lupa pula datadata penting yang telah dikumpulkan sejak awal, yaitu; 360° = 24 jam Skala 15° = 1 jam 1 kotak= 1° 1° = 4 menit Pergeseran bintang 1° ke barat/ hari = 2 jam/ bulan Cara Membaca Peta: 1. Koreksi Waktu Lokal ke GMT 1 mil nautika = 1852 m 2. Menentukan GP bintang: Koordinat GP = Dec, GHA + 21 Maret – Patokan GP = 21 Maret di Greenwich tengah hari + Tengah hari Greenwich asumsi jam WIB = GMT+7 12:00GMTWITA= GMT+8 3 LOP dan Penyimpangan WIT= GMT+9 Jarak Zenith (Z) = 90°-Alt Misalnya tanggal 29 Januari 2007 pukul 18.00 WIB. Kenali nama-nama bintangnya kemudian tentukan tiga/ lebih untuk dibidik, sebaiknya pilih yang altitude-nya kira-kira antara 30° dan 60°. karena bila kurang akan menghasilkan kesalahan refraksi atmosfer lebih besar, tetapi bila lebih malah sulit diukur. Jangan memilih bintang yang berdekatan/ arah yang sama karena akan menyebabkan LOP mendekati paralel. Misalnya kita akan membidik 4 buah bintang; Alpheratz, Betelgeuse, Rigel dan Sirius. Catat nilai Altitude dan hitung pula Jarak Zenith-nya dalam tabel: No Bintang Alt (Ho) Jarak Zenith (Z) Waktu Lokal 1 Alpheratz 36°50.0' 18.00 WIB 2 Betelgeuse 44°03.0' 18.00 WIB 3 Rigel 55°56.0' 18.00 WIB 4 Sirius 33°12.0' 18.00 WIB Ket. Nilai Altitude pengamatan/ observasi biasanya dilambangkan dengan Ho.
Waktu GMT
1. Mengubah Zona Waktu ke GMT WIB = GMT+7, atau GMT = WIB – 7 = 18:00 – 7 = 11.00 GMT. No 1 2 3 4
Bintang Alpheratz Betelgeuse Rigel Sirius
Ho 36°50.0' 44°03.0' 55°56.0' 33°12.0'
Jarak Zenith (Z) 53°10.0' 45°57.0' 34°04.0' 56°48.0'
Waktu Lokal 18.00 WIB 18.00 WIB 18.00 WIB 18.00 WIB
Waktu GMT 11.00 GMT 11.00 GMT 11.00 GMT 11.00 GMT
2. Menentukan Koordinat Posisi Geografik (Jam GMT) Mencari nilai GHA dengan bantuan peta GP (Angka berwarna kuning). a) Penyesuaian Tanggal 29 Januari, 50 hari sebelum 21 Maret= - 50° (1°= 1 hari). Astronavigasi (Navigasi Langit)
50
Geser masing-masing GP ke kanan mengikuti arah Tanggal minus sejauh 50 derajat (lihat gambar di bawah). Hasilnya adalah GP tanggal 29 Januari 2007 jam 12.00 GMT. b) Penyesuaian jam ke GMT Pengamatan dilakukan jam 11.00 GMT= 60 menit sebelum jam 12:00 = -15° (1°= 4 menit). Geser lagi 4 GP tersebut mengikuti arah Jam minus sejauh 15°. Bila dihitung dengan tabel; 21 Mar 29 Jan
12:00 GMT 12.00 GMT 11.00 GMT Koordinat GP
Alpheratz GHA Dec 356°00.0’ 29°00.0’U -50°00.0' tetap -15°00.0' tetap 291°00.0’ tetap
Betelgeuse GHA Dec 269°30.0’ 7°30.0’U -50°00.0' tetap -15°00.0' tetap 204°30.0’ tetap
Rigel GHA Dec 279°30.0’ 8°10.0’S -50°00.0’ tetap -15°00.0' tetap 214°30.0’ tetap
Sirius GHA Dec 257°00.0’ 16°45.0’S -50°00.0' tetap -15°00.0' tetap 192°00.0’ tetap
3. Membuat LOP Buat lingkaran di masing-masing GP bintang dengan jari-jari sesuai nilai Jarak Zenith (Z) yang tertera di tabel. Jangan lupa mengoreksi penyimpangan LOP-nya sebagai berikut;
Astronavigasi (Navigasi Langit)
51
Perpotongan 4 lingkaran yang berada di koordinat 5°00.0’ LS dan 111°15.0’ BT adalah posisi pengamat, yaitu laut Jawa kira-kira 90 mil sebelah utara dari pantai Rembang Jawa Tengah. Ini adalah cara paling sederhana sehingga kelemahannya pun banyak; salah satunya ialah memerlukan peta berukuran besar untuk menghasilkan perhitungan akurat. Navigator profesional mempunyai cara lain; tidak perlu lagi membuat lingkaran-lingkaran besar, cukup dengan mengasumsikan posisi dari posisi awal pemberangkatan lalu menggambar sebagian kecil dari LOP (yang berupa garis). *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
52
Bab 8. Navigasi Langit: Cara Asumsi Posisi Perlengkapan Tambahan: Kalkulator untuk menghitung Sinus, Cosinus dan Tangen Posisi pengamat diasumsikan berada di suatu koordinat X, Y, lalu dihitung kemungkinan altitude obyek langit yang akan di peroleh bila di amati dari lokasi tersebut. Altitude ini selanjutnya akan kita sebut sebagai Hc (Altitude Kalkulasi). Hasilnya kemudian di bandingkan dengan Altitude pengamatan sesungguhnya, yang kita sebut Ho (Altitude Observasi) . Nilai Altitude Kalkulasi (Hc) diperoleh dengan bantuan rumus trigonometri bola, sedangkan Altitude Observasi (Ho) adalah hasil pengukuran riil Sextant. Altitude Observasi (Ho) Perhatikan gambar di bawah ini;
Skema menunjukkan bintang Bellatrix, Posisi Geografik (GP) dan LOP-nya. 40° adalah nilai altitude bila diukur dari A, yang terletak di salah satu tempat di sekeliling LOP. (Ingat, obyek langit bila diamati dari semua tempat disekeliling LOP nilai altitudenya sama!) Ceritanya; Popeye si pelaut, yang tidak tahu dirinya saat itu berada dimana, sedang mengirangira/ mengasumsikan posisinya berada di titik A. Seluruh informasi mengenai bintang Bellatrix setelah dikalkulasi menghasilkan nilai altitude sebesar 40° (ini adalah Hc= Altitude Kalkulasi). Namun Popeye kaget, pengamatan riil Sextant-nya menunjukkan sudut 33° (ini Alt observasi, Ho)! Apa artinya?? Dimana posisi riil Popeye? Jaraknya terhadap Bellatrix lebih jauh dari asumsi posisikah? Ya, anda benar!! Karena Ho (33°) lebih kecil dari Hc (40°). Seandainya Ho-nya 53° artinya posisi riil Popeye jaraknya lebih dekat dengan Bellatrix dibandingkan dengan asumsi. Lebih jelasnya gambar berikut;
Astronavigasi (Navigasi Langit)
53
Sudut 53° menunjukkan bahwa posisi riil di B. Sebaliknya 33° posisi riil-nya di C. Ini adalah prinsip kerja dari navigasi dengan asumsi posisi. Altitude Kalkulasi (Hc) 1. Mencari LHA Untuk mencari nilai LHA (LHA Betelgeuse pada contoh gambar di bawah) dihitung dari selisih antara GHA Bet dengan bujur asumsi posisi (AP). Sebagai latihan, penulis telah menyertakan daftar GHA Aries maupun bintang yang lain patokan tanggal 21 Maret 2008 (lihat lampiran):
Rumus: LHA = GHA - AP Bila posisi dibujur timur maka nilai AP negatif; LHA Bet= GHA Bet - (-AP) Bujur Timur. 2. Rumus Segitiga Bola untuk mencari Az dan Hc Perhatikan gambar segitiga bola di bawah ini:
Keterangan: N = Kutub Utara Z = Asumsi Posisi Pengamat (koordinat φ, λ) DecS = Deklinasi GP Bintang S (Koordinat Dec, GHA) LHA = Selisih bujur antara GP Bintang S - pengamat, diperoleh dari GHA- pengamat. a = 90°- φ b = 90°- Deklinasi S c = 90°- Hc° (Ingat Lingkaran Posisi di Bab 6) Maka nilai Altitude Kalkulasi (Hc) dapat diperoleh dengan rumus:
Astronavigasi (Navigasi Langit)
54
sin (Hc) = (sin φ * sin DecS) + (cos φ * cos DecS * cos LHA) Sedangkan rumus untuk mencari nilai Azimuth (Az) : tan (Az) =
sin LHA (cos φ *tan DecS) - (sin φ *cos LHA)
Keterangan: Hc = Altitude Kalkulasi Φ = Nilai Lintang Pengamat DecS = Deklinasi GP Bintang (Koordinat Dec, GHA) LHA = Selisih bujur antara GP Bintang S – pengamat, diperoleh dari GHA- pengamat. Az = Nilai Azimuth pengamat terhadap Bintang Catatan. Nilai negatif untuk Bujur Timur dan Lintang Selatan. Setelah nilai Hc ketemu lalu dibandingkan dengan Ho. Selisihnya dipakai untuk membuat LOP. Dari perpotongan 2 atau lebih LOP itulah posisi riil akhirnya diketahui. Pusing? mari kita praktikkan saja…… Perhitungan Misalnya tanggal 29 Januari 2007 pukul 18.00 WIB. kita membidik 3 buah bintang; Alpheratz, Betelgeuse dan Rigel. Catat nilai Altitude dan waktu pengukurannya dalam tabel: 1. Altitude Observasi (Ho) Alpheratz Ho (Observasi) 36°50.0’
Betelgeuse 44°03.0’
Rigel 55°56.0'
Kemudian cara mencari nilai GHA akhir seperti pada Bab 7, sebagai berikut: 18.00 WIB = 11.00 GMT 21 Mar 29 Jan
12:00 GMT 12.00 GMT 11.00 GMT Koordinat GP
Alpheratz GHA Dec 356°00.0’ 29°00.0’U -50°00.0' tetap -15°00.0' tetap 291°00.0’ tetap
Betelgeuse GHA Dec 269°30.0’ 7°30.0’U -50°00.0' tetap -15°00.0' tetap 204°30.0’ tetap
Rigel GHA Dec 279°30.0’ 8°10.0’S -50°00.0’ tetap -15°00.0' tetap 214°30.0’ tetap
2. Mencari nilai Altitude Kalkulasi (Hc) a. Asumsi Posisi (AP) Kita asumsikan posisi (AP) saat itu di sembarang koordinat, tapi tentu saja tidak asal menentukan (maksudnya bila kita tahu sedang dalam perjalanan jakarta-makassar, tidak mungkin asumsinya di Bujur Barat khan?). Tentu saja asumsi posisi tidak terlalu jauh dari awal pemberangkatan, apalagi bila bertolak dari tempat tersebut hanya beberapa menit yang lalu, misalnya saja kita asumsikan posisi di 5° LS dan 111° BT. Atau bisa juga dengan Navigasi Langit cara sederhana terlebih dahulu seperti yang diulas di Bab 7. Hasil akhir yang masih kasar dijadikan nilai asumsi posisi.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
55
Asumsi posisi lebih teliti; menghitung jarak dari posisi awal pemberangkatan dengan rumus: kecepatan x waktu. Bila jarak dihitung dalam mil dan waktu dalam jam, maka kecepatannya mil per jam atau KNOT. Kemudian ditentukan arah perjalanan berdasarkan kompas, ini dinamakan Dead Reckoning. b. LHA berdasarkan Asumsi Posisi Asumsi Posisi 5° LS dan 111° BT Rumus: LHA = GHA - AP Bujur Koordinat GP (GHA) - (Bujur Asumsi Posisi) LHA
Alpheratz 291°00.0’ - (-111°00.0’ BT) 42°
Betelgeuse 204°30.0’ -(-111°00.0’ BT) 315°30.0’
Rigel 214°30.0’ -(-111°00.0’ BT) 325°30.0’
Sketsa trigonometri bola Alpheratz (S) sebagai berikut:
Silahkan membuat sketsa untuk bintang yang lain. Fungsi sketsa ini untuk memperkirakan arah GP, di sebelah barat atau timur pengamat. c. Rumus Segitiga Bola untuk mencari Altitude Kalkulasi (Hc) dan Azimuth (Az) Rumus Altitude Kalkulasi (Hc): sin (Hc) = (sin φ * sin DecS) + (cos φ * cos DecS * cos LHA) Sedangkan rumus untuk mencari nilai Az : tan (Az) = sin LHA (cos φ *tan DecS) - (sin φ *cos LHA) Buatlah Tabel untuk perhitungan Trigonometri masing-masing: Alpheratz Betelgeuse Rigel φ -5 LS -5 LS -5 LS DecS 29°00.0’LU 7°30.0’LU - 8°10.0’LS LHA 42° 315°30.0’ 325°30.0’ Sin φ Cos φ Sin DecS Cos DecS Tan
-0.087155743
-0.08715574
-0.08715574
0.996194698
0.996194698
0.996194698
Astronavigasi (Navigasi Langit)
0.48480962
0.130526192
-0.142053081
0.874619707
0.991444861
0.989859042
0.554309051
0.131652498
-0.143508394 56
DecS Sin LHA Cos LHA
0.669130606 0.743144825
-0.70090926 0.713250449
-0.56640624 0.824126189
Tan Az Az
-1.084544803
3.6257292
-7.962416087
47.32252476
74.58079274
-82.84170047
Sin Hc Hc
0.605241838 37.24624639 37°14.8'
0.693081472 43.8745318 43°52.5'
0.825045255 55.59307972 55°35.6'
Atau bila hasil Azimuth kurang meyakinkan bisa dicek lagi dengan bantuan program komputer, misalnya: Program Distance & Bearing yang dibuat oleh Judson McCranie (
[email protected]), kita cukup memasukkan nilai koordinat yang dikehendaki: Alpheratz Betelgeuse Rigel
= 312,68 degrees NW(ke arah barat) 312°40.6’ = 74,58 degress ENE (ke arah timur laut) 74°34.8' = 97,16 degress E (ke arah timur) 97°09.6'
Perhatikan bahwa hasil Azimuth tabel di atas berbeda dengan Program, karena hasil pada tabel di atas hanya menyatakan nilai sudut suatu trigonometri bola, sedangkan nilai pada program adalah sudut yang diukur dari utara benar (True North) searah jarum jam. Sedangkan untuk Rigel:
3. Membandingkan Altitude Observasi (Ho) dengan Altitude Kalkulasi (Hc) Perhitungan selisih Hc dengan Ho: Alpheratz Betelgeuse Rigel Hc (kalkulasi) 37°14.8' 43°52.5' 55°35.6' - Ho (Observasi) -36°50.0’ -44°03.0’ -55°56.0' Selisih (NM=Mil Nautika) 24.8’ -10.5’ -20.4' Kesimpulan LOP= + = menjauh menjauh mendekat mendekat - = mendekat 4. Memplotkan LOP LOP yang akan kita gambarkan kali ini hanya mengambil sebagian kecil dari lingkaran, jadi hanya merupakan sebuah garis. Yaitu bagian LOP yang terdekat dengan Asumsi Posisi (AP). Keuntungannya, lembar plot tidak lagi memerlukan peta bumi penuh, karena peta negara/ Astronavigasi (Navigasi Langit)
57
pulau kecil sudah mencukupi. Selain itu, perpotongan masing-masing LOP hasilnya lebih akurat. Agar lebih mudah lagi, lembar plot biasanya diberi bantuan arah mata angin/ kompas, yang berfungsi pula sebagai bantuan garis bujur, sebagai berikut;
Lembar Plot yang lebih jelas lihat di bagian belakang buku ini. Sumber: http://www.efalk.org/Navigation/plotsheet.fig Keterangan gambar: 1. Lingkaran ditengah gambar sebagai bantuan kompas dengan jari-jari 1 derajat= 60 mil nautika. 2. Garis horizontal menunjukkan garis Lintang. Masing-masing berjarak 1 derajat. Garis lintang yang berada di tengah nantinya sebagai posisi lintang pekerjaan kita. 3. Garis bujur tidak digambar karena letaknya akan disesuaikan posisi lintangnya, jadi letaknya nanti berubah-ubah. Cara termudah yaitu dengan panduan lingkaran kompas. Bila asumsi posisi di daerah ekuator, tarik garis vertikal memotong kompas di 90° dan satunya lagi di 270°.tetapi mendekati kutub (utara/selatan) jaraknya makin menyempit. Misalnya di bujur 60°, buat garis vertikal memotong kompas di sudut 90° and 330° and 210°, garis satunya lagi memotong 30° and 150°. 4. Skala: dibagian kanan bawah merupakan panduan skala untuk menentukan menit pada garis bujur. Cara kerja: 1. Terlebih dahulu plotkan titik Asumsi Posisi yang desimalnya dibulatkan; yaitu 5° LS dan 111° BT ditengah lembar kerja. 2. Buat garis bujur dengan cara; garis pertama memotong kompas di sudut 275° dan 265°. Garis kedua memotong 85° dan 95°. Ini karena mengikuti lintang asumsi posisinya, yaitu 5° LS. Bila nilai Lintang semakin besar maka garis bujur yang dibuat akan makin sempit.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
58
A
B
3. LOP Alpheratz (Gambar A): Buat vektor dari asumsi posisi (5° LS, 111° BT)/ pusat lingkaran dengan sudut 312°40.6’. Perkirakan arah GP Alpheratz, lalu ukur 24.8’ NM (mil Nautika) menjauhi GP. Buat garis tegak lurus di titik ini, ini adalah LOP Alpheratz. 4. LOP Betelgeuse (Gambar B): Buatlah lagi vektor untuk Betelgeuse dengan sudut 74°34.8', perkirakan arah GP-nya, lalu ukur 10.5’ NM mendekati GP, akhirnya buatlah LOP-nya tegak lurus vektor.
C 5. Kerjakan cara yang sama untuk LOP Rigel (Gambar C). 6. Tentukan titik perpotongan 3 LOP di atas atau yang mendekati.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
59
E Perpotongan masing-masing LOP menghasilkan daerah yang di arsir merah. Posisi pengamat kita perkirakan berada di koordinat 5°15.0’ LS dan 111°18.0’ BT. * * * Navigasi dengan cara asumsi posisi ini paling sering dilakukan, dinamakan metode Intercept7. Dengan perhitungan yang lebih teliti, keempat LOP ini akan menghasilkan satu titik perpotongan! Pada tataran ahli atau professional lebih rumit lagi karena setiap perhitungan masih harus dilakukan koreksi-koreksi, antara lain; Koreksi Pengamatan/ Observasi 1. Index Error (ie) – koreksi kesalahan yang disebabkan peralatan Sextant sendiri. Misalnya seharusnya skala menunjukkan 0 ternyata -5., maka hasil pengukuran nanti harus ditambah 5. 2. Dip, yaitu koreksi karena permukaan bumi atau ketinggian pengamat dari permukaan laut . nilainya negatif (-). Ketinggian (meter) Koreksi 1,5 - 2’ 3 - 3’ 4,5 - 4’ 7,5 - 5’ 12 - 6’ Master Sextant, Robert B.Kleid (Davis Instrument corp.) 3. Semidiameter – pada pengamatan Matahari dan Bulan karena diameternya yang besar. Yang diukur pada pengamatan adalah tepi atas atau bawah obyek, tetapi data di Almanak berdasarkan pusat/ tengah obyek. Jarak tepi matahari ke inti adalah 16’. Nilai (+) bila pengukurannya tepi bawah. 7
http://www.efalk.org/Navigation/Leg57.txt
Astronavigasi (Navigasi Langit)
60
4. Horizontal Parallax; yaitu koreksi jarak dari pusat bumi (karena pengamat berada dipinggir bumi, bukan ditengah bumi). Tidak signifikan untuk bintang. Ini terutama untuk pengamatan Bulan. 5. Refraksi (Ro), yaitu efek dari ‘lekukan’ atmosfer. Terutama untuk pengamatan obyek yang rendah. Koreksi Perhitungan/ Kalkulasi Almanak Nautika yang diterbitkan secara resmi, selain berisi daftar tabel koordinat bintang juga disertai panduan untuk mengoreksi kesalahan-kesalahan yang ada. *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
61
Bab 9. Pengukuran Posisi berdasarkan Gerak Matahari (Running Fix) Posisi pengamat diketahui dengan cara menentukan Meridian Passage atau Waktu Transit, yaitu ketika matahari melintasi meridian, Azimuthnya 0° atau 180° (menghadap Utara/ Selatan). Artinya Tidak perlu LOP karena nilai lintang sudah diketahui dari nilai azimuth-nya. Ini terjadi saat tengah hari (±20 menit). Bersiaplah 30 menit/ 1 jam sebelum waktu transit. Ukur sudut matahari kira-kira tiap 5/ 10 menit, dan karena diameternya yang besar, maka ukurlah bagian tepi bawah/ atas saja. Catat masing-masing altitude dan azimuthnya, kemudian tentukan nilai altitude tertinggi (altitude kulminasi). Tetaplah mencatat hingga nilai altitude turun lagi dan sama dengan nilai pertama kali memulai pencatatan sebelum transit. Misalnya tanggal 18 Januari 2007; Jam Alt Az 11.30 WIB 73°56.0’ 167° 11.35 WIB 74°11.0’ 171° 11.40 WIB 74°19.0’ 175° 11.45 WIB 74°22.0’ 180° 11.50 WIB 74°20.0’ 184° Dst... 12.02 WIB 73°55.0’ 193° Waktu Transit adalah rata-rata waktu mulai pencatatan dengan akhir pencatatan, jadi Waktu Transit-nya nilai tengah antara 11.30-12.02, yaitu 11:46. Sebagai berikut: Jam 11.46 WIB
Alt 74°22.0’
Az 180° 00.0’
Z = 90°-Alt 15°39.0’
Metode perhitungan mirip sebelumnya namun dengan sedikit modifikasi; 1. Menentukan RA dan GP Matahari. a. RA 18 Januari= 19.48. memotong ekliptika di deklinasi (Dec) 20°40.0’ S. b. GP Matahari selalu berpatokan di meridian Greenwich (bedakan dengan GP bintang yang berpatokan 21 Maret jam 12.00 GMT), maka geser dulu ke arah GHA 0°. Koordinat GP-nya sekarang Dec 20°40.0’ S, GHA 0°. - GP BINTANG berpatokan 21 Maret jam 12.00 GMT. - GP MATAHARI berpatokan di meridian Greenwich. - Azimuth 0°= posisi pengamat di sebelah selatan obyek. - Azimuth 180°= posisi pengamat di sebelah utara obyek. 2. Koreksi Zona waktu ke GMT WIB 11:46:00 -7 - 07:00:00 GMT = 04:46:00 3. Koreksi Equation of Time Astronavigasi (Navigasi Langit)
62
Ingat lagi Equation of Time atau Penyetaraan Waktu di Bab 3, yaitu selisih antara waktu ratarata bumi mengelilingi matahari dengan waktu yang sebenarnya. Almanak Nautika memuat nilai ini dengan lebih terperinci. Equation of Time 18 Januari 2007 menunjukkan matahari mencapai tengah hari jam 12:11. 4. Menentukan posisi lokal pengamat Pengamatan dilakukan jam 04.46 GMT, 7 jam 25 menit sebelum jam 12.11 GMT. 7 jam 25 menit, diubah ke bentuk derajat = 111°15.0’ (4 menit = 1 derajat) a. Geser GP Matahari searah Jam 12 minus sejauh 111°15.0’, tentu saja menunjukkan bujur 111°15.0’ BT. b. Jarak Zenith (Z)=15°39.0’ buatlah LOP tetapi penyimpangannya tidak perlu dikoreksi karena Azimuth 180° menunjukkan posisi pengamat pasti berada di sebelah utara Matahari.
Jadi kesimpulan posisi pengamat adalah di koordinat 05°00.0’ LU dan 111°15.0’ BT. Terlihat bahwa hasil dari metode pengamatan matahari ini sebenarnya kurang akurat. *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
63
Bab 10. Memperkirakan arah Kiblat bagi Muslim Kelemahan Penggunaan Kompas Sebelum melakukan shalat di tempat baru, biasanya kita mengukur sudut kiblat dengan kompas terlebih dahulu, walaupun hanya sekedar memastikan (atau kalibrasi), baik di rumah maupun dimasjid. Nilai sudut ini diperoleh dari program-program komputer yang banyak bertebaran di internet (misalnya Accurate Times, Athan Basic, Salaat time, Salat & Qibla dari Napier University, WinHisab dari DEPAG dan sebagainya) atau surat edaran resmi MUI. Program Komputer Accurate Times menyatakan bahwa sudut kiblat dari Jakarta: 295,1° FROM TRUE NORTH. Lalu banyak orang mengira bahwa ujung jarum kompas menunjukkan arah utara sebenarnya (True North), sehingga kemudian melakukan shalat searah dengan nilai 295,1° yang tertera di kompas, padahal ini adalah Kesalahan fatal. Jarum utara kompas menunjukkan arah utara magnetis (Magnetic North). (Baca lagi Bab 1) Variasi Jarum kompas selalu mengikuti arah medan magnet bumi, padahal di setiap tempat arus magnet bumi tidak selalu menunjukkan arah utara sebenarnya (True North) karena kompleksnya pengaruh yang ada di permukaan bumi. Sudut antara utara magnet (Magnetic North) dengan utara sebenarnya (True North) dinamakan Variasi (Variation atau disebut juga Deklinasi Magnetis– Magnetic Declination –). Nilai variasi ini selalu BERBEDA disetiap waktu dan tempat. Parahnya, tidak semua program/ edaran resmi menyertakan nilai untuk koreksi ini. Jadi dimana bisa kita dapatkan? Di setiap peta (yang kredibel) biasanya dicantumkan nilai variasi, misalnya peta topografi daerah jawa barat yang dibuat oleh Army Map Service (NSVLB), Corps of Engineers, US army menyatakan; “1955 Magnetic Declination for this sheet varies from 0°15’ easterly for the center of the west edge to 1°00’ easterly for the center of the east edge. Mean annual change is 0°02’ westerly” Arti bebasnya, Tahun 1955, Variasi di Jakarta 0°15’ ke Timur, rata-rata 0°02’ ke barat tiap tahun. Jadi perhitungannya sbb: Sekarang akhir tahun 2007, selisih dari tahun 1955 dibulatkan menjadi 53 tahun = 1°44’ ke Barat.Total variasinya; = 0°15’ ke Timur + 1°44’ ke Barat = 1°29’ ke Barat. Karena variasinya ke arah barat, maka nilai yang ditunjukkan oleh jarum kompas LEBIH BESAR dari nilai yang ditunjukkan dari True North. Menjadi: 295,1° + 1°29’ = 296,6° Rumusnya; tanda (-) bila variasi ke barat (West), tanda (+) sebaliknya. Deviasi Deviasi adalah kesalahan baca jarum kompas yang disebabkan oleh pengaruh benda-benda disekitar kompas, misalnya besi, mesin atau alat-alat elektronik (HP, MP3 player etc). Deviasi dapat diabaikan bila kita yakin benda-benda berpengaruh tersebut tidak ada di sekeliling. Berikut contoh Variasi kota lain dari peta sumber yang sama: Sampit = 2°00’ ke Timur, rata-rata tiap tahun dapat diabaikan. Astronavigasi (Navigasi Langit)
64
Surabaya dan Malang = 2°05’ ke Timur, rata-rata 0°02’ ke barat tiap tahun (peta tahun 1955). Sedangkan dari program Mooncalc buatan Dr. Monzur Ahmed diperoleh data sebagai berikut: Galela, Halmahera Utara = 1°09’ ke Timur. Banda aceh = 1°00’ ke Barat Kobe, Japan = 7°07’ ke Timur Kesimpulan Arah kiblat dari Jakarta yang dinyatakan dengan nilai “295,1° from TRUE NORTH”, oleh jarum kompas nilainya akan berubah menjadi 296,6° karena harus dikoreksi terlebih dahulu. Tidak semua program/ edaran resmi menyertakan nilai untuk koreksi ini, karena nilainya berbeda di tiap waktu dan tempat. Maka penulis mencoba menentukan arah kiblat dengan bantuan benda langit, yaitu Matahari dan bintang lain. Tentu saja dengan alat seadanya dan mudah diperoleh. * * * Koreksi Kesalahan nilai INDEX KOTA (CITY INDEX) pada Kompas Kiblat Kompas Kiblat, rentang nilainya 0-400, ini dinamakan nilai INDEX KOTA (City Index). Dalam buku panduan yang disertakan tertera cara pemakaian dan angka-angka index dari berbagai kota, misalnya: Jakarta, Semarang, Yogyakarta, surabaya, Malang= 75 Daerah Jepang = 100-105. Bila Ujung Jarum kompas di luruskan dengan nilai Index Kota, maka panah akan menunjukkan arah kiblat. Jadi nilai derajat 0-360 setara dengan nilai index 0-400. Mari kita kupas perangkat Kompas Kiblat ini: Nilai kompas biasa (KB, 0-360) akan kita setarakan dulu dengan nilai Index kompas Kiblat (KQ, 0-400) secara kasar (mata telanjang): 0° KB = 0 KQ 90° KB = 100 KQ 180°KB= 195 KQ 270°KB= 295 KQ Arah kiblat dari Jakarta, setelah dikoreksi dengan Variasi (Variation= Magnetic Declination) ditunjukkan oleh jarum kompas sebesar 294,36°, back azimuthnya 65,64°, ini akan setara (coincide) dengan nilai Index 73 (tepatnya 72,93. BUKAN 75 seperti yang tercantum di buku Panduan). Perhitungan lebih akurat sebagai berikut: (65,64 x 400) / 360= 72,93 Arah Kiblat di Kobe Jepang, back azimuth 62,4°, nilai Index Kotanya: (62,4 x 400) / 360= 69,32 (jauh di bawah angka 100 seperti yang tertera di panduan). Apakah angka yang ada di data City Index telah mengalami pembulatan? penulis tidak tahu. Tetapi penulis menyarankan lebih baik dicantumkan pula nilai aslinya agar tidak menyesatkan. Kesimpulan 1. Nilai Panduan Kompas Kiblat kurang tepat, bila tidak mau dikatakan salah dan menyesatkan. Terutama bila digunakan pada tahun ini (2008). Astronavigasi (Navigasi Langit)
65
2. Seandainya Nilai panduan benar, seharusnya ada pemberitahuan dilakukan koreksi tiap tahun, disebabkan oleh adanya VARIASI kompas berbeda tiap LOKASI & tiap WAKTU. * * * Cara Penentuan Arah Kiblat: dengan Bintang & Busur Derajat (Bukan Jarum Kompas) Tulisan sebelumnya telah dibahas Kelemahan Penggunaan Kompas, karena sudut yang umumnya dipublikasikan untuk daerah masing-masing adalah True North (padahal jarum kompas menunjukkan arah Utara Magnetis/ Magnetic North). Kali ini kita akan menentukan arah kiblat dengan ”kompas alami”, yaitu rasi bintang. Kemudian bantuan Busur Derajat atau skala derajat yang tertera di Kompas (bukan dengan jarum kompas). Ada dua rasi yang dapat kita gunakan, yaitu Ursa Mayor dan Crux / Salib Selatan. Misalnya kita ketahui bahwa arah kiblat 300° from true north, maka back azimuth-nya adalah 60°. URSA MAYOR Ursa mayor/ beruang besar. ”sabuk”nya bila ditarik garis lurus akan menunjukkan arah utara. Setelah arah utara ketemu, hitung dengan busur derajat 60° ke arah barat.
CRUX Crux atau salib selatan, bila ditarik garis lurus akan menunjukkan arah selatan. Setelah ketemu, ukur dengan busur derajat ke barat sejauh 120°.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
66
*
*
*
Kapan Matahari persis di atas Ka’bah? Perhatikan jalur ekliptika di peta GP; dengan penyimpangannya yang 23,5 derajat terhadap ekuator, maka pada suatu ketika GP matahari akan tegak lurus dengan Mekkah, artinya bagi muslim, dengan peta ini kita bisa memperkirakan arah kiblat. Koordinat ka’bah adalah 21°25.5' LU dan 39°49.5'BT, zona lokalnya GMT+3. Bila rata-rata tengah hari di GMT adalah jam 12:00, maka di Mekkah tepat pukul 12:21. Matahari mencapai deklinasi 21°25.5' LU dalam setahun ternyata terjadi dua kali, kira-kira pada tanggal 28 Mei dan 16 Juli (lihat peta Posisi Geografik).
Jadi saat matahari mencapai waktu transit/ tengah hari di Mekkah, semua bayangan akan menjauhi arah kiblat. Patokan arah kiblatnya adalah melihat matahari. Jam berapakah saat itu di Indonesia? Tentu saja sudah sore karena telah mengalami siang lebih dulu. Zona Mekkah adalah GMT +3, sehingga zona di Indonesia tinggal menyesuaikan saja: WIB = Waktu Mekkah + 4 jam WITA = Waktu Mekkah + 5 jam WIT = Waktu Mekkah + 6 jam
Astronavigasi (Navigasi Langit)
67
Apakah tengah hari di Mekkah selalu pada jam 12:21? anda jangan melupakan Equation of Time!
Jadi kapan Matahari akan menunjukkan arah kiblat? 28 Mei, tengah hari jam 12:18 waktu Mekkah= 16:18 WIB 16 Juli, tengah hari jam 12:26 waktu Mekkah= 16:26 WIB Masih adakah waktu yang lain untuk memperkirakan kiblat? Jawabnya masih, bedanya patokannya adalah arah bayangan kita yang menunjukkan arah kiblat, yaitu ketika posisi matahari di deklinasi yang sama tetapi di Lintang selatan dan di sisi bumi ketika mekkah mencapai tengah malam. Tepatnya, matahari berada di koordinat bujur 140°10.5'BB (+180 derajat dari bujur Mekkah; bujur yang sama dengan Northway- Alaska, USA, zona GMT-9,). Peristiwa ini juga terjadi dua kali, kira-kira tanggal 28 nopember dan 16 januari. Jam berapakah saat itu di Indonesia? Masih pagi, tetapi sudah maju satu hari karena telah melewati garis batas internasional pergantian hari: 28 November 21:09 GMT = 29 November 04:09 WIB 16 Januari 21:29 GMT = 17 Januari 04:29 WIB Di zona WIB sayangnya matahari belum terbit, tetapi di zona WIT matahari sudah tinggi, yaitu 06:09 WIT. Ini adalah cara paling sederhana. Dengan perhitungan lebih teliti, tiap hari bayang-bayang sebenarnya mendekati/ menjauhi arah kiblat pada jam dan menit tertentu. * * * Perkiraan Arah Kiblat Tiap Hari dengan Skema Perhatikan skema bola bumi di bawah ini:
Astronavigasi (Navigasi Langit)
68
Skema Perkiraan Arah Kiblat Lebih jelasnya lihat di skema yang disertakan di buku ini -
-
-
Aturannya sebagai berikut: Mekkah/ Ka’bah berada tepat ditengah lingkaran yang ditunjukkan oleh perpotongan garis biru vertikal dan horizontal. Dengan posisi seperti ini maka garis koordinat bumi bergeser ke bawah dan melengkung. Garis biru yang vertikal adalah Meridian, untuk menandakan tengah hari pada saat Matahari melintasi garis ini. Sudut Matahari terhadap bumi (deklinasi) tiap hari berubah, ditunjukkan oleh garis Ekliptika warna merah yang disertai panduan tanggalnya. Perubahan 1 derajat per HARI. Konsep awal penentuan jam 12 adalah ketika Matahari tepat berada di meridian Greenwich. Mencapai Mekkah kira-kira jam 09:21 GMT atau 12:21 waktu Mekkah. Namun pada kenyataannya bumi dalam orbitnya mengelilingi matahari kecepatannya tidak tetap, sehingga jam/ arloji tidak selalu menunjukkan jam 12:21 saat tengah hari. Kadang masih jam 12:10 atau malah 12:35! Ini karena arloji disetel berdasarkan kecepatan rata-rata bumi mengelilingi matahari dalam setahun. Selisih antara waktu rata-rata ini dengan waktu yang sebenarnya di namakan Equation of Time. Nilainya ditunjukkan oleh grafik Equation of Time (kanan bawah). Misalnya tanggal 10 Nopember, grafik menunjukkan bahwa tengah hari di Mekkah terjadi pada pukul 12:05 Waktu Mekkah. Koordinat bujur dalam derajat bila dikonversikan ke bentuk jam mengikuti rumus 1 derajat = 4 menit.
Mari kita mulai, misalnya tanggal 2 April, posisi anda di Jakarta (koordinat 106°51’BT, 6°9’LS), sebagai berikut: 1. Tarik garis lurus dari jakarta ke arah pusat lingkaran/ Ka’bah (namai garis Q). Buat lagi garis Q untuk lingkaran sebelahnya, juga memotong pusat lingkaran. 2. Tentukan Deklinasi dan waktu Tengah hari Matahari (berdasarkan Equation of Time) tanggal 2 April. Berdasarkan panduan diketahui deklinasi 5°LU dan Tengah hari jam 12:24 Waktu Mekkah. Buatlah lintasan sesuai deklinasi dan alur garis lintangnya (namai dengan garis S). Bila antara garis Q dengan S nanti berpotongan, maka hari itu kita bisa menentukan arah kiblat. Astronavigasi (Navigasi Langit)
69
3. Ternyata berpotongan di dua titik (namai X dan Y). Jika Matahari melintas di titik ini bayangannya akan menunjukkan arah Kiblat (mendekati/menjauhi) tetapi khusus di daerah garis Q saja! - Titik pertama (X) berada dibujur 84°BT alias sisi timur Mekkah. Jam berapa? Untuk mengetahuinya hitunglah selisihnya dengan bujur Mekkah terlebih dulu: = 84° - 39,83° = 44,17° alias 177 menit alias 02:57 = 2 jam 57 menit sebelum tengah hari di Mekkah (12:24) 2 jam 57 menit sebelum 12:24 adalah jam 09:27 (pagi hari di Mekkah). Di Jakarta (WIB) = Waktu Mekkah + 4 jam = 09:27 + 4 jam = 13:27 WIB Jadi bayangan akan persis ‘menjauhi’ arah Kiblat pada pukul 13:27 WIB. Sebagai patokan arah kiblat adalah matahari. -
Dengan cara yang sama hitung pula untuk titik perpotongan yang kedua (Y); Titik Y berada di bujur 76° BB. Selisihnya dengan bujur Mekkah; = 76° + 39,83° = 115,83° alias 463 menit, alias 07:40, 7 jam 40 menit setelah 12:24 adalah jam 20:04 waktu Mekkah. Di Jakarta (WIB) = Waktu Mekkah + 4 jam = 20:04 + 4 jam = 00:04 WIB tengah malam (memasuki 3 April). Tengah malam matahari belum terbit.
Ternyata caranya mudah sekali bukan? Bila lintasan Kiblat (Q) dan lintasan matahari (S) tidak berpotongan berarti hari itu memang bayangan matahari tidak pernah menunjukkan arah kiblat, misalnya bulan Desember di Brunei Darussalam. Namun di tempat tertentu pada tanggal tertentu, dalam sehari bayangan matahari bisa menunjukkan arah Kiblat dua kali! Akurasi perhitungan ini sudah dicek memakai program komputer Accurate Times 5.1.1.2, dengan selisih hanya beberapa menit. Karena letak Jakarta (atau Indonesia) di sebelah timur Mekkah, selisih sedikit masih bisa dimaafkan. Berbeda dengan letak di utara/ selatan Mekkah, selisih 4 menit menyebabkan penyimpangan sejauh 1 derajat = 60 mil nautika = 111,12 Km! Perhitungan lebih cermat tentu hasilnya lebih akurat. Program Accurate Times 5.1.1.2 yang dibuat oleh Mohammad Odeh dari Jordanian Astronomical Society (JAS) merupakan salah satu program komputer yang direkomendasikan pemakaiannya oleh Pusat Studi Falak Muhammadiyah. (http://www.ilmufalak.org/). Astronavigasi (Navigasi Langit)
70
*
*
*
Perkiraan Arah Kiblat dengan bantuan BINTANG Kali ini kita akan mencoba dengan melihat bintang di malam hari, dari seluruh tempat dipermukaan bumi. Bagaimana caranya? Skema di atas tetap akan digunakan, namun ada beberapa istilah lagi yang perlu diketahui. Ah….pusing! Bintangkan letaknya di langit!? *protes* Benar, oleh karena itu anda membutuhkan GP atau Posisi Geografik (Baca lagi Bab 4) GP (Geographic Position, Posisi Geografik) GP arti mudahnya adalah pencerminan/ proyeksi bintang di permukaan bumi. Bayangkan saja sebuah lalat yang terbang di bawah lampu, bayangannya di lantai akan kita namakan GP Lalat. Konsekuensinya GP selalu berubah setiap saat, bergeser terus dari timur ke barat. Koordinat GP= Dec, GHA (Greenwich Hour Angle) GP/ Posisi Geografik/ Proyeksi Bintang bergerak terus, Setelah melewati meridian Jakarta, beberapa menit kemudian akan melewati New Delhi,…Mekkah, Greenwich,.. esoknya jakarta lagi dst. Nilai inilah yang akan menggabungkan koordinat langit dan bumi. Mengambil satu tempat sebagai patokan universal; Meridian Greenwich, sehingga nilai bujur GP bintang/ obyek langit dinamakan GHA, Greenwich Hour angle. GHA adalah waktu/ nilai sudut yang dibutuhkan obyek langit untuk mencapai/ meninggalkan Meridian Greenwich. Nilai Meridian Greenwich adalah 0, lalu bergeser ke arah barat. Berputar penuh 360=0 lagi. Jadi; GHA 90° = 90° BB GHA 270°= 90° BT (Penulis sebenarnya bermaksud memakai istilah JHA, Jakarta Hour Angle, agar ”lebih Indonesia” gitu… . Tetapi istilah ini tidak dikenal dalam navigasi langit, selain itu menjadi tidak universal lagi) Nah sekarang kita punya sistem koordinat GP, ”perpaduan bumi-langit”, yaitu Dec, GHA (bukan lagi Dec & RA atau Lintang & Bujur). Dan untung pula ada rumusnya; GP bergeser 1° ke barat tiap 4 menit dan 1° ke barat tiap hari Hampir mirip obyek matahari, cara kerja berdasarkan bintang sbb: 1. Tarik garis dari koordinat kita ke arah Ka’bah di Skema. Buat garis lagi di bola bumi sebelahnya seolah-olah dicerminkan dari garis sebelumnya. 2. Tentukan lintasan bintang (satu/ lebih) yang akan kita jadikan panduan sesuai garis lintang/ deklinasinya, & GHA jam 12 GMT sesuai tanggal. Titik perpotongan antara no.1 dengan no.2 itulah yang akan menunjukkan arah kiblat. 3. Hitung selisih antara titik perpotongan dengan GHA. Contoh dari Jakarta, hendak melakukan pengamatan tanggal 1 Januari 2008. 1. Tarik garis dari koordinat jakarta (6°9’LS, 106°51’ BT) ke arah Kiblat. Buat garis lagi di bola bumi sebelahnya seolah-olah dicerminkan dari garis sebelumnya. 2. Tentukan lintasan bintang yang diinginkan & sudah dikenali dengan baik, misalnya Bellatrix (termasuk rasi Orion). Koordinat GP-nya =Dec: 6°21.4’N, GHA 277°58.9’ (Lihat Daftar Koordinat GP di lampiran). Astronavigasi (Navigasi Langit)
71
1 Januari = 79 hari sebelum 21 Maret, nilai GHA bergeser ke timur menjadi 198°58.9’ (Ingat rumus), ini adalah jam 12.00 GMT. Plotkan titik koordinat ini di lembar skema (Lihat panduan GHA warna hijau, 198°58.9’ setara dengan koord bumi 161°01.1’ BT). 3. Ternyata perpotongan ada di dua titik, yaitu GHA 280°00’ BT dan 73°30’. # Selisih perpotongan ke-1 (GHA 280°00’ BT) dengan ’GHA jam 12’ sejauh 81°01.1’ ke arah barat, atau 324 menit, atau 5 jam 24 menit setelah jam 12, yaitu jam 17.24 GMT. Diubah ke WIB…jreng…. jam 00.24 WIB. # Selisih perpotongan ke-2 (GHA 73°30’ BB) sejauh 125°29’ ke arah timur, atau 502, atau 8 jam 22 menit sebelum jam 12 GMT, atau, yaitu jam 03.38 GMT. Diubah ke waktu lokal menjadi jam 10.38 WIB. Sudah siang, bintangnya ’tertutup’ sinar matahari. Silahkan mencoba hari lain, atau hari sama tetapi bintangnya lain. Atau perpaduan antara pengamatan matahari dan bintang. Contoh 2 April 08 dari Semarang: Matahari menunjukkan arah kiblat jam13:21 WIB, lalu Betelgeuse = 18.44 WIB. Aldebaran = 19.05 WIB. Regulus =23.48 WIB. Denebola =01.53 WIB. Alhamdulillah, ternyata kita bisa selalu mengoreksi arah kiblat dari menit ke menit. * * * Bisakah Sabuk ORION digunakan sebagai penentu Arah Kiblat? Rasi Orion, sang pemburu, mempunyai ’sabuk’ yang tersusun atas 3 bintang, koordinat GP-nya: 1. Alnitak = Dec: 1°56.4’S, GHA:274°30.0’ 2. Alnilam = Dec: 1°11.8’S, GHA:275°13.0’ 3. Mintaka = Dec 0°17.5’S, GHA:276°30.0’ (Urutan dari timur ke barat) Menurut http://en.wikipedia.org/wiki/Orion: Ke-3 urutan bila ditarik garis lurus memanjang kebarat akan menunjukkan arah kiblat, terutama dari Singapura. Dugaan penulis; bila berlaku untuk Singapura, maka berlaku pula untuk Kalimantan Selatan, Sulsel atau NTT. Benarkah? Mari kita cek:
Ket. Gambar: Garis biru dan coklat adalah arah terdekat menuju Ka’bah Panah merah adalah arah perpanjangan sabuk Orion (Gambar dibuat dengan program animasi 3ds max) Kesimpulan: Tidak terbukti. Astronavigasi (Navigasi Langit)
72
Perhitungan Arah Kiblat dengan Trigonometri Bola Rumusnya seperti di Bab 8, tetapi simbol LHA dan DecS disesuaikan dengan sistem koordinat bumi. Rumus ini dipakai bila pengamat sudah mengetahui posisi koordinatnya. tan (Az) =
sin B (cos φ *tan φM) - (sin φ *cos B)
Keterangan: φ = Nilai Lintang Pengamat φM = Nilai Lintang Ka’bah (Koordinat φm, λm) B = Selisih bujur antara Mekkah – pengamat. Az = Nilai Azimuth pengamat terhadap Ka’bah Catatan. Nilai negatif untuk Bujur Timur dan Lintang Selatan. Koordinat ka’bah adalah 21°25.5' LU dan 39°49.5'BT
Astronavigasi (Navigasi Langit)
73
Bab 11. “Jam Bintang” Suatu malam cerah tanpa mendung, dua orang pemuda sedang dalam perjalanan dari Singaraja menuju Denpasar, Bali. Setiba di tepi telaga Bedugul yang berhawa dingin menusuk tulang, mereka menghentikan laju motornya untuk melepas penat. "Eh..Jam berapa sekarang?" Segera teman yang diboncengnya menengok arloji pergelangan tangan, ternyata mati. Melihat jam di handphone ternyata baterenya juga habis. Adakah penunjuk waktu lain yang dapat dipercaya? Sebenarnya kita mempunyai “jam bintang”, jam yang tidak perlu batere. Namun sayang, jam bintang ini hanya bagi yang bertempat tinggal di belahan bumi utara, karena bintang utama yang diamati adalah Polaris, bintang kutub utara, sebagai pusat “jarum penunjuk jam bintang”. Yang perlu diingat, tanggal 21 Maret tengah malam adalah posisi jam 00.00, ditunjukkan oleh garis khayal dari Caph-> Polaris–> Megrez (KAPOLRES untuk menghapal). Caph termasuk rasi Cassiopeia yang kadang-kadang juga dinamakan konstelasi W atau M, sedangkan Megrez merupakan pangkal ekor bintang Biduk/ Jung/ Beruang besar (Ursa Mayor). Jangan khawatir, kedua rasi ini paling mudah untuk dikenali. Posisi seperti gambar dibawah ini sama bila dilihat dari seluruh belahan utara bumi pada 21 Maret jam 00.00 zona lokal;
Skema “Jam Bintang” “Jam bintang” digunakan bila pada suatu malam kita tidak tahu saat itu jam berapa, karena mungkin lupa/ tidak membawa jam tangan. Putaran jarum berlawanan arah dengan jarum jam Astronavigasi (Navigasi Langit)
74
yang kita punyai. Posisi jam 00 nya bergeser 4 menit setiap hari; atau ¼ jam tiap minggu, atau dua jam per bulan. (4 menit x 30 hari = 120 menit= 2 jam/ bulan). Contoh langit dilihat dari Osaka, Jepang pada tanggal 10 Januari, Polaris terlihat jelas;
Langit Osaka tanggal 10 Januari menunjukkan jam 00.00 Posisi jarum “Jam bintang” dikurangi dengan sejumlah J jam, maka waktu lokal dapat diketahui. J jam dihitung dari patokan tanggal, yaitu 21 Maret. Langkah-langkah membaca Jam Bintang; 1. Temukan “KAPOLRES” nya, (Caph-Polaris–Megrez) di langit utara. Bayangkan garis lurus dari Caph-Polaris-Megrez. Perkirakan arah jarum. Misalnya pada suatu malam tanggal 21 Oktober anda sedang berada di ujung utara pulau Halmahera dan jam tangan anda rusak. Ternyata Megrez tidak kelihatan karena di bawah horizon, namun tidak mengapa. Bayangkan saja garis lurus dari Caph-Polaris-kemungkinan arah Megrez. Perkiraan jam 17.00.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
75
2. Hitung jumlah bulan setelah bulan Maret. 21 Oktober adalah 7 bulan setelah 21 maret. 7 bulan x 2 jam= 14 jam. 3. Kurangi posisi jam bintang dengan jumlah perhitungan bulan. Posisi saat itu jam 17.00 dikurangi 14 jam= jam 03.00. Berarti saat itu jam 03 pagi. Contoh yang lain, malam hari di Banda Aceh pada tanggal 7 Mei: 1. Temukan “KAPOLRES”-nya. Ternyata Caph tidak kelihatan, bayangkan garis lurus dari kemungkinan arah Caph-Polaris-Megrez. Perkiraan jam bintang menunjukkan 02.00.
2. Tanggal 7 Mei kira-kira 1 ½ bulan sesudah 21 Maret; 1 ½ bulan x 2 jam= 3 jam. 3. Jam 02.00 dikurangi 3 jam= jam 23.00. “Jam Bintang” dari Belahan Bumi Selatan Karena “Jam bintang” hanya perkiraan, maka tidak ada salahnya mencoba melihat dari belahan bumi selatan dengan memperkirakan posisi bintang Polaris. Untuk itu Kompas mutlak diperlukan kecuali kita benar-benar yakin mengetahui arah utara. Dari Jawa, sudut Polaris kira-kira 6 - 7, 5 derajat di bawah horizon. Caph dan Megrez dalam suatu kesempatan mungkin keduanya tidak terlihat. Tetapi rasinya, Cassiopeia atau Ursa Mayor/Bintang Biduk tetap kelihatan karena sangat besar. Dibawah ini adalah langit malam tanggal 10 Januari dilihat dari Yogyakarta; 1. Temukan arah utara dengan kompas kemudian perkirakan posisi Polaris. 2. Temukan “KAPOLRES”-nya. Malam itu hanya Caph yang kelihatan, bayangkan garis lurus dari Caph ke perkiraan Polaris-Megrez. Perkiraan jam bintang menunjukkan 16.30.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
76
3.
Tanggal 10 Januari kira-kira 9 ½ bulan sesudah 21 Maret; 9 ½ bulan x 2 jam= 19 jam. Jam 16.30- 19 jam= jam 21.30.
Bila ada Daylight Saving Time, hasil perhitungannya tentu saja harus ditambah 1 jam. *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
77
Bab 11. Penutup Dengan kemajuan Teknologi, praktik navigasi langit seperti ini tentu sudah ketinggalan jaman. Anda pergi kemana-kemana dengan mengantongi GPS (Global Positioning System) kecil kemungkinan akan tersesat. Tapi bagaimanapun juga, mengamati bintang-bintang serta konstelasinya di langit merupakan hiburan yang menyenangkan dan punya daya tarik tersendiri. Satu keunggulan lagi di banding GPS, langit tidak akan kehabisan batere! *
Astronavigasi (Navigasi Langit)
*
*
78
Daftar Pustaka Pendahuluan 1. http://www.lib.utexas.edu/maps/ams/indonesia/index.html#a 2. Natural Resources Canada (http://gsc.nrcan.gc.ca/geomag/field/magdec_e.php) 3. Joshua F. Madison, Software Convert, http://www.joshmadison.com/ 4. Software Quad-Lock Unit Converter, http://www.quadlock.com/about/unit_converter.htm Sejarah 1. http://www.celestialnavigation.net/ 2. http://www.kyes-world.com/quadrant.htm 3. Peter Ifland (
[email protected]), The History of the http://www.mat.uc.pt/~helios/Mestre/Novemb00/H61if_1.htm 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Astrolabe 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Sextant 6. Rod Cardoza, EVOLUTION OF THE SEXTANT, http://www.westsea.com 7. http://www.pbs.org/wgbh/nova/shackleton/navigate/escapeworks.html 8. National Maritime Museum - John Harrison and the Longitude problem (http://www.nmm.ac.uk//server.php?show=conWebDoc.355) 9. http://education.qld.gov.au/curriculum/area/maths/compass/html/coastalnav/
Sextant,
Istilah 1. Jason Harris and the KStars Team , Desktop Planetarium KStars Linux Knoppix 3.7. 2. Nick Strobel, Astronomy Notes, http://www.astronomynotes.com/nakedeye/ 3. Pusat Studi Falak Muhammadiyah, http://Ilmufalak.org Bintang dan Konstelasi Utama Navigasi Langit 1. Software Stellarium, http://www.stellarium.org 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Messier_object 3. Software World Atlas 3D, http://www.globalstar.on.ca/ Sextant CD 1. Omar F. Reis , Software Navigator Light, http://www.tecepe.com.br/nav/ 2. http://celestaire.com/ 3. http://www.antiquesextant.com/antique_sextants.htm 4. http://www.answers.com/topic/vernier-scale 5. http://www.saburchill.com/physics/chapters/0095.html Praktek Navigasi Langit 1. http://en.wikipedia.org/wiki/Celestial_navigation/ 2. http://en.wikipedia.org/wiki/Intercept_method/ 3. Nathaniel Bowditch, The American Practical Navigator (http://www.irbs.com/bowditch/) 4. http://www.tecepe.com.br/nav/ 5. http://answer.com/library/Science+and+Technology+Encyclopedia-cid-2110432064 6. http://jacq.istos.com.au/sundry
Astronavigasi (Navigasi Langit)
79
Sederhana http://www.sailingissues.com/ Asumsi posisi 1. http://www.celnav.de 2. http://www.efalk.org/Navigation/ 3. http://www.ludd.luth.se/users/kavli/peck_celestial/ 4. http://www.math.ubc.ca/~cass/courses/m308-02b/projects/jackson/ 5. Bill Myers, Celestial Navigation-What are the Options?(www.nav.org) 6. http://en.wikipedia.org/wiki/Haversine_formula#The_law_of_haversines Pengukuran Matahari 1. James I. Sammons, Jamestown School Rhode Island, Navigating Around the World by Observing the Sun (http://www.pbs.org/wgbh/nova/teachers/ideas/sammons/index.html) 2. http://www.pbs.org/wgbh/nova/shackleton/navigate/escapenav.html Perkiraan Kiblat 1. http://www.as.itb.ac.id/~ferry/Articles/Kiblat/Kiblat.html 2. Jason Harris and the KStars Team , Desktop Planetarium KStars Linux Knoppix 3.7. 3. http://jacq.istos.com.au/sundry/navcel.html 4. Software Navigator Light, http://www.tecepe.com.br/nav/ 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Messier_object 6. Program Accurate Times, http://www.starlight.demon.co.uk/mooncalc 7. Program Mooncalc & Qiblacalc v1 by dr. Monzur Ahmed. 8. Program Distance & Bearing by Judson McCranie (
[email protected]) 9. Calculator Deklinasi Magnetis online, http://geomag.nrcan.gc.ca/apps/mdcal_e.php 10. Abdali S.K (1997), (
[email protected]). The Correct Qibla. Versi pdf diperolehi melalui internet di http://www.patriot.net/users/abdali/ftp/qibla.pdf 11. Azhari Mohamed (2006), Perisian Interaktif Percuma untuk Menentukan arah Kiblat bagi Bandar Acheh Melalui Kaedah Lintasan Matahari. Naskah Persidangan antarabangsa Pembangunan acheh 26-2007 Desember 2006, UKM Bangi. Versi pdf diperolehi melalui internet. Jam Bintang 1. Graham Thomson, "Telling Time http://www.inquiry.net/outdoor/night/telling_time.htm 2. John P. Pratt, "Telling Time by http://www.johnpratt.com/items/astronomy/index.html
Astronavigasi (Navigasi Langit)
by Sun
Stars", and
Stars",
80
Daftar Bintang dan Konstelasi Utama Daftar pada tanggal 21 Maret 2008, disusun berdasarkan kelompok/ Rasi. GHA Aries = 359°30.0' No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Nama Schedar Alpheratz Markab Enif Ankaa Fomalhaut Al Na'ir Diphda Menkar Acamar Achernar Mirfak Hamal Capella Elnath Aldebaran Bellatrix Betelgeuse Alnilam Rigel Castor Pollux Procyon Sirius Adhara Suhail Canopus Dubhe Alioth Alkaid Polaris Kochab Avior Miaplacidus Regulus Denebola Arcturus Alphecca Spica Gienah
Dec 56°34.4' U 29°07.5' U 15°14.1' U 9°54.0' U 42°16.5' S 29°35.5' S 46°56.0' S 17°57.3' S 4°06.8' U 40°17.0' S 57°12.6' S 49°53.3' U 23°29.6' U 46°00.6' U 28°36.9' U 16°31.4' U 6°21.4' U 7°24.5' U 1°11.9' S 8°11.7' S 31°52.6' U 28°00.8' U 5°12.8' U 16°43.3' S 28°58.9' S 43°27.5' S 52°42.1' S 61°42.6' U 55°55.4' U 49°16.6' U 89°16.7' U 74°07.4' U 59°31.8' S 69°44.6' S 11°56.0' U 14°32.0' U 19°09.2' U 26°41.3' U 11°11.7' S 17°34.6' S
Astronavigasi (Navigasi Langit)
RA 0:40:49 0:08:41 23:05:02 21:44:28 0:26:34 22:57:58 22:08:36 0:43:53 3:02:36 2:58:30 1:37:56 3:24:45 2:07:30 5:17:09 5:26:41 4:36:16 5:25:28 5:55:31 5:36:32 5:14:50 7:35:01 7:45:43 7:39:39 6:45:26 6:58:53 9:08:15 6:24:06 11:04:10 12:54:20 13:47:49 2:34:20 14:50:45 8:22:40 9:13:19 10:08:45 11:49:25 14:15:58 15:34:57 13:25:32 12:16:08
GHA 349°08.5’ 357°10.7’ 13°05.3’ 33°13.8’ 352°42.5’ 14°51.2’ 27°11.5’ 348°22.8’ 313°42.0’ 314°44.1’ 334°52.6’ 308°09.1’ 327°28.3’ 280°03.1’ 277°40.3’ 290°16.7’ 277°58.9’ 270°28.2’ 275°13.0’ 280°38.5’ 245°35.3’ 242°54.8’ 244°26.1’ 257°59.6’ 254°38.2’ 222°17.8’ 263°20.5’ 193°18.1’ 165°45.9’ 152°23.9’ 320°21.1’ 136°41.1’ 233°42.1’ 221°02.7’ 207°09.9’ 181°59.8’ 145°21.3’ 125°36.7’ 157°57.7’ 175°18.7’
Konstelasi Cassiopeia Pegasus Pegasus Pegasus Phoenix Piscis Austrinus Grus Cetus Cetus Eridanus Eridanus Perseus Aries Auriga Auriga Taurus Orion Orion Orion Orion Gemini Gemini Canis Minor Canis major Canis major Vela Puppis Ursa Major Ursa Major Ursa Major Ursa minor Ursa minor Carina Carina Leo Leo Bootes Corona Borealis Virgo Corvus 81
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Menkent 36°23.9' S 14:07:04 147°34.5’ Hadar 60°24.0' S 14:04:16 148°15.9’ Rigel Kentaurus 60°51.7' S 14:40:08 139°17.7’ Gacrux 57°08.7' S 12:31:31 171°27.7’ Acrux 63°07.8' S 12:26:58 172°36.1’ Zuben el genubi 16°04.2' S 14:51:13 136°32.2’ Antares 26°26.8' S 16:29:47 111°53.6’ Shaula 37°06.5' S 17:34:01 95°49.8’ Atria 69°02.5' S 16:49:20 106°59.0’ Eltanin 51°28.8' U 17:56:44 90°10.6’ Rasalhague 12°33.1' U 17:35:12 95°32.7’ Sabik 15°44.1' S 17:10:45 101°39.6’ Altair 8°52.7' U 19:51:03 61°35.0’ Nunki 26°17.4' S 18:55:38 75°25.9’ Kaus Australis 34°23.0' S 18:24:34 83°11.7’ Deneb 45°17.9' U 20:41:36 48°57.2’ Albireo 27°58.0' U 19:30:57 66°36.8’ Vega 38°46.9' U 18:37:07 80°04.4’ Peacock 56°43.0' S 20:26:06 52°48.2’ Alphard 8°41.2' S 9:27:55 217°22.3’ Sumber Software Navigator Light, http://www.tecepe.com.br/nav/
Astronavigasi (Navigasi Langit)
Centaurus Centaurus Centaurus Crux Crux Libra Scorpius Scorpius Triangulum australe Draco Ophiuchus Ophiuchus Aquila Sagitarius Sagitarius Cygnus Cygnus Lyra Pavo Hydra
82
Skala Sextant-CD Skala di bawah ini untuk di fotokopi.
Astronavigasi (Navigasi Langit)
83
Peta Langit
Astronavigasi (Navigasi Langit)
84
Posisi Geografik (GP)
Astronavigasi (Navigasi Langit)
85
Lembar Plot
Astronavigasi (Navigasi Langit)
86
Skema Perkiraan Kiblat
Astronavigasi (Navigasi Langit)
87
Tabel Koreksi Nilai Indeks Kota (City Index) pada Kompas Kiblat Kota City JAWA Jakarta
Arah KiblatUtara Benar True North Qibla 295.13
Bandung
294.9
Semarang
294.5
Yogyakarta
294.7
Surabaya Malang
294 294.2
Arah KiblatUtara Magnetik Magnetic North Qibla
Back Azimuth Back Azimuth
Kota Index Kompas Kiblat Index City compass Qibla
0.77 0.88 1.22 1.22 1.43 1.43
294.36
65.64
72.93333333
294.02
65.98
73.31111111
293.28
66.72
74.13333333
293.48
66.52
73.91111111
292.57
67.43
74.92222222
292.77
67.23
74.7
-0.95 -0.58 -0.12 -0.32 0 0.45
293.12
66.88
74.31111111
293.38
66.62
74.02222222
293.92
66.08
73.42222222
295.02
64.98
72.2
295.4
64.6
71.77777778
294.15
65.85
73.16666667
1.05 1.17 1.08
291.85
68.15
75.72222222
291.73
68.27
75.85555556
290.92
69.08
76.75555556
1.62 1.05
290.88
69.12
76.8
290.35
69.65
77.38888889
289.33
70.67
78.52222222
290.07
69.93
77.7
290.15
69.85
77.61111111
Variasi Variation
SUMATRA Banda Aceh
292.17
Medan
292.8
Pekanbaru
293.8
Padang
294.7
Bengkulu
295.4
Palembang
294.6
KALIMANTAN Banjarmasin
292.9
Sampit
292.9
Samarinda
292
Ujung Pandang
292.5
Manado
291.4
Ambon
291.4
Ternate
291.4
Tobelo
291.4
2.07 1.33 1.25
Denpasar
293.8
1.65
292.15
67.85
75.38888889
Kobe
290.63
297.61
62.39
69.32222222
Tokyo
292.83
-6.98 -7.05
299.88
60.12
66.8
JEPANG
Astronavigasi (Navigasi Langit)
88
PROFIL PENULIS
Naf’an Akhun Khuliyan, lahir di Malang (Jawa Timur), 19 Maret 1978. Lulusan Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro Semarang 2004. Disela-sela profesinya sebagai dokter, menulis adalah kegiatan baru yang mulai digemari disamping menggambar, melukis, naik gunung, band, aransemen musik, komputer, animasi 3D, audio-video editing. Artikel-artikel lepas bisa dibaca di blognya http://nafanakhun.wordpress.com/ Aktivitas dan Pengalaman kerja: 1. Sebagai relawan medis untuk daerah konflik dan bencana alam: Tanah longsor di Purworejo, 2000. Banjir di Majenang dan Sidareja Cilacap, Januari 2003. Kerusuhan di Ambon, April 2004 Gempa bumi di Nabire, Nopember 2004. Tsunami di Aceh, Desember 2004. Gempa bumi di DIY, Mei 2006. Tsunami di Pangandaran, Juli 2006. 2. Dokter PTT pasca tsunami di Puskesmas Lhoong kec. Lhoong kab. Aceh Besar April –Oktober 2005. 3. Klinik MER-C BNI berbagi Galela, Halmahera Utara Oktober 2006-Maret 2007. 4. Sebagai dokter umum di RB Medis Raya Duren Sawit Jakarta Timur, Klinik Amanah MER-C di Depok dan Klinik 24 jam Citra Bhakti di Pos Pengumben Jakarta Barat sampai sekarang. Tentang buku ini: Buku ini ditulis saat bertugas di Galela Halmahera Utara, adalah hasil tulisan yang kedua setelah buku pertama Cara Pembuatan Stereogram Satu Gambar (2006). Kirimkan saran dan kritik via e-mail:
[email protected]
Astronavigasi (Navigasi Langit)
89
