Bab 3 Teleskop Bamberg
3. 1
Teleskop Refraktor Teleskop optik berfungsi mengumpulkan dan memfokuskan cahaya dari
bagian spektrum cahaya tampak elektromagnetik agar dapat langsung melihat gambar yang diperbesar. Teleskop optik dapat meningkatkan ukuran angular dari benda yang terletak pada jarak yang jauh, dan dapat pula meningkatkan kadar kejelasan objek yang diamati. Jenis teleskop optik yang pertama kali ditemukan yaitu teleskop refraktor. Teleskop refraktor merupakan salah satu jenis dari teleskop optik yang menggunakan susunan lensa untuk membentuk image. Cara kerjanya menyerupai kaca pembesar, yaitu menggunakan lensa cembung untuk membelokkan arah cahaya dan membawanya menuju titik fokus. Lensa cekung pada eyepice memperbesar ukuran image yang terbentuk pada fokus, sehingga mempermudah pengamatan objek. Kombinasi susunan dua lensa ini mengumpulkan cahaya dengan intensitas yang lebih banyak dibandingkan dengan dapat dikumpulkan oleh mata manusia.
Gambar 3. 1 Skema susunan teleskop refraktor
Kualitas image biasa dinilai berdasarkan nilai resolusi sudut (αR) yang ditentukan dari diameter lensa cembung (D). Untuk cahaya tampak dengan panjang gelombang 550 nm, diameter dinyatakan dalam milimeter, didapatkan resolusi sudut dalam satuan arc sekon (1 arc sekon=1/60 arc menit=1/3600
17
derajat). Persamaan resolusi sudut berdasarkan kriteria Rayleigh yaitu sebagai berikut:
α R = 1.22λ D 3. 2
(1)
Koordinat Astronomi Terdapat bermacam-macam sistem koordinat Astronomi yang digunakan
untuk mendefinisikan lokasi suatu objek langit. Sistem koordinat yang digunakan oleh teleskop Bamberg yaitu sistem koordinat ekuatorial. 3. 2. 1 Sistem Koordinat Ekuatorial Sistem koordinat langit yang dipakai untuk teleskop bamberg adalah sistem koordinat ekuatorial. Pada sistem ini sebuah titik di langit dinyatakan dengan koordinat deklinasi (arah utara selatan) dan koordinat sudut jam (arah timur barat). Gerak dalam arah utara-selatan disebut gerakan pointing, sedangkan dalam arah timur-barat disebut gerakan tracking. Posisi bintang dinyatakan dengan pasangan koordinat tersebut. untuk menjelaskan lebih rinci mengenai sistem koordinat ekuatorial berikut ini adalah gambar bola langit dengan sistem koordinat ekuatorial beserta dengan penjelasannya.
Gambar 3.2 Bola langit dengan sistem koordinat ekuatorial
•
Lingkaran dasar: ekuator langit pengamat (bidang yang berwarna hijau pada gambar 2.2) dan meridien pengamat. Ekuator langit ini adalah perluasan dari
18
ekuator bumi, atau dengan kata lain, ekuator langit sebidang dengan ekuator bumi. Selanjutnya istilah ekuator merujuk pada ekuator langit. •
Titik asal: titik aries (titik gamma, g) atau titik tanjak naik. Titik aries ini adalah titik potong antara ekuator langit dengan ekliptika di bola langit, yaitu titik tempat matahari bergerak dari belahan selatan ekuator menuju belahan utara ekuator.
•
Kutub: kutub utara langit (KUL) dan kutub selatan langit (KSL). KUL dan KSL masing-masing adalah proyeksi dari kutub utara dan kutub selatan Bumi. Titik-titik KUL, KSL, utara, selatan, Z, dan N, semuanya terletak pada sebuah lingkaran besar yang dinamakan meridien pengamat. Bola langit berotasi dengan sumbu langit (garis hubung KUL-KSL) sebagai sumbu putarnya. Satu periode putaran bola langit ini adalah 23 jam 56 menit 4 detik. Interval ini mendefinisikan satu hari sideris.
•
Titik potong ekuator langit dengan horizon pengamat di bola langit, mendefinisikan titik-titik timur dan barat.
•
Kemiringan bidang ekuator terhadap horizon menggambarkan letak lintang pengamat di permukaan bumi. Jika pengamat berada di belahan Bumi selatan, maka KSL berada di atas horizon, begitu juga sebaliknya. Sudut yang dibentuk oleh KSL-C selatan (atau juga KUL-C selatan) adalah lintang pengamat. Dengan kata lain, tinggi (altitude) kutub langit yang berada di atas horizon adalah besar lintang pengamat. Jika yang di atas horizon itu KUL, berarti pengamat di belahan Bumi utara, begitu pula sebaliknya. Sudut yang dibentuk oleh ekuator dan horizon pengamat adalah 90 lintang derajat.
•
Koordinat:
o
Asensio rekta (Right Acension, RA): busur lingkaran besar pada ekuator langit, dihitung dari titik aries ke arah timur menuju titik potong ekuator dengan lingkaran langit, dihitung dari titik aries ke arah timur menuju titik potong ekuator dengan lingkaran besar yang menghubungkan kutub-kutun langit dengan objek. Jika dilihat dari KUL, RA biasanya dinyatakan dalam satuan waktu (jam-menit-detik), sehingga misalkan busur lingkaran yang dihitung dari titik aries tersebut adalah 23o, maka dikatakan RA = 1h 32m 0s. (satu lingkaran penuh 360o = 24 jam)
19
o
Deklinasi, : busur lingkaran besar yang tegak lurus terhadap ekuator dan melalui benda langit, diukur dari titik potong lingkaran besar tersebut dengan ekuator, ke arah benda langit (di utara ekuator): d >0o, ke arah kutub selatan langit (di selatan ekuator): d<0o.
o
Sudut jam (Hour Angle, HA): busur lingkaran besar yang dihitung dari meridian pengamat sepanjang ekuator, menuju ke titik potong ekuator dengan lingkaran besar yang melalui KUL-objek KSL. HA dihitung positif dari meridian ke arah barat, dan negatif ke arah timur. HA seperti halnya RA, biasa dinyatakan dalam satuan waktu (jam-menit-detik). (perhatikan: HAtitik aries=HAobjek+RAobjek)
•
Untuk menyatakan posisi objek, bisa digunakan pasangan {RA, Dec} atau pasangan {HA, Dec}. Pasangan {HA, Dec} dinamakan juga sebagai sistem koordinat sideris lokal.
3. 3
Konstruksi Teleskop Bamberg Konstruksi penyusun teleskop bamberg dapat terlihat melalui gambar-
gambar di bawah ini. 1
2
3 5 1
4
Gambar 3. 3. Konstruksi Teleskop
20
6
7 8 10
9
Gambar 3. 4 Mekanisme transmisi roda gigi gerak tracking Keterangan: 1. Rangka (frame) penahan Teleskop 2. Sumbu putar gerak pointing 3. Mekanisme transmisi roda gigi gerak tracking (lebih jelas pada gambar 3.4) 4. Beton penyangga konstruksi teleskop sejajar terhadap sumbu putar gerak tracking 5. Teleskop refraktor Bamberg 6. Roda gigi Cacing 7. Part penghubung roda gigi cacing dan frame penahan teleskop 8. Beban penyeimbang gaya-gaya 9. Poros Coupled-decoupled 10. Poros sistem transmisi dari roda gigi
3. 4
Perangkat Gerak Saat Ini Dalam pengoperasian teleskop Bamberg dibutuhkan gerakan dengan dua
derajat kebebasan. Gerakan pertama, gerakan pointing atau gerak dalam arah deklinasi, yaitu gerak rotasi teleskop terhadap sumbu z yang dibutuhkan untuk mendapatkan objek pengamatan dalam rentang pandangan lensa teleskop dari posisi istirahatnya. Gerak pointing atau pemosisian teleskop dilakukan pada awal dan akhir pengamatan. Selama ini gerakan pointing dilakukan secara manual dengan menarik posisi ujung eyepiece teleskop ke posisi objek ukur. Posisi sudut teleskop diketahui dari skala seperti yang terlihat pada gambar 4.1.a. Setelah skala menunjukkan angka yang diinginkan, pemosisian teleskop dilanjutkan dengan memutar kenop yang ditandai, seperti ditunjukkan oleh gambar 4.1.c. kenop
21
diputar sedikit demi sedikit sampai objek yang ingin diamati tampak pada lensa teleskop.
(a) y x z
(b)
(c)
Gambar 3.5 (a) skala petunjuk posisi pointing pada sumbu putar teleskop (b) posisi istirahat teleskop (c) kenop pengatur posisi
Gerak tracking atau gerak dalam arah sudut jam bertujuan mengikuti gerakan relatif objek pengamatan terhadap bumi yang disebabkan oleh adanya gerakan rotasi bumi dan rotasi bulan. Pada setting awal, posisi sudut jam atau gerakan tracking dilakukan secara manual dengan mendorong konstruksi ke posisi koordinat yang diinginkan mengikuti skala seperti yang terlihat pada gambar 3.6. Setelah mendapatkan objek pengamatan gerak dalam arah tracking dikunci dan dihubungkan dengan sistem transmisi yang akan dibahas pada bagian selanjutnya. Gerak tracking dilaksanakan dengan menggunakan rangkaian transmisi yang panjang berasal dari beban seberat 165 kg seperti yang terlihat pada gambar 3.7.
22
Gambar 3.6 Skala dalam arah gerak sudut jam (gerak tracking)
Gambar 3.7 Beban yang mengendalikan perangkat Tracking [6]
Proses pencarian objek pengamatan melibatkan gerak dalam dua derajat kebebasan, yaitu arah deklinasi dan arah sudut jam. Setelah berada pada posisi pengamatan yang tepat, konstruksi dan sistem transmisi gerak tracking dikopling. Sehingga teleskop bersama-sama dengan konstruksi penyangganya bergerak dalam arah sudut jam atau berputar terhadap sumbu x pada kecepatan yang konstan. III. 4. 1 Perangkat Gerak Pointing Selama ini gerak pointing dilaksanakan secara manual dengan menggeser teleskop menggunakan tangan. Pemosisian teleskop dalam step-step kecil dalam arah deklinasi menggunakan kenop yang terhubung ke roda gigi kecil bevel. III. 4. 2 Perangkat Gerak Tracking Gerak tracking merupakan gerak rotasi konstruksi bersama-sama dengan teleskop terhadap sumbu x (mengikuti sumbu x-y-z pada gambar 3.5 (b)). Gerak ini dilakukan dengan menggunakan beban seperti yang terlihat pada gambar 3.7. 23
Beban dinaikkan dengan menggunakan motor AC, selanjutnya beban tersebut turun dengan kecepatan rendah yang konstan. Beban tersebut langsung terhubung ke roller chain yang menggerakkan gearbox. kemudian melalui poros, gearbox menggerakkan rangkaian roda gigi yang terdapat pada mekanisme gerak tracking seperti ditunjukkan oleh gambar 3.4. Dalam melaksanakan gerak tracking ini, torsi yang dihasilkan akibat gaya gravitasi pada berat beban sebesar 165 kg pada akhirnya menyebabkan putaran kecepatan putar yang sangat kecil pada poros konstruksi, yaitu 0,250/menit. Perangkat gerak tracking menggunakan serangkaian roda gigi cacing, helical, dan bevel.
(a)
(b)
Beban 165 k
Roda gigi
Transmisi melalui roller chain
(c)
gearbo
Roda gigi lurus dan
Gerak dalam arah sudut
(d) Gambar 3.8 Rangkaian transmisi penggerak tracking
24
