Kenapa Bentuk Orbit Bumi Mengelilingi Matahari itu Elips?

Pertanyaan:
Kenapa bentuk lintasan / orbit Bumi mengelilingi Matahari itu elips ya?

Jawaban:
Anda harus membedakan antara medan vektor gravitasi dengan lintasan objek di dalam medan gravitasi. Di tingkat SMP sudah diajarkan mengenai GLBB dan gerak parabola yang disebabkan oleh percepatan gravitasi di permukaan bumi yang dianggap konstan baik besar maupun arahnya (ke bawah/y negatif). Pada gerak jatuh bebas, lintasan objek berupa garis lurus, namun lajunya berubah secara beraturan dengan percepatan konstan, dalam hal ini sama dengan percepatan gravitasi. Sedangkan pada gerak parabolik, seperti lintasan peluru meriam, komponen kecepatan horizontalnya konstan, sedangkan komponen kecepatan vertikalnya selalu berkurang sebesar negatif g. Ini bukan berarti bahwa medan gravitasi berbentuk parabola, karena seperti disebutkan sebelumnya, g diasumsikan konstan dengan arah ke bawah / sumbu y negatif.
Dalam pelajaran di atas biasanya diambil beberapa asumsi sebagai berikut :
1. Permukaan tanah/ground dianggap lurus dan datar, terletak pada sumbu x dalam koordinat cartesius.
2. Sumbu y positif adalah arah ke atas, sumbu y negatif ke bawah, sumbu z diabaikan.
3. Besar dan arah percepatan gravitasi selalu konstan di semua tempat dalam koordinat, dengan arah ke bawah.
4. Gaya gesekan udara dapat diabaikan.
Konsekuensi dari asumsi di atas, lintasan objek akan berbentuk parabola. Pada titik baliknya, komponen kecepatan objek searah sumbu y sama dengan 0.

Dalam kasus orbit planet, beberapa asumsi di atas tidak berlaku, terutama asumsi ketiga. Berdasarkan hukum gravitasi universal oleh Newton, besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada dua titik massa sebanding dengan massa masing-masing objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Arah gaya gravitasi yang bekerja pada kedua objek adalah menuju ke titik pusat massa sistem total. Dalam kasus tata surya, massa matahari mendominasi total massa tata surya, sehingga arah gaya gravitasi yang bekerja pada planet-planet cenderung menuju ke pusat massa matahari. Bisa disimpulkan bahwa medan gravitasi matahari berbentuk bola/spherical yang arahnya menuju pusat massa tata surya, dengan kuat medan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari pusat massa tata surya.
Jika lintasan orbit planet ditempatkan pada bidang xy dalam koordinat cartesius, maka arah dan besarnya percepatan gravitasi yang dialami oleh planet berubah-ubah tergantung posisinya relatif terhadap matahari. Dengan kalkulus dapat ditunjukkan bahwa medan gravitasi seperti itu akan menghasilkan lintasan berupa irisan kerucut, yang biasanya berbentuk elips atau hiperbola. http://en.wikipedia.org/wiki/Conic_section Lintasan parabola maupun lingkaran merupakan kasus khusus.
Jika anda menyukai program animasi komputer, anda bisa membuat simulasi orbit planet dengan percepatan gravitasi sesuai persamaan Newton. Tinggal masukkan posisi dan kecepatan awalnya, anda akan mendapatkan diagram lintasan orbitnya. Pada praktiknya, analisis gerakan objek dalam pengaruh gravitasi sangat sulit dilakukan jika jumlah objeknya lebih dari dua sekaligus. Oleh karena itu penyelesaiannya biasanya menggunakan metode brute force, yaitu menghitung gaya tarik gravitasi yang dikerjakan oleh masing-masing objek terhadap objek lainnya, kemudian menghitung perubahan kecepatan dan perubahan posisi pada tiap-tiap timeframe, sama dengan yang dilakukan oleh program animasi.
Jika anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut, silakan buka link di bawah ini.
http://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_universal_gravitation
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_equation
http://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_orbit
http://en.wikipedia.org/wiki/Vis-viva_equation

http://www.forumsains.com/astronomi-dan-kosmologi/gravitasi-elips/msg137466/?topicseen#new

Note:
*kami mengumpulkan pertanyaan dan jawaban astronomi dari beberapa forum di internet dan kami tidak menjamin serta melakukan evaluasi terhadap kebenaran dari jawaban pertanyaan tersebut.

Read More

Teleskop VISTA Ambil Foto Galaksi Bima Sakti Beresolusi 9 Gigapiksel

Foto galaksi Bima Sakti beresolusi 9 Gigapiksel. Image credit: ESO/VVV Consortium, Acknowledgement: Ignacio Toledo, Martin Kornmesser

Gambar di atas adalah foto dari pusat galaksi Bima Sakti yang diambil oleh VISTA infrared survey telescope di ESO’s Paranal Observatory. Yang menakjubkan adalah foto memiliki resolusi 9 Gigapiksel sehingga sangat tajam dan detail. Jika dicetak maka akan memiliki panjang 9 meter dan lebar 7 meter. Pada foto tersebut kita bisa melihat lebih kurang 84 juta bintang dan ini 10 kali lebih banyak dari data studi sebelumnya.

"Dengan mengamati secara rinci jutaan bintang yang berada di sekitar Bima Sakti kita bisa belaar lebih banyak tentang pembentukan dan evolusi tidak hanya pada galaksi kita akan tetapi juga pada galaksi spiral pada umumnya," ucap Roberto Saito dari Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Valparaíso, penulis utama dari studi ini.

Jika diibaratkan sebuah barang berharga, maka ini adalah sebuah harta karun di galaksi Bima Sakti (Milky Way). Dari data-data yang didapat, peneliti dapat menemukan benyak sekali eksoplanet (planet di luar tata surya kita) dengan menggunakan metode transit. Dengan begitu peneliti juga dapat mengetahui sifat dari bintang yang menjadi "host" bagi planet planet tersebut baik suhu, massa, maupun usianya.

Mendapatkan citra yang jelas dari pusat galaksi Bima Sakti bukanlah hal yang mudah sebab galaksi kita dipenuhi oleh debu yang menghalangi pandangan. Oleh sebab itu dibuthkan cahaya inframerah yang dapat menerobos debu tersebut. Untuk itu peneliti menggunakan teleskop 4.1 meter dan Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA) yang mampu mengambil bidang pandang yang lebar dan gambar di atas adalah salah satu hasilnya. (UT, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Cheops, Satelit Khusus untuk Temukan Planet Mirip Bumi

Satelit Cheops. Image credit: University of Bern

Hal yang besar tidak selamanya lebih baik. Nampaknya pemikiran itulah yang menginspirasi ESA untuk membuat sesuatu dengan biaya rendah namun bernilai sains tinggi. Pada bulan Maret lalu ESA mengadakan sayembara untuk mencari ide-ide baru yang berfokus pada pencarian planet-planet baru yang mirip Bumi. Dari 26 proposal yang diajukan, ESA telah menyetujui sebuah proposal yang berisi misi baru yang nantinya akan diluncurkan pada 2017.

Cheops yang merupakan singkatan dari  CHaracterising ExOPlanets Satellite merupakan ide yang dipilih oleh ESA dengan pertimbangan biaya misi yang rendah dengan hasil yang "besar". Direncanakan Cheops akan melakukan misi ini selama 3,5 tahun dan akan beroperasi pada orbit rendah Bumi pada ketinggian 800 km sehingga bebas dari distorsi atmosfer Bumi. Cheops akan memfokuskan penelitian pada bintang yang sudah dikonfirmasi memiliki planet yang mengorbitnya.

Dengan memantau tingkat kecerahan bintang dengan presisi tinggi, Cheops akan mencari tanda-tanda "perjalanan" dari sebuah planet melintasi bintang tersebut sehingga Cheops juga adapat mencari planet kecil yang selama ini mustahil untuk ditemukan dengan teleskop berbasis di Bumi.

Misi Kepler NASA berhasil menemukan 77 planet dengan 2321 kandidat planet lainnya. Tidak satupun diantara planet tersebut yang bisa dianalisa dengan rinci karena letaknya yang sangat jauh. Cheops nantinya akan dapat mengukur dengan akurat radius, massa dan lain sebagainya dari planet-planet tersebut. Dengan diketahuinya massa, maka ilmuwan akan dapat mengetahui kepadatan dan struktur internet dari sebuah planet. Dari situ akan dengan mudah lagi diketahui atmosfer planet untuk kemudian dapat dianalisa apakah mendukung kehidupan atau tidak oleh teleskop berbasis Bumi (ground based).

Dengan berkonsentrasi pada exoplanet, Cheops akan memungkinkan para ilmuwan untuk membandingkan planet lain dengan Bumi dengan presisi tinggi yang tidak bisa kita lakukan sebelumnya dengan teleskop di darat," ucap Profesor Alvaro Gimenez-Canete, Direktur Sains dan Eksplorasi Robotik ESA. (UT, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Roket Soyuz TMA-06M Meluncur Bawa Tiga Astronot ke ISS

Peluncuran roket Soyuz TMA-06M dari Baikonur, Kazakhstan pada 23 Oktober 2012. Image credit: NASA/Bill Ingalls

Roket Soyuz TMA-06M pada hari Selasa 23 Oktober 2012 pukul 10:51 UTC kemarin berhasil meluncur dari Baikonur, Kazakhstan dengan mulus. Roket tersebut mengangkut 3 astronot yang akan bertugas di ISS yaitu Kevin Ford, Oleg Novitskiy, dan Evgeny Tarelkin untuk bergabung dengan astronot lainnya yang sudah lebih dulu berada di sana. Rencananya kapsul yang membawa mereka akan merapat di ISS pada hari Kamis 25 Oktober 2012.

Pada peluncuran ini turut di bawa 32 ikan Medaka untuk mengetahui bagaimana ikan beradaptasi dengan gaya berat mikro. Ikan tersebut nantinya akan dimasukkan kedalam akuarium di ISS yang disebut Aquatic Habitat.

Tiga astronot baru ini akan berada di ISS selama lima bulan hingga Maret 2013. Sedangkan astronot sebelumnya yaitu Williams, Malenchenko, dan Hoshide akan kembali ke Bumi pada 19 november 2012 mendatang.

Dijadwalkan misi ke ISS selanjutnya akan diluncurkan pada 21 Desember dengan menggunakan roket Soyuz TMA-07M yang akan membawa kosmonot Roman Romanenko, astronot Chris Hadfield, dan astronot NASA Tom Marshburn. (UT, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Valles Marineris Mars, Ngarai dan Jurang Terbesar di Tata Surya

Ngarai/ jurang Valles Marineris di Mars. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Jika ngarai atau jurang terdalam dan terbesar di Bumi adalah grand Canyon, maka ngarai atau jurang terbesar dan terdalam di tata surya ada di Mars yaitu Valles Marineris.

Valles Marineris merupakan fitur geologi yang sangat besar yaitu dengan ukuran panjang mencapai 4000 km, lebar 200 km, dan kedalamannya mencapai 10 km. Ukuran jurang tersebut 5 kali lebih besar dari Grand Canyon. Dengan panjang seperti itu, kita bisa membayangkan jarak dari ujung Amerika timur hingga Amerika Barat.

Nama Valles Marineris sendiri diambil dari pesawat ruang angkasa NASA pertama yang mengorbit Mars pada 14 November 1971 yang menemukan jurang ini. Diperkirakan jurang Valles Marineris ini terbentuk sebagai akibat dari aktivitas Vulkanik di daerah Tharsis tempat di mana gunung tertinggi di tata surya Olympus Mons berada. Kerak planet Mars bergerak membentang dan akhirnya daerah tersebut membuka dan runtuh membentuk jurang yang dalam. Kemudian tanah di sekitarnya longsor dan air yang waktu itu ada mengalir dan membentuk salurannya berkelok-kelok. Itu terjadi miliaran tahun yang lalu. Valles Marineris juga yang menjadi bukti bahwa di Mars juga terdapat lempeng tektonik.

Bagian dari Valles Marineris yang terlebardisebut dengan Melas Chasma. Chandor Chasma adalah daerah Valles Marineris yang menuju ke utara. Sedangkan Hebes Chasma merupakan bisa kita lihat di bagian kiri atas pada gambar.

Di bawah ini adalah video yang dibuat oleh ESA pada tahun 2006 yag menggambarkan seperti apa rasanya jika kita dengan menggunakan helikopter menyusuri ngarai atau kawah Valles Marineris ini. Harapannya suatu hari akan ada misi atau wahana yang dapat mengeksplorasi langsung daerah ini:



(UT, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Badai Berkecepatan 900 km per Jam Terjadi di Planet Uranus

Perubahan cuaca ekstrim di planet Uranus ditandai dengan badai berkecepatan 900 km / jam. Image credit: NASA/ESA/L. A. Sromovsky/P. M. Fry/H. B. Hammel/I. de Pater/K. A. Rages

Ilmuwan yang meneliti planet Uranus mengungkapkan bahwa di planet tersebut kini sedang terjadi perubahan cuaca yang cukup ekstrim. pada penelitian terbaru, ilmuwan menemukan badai bertiup dengan kecepatan 900 km /jam dengan suhu -220 derajat Celcius.

Ilmuwan menemukan hal tersebut setelah meneliti gambar inframerah beresolusi tinggi dari Keck Observatory di Hawai, yang bisa memperlihatkan gambar secara jelas dan rinci tentang cucca di planet tersebut yang selama ini dikenal sebagai planet yang tenang.

Dengan atmosfer Biru yang indah, Uranus memang nampak tenang. Seperti pada foto yang diabadikan oleh wahana Voyager 2 pada tahun 1986 ini.

Foto planet Uranus yang diambil oleh wahana Voyager 2 pada tahun 1986. Image credit: NASA

Menurut ilmuwan perubahan cuaca yang ekstrim di planet Uranus disebabkan oleh metana yang didorong oleh apa yang disebut dengan atmospheric conveyor belt menuju ke kutub utara planet Uranus dan membentuk fitur seperti yang terlihat pada foto inframerah dari Keck Observatory. Kemungkinan hal tersebut berlangsung musiman. "Uranus berubah, dan pasti ada sesuatu yang terjadi di dua kutub planet tersebut," ucap Larry Sromovsky dari University of Wisconsin-Madison yang memimpin studi ini. (UT, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More

Foto Galaksi Terlarang NGC 6952 yang Mempesona

Foto galaksi NGC 6952 yang diambil oleh Bill Snyder. Klik gambar untuk memperbesar. Image credit: Bill Snyder Astrophotography

Fotografer profesional Bill Snyder berhasil mengabadikan foto galaksi spiral NGC 6952 yang menakjubkan. Bill mengambil foto galaksi tersebut dari Heavens Mirror Observatory di Sierra Nevada Mountains, California pada Agustus 2012.

Untuk mengambil foto galaksi NGC 6952, Bill menggunakan Planewave 17 inci dengan kamera Apogee U16 dan filter astrodon LRGB.

Galaksi NGC 6952 berjarak 80 juta tahun cahaya dari Bumi di konstelasi Cephus. Ia disebut Barred Spiral Galaxy (galaksi spiral terlarang) sebab memiliki struktur seperti batang di pusatnya. Batang tersebut dipenuhi oleh bintang, gas, dan debu yang membentang dari inti galaksi. Selain itu galaksi ini dikelilingi juga oleh gas dan debu "aliran" nebula yang terintegrasi (Integrated Flux Nebula) yang merupakan struktur kompleks yang bercahaya dari cahaya yang menyebar darisemua bintang di galaksi Bima Sakti kita. (SP, Adi Saputro/ www.astronomi.us)

Read More