llmu Pelayaran Astronomi | Sejarah Pelayaran Astronomi

llmu Astronomi 

llmu astronomi berasal dari kata aster yang berarti bintang disebut juga ilmu falak atau kosmografi (kosmos = ruang semesta). llmu astronomi atau yang lebih dikenal dengan ilmu falak merupakan sebuah seni budaya yang diwariskan secara terus ­menerus dari generasi ke generasi. 

Ilmu astronomi/ilmu falak adalah ilmu yang mempelajari secara ilmiah tentang angkasa dan segala isinya yaitu yang berhubungan dengan ukuran, keadaan, gerakan, dan posisi secara relatif benda-benda angkasa selain meteor. 

Pembelajaran dan penelitian tentang angkasa dan seluruh isinya sudah dilakukan sejak dahulu kala. Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya beberapa tokoh yang mengemukakan teori-teori pemikirannya tentang ilmu astronomi. Beberapa teori mengenai astronomi yang berkembang antara lain: 

a) Teori Geosentris yang berkembang antara 384 SM sampai dengan 322 SM. Teori ini mengemukakan tentang pemikiran bahwa bumi sebagai pusat alam semesta dan seluruh benda angkasa (termasuk matahari) mengelilingi bumi. Beberapa tokoh terkenal yang mendukung teori ini antara lain Claudius Ptolomeus (140 M) dari Alexandria, Mesir, mengemukakan pandangan-pandangannya dalam buku Almagest yang sangat terkenal sebagai panduan di Arab. Tokoh Geosentris yang terkenal lainnya adalah Aristoteles (348-322 SM) dari Yunani. Pada masa itu teori ini diakui kebenarannya oleh Gereja Roma Katolik, namun setelah berabad-abad teori yang dikemukakan oleh kedua ilmuwan itu tidak berkembang. 

b) Teori Heliosentris yang mulai berkembang pada 1473. Teori ini mengemukakan gagasan bahwa bumi berputar pada porosnya dan beredar mengelilingi matahari. Pada awalnya teori ini sempat ditentang dengan keras oleh penguasa pada waktu itu. Namun lambat laun teori heliosentris lebih dapat diterima. Beberapa tokoh pendukung teori ini antara lain Nicolae Copernikus (1473-1543) yang pada waktu itu berani menentang teori Geosentris yang didukung oleh gereja dengan menerbitkan buku The Revolution of Celestial Orbit menjelang akhir hidupnya. Giordado Bruno juga sempat buku yang berjudul Dialoque yang di cetak di Belanda secara diam-diam. Tyco Brahe (1548-1601) dan Johan Kepler (1571-1630) melakukan pengamatan terhadap posisi dan gerakan planet-planet. Kemudian Johan Kepler merumuskan dalil-dalil yang terkenal. 

Teori yang sangat terkenal mengenai pergerakan benda 1601) dan Johan Kepler {1571-1630) melakukan pengamatan terhadap posisi dan gerakan planet-planet. Kemudian Johan Kepler merumuskan dalil-dalil yang terkenal. 

Teori yang sangat terkenal mengenai pergerakan benda antara matahari dan planet membentuk bidang-bidang yang sama luasnya. Hukum Kepler 3 Pangkat dua periode sebuah planet mengelilingi matahari berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-rata ke matahari. 

llmu Pelayaran Astronomi 

Definisi 

Ilmu pelayaran atau navigasi dapat diartikan sebagai melayarkan kapal dari suatu tempat ke tempat lain dengan melibatkan seni dan ilmu pengetahuan demi keselamatan kapal sampai pada tujuannya. 

Navigation (navis = a ship & agere = to direct) is the process of directing the movement of a ship or aircraft from one point to another. Both art and science are involved in conducting a ship safely to its destination. 

Yang dimaksud seni dalam pengertian ini adalah keahlian dalam menggunakan peralatan dan metode yang ada serta pemahaman data dengan kaitannya terhadap penilaian untuk menentukan posisi dan haluan kapal. Sedangkan yang dimaksud dengan ilmu pengetahuan dalam pengertian ini adalah ilmu pengetahuan tentang navigasi termasuk perhitungan solusi terhadap berbagai macam permasalahan navigasi dan desain serta perkembangan dari peralatan, metode, tabel, dan almanak yang digunakan sebagai fasilitas dalam melakukan pekerjaan navigasi, serta peningkatan ketepatan hasil yang mungkin didapatkan. 

Pada dasarnya ilmu pelayaran atau navigasi dibagi dalam tiga kategori utama, yaitu: 

Sedangkan yang dimaksud dengan Ilmu Pelayaran Astronomi adalah suatu sistem/metode penentuan posisi kapal melalui observasi benda angkasa seperti matahari, bulan, bintang­-bintang, dan planet-planet. Posisi yang didapatkan adalah dengan perhitungan posisi relatif benda angkasa dengan akurat sehingga didapatkan posisi duga yang akurat. 

Persyaratan dan Regulasi 

Walaupun seperti yang kita ketahui bahwa posisi yang didapat dengan metode ilmu pelayaran astronomi adalah posisi duga dan dalam era masa kini penentuan posisi kapal telah memakai alat bantu navigasi yang sangat canggih misalnya global position system (GPS) dengan mendapatkan posisi duga yang lebih akurat dan praktis, tetapi peraturan bagi perwira dek tetap masih diharuskan untuk menguasai ilmu atau keterampilan menentukan posisi dengan benda-benda angkasa. Seperti tercantum dalam peraturan STCW yang telah diamandemen pada Bagian A, Bab II - Master and deck department, Tabel A-11/1. 

Sejarah Pelayaran Astronomi 

Teori-teori tentang pergerakan relatif benda angkasa seperti bintang, planet, bulan, dan matahari selalu mengalami perkembangan. Hal tersebut memberikan dampak yang positif bagi masyarakat untuk dapat memanfaatkan hasil pemikiran dan penelitian yang dilakukan. Manfaat yang begitu besar juga dirasakan oleh para pelaut pada zaman dahulu kala. 

Pada zaman dahulu, pelayaran yang dilakukan oleh para pelaut hanya sebatas pelayaran antarpulau yang masih dapat terkontrol dengan ilmu pelayaran datar. Namun dengan adanya ilmu pelayaran astronomi, para pelaut mulai berani mengarungi samudra dan berlomba-lomba menemukan daratan atau daerah jajahan baru. 

Banyak pelaut yang mengarungi samudera luas dengan waktu berlayar yang cukup lama dan mereka mencatatkan namanya dalam sejarah pelayaran internasional. Mereka dikenal sangat handal dalam berlayar sehingga dijadikan ikon pelayaran sejati. Mereka adalah pelaut-pelaut yang mempraktikan dan menyempurnakan ilmu pelayaran astronomi. Para pelaut pemberani itu antara lain: 

Peristiwa pemberontakan di atas kapal perang lnggris HMS. Bounty pada abad ke-19 di Hawai. Awak kapal dipimpin Perwira 1 menurunkan kapten kapal Capt. Blight beserta pengikutnya ke atas sebuah sekoci dan mengusir mereka menjauhi kapal HMS. Bounty. Sekoci dengan pimpinan Capt. Blight telah dengan sukses dan selamat berlayar dari Hawai ke Kupang, Timar, Indonesia. Pelayaran berjalan dengan selamat karena kecermatan bernavigasi dengan benda-benda angkasa.

Pelayaran sekoci Capt. Blight tercatat dalam sejarah sebagai pelayaran sekoci yang paling jauh dan sukses. 

• Christofer Colombus (145:il-1500), pelaut asal Genoa, Italia yang berlayar atas perintah Ratu lsabela 1 dari Spanyol dengan misi mencari benua baru serta akan membuktikan bahwa bumi itu bulat. Waiau akhirnya Colombus hanya menemukan Kepulauan San Salvador dan Haiti di Caribia, peristiwa ini tetap tercatat dalam sejarah dan sebagai bukti pentingnya ilmu navigasi astronomi pada masa lampau sebelum hadirnya GPS. Pada 1493, Christofer Colombus belayar kembali menuju Spanyol dengan menggunakan bintang Polaris sebagai dasar perhitungan lintangnya dan metode DR (posisi duga menggunakan kecepatan dan haluan) sebagai dasar menentukan bujurnya.

• Ferdinan Magellan (1480-1521) pelaut dari Sabrosa, Portugal, berlayar atas perintah Raja Portugal mencari jalan memutar ke arah India. Magelan berlayar ke arah barat lalu melintas dari Samudra Atlantic Utara ke Samudra Atlantik Selatan melewati ujung Amerika Selatan. Dari sana menempuh arah barat daya menyeberangi Samudra Pasifik dan sampai ke Kepulauan Filipina. Sayangnya Magellan meninggal di Filipina sebelum menemukan India karena terlibat peperangan dengan penduduk asli Filipina. Dengan rute yang sangat jauh tersebut, Ferdinan Magellan membuktikan kepada kita kepiawaiannya dalam bernavigasi walau pada saat itu belum ditemukan GPS. 

• Capt. James Cook dengan kapal HMS. Endeavour sampai pada New Zealand lalu menemukan Australia.

• Nathaniel Bowditch (ll773-1838) pelaut asal Salem, Mass, bekontribusi besar dalam penyusunan The New American Practical Navigator yang diterbitkan pada 1802.

A. Planet-Planet

Tata surya terdiri dari suatu susunan yang sangat luas dan besar terdiri dari planet, satelit dari planet, komet, meteor dan asteroid yang semuanya dibawah pengaruh dari matahari. Susunan planet pada tata surya adalah Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, (Pluto). 

Planet dalam = Merkurius dan Venus, adalah planet yang berada di antara Bumi dan Matahari. 

Planet Luar = Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, (Pluto), adalah planet yang berada di luar orbit Bumi. 

Walaupun di sekitar Bumi terdapat 7 planet lain yang berada di tata surya, namun tidak semua planet dapat digunakan dalam bernavigasi. Planet-planet yang dapat digunakan untuk bernavigasi dinamakan planet navigasi. Planet navigasi adalah planet yang sangat terang dan jelas dilihat dengan mata telanjang untuk diobservasi dalam penentuan posisi kapal dan data-data hariannya termuat dalam ha la man harian Almanak Nautika. Planet navigasi = Venus, Mars, Yupiter, Saturnus. 

B. Rotasi dan Revolusi Bumi

Bumi melakukan dua gerakan secara bersamaan yaitu rotasi dan revolusi. Rotasi adalah perputaran Bumi pada porosnya. Bumi berotasi selama 23 jam 56 menit dibulatkan menjadi 24 jam dari barat ke timur, maka dari itu matahari terbit dari timur dan tenggelam di barat. 

Dampak rotasi Bumi: 

1. Terjadinya siang dan malam.

2. Terjadinya perbedaan waktu dari berbagai tempat di Bumi.

3. Gerak semu harian matahari (matahari terbit dari timur dan terbenam di barat).

4. Perbedaan percepatan grafitasi di permukaan Bumi.

Sedangkan revolusi adalah adalah peredaran Bumi mengelilingi matahari. Revolusi Bumi terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara gaya gravitasi matahari dan gaya gravitasi bumi. Bumi berevolusi selama 365 ¼ hari atau 1 tahun. Bidang yang dibentuk Bumi pada saat berevolusi disebut bidang ekliptika . 

Dampak revolusi Bumi: 

l. Terjadinya pergantian musim.

2. Terjadinya gerak semu tahunan matahari yang membuat matahari tidak selalu terbit di titik yang sama.

3. Perbedaan lama waktu pergantian siang dan ma lam.

C. Gerak Semu Matahari

Poros rotasi Bumi tidak tega1k lurus terhadap bidang ekliptika {bidang yang dibentuk bumi pada saat berevolusi), melainkan membentuk sudut 23½Q sehingga dengan Bumi melakukan dua pergerakan ini secara bersamaan maka matahari seolah-olah bergerak terhadap Bumi yang biasa disebut gerak semu. Gerak semu matahari ada dua macam. 

1. Gerak semu harian matahari = yaitu pergerakan semu matahari yang dapat kita cermati sehari-hari matahari bergerak dari arah timur ke arah barat.

2. Gerak semu tahunan mata hari = yaitu pergerakan semu matahari seolah matahari bergeser dari utara menuju selatan dan sebaliknya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya perubahan musim dan perbedaan lama waktu pergantian siang dan malam.

Berikut adalah diagram gerak semu tahunan matahari: 

BULATAN ANGKASA DAN TATA KOORDIINAT

A. Definisi-Definisi

• Bulatan angkasa adalah sebuah bulatan di mana planet Bumi sebagai pusat dengan radius tertentu dan semua benda-benda angkasa diproyeksikan padanya.
• Khatulistiwa angkasa adalah sebuah lingkaran besar di angkasa yang tegak lurus terhadap porns Kutub Utara dan Kutub Selatan Bumi.
• Meridian angkasa adalah lingkaran tegak yang melalui titik utara dan titik selatan.
• Lingkaran deklinasi adalah sebuah busur yang menghubungkan Kutub Utara dan Kutub Selatan angkasa melalui benda angkasa tersebut.
• Deklinasi (zawal) adalah sebagian busur lingkaran deklinasi dihitung dari khatulistiwa angkasa ke arah utara atau selatan hingga benda angkasa tersebut.
• Azimut adalah sebagian busur cakrawala dihitung dari titik utara atau selatan sesuai lintang penilik, ke arah barat atau timur sampai pada lingkaran tegak yang melalui benda angkasa, diukur dari 0° sampai 180°.
• Rambat lurus (Ascencio Reeta) adalah sebagian busur khatulistiwa angkasa, dihitung dari titik aries ke arah berlawanan dengan gerak semu harian, sampai ke titik kaki benda angkasa.
• Titik aries adalah sebuah titik tetap di khatulistiwa angkasa, di mana matahari berada pada tanggal 21 Maret.
• Lingkaran vertikal pertama adalah lingkaran yang menghubungkan Zenith dan Nadir melalui titik timur dan titik barat.
• Lintang astronomis adalah sebagian busur lingkaran lintang astronomis benda angkasa, dihitung dari ekliptika hingga sampai ke benda angkasa.
• Bujur astronomi adalah sebagian busur lingkaran ekliptika, dihitung dari titik Aries dengan arah yang sama terhadap peredaran tahunan matahari, sampai pada titik proyeksi benda angkasa di ekliptika.
• Greenwich Hour Angle (GHA) atau sudut jam barat Greenwich adalah sebuah busur khatulistiwa angkasa diukur dari meridian angkasa Greenwich ke arah barat sampai meridian angkasa yang melalui benda angkasa, dihitung dari 0° sampai 360°.
• Local Hour Angle (LHA) atau sudut jam barat setempat adalah sebagian busur lkhatulistiwa angkasa diukur dari meridian angkasa penilik ke arah barat, sampai meridian yang melalui benda angkasa, dihitung dari 0°sampai 360°.
• Siderial Hour Angle (SHA) atau sudut jam barat benda angkasa adalah sebagian busur katulistiwa angkasa diukur dari titik aries ke arah barat sampai meridian yang melalui benda angkasa, dihitung dari 0° sampai 360°. 

B. Tata Koordinat

Seperti yang telah kita pelajari bahwa bola angkasa didefinisikan sebagai sebuah konsep/pemikiran di mana terdapat sebuah bola dengan bumi sebagai pusatnya dan dengan jarak tertentu benda angkasa diproyeksikan terhadapnya. Letak benda angkasa dapat dilukis dengan mengetahui argumen-argumen yang menjadi dasar letak benda angkasa tersebut terhadap lukisan bola angkasa yang dibuat. 

Dasar yang mutlak diperlu kan adalah sebuah lukisan bola angkasa harus terdapat horizon/cakrawala langit (equinoc) dan harus terdapat garis-garis meridian angkasa/derajat angkasa, Ze/ Zenith sebagai puncak pengamat dan ada P sebagai kutub. 

Lukisan angkasa ada 3 macam sesuai dengan tata koordinatnya: 

1. Tata koordinat horizon: cara menentukan kedudukan benda angkasa berdasarkan horizon (cakrawala) dengan argumen azimut dan tinggi benda angkasa.
2. Tata koordinat ekuatorial: cara menentukan kedudukan benda angkasa dengan argumen deklinasi dan rambat lurus (ascesio recto).
3. Tata koordinat ekliptika: cara menentukan kedudukan benda angkasa dengan argumen lintang astronomis dan bujur astronomis.

Sedangkan cara melukis bola angkasa ada tiga macam berdasarkan kedudukan angkasanya: 

1. Kedudukan angkasa miring
2. Kedudukan angkasa tegak: lintang tempat = ekuator Bumi (0°)
3. Kedudukan angkasa datar: Lintang tempat di kutub Bumi (90°)

C. Lukisan Angkasa

1. Tata Koordinat Horizon

Tata koordinat horizon: cara menentukan kedudukan benda angkasa berdasarkan horizon (cakrawala) dengan argumen azimut dan tinggi benda angkasa (altitude). Argumen dasar untuk menentukan posisi benda angkasa:

a.  Azimut adalah sebagian busur cakrawala dihitung dari titik utara atau selatan sesuai lintang penilik, ke arah barat atau timur sampai pada lingkaran tegak arah barat atau timur sampai pada lingkaran tegak  yang melalui benda angkasa, diukur dari 0° sampai 180. 

b. Altitude adalah sebagian dari busur lingkaran tinggi dihitung dari horizon/cakrawala sampai pada benda angkasa.

2. Tata Koordinat Ekuatorial

Tata koordinat ekuatorial: cara menentukan kedudukan benda angkasa dengan argumen deklinasi dan rambat lurus (ascesio recta).

Argumen dasar unt:uk menentukan posisi benda angkasa:

a. Deklinasi (Zawal) adalah sebagian busur lingkaran deklinasi dihitung dari khatulistiwa angkasa ke a rah utara atau selatan hingga benda angkasa tersebut.

b. Rambat lurus (Ascencio Reeta) adalah sebagian busur khatulistiwa angkasa, dihitung dari titik aries ke arah berlawanan dengan gerak semu harian (ke timur), sampai ke titik kaki benda angkasa.

3. Tata Koordinat Ekliptika

Tata koordinat ekliptika: cara menentukan kedudukan benda angkasa dengan argumen lintang astronomis dan bujur astronomis.

Argumen dasar untuk menentukan posisi benda angkasa:

a. Lintang astronomis = zawa//deklinasi benda angkasa

adalah sebagian busur lingkaran deklinasi dihitung dari khatulistiwa angkasa ke arah utara atau selatan hingga benda angkasa tersebut.

b. Bujur astronomis = GHA benda angkasa

adalah sebuah busur khatulistiwa angkasa diukur dari meridian angkasa Greenwich ke arah barat sampai meridian angkasa yang melalui benda angkasa, dihitung dari 0° sampai 360°.

Melukis Bulatan/Bola Angkasa

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bulatan/bola angkasa dapat dilukis secara horizon, ekuatorial maupun ekliptika tergantung dari tata koordinat (argumen) yang digunakan dalam menentukan posisi benda angkasa. Sela in itu lukisan bola angkasa juga dilukis secara miring, tegak, ataupun datar tergantung dari lintang penilik. 

Dengan melukis bola angkasa kita dapat melukiskan posisi benda angkasa ataupun lintasan edar harian benda angkasa tersebut. 

Ada tiga hal yang menjadi ketentuan lukisan angkasa: 

1. Kutub langit angksa = lintang tempat.

2. Ekuator angkasa selalu tegak lurus dengan poros angkasa.

3. Lintasan edar harian benda angkasa selalu sejajar dengan ekuator angkasa.

Contoh 1: 

Buatlah lukisan kedudukan angkasa untuk lintang penilik 30°U. Lukislah edaran matahari pada tanggal 21 Juni! 

Jawab: 

Analisa: 

a) Kutub langit angksa = Lintang tempat = 30° U

b) Ekuator angkasa selalu tegak lurus dengan poros angkasa.

c) Lintasan edar harian benda angkasa selalu sejajar dengan ekuator angkasa.

Penilik pada lintang 30°U (lintang tempat) sehingga garis KLU-KLS (garis kutub langit angkasa) miring 30° terhadap bidang horizon. Pada 21 Juni matahari berada di Garis Balik Utara (GBU) di mana deklinasi (zawal) pada saat itu 23½0 U (lihat diagram gerak semu tahunan matahari).