Erupsi Freatik Jumat Pagi 11 Mei 2018 di Gunung Merapi

Gunung Merapi meletus Jumat pagi 11 Mei 2018 TU (Tarikh Umum). Dari puncaknya terlihat semburan berwarna putih tebal menyeruak tinggi ke udara. Semburan itu laksana lengan raksasa yang meninju langit, di tengah ketenangan pagi nan cerah. Getaran tanah terasa di sekujur kaki gunung. Getaran yang lebih halus, yang tak bisa dirasakan manusia, bahkan terendus hingga ke Gunungkidul, puluhan kilometer dari Gunung Merapi. Suara gemuruh terdengar dimana-mana hingga ke Cawas (Klaten).

Gambar 1. Saat-saat Gunung Berapi memuntahkan material vulkaniknya dalam erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018. Kolom letusan membumbung tinggi hingga elevasi 8.800 mdpl dalam letusan bertipe vulkanian/vulkano kuat. Diabadikan dari sisi utara Gunung Merapi. Sumber: BPPTKG, 2018.

Tak pelak rutinitas pagi di kawasan seputar gunung seperti di kota Yogyakarta, Kabupaten Sleman, Kabupaten Kulonprogo, Kabupaten Klaten serta Kabupaten Magelang dan Kota Magelang pun tersela. Semua mata memandang ke Merapi yang sedang bertingkah. Media sosial pun dibanjiri aneka foto dan video situasi saat dan pasca erupsi Merapi dilihat dari berbagai lokasi. Darinya kita mengetahui erupsi Merapi kali ini ternyata bahkan terlihat jelas dari kawasan Gunung Kendil (Wonosobo), berpuluh kilometer jauhnya. Tak ingin ketinggalan pula, hoaks (kabar-bohong) pun sempat bergentayangan.

Erupsi Freatik

Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kebencanaan Geologi (BPPTKG), sebuah institusi yang bertanggung jawab memantau aktivitas Gunung Merapi dan berada di bawah payung Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral RI, mencatat letusan dimulai pada pukul 07:40 WIB. Durasi letusan adalah 5 menit, namun getaran yang ditimbulkannya terasa hingga 10 menit. Seismometer (radas pengukur gempa) mencatat getaran gempa yang mengiringi letusan selama 450 detik dengan amplitido maksimal 16 milimeter.

Material letusan disemburkan hingga setinggi 5.500 meter di atas puncak. Dengan ketinggian kawah Merapi sekitar 2.900 mdpl, maka kolom letusan ini membumbung hingga setinggi 8.800 mdpl. Angka ini konsisten dengan pengukuran kadar SO2 melalui citra satelit oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), lembaga meteorologi Amerika Serikat. Mereka juga menemukan puncak kolom letusan berada di antara elevasi 8.000 hingga 10.000 mdpl.

Gambar 2. Rekaman kegempaan dari salah satu seismometer yang ditanam BPPTKG di tubuh Gunung Merapi. Rekaman ini memperlihatkan terjadinya getaran kuat seiring erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018. Getaran tersebut berlangsung selama sekitar 450 detik dengan amplitudo getaran terbesar mencapai 16 milimeter. Sumber: BPPTKG, 2018.

Letusan hanya berlangsung satu kali dan tanpa didului oleh peningkatan aktivitas seismik. Sehingga BPPTKG mengkategorikannya sebagai erupsi freatik. Memang sejak dua hari sebelumnya terdeteksi 6 gempa vulkanik dalam. Ini adalah indikasi terjadinya gerakan fluida di perutbumi Gunung Merapi, yang bisa berupa gas vulkanik maupun magma. Akan tetapi kejadian gempa vulkanik ini terbilang normal untuk Gunung Merapi. Salah satunya karena dalam minggu-minggu pengamatan sebelumnya juga kerap terjadi dan bersifat acak. Jadi belum menunjukkan peningkatan secara konsisten sebagaimana pola umum menjelang letusan gunung berapi pada umumnya. Pemantauan deformasi tubuh gunung berdasar radas/instrumen EDM (electronic distance measurement) dan GPS juga tidak menunjukkan tanda-tanda injeksi (masuknya) magma segar ke dalam tubuh Gunung Merapi. Injeksi magma segar juga merupakan pola umum menjelang letusan, yang membuat tubuh gunung bakal membengkak.

Satu-satunya hal takbiasa yang teramati dalam erupsi freatik ini adalah lonjakan pada temperatur kubah lava 2010. Tepatnya pada bagian belahannya. Sejak 2013 TU kubah lava 2010, yakni tumpukan lava sisa Letusan Merapi 2010 yang menutupi mulut lubang letusan, telah terbelah oleh lembah diagonal sepanjang 230 meter dan lebar 50 meter seiring peristiwa erupsi freatik besar 18 November 2013. Enam jam sebelum erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018 ini terjadi, atau pada pukul 01:00 WIB, pemantauan dengan menggunakan kamera termal memperlihatkan suhu bagian ini hanya 38º C. Namun 45 menit pasca erupsi, suhunya sudah melonjak drastis menjadi 90,6º C.

Gambar 3. Rekaman kegempaan dari seismometer yang ditanam jauh dari lokasi Gunung Merapi. Yakni seismometer di Wanagama Gunungkidul (atas) dan Cawas Klaten (bawah), masing-masing sejauh 40 kilometer dan 35 kilometer dari puncak Gunung Merapi. Dua seismometer berbeda tersebut menunjukkan usikan pada rentang waktu yang bersamaan dengan kejadian erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018. Sumber: Yudhi Hermawan, 2018.

Erupsi freatik 11 Mei 2018 mewujud dalam letusan bertipe vulkanian, atau vulkano kuat bila mengacu klasifikasi Escher (1933). Dalam letusan vulkano kuat, kolom letusan disemburkan tinggi ke langit oleh dorongan gas vulkanik bertekanan tinggi. Material letusannya menjatuhi tubuh gunung sektor lereng dan kaki gunung atau bahkan lebih jauh lagi. Itulah yang terjadi dalam Erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018. Segera setelah menjangkau elevasi 8.800 mdpl, debu letusan melebar horizontal mengikuti hembusan angin regional sebelum gravitasi membuatnya berjatuhan kembali ke paras Bumi. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) mencatat angin regional bertiup ke arah selatan – tenggara. Sehingga material erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018 pun bergerak ke arah selatan dan tenggara, dengan gerak ke arah tenggara lebih dominan. Sembari bergerak material erupsi pun menyirami daratan dibawahnya dengan hujan abu.

Berikut adalah rangkuman citra satelit Himawari-8 pada kanal inframerah yang menggambarkan pergerakan debu vulkanik erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018 :

Saat erupsi terjadi, 166 orang pendaki sedang berada di dataran Pasarbubar tepat di bawah puncak Merapi. Sekitar 50 orang diantaranya sedang bergerak naik, mencoba menaklukkan puncak. Banyak yang pingsan akibat terlalu banyak menghirup gas SO2 produk letusan. Namun semua berhasil dievakuasi oleh para relawan yang menyusul naik pasca letusan. Sementara di sisi bawahnya, tercatat 110 wisata lava tour terpaksa dibatalkan. Wisata lava tour merupakan wisata minat khusus yang berkembang pasca Letusan Merapi 2010 dengan mengajak wisatawan beranjangsana melihat tempat-tempat yang pernah terlanda material letusan Merapi.

Sementara di kawasan kaki gunung, hujan debu pekat dan pasir mengguyur sektor selatan Gunung Merapi. Obyek wisata seperti Kaliurang terpaksa ditutup. Lebih jauh lagi, hujan debu berintensitas ringan terdeteksi hingga pesisir selatan. Tak pelak Kota Yogyakarta pun dihujani debu. Meski berintensitas ringan, namun dipandang mampu untuk mengganggu lalu lintas pesawat terbang. Pangkalan TNI AU Adisutjipto memutuskan untuk menghentikan aktivitas penerbangan militer. Belakangan otoritas bandara Adisutjipto juga melakukan hal serupa, menutup aktivitas penerbangan sipil mulai pukul 10:40 WIB hingga enam jam kemudian. Tercatat 37 penerbangan terpaksa dibatalkan, baik domestik maupun internasional. Dengan semua itu patut disyukuri tiada korban luka-luka apalagi korban jiwa yang jatuh.

Berikut adalah dramatisnya letusan seperti diabadikan sejumlah pendaki tepat di daratan Pasarbubar di bawah puncak :

Penyebab

Seperti peristiwa sebelumnya, erupsi freatik Merapi kali ini pun mengusung narasi serupa. Yakni sebagai bagian dari dinamika Gunung Merapi pasca 2010 TU. Sebagai gunung berapi aktif, fluida Merapi senantiasa menggeliat dalam perutbuminya. Yakni pada kantung magma dangkal tepat di bawah tubuh gunung. Fluida ini bisa berupa gas vulkanik, dapat pula berupa magma. Semuanya bersuhu tinggi. Sesuai sifatnya, gas vulkanik lebih mudah meloloskan diri dari kedalaman perutbumi di bawah Merapi ketimbang magma yang cair sangat kental. Emisi gas vulkanik umum dijumpai keluar dari area kubah lava 2010. Sebelum kejadian erupsi freatik Merapi 18 November 2013 , di tepi kubah lava ini terdapat titik-titik sinter, tempat gas-gas vulkanik panas terbebaskan keluar ke atmosfer.

Sementara menjelang 11 Mei 2018 TU, tubuh Gunung Merapi khususnya bagian puncak mengandung cukup banyak air. Air bawahtanah ini jelas masuk melalui hujan. Mungkin akumulasi air hujan selama musim penghujan kali ini yang tercatat sejak Oktober 2017 TU. Air bawahtanah yang membasahi bagian dalam puncak ini, tatkala bersua dengan gas-gas vulkanik yang demikian panas, sontak akan menguap. Bilamana tidak ada halangan berarti, uap air mudah mengalir melalui pipa magma (diatrema) lantas keluar dari ujungnya, kubah lava 2010. Khususnya dari belahannya, yang merupakan zona terlemah. Inilah yang sering terlihat mengepul dari puncak Merapi bersama dengan gas SO2, sebuah ciri khas gunung berapi aktif.

Gambar 4. Salah satu lokasi pada Obyek Wisata Kaliurang yang nampak berbalut debu dan pasir produk erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018. Sumber: Anonim, 2018.

Nah menjelang 11 Mei 2018, rupanya ada penghalang atau sumbatan yang cukup signifikan dalam pipa magma Merapi bagian atas. Penghalang itu mungkin bongkahan batuan besar, atau mungkin batuan yang lebih kecil, yang ambrol hingga menyumbat sepenuhnya pipa magma bagian atas. Apapun, penghalang itu jelas cukup kuat untuk menyekap uap air hingga tak lolos. Sementara produksi uap air berlangsung terus, membuat kian banyak yang terbentuk hingga kian tinggi tekanannya. Sampai beberapa lama penghalang ini masih sanggup menahan tekanan uap air. Namun lama kelamaan ia kewalahan juga.

Begitu tekanan uap melampaui ambang batas daya tahan penghalang, penghalang pun jebol. Uap bertekanan tinggi pun mengalir deras ke atas. Selain mengangkut material penghalang yang sudah remuk dibobol, uap bertekanan tinggi juga menggerus dinding pipa magma. Inilah yang menjadi kerikil, pasir dan debu vulkanik dalam erupsi freatik. Tingginya tekanan uap air ini menjadi penyebab mengapa kolom letusan dalam erupsi freatik erapi 11 Mei 2018 membumbung demikian tinggi dan bertipe vulkano kuat.

Gambar 5. Diagram sederhana erupsi freatik di Gunung Merapi. Tubuh gunung (coklat) hanya digambarkan di sekitar puncak, dengan kawah tersumbat kubah lava yang permukaannya sudah mulai mendingin (hitam) namun dasarnya masih membara (orange). Kubah lava menjadi pembatas udara luar dengan saluran magma yang masih penuh berisi magma sisa letusan sebelumnya yang masih membara (warna merah). A= saat hujan mengguyur puncak, membuat air tergenang di dasar kawah. B= air yang tergenang memasuki interior/dasar kubah lava dan terpanaskan brutal hingga membentuk uap sangat banyak. C= uap menyembur sembari membawa partikel debu dalam kubah lava hingga membentuk kolom debu vulkanik. Sumber: Sudibyo, 2013.

Ciri khas lainnya dari erupsi freatik Merapi, begitu uap air telah menjebol keluar maka tidak ada lagi pasokan material vulkanik dari bagian bawah pipa magma. Maka durasi letusan pun tergolong singkat dan hanya terjadi sekali saja, tanpa diikuti letusan-letusan berikutnya secara beruntun. Dan karena material letusan berasal dari bagian puncak Merapi, tepatnya dari dasar kubah lava 2010 dan bukannya magma segar, maka ia relatif dingin. Begitu dikeluarkan, ia tak lagi panas. Sangat bertolak belakang dengan letusan yang menghamburkan magma segar, seperti kejadian Letusan Merapi 2010, dengan endapan lava pijar dan endapan awan panas yang tetap bersuhu tinggi hingga berminggu-minggu kemudian.

Erupsi freatik kadangkala adalah babak pembuka tahap letusan berikutnya yang berujung pada letusan magmatik. Misalnya pada Letusan Sinabung 2013 yang masih berlangsung sampai sekarang. Dalam hal ini erupsi freatik terjadi manakala magma segar, yang sedang menanjak naik dalam pipa magma, melepaskan gas-gas vulkanik panasnya yang langsung memanggang air bawahtanah. Erupsi freatik seperti ini akan menciptakan jalan bebas hambatan bagi tahap erupsi berikutnya, yakni erupsi freatomagmatik (saat magma segar langsung bersentuhan dengan air bawah tanah) dan erupsi magmatik (saat magma segar mulai keluar dari lubang letusan). Akan tetapi ada pula erupsi freatik yang berdiri sendiri, yakni langsung berhenti tanpa diikuti jenis letusan yang lain. Misalnya seperti peristiwa Letusan Kawah Sileri 2017, Letusan Kawah Ijen 2018 dan juga aneka letusan di Gunung Merapi semenjak 2011 TU.

Kejadian erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018 sedikit mengejutkan. Mengingat semenjak 18 November 2013 TU, situasi kubah lava 2010 sudah berubah. Terbentuk belahan yang adalah retakan memanjang, produk erupsi freatik Merapi terkuat (hingga saat itu). Belahan tersebut diyakini bakal memerankan katup pelepas tekanan bagi pipa magma Merapi. Sehingga potensi erupsi freatik berikutnya bakal lebih kecil. Dan demikianlah adanya. Sejak 2014 TU, hingga 11 Mei 2018 TU, kejadian erupsi freatik di Gunung Merapi praktis menghilang.

Gambar 6. Letusan Sinabung pada 9 Februari 2015 TU, diabadikan fotografer Hendi Syarifuddin. Letusan ini merupakan contoh erupsi magmatik, dimana terbentuk awan panas guguran yang mengalir ke lereng. Sumber: Syarifuddin, 2015 dalam Geomagz, Maret 2015.

Harus Bagaimana?

Dapatkah erupsi freatik di Gunung Merapi ini dideteksi sebelum benar-benar terjadi?

Sayangnya, tidak. Atau tepatnya untuk saat ini belum. Strategi pengamatan aktivitas gunung berapi yang umum diterapkan pada saat ini, termasuk di Gunung Merapi, adalah pengamatan untuk memprakirakan erupsi magmatik. Sehingga hanya mengindra perubahan perilaku gunung berapi dalam skala relatif besar. Sinyal-sinyal perubahan itu yang kemudian ditangkap radas seismometer (untuk getaran-getaran gempanya), tiltmeter (untuk miring datarnya lereng), EDM (untuk menggelembung mengempisnya tubuh gunung) hingga geokimia. Dalam ranah kiwari bahkan digunakan teknologi pencitraan satelit, umumnya satelit radar yang diproses dengan teknik interferometri, guna menunjang informasi soal kembang kempisnya tubuh gunung. Sementara dalam kejadian erupsi freatik, terlebih erupsi freatik yang berdiri sendiri seperti halnya berulang-ulang terjadi di Gunung Merapi pasca 2010 TU, sinyal-sinyalnya mungkin ada di bawah ambang batas kemampuan radas-radas tersebut.

Gambar 7. Distribusi gas SO2 dalam erupsi freatik Merapi 11 Mei 2018 sebagaimana dicitra oleh satelit NOAA. Sumber: NOAA, 2018.

Jadi hingga saat ini belum ada teknologi ‘matang’ yang bisa digunakan untuk mendeteksi kejadian erupsi freatik yang berdiri sendiri. Dengan ketiadaan tersebut maka antisipasinya hanyalah dengan menghindari memasuki kawasan paling rawan terancam erupsi freatik, yakni puncak Merapi. BPPTKG sejak lama telah menekankan agar pendakian Gunung Merapi hanya sampai di kawasan Pasarbubar. Tidak ke puncak. Selain morfologi puncak telah berubah dramatis pasca Letusan Merapi 2010 dengan terbentuknya kawah terbuka ke tenggara berdinding sangat curam yang bisa ambrol sewaktu-waktu, juga karena potensi terjadinya erupsi freatik. Dampak kejadian erupsi freatik bagi kawasan sekitar puncak, selain guyuran batu dan kerikil juga ada semburan gas beracun seperti SO2, CO2 dan H2S. Semua itu bisa melukai atau bahkan menewaskan orang.

Sementara kawasan kaki gunung atau yang lebih jauh lagi memiliki resiko jauh lebih kecil. Dampak erupsi freatik di sini lebih berupa hujan debu dengan intensitas ringan hingga sedang. Antisipasi yang bisa dilakukan adalah menyediakan masker dalam kotak darurat kita. Sehingga kala erupsi freatik terjadi dan mengguyurkan hujan debu, kita tak perlu kelabakan mencari masker. Dan jangan lupa untuk terus memantau informasi dari lembaga yang berwenang. Seperti BPPTKG untuk informasi soal erupsi Gunung Merapi dan BPBD (Badan Penanggulangan Bencana Daerah) setempat untuk petunjuk evakuasi bila diperlukan.

Gambar 8. Panorama dasar kawah Merapi dimana kubah lava 2010 berada antara sebelum (kiri) dan sesudah erupsi freatik (kanan). Kamera CCTV menghadap ke barat daya. Nampak ujung barat laut belahan kubah lava 2010 mengalami perubahan bentuk dan ukuran akibat erupsi. Sumber: BPPTKG, 2018.

Pada akhirnya kita harus menerima bahwa Gunung Merapi memang telah berubah pasca 2010 TU. Kini ia kerap meletuskan diri secara freatik, meski dalam kurun empat tahun terakhir nyaris tiada kejadian serupa. Hidup ramah bersama Merapi yang telah berubah adalah satu keniscayaan.

Referensi :

BPPTKG. 2018. Press Release Erupsi Freatik Gunung Merapi 11 Mei 2018, diakses 11 Mei 2018.

BPPTKG. 2018. Laporan Singkat Erupsi Gunung Merapi, Rilis Tanggal 11 Mei 2018 pukul 12:00 WIB.

Yudhi Hermawan. 2018. komunikasi pribadi.

Iklan

Akankah Stasiun Antariksa Tiangong-1 Jatuh di Indonesia?

Penghujung Maret 2018 TU (Tarikh Umum) menjadi hari-hari terakhir bagi sampah antariksa Tiangong-1 (baca: Tian Gong satu). Bangkai stasiun antariksa pertama milik Cina ini tinggal menunggu waktu saja untuk jatuh memasuki atmosfer Bumi (reentry). Orbitnya kian menurun saja. Hingga Kamis 29 Maret 2018 TU pukul 21:00 WIB, orbit Tiangong-1 sudah turun demikian rupa dengan perigee tinggal 186,7 kilometer dan apogee tinggal 201,7 kilometer, semuanya dari paras air laut rata-rata (dpl). Dan hingga 29 Maret 2018 TU itu prediksi waktu jatuh Tiangong-1 adalah sebagai berikut :

  • Aerospace Corporation = 1 April 2018 TU pukul 17:30 WIB ± 16 jam.
  • US Strategic Command = 1 April 2018 TU pukul 07:52 WIB ± 15 jam.
  • Marco Langbroek = 1 April 2018 TU pukul 16:36 WIB ± 19 jam.
  • Joseph Remis = 1 April 2018 TU pukul 17:40 WIB ± 15 jam.

Dengan nilai ketidakpastian masih cukup besar, yakni antara 15 hingga 19 jam, maka pada dasarnya masih sangat sulit untuk menentukan lokasi titik jatuh Tiangong-1. Ini mengingat bangkai stasiun antariksa itu melejit secepat 7,8 kilometer/detik atau sekitar 28.000 kilometer/jam. Maka ketidakpastian sebesar semenit saja akan setara dengan pergeseran jarak sebesar 467 kilometer.

Gambar 1. Jejak lintasan sampah antariksa Tiangong-1 diabadikan pada Kamis pagi 22 Maret 2018 TU dengan kamera pada waktu papar 8 detik. Tiangong-1 bergerak cukup cepat sehingga saat direkam kamera selama 8 detik nampak sebagai garis bercahaya samar. Sumber: Sudibyo, 2018.

Meski amat menyedot perhatian dunia, Tiangong-1 (massa 8,5 ton) sesungguhnya bukanlah sampah antariksa terberat. Ia masih berada dalam nilai rata-rata massa dari sampah-sampah antariksa signifikan sepanjang satu dekade terakhir. Semenjak tahun 2000 TU hingga saat ini, sampah antariksa terberat masih ditempati oleh wantariksa (wahana antariksa) Phobos-Grunt, yang jatuh ke sisi timur Samudera Pasifik pada 15 Januari 2012 TU silam. Russia meluncurkan Phobos-Grunt (13,5 ton) menuju Mars, namun cacat pada sistem pemrograman membuat sistem komputernya terus bermasalah. Sehingga Phobos-Grunt terperangkap dalam orbit Bumi tanpa daya hingga akhirnya jatuh.

Dalam pandangan ESA (European Space Agency atau badan antariksa gabungan negara-negara Eropa) Tiangong-1 memiliki massa dan dimensi mirip ATV (Automated Transfer Vehicle), wantariksa kargo yang dibangun ESA untuk mengirim muatan ke stasun antariksa internasional ISS. Pasca bertugas di ISS selama jangka waktu tertentu, ATV pun dijatuhkan secara terkendali ke kawasan Samudera Pasifik dengan proses yang terdokumentasi dengan baik (pada ATV Jules Verne). Karena itu apa yang akan terjadi pada Tiangong-1 saat jatuhnya nanti kemungkinan akan mirip dengan ATV.

Tatkala Tiangong-1 mulai menuruni lapisan atmosfer yang lebih padat dengan kecepatan 28.000 kilometer/jam, gesekan dengan udara di sekelilingnya menyebabkan kecepatan Tiangong-1 berkurang dengan pasti. Pengurangan ini mentransfer energi ke udara, menghasilkan tekanan ram yang kian menguat. Awalnya sepasang panel surya Tiangong-1 yang terlepas. Sementara badan Tiangong-1 terus terpanaskan dan ditekan sangat hebat seiring kian memasuki lapisan udara yang lebih padat. Pada ketinggian beberapa puluh kilometer dpl, tekanan hebat itu membuat badan Tiangong-1 terpecah-belah. Pemecah-belahan ini menandai titik mulai punahnya kecepatan asli Tiangong-1 (kecepatan yang dibawanya dari antariksa).

Selanjutnya gravitasi Bumi mengambil-alih sehingga masing-masing pecahan menjalani gerak jatuh bebas pada lintasannya sendiri-sendiri. Keping-keping Tiangong-1, dengan massa total tinggal sekitar 100 kilogram, lantas akan berjatuhan pada wilayah sepanjang sekitar 2.000 kilometer dan lebar sekitar 70 kilometer. Kecepatan jatuhnya (saat menyentuh paras Bumi) tergolong kecil, tinggal sekitar beberapa puluh kilometer per jamnya. Dan tak perlu cemas berlebihan. Peluang keping-keping Tiangong-1 untuk jatuh di kawasan berpenduduk padat sangat kecil. Hanya 1 berbanding beberapa trilyun.

Video berikut dari Aerospace Corporation menyimulasikan proses jatuhnya Tiangong-1 :

Melintas di Indonesia

Sebelum jatuh, sampah antariksa Tiangong-1 masih akan terlihat melayang menyusuri orbitnya. Hanya beberapa lokasi yang berkesempatan menyaksikan Tiangong-1 di langit menjelang kejatuhannya. Misalnya kota Tokyo (Jepang) dan Cape Town (Afrika Selatan), masing-masing berkesempatan menyaksikan Tiangong-1 pada saat fajar dan senja Kamis 29 Maret 2018 TU. Sementara Athena (Yunani) dan Roma (Italia) berpeluang melihat Tiangong-1 pada saat fajar Jumat 30 Maret 2018 TU.

Bagaimana dengan Indonesia?

Peluang terlihatnya Tiangong-1 di langit Indonesia kala fajar ataupun senja telah tertutup. Indonesia berkesempatan menyaksikannya pada minggu lalu tepatnya antara tanggal 19 hingga 24 Maret 2018 TU. Sedikitnya ada dua observasi yang berhasil mengamati Tiangong-1 di langit, misalnya oleh saya sendiri dan oleh Eko Hadi G dari klub astronomi Penjelajah Langit (Yogyakarta).

Gambar 2. Jejak lintasan sampah antariksa Tiangong-1 diabadikan pada Selasa sore 20 Maret 2018 TU oleh Eko Hadi G dengan kamera pada waktu papar 10 detik. Tiangong-1 bergerak cukup cepat sehingga saat direkam kamera selama 8 detik nampak sebagai garis bercahaya samar. Sumber: Penjelajah Langit/Eko Hadi G, 2018.

Namun sejatinya Tiangong-1 tetap melintas di atas wilayah Indonesia meski tak bisa disaksikan lagi. Dalam setiap harinya Tiangong-1 berkesempatan dua kali melintas di atas Indonesia, masing-masing di malam hari dan di siang hari. Perlintasan pada malam hari selalu dari arah barat daya menuju ke timur laut. Sebaliknya perlintasan di siang hari selalu dari arah barat laut menuju tenggara. Dengan luasnya wilayah Indonesia, maka dalam sehari terjadi lima hingga enam kali perlintasan Tiangong-1 dalam setiap harinya.

Perlintasan-perlintasan itu membentuk pola yang khas sebagai berikut :

  • Pulau Sumatra, perlintasan Tiangong-1 terjadi di malam hari pada koridor antara sekitar kota Natal (Sumatra Utara) hingga sekitar kota Bagan Siapi-api (Riau).
  • Pulau Jawa, koridornya adalah di sekitar kota Tulungagung hingga sekitar kota Sumenep (semuanya di propinsi Jawa Timur) dengan perlintasan pada malam hari.
  • Pulau Kalimantan, perlintasan Tiangong-1 terjadi di siang hari dengan koridor antara sekitar kota Pontianak (Kalimantan Barat) hingga sekitar kota Sampit (Kalimantan Tengah).
  • Pulau Sulawesi, koridor perlintasan Tiangong-1 adalah dari sekitar kota Palu (Sulawesi Tengah) hingga sekitar kota Gorontalo (Gorontalo) yang terjadi di malam hari.
  • Pulau Irian memiliki dua koridor perlintasan Tiangong-1. Masing-masing dari sekitar kota Manokwari (Irian Jaya Barat) hingga sekitar kota Merauke (Papua) di siang hari. Dan dari sekitar kota Agats hingga sekitar kota Jayapura (keduanya di propinsi Papua) di malam hari.

Berikut adalah peta perlintasan Tiangong-1 di Indonesia dari hari ke hari semenjak Jumat 30 Maret 2018 TU hingga Senin 2 April 2018 TU :

Gambar 3. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Jumat 30 Maret 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 4. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Sabtu 31 Maret 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 5. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Minggu 1 April 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Gambar 6. Peta proyeksi lintasan sampah antariksa Tiangong-1 di wilayah Indonesia untuk Senin 2 April 2018 TU. Garis putus-putus menandakan perlintasan di malam hari, sementara garis tak terputus untuk perlintasan di siang hari. Berdasarkan data TLE (two line elements) Tiangong-1 per 29 Maret 2018 TU. Sumber: Sudibyo, 2018.

Akankah Tiangong-1 jatuh di Indonesia? Peluangnya sangat kecil. Sejauh ini seluruh prediksi yang ada tidak menempatkan prakiraan titik jatuh Tiangong-1 dalam kawasan Indonesia. Namun dengan nilai ketidakpastian yang masih besar, maka peluang jatuh di salah satu koridor perlintasan Tiangong-1 di wilayah Indonesia juga tetap terbuka, meski sangat kecil.

Pembaharuan : Prediksi Terakhir Waktu dan Titik Jatuh

Per 1 April 2018 TU pukul 18:00 WIB, Joseph Remis menyajikan prediksi terakhir waktu dan posisi titik jatuh Tiangong-1. Waktu jatuh adalah pada Senin 2 April 2018 TU pukul 05:46 WIB ± 4 jam. Sehingga waktu jatuh adalah pada saat kapanpun di antara rentang waktu antara pukul 01:46 WIB hingga 09:46 WIB pada 2 April 2018 TU.

Lokasi titik jatuh, jika terjadi pada pukul 05:46 WIB maka akan berada di tengah-tengah Samudera Pasifik pada koordinat 13,23 LS 142,85 BB. Namun dalam rentang waktu antara pukul 01:46 hingga 09:46 WIB, terbuka kemungkinan Tiangong-1 bisa jatuh di daratan dari negara-negara Myanmar, Cina, Jepang, Peru, Argentina, Afrika Selatan, India, Ethiopia, Yaman, Iran, Arab Saudi, Irak, Kazakhstan, Brazil, Italia dan Turki. Berikut petanya :

Pembaharuan 2 : Tiangong-1 Telah Jatuh!

Sampah antariksa yang juga stasiun antariksa Tiangong-1 dipastikan telah jatuh pada Senin 2 April 2018 TU pukul 07:16 WIB ± 1 menit menurut JFSCC (Joint Force Space Component Command) pada Komando Strategis (US Strategic Command/USStratcom) Kementerian Pertahanan Amerika Serikat. Tiangong-1 jatuh di kawasan Samudera Pasifik bagian selatan, tepatnya di antara koordinat 14 LS 162 BB hingga 24 LS 150 BB. Koridor ini membentang mulai dari sebelah barat daya hingga sebelah selatan Tahiti.

Meski tiada rekaman yang memperlihatkan detik-detik jatuhnya Tiangong-1, namun JFSCC memastikan hal tersebut terjadi melalui pantauan satelit militer Amerika Serikat, kemungkinan SBIRS (Space Based Infra Red System). Satelit mata-mata yang bertumpu pada spektrum sinar inframerah ini ditujukan untuk menyigi jejak inframerah dari aktivitas peluncuran rudal, namun juga bisa mengendus aktivitas lain. Termasuk jatuhnya sampah antariksa berukuran besar.

Rekonstruksi memperlihatkan, saat menempuh orbit terakhirnya sebelum kemudian jatuh, Tiangong-1 lewat di atas benua Amerika bagian selatan (yakni Chile dan Argentina), benua Afrika bagian tengah dan utara (masing-masing Gabon, Kamerun, Republik Afrika Tengah dan Sudan) dan benua Asia (Saudi Arabia, Iran, Kazakhstan, Cina dan Jepang). Di Saudi Arabia, Tiangong-1 lewat di atas kotasuci Madinah. Gambar berikut adalah peta lima lintasan terakhir yang dijalani sampah antariksa Tiangong-1, yakni sejak 7 jam 20 menit sebelum waktu jatuh :

Berikut adalah hasil rekonstruksi lintasan terakhir Tiangong-1 dalam aplikasi pemetaan Google Maps. Nampak 44 menit sebelum jatuh, Tiangong-1 melintas di atas kotasuci Madinah (Saudi Arabia) :


Referensi :

The Aerospace Corporation. 2018. Tiangong-1 Reentry. Diakses pada 29 Maret 2018 TU.

Joseph Remis. 2018. komunikasi pribadi.

Marco Langbroek. 2018. komunikasi pribadi

Roket Terkuat Sejagat yang Menerbangkan Mobil Termahal

Sebuah sejarah baru nan ganjil tercipta pada Rabu 7 Februari 2018 Tarikh Umum (TU) antara pukul 03:45 WIB hingga 09:30 WIB lalu. Sebuah mobil sport komersial bertenaga listrik berwarna merah melayang di antariksa dekat Bumi. Mobil bermerk Tesla Roadster produksi tahun 2008 TU ini mengedari planet biru kita pada sebentuk orbit lonjong dengan ketinggian bervariasi mulai 184 kilometer hingga 6.953 kilometer, semuanya dari paras air laut rata-rata (dpl). Kemiringan bidang orbitnya terhadap bidang ekuator Bumi, atau inklinasi orbit, adalah 29º. Periode orbitalnya 165 menit, bermakna setiap 2,75 jam sekali mobil sport ini menyelesaikan sekali putaran mengelilingi Bumi.

Gambar 1. Mobil listrik Tesla Roadster dan boneka Starman sesaat setelah mulai meninggalkan lingkungan pengaruh gravitasi Bumi pada Rabu 7 Februari 2018 TU pukul 09:30 WIB. Foto ikonis ini diabadikan dari salah satu kamera yang turut serta dalam penerbangan antariksa Tesla Roadster. Bumi nampak di latar belakang. Sumber: SpaceX, 2018.

Dummy Payload

Mobil sport di beredar orbit Bumi laksana satelit saja sudah cukup ganjil. Ini belum pernah terjadi sepanjang sejarah penerbangan antariksa. Namun keganjilan itu masih ditambah lagi oleh hadirnya sesosok manekin/boneka berjuluk Starman yang mengenakan baju antariksawan dan duduk di sisi pengemudi pada mobil dengan setir kiri ini. Sejumlah kamera, minimal tiga buah, menyoroti Tesla Roadster dan Starman-nya dari berbagai sisi. Semuanya memiliki massa sekitar 1,4 ton. Tatkala sudah mengangkasa, kamera-kamera ini pun menyajikan tayangan liputan langsung yang diunggah ke laman video populer. Seperti terlihat berikut ini :

Tak pelak kehebohan besar pun tercipta dan membelah dunia. Sebagian melihatnya keren dan unik. Sementara sebagian lagi mencibirnya, beranggapan hanya membuang-buang duit sembari menciptakan jenis baru sampah antariksa. Kalangan cendekiawan pun demikian. Sebagian mereka mengkritisi aksi Tesla Roadster dan Starman. Mulai dari mengapa tidak mengirim muatan lebih berharga yang bisa membantu menyokong peradaban manusia modern seperti halnya satelit-satelit buatan, mengingat banyak diantaranya yang masih antri menunggu terbang. Hingga kekhawatiran potensi kontaminasi benda langit lain oleh bakteri bandel yang terbawa dari Bumi, mengingat baik Tesla Roadster dan Starman tidak disterilkan lebih dulu sebelum terbang.

Dalam khasanah penerbangan antariksa, mobil Tesla Roadster dan boneka Starman itu sejatinya hanyalah dummy payload atau muatan inert. Mereka dipilih sebagai bagian unjuk kebolehan penerbangan perdana roket angkut berat Falcon Heavy milik perusahaan Space Exploration Technologies, atau SpaceX. Target uji terbang ini adalah mendemonstrasikan kemampuan roket Falcon Heavy untuk lepas landas, lantas tingkat terbawah (booster) bisa mendarat kembali dengan selamat pada landasan pendaratan masing-masing. Selanjutnya roket tingkat teratas (upperstage) bisa dimatikan dan dinyalakan ulang sesuai kebutuhan berdasarkan orbit tujuan yang ditargetkan. Dengan kemampuan seperti itu, upperstage mampu mengantar muatannya menuju berbagai tingkat orbit. Mulai dari orbit geostasioner hingga orbit heliosentris.

Gambar 2. Roket berat Falcon Heavy saat lepas landas dari landasan nomor 39A yang bersejarah di kompleks Tanjung Canaveral, Florida (AS) pada Kamis 7 Februari 2018 TU pukul 03:45 WIB. Dalam penerbangan antariksa bersejarah ini nampak bagian-bagian struktur roket tingkat dua ini, yang ditambahkan kemudian. Sumber: SpaceX, 2018.

Pilihan Elon Musk, pendiri sekaligus direktur utama dan pemegang saham terbesar SpaceX, akan dummy payload nampaknya bersandar pada pengalaman buruk SpaceX masa silam. Kala mengembangkan roket Falcon 1, SpaceX harus menelan pil pahit saat uji terbang perdana 24 Maret 2006 TU gagal. Meski berhasil lepas landas, namun mesin roket Falcon 1 mendadak mati hanya setengah menit pasca meluncur. Akibatnya muatan mahal berupa satelit FalconSAT-2 milik Departemen Pertahanan AS terpaksa jatuh berdebum mencium Bumi tanpa bisa digunakan lagi. Kegagalan juga menghampiri Falcon 1 pada dua peluncuran berturut-turut berikutnya, masing-masing 21 Maret 2007 TU dan 3 Agustus 2008 TU. Dalam dua peluncuran tersebut roket hancur di udara, membuat satelit-satelit milik Departemen Pertahanan AS dan badan antariksa AS (NASA) turut remuk.

Tidak Dari Nol

Falcon Heavy adalah roket angkut berat produk pengembangan evolutif semenjak 2004 TU. Dalam rancangan terakhirnya ia ditargetkan memiliki kapasitas muatan dalam skala luar biasa. Ia berkemampuan mengangkut 68,3 ton muatan ke orbit rendah (tinggi kurang dari 2.000 kilometer dpl) pada inklinasi 28º. Ke orbit transfer geostasioner (tinggi maksimum 35.900 kilometer dpl) pada inklinasi 27º, Falcon Heavy sanggup mengangkut 26,7 ton muatan. Ke orbit heliosentris (mengelilingi Matahari) dengan tujuan akhir ke orbit Mars, Falcon Heavy sanggup membawa 16,8 ton muatan. Bahkan bila tujuan akhirnya ke orbit Pluto sekalipun, tentu dalam orbit heliosentris, Falcon Heavy masih sanggup mengangkut 3,5 ton muatan. Jadi pada dasarnya ini jenis roket yang mampu mengantar muatan ke bagian manapun tata surya kita.

Kemampuan ini jelas mengesankan, mengingat pesawat ulang-alik AS yang melegenda, kini sudah pensiun, ‘hanya’ sanggup mendorong 27,5 ton muatan ke orbit rendah. Sedangkan bila dibandingkan dengan kapasitas angkut roket-roket berat serupa yang masih aktif pada saat ini seperti Delta IV Heavy, Ariane 5 dan Proton-M, Falcon Heavy masih jauh lebih unggul. Demikian halnya dengan ongkos peluncuran untuk setiap kilogram massa muatan, Falcon Heavy tetap jauh lebih unggul.

Ada dua faktor yang membuat roket Falcon Heavy jauh lebih murah dalam hal ongkos peluncuran ketimbang roket-roket berat sejawatnya. Yang pertama, Falcon Heavy tidaklah dibangun dari nol. Akan tetapi melanjutkan pengembangan roket Falcon 9, kuda beban SpaceX saat ini. Komponen-komponen roket Falcon 9, yang sebagian diantaranya diproduksi industri berskala kecil dan menengah, dapat digunakan juga dalam Falcon Heavy. Struktur Falcon Heavy sendiri pada dasarnya serupa Falcon 9, yakni sebagai roket bertingkat dua. Keduanya sama-sama memiliki booster (lowerstage) dan upperstage. Keduanya juga sama-sama hanya memiliki satu upperstage. Bedanya booster Falcon Heavy berjumlah tiga buah, terdiri dari dua side booster di samping dan satu core booster di tengah. Sementara Falcon 9 hanya memiliki sebiji booster. Namun booster Falcon Heavy sejatinya adalah tiga booster Falcon 9 yang digandeng paralel menjadi satu.

Gambar 3. Roket Falcon 9, tepatnya Falcon 9 FT (Full Thrust), saat mulai mengangkasa dari landasan nomor 40 di kompleks Tanjung Canaveral pada 14 Agustus 2016 TU silam dengan membawa muatan komersial satelit komunikasi JCSAT-16. Sebulan kemudian upperstage-nya mengalami reentry di atas Jawa Timur dan sisa-sisanya jatuh di pulau Madura. Roket berat Falcon Heavy dikembangkan dari roket Falcon 9 ini. Sumber: SpaceX, 2016.

Penggunaan komponen yang sama membuat biaya perakitan Falcon Heavy lebih murah. Namun hal itu juga tak terlepas dari faktor kedua, yakni konsep daya pakai ulang. Selagi Falcon Heavy dirancang di atas kertas, SpaceX juga bereksperimen dengan konsep daya pakai ulang bagi roket Falcon 9. Sejara penerbangan antariksa hingga 2015 TU memperlihatkan daya pakai ulang tak pernah meraup sukses sesuai harapan. Di masa lalu wantariksa (wahana antariksa) ulang-alik menerapkan konsep ini secara parsial. Komponen yang bisa dipakai lagi berulang-ulang adalah dua booster berbahan bakar padat dan pesawat ulang-alik. Sementara tanki bahan bakar eksternal dirancang hanya sekali pakai untuk kemudian dibuang dan hangus dalam proses reentry di ketinggian atmosfer.

Aplikasi konsep daya pakai ulang pada wantariksa ulang-alik merupakan jawaban atas begitu mahalnya ongkos peluncuran roket-roket Saturnus 5 yang menjadi pendahulunya. Akan tetapi wantariksa ulang-alik juga mengemban misi antariksa berawak, yang bisa mengangkut hingga 7 astronot, membuat biaya keamanannya melonjak. Terlebih pasca tragedi meledaknya wantariksa Challenger pada 28 Januari 1986 TU. Maka penghematan yang diidam-idamkan pada wantariksa ulang-alik pun meredup. Peluncuran wantariksa ulang-alik pun akhirnya sama mahalnya dengan Saturnus 5.

Era Baru Penerbangan Antariksa

SpaceX juga menyiasati konsep daya pakai ulang secara parsial, awalnya pada booster. Booster SpaceX memang nampak seperti roket-roket lain umumnya, yakni berupa tabung panjang yang volumenya sangat didominasi bahan bakar dan bahan pengoksid. Bedanya, SpaceX berinovasi menjadikan booster bisa mendarat kembali secara vertikal ke landasan pendaratan tertentu usai menjalankan tugas. Caranya mulai dari membalikkan arah terbang booster menggunakan semburan nitrogen dingin usai menjalani tahap pelepasan (staging). Lantas mengendalikan arah terbangnya melalui empat sirip jala-jala yang bisa dibuka-tutup-putar hingga mereduksi kecepatan lewat penyalaan ulang sebagian mesin roket Merlin 1D. Dan akhirnya memasang empat buah kaki pendarat untuk menyokong booster tetap tegak begitu telah mendarat.

Gambar 4. Diagram implementasi konsep daya pakai ulang (reusability) parsial pada roket Falcon 9. Booster akan didaratkan kembali setelah bertugas, sementara upperstage hanya bisa sekali pakai untuk kemudian dibuang. Roket berat Falcon Heavy juga mengadaptasi konsep daya pakai ulang parsial yang mirip. Bedanya Falcon Heavy harus mendaratkan ketiga booster-nya sekaligus dan mendaratkan pula cangkang-cangkang sungkup muatan dengan selamat. Sumber: SpaceX, 2016.

Ujicoba konsep daya pakai ulang dilakukan dalam sejumlah penerbangan komersial roket Falcon 9 sebagai eksperimen tambahan pasca setiap roket menunaikan tugas utamanya. Setelah mencoba berulang-ulang dengan sejumlah kegagalan, akhirnya SpaceX mencetak sukses lewat variannya, roket Falcon 9 FT (Full Thrust) penerbangan ke-20. Dimana booster mendarat selamat di landasan darat pada 22 Desember 2015 TU pasca mengantar muatan komersial 11 satelit Orbcomm-OG2 ke orbit rendah. Sementara sukses pendaratan misi antariksa ke orbit geostasioner diperoleh dalam penerbangan ke-24 pada 6 Mei 2016 TU lewat peluncuran satelit komunikasi JCSAT-14. Booster mendarat di tengah laut pada sebuah kapal bekas yang didesain ulang sebagai landasan landasan bargas (droneship). Peluncuran satelit geostasioner berikutnya, yakni JCSAT-16, tercatat di Indonesia karena upperstage-nya mengalami reentry di atas Jawa Timur dan sisa-sisanya mendarat di selatan Pulau Madura.

Hingga dua tahun kemudian, tepatnya hingga awal Februari 2018 TU, SpaceX telah sukses mendaratkan 21 buah booster Falcon 9 FT dalam 20 misi antariksa berbeda. Enam diantaranya telah diterbangkan kembali dalam misi antariksa yang lain. Konsep daya pakai ulang pun mulai menjadi rutinitas. Ongkos peluncuran pun mulai bisa ditekan, dimana untuk roket Falcon 9 FT menjadi 30 % lebih murah. Era baru penerbangan antariksa yang menjanjikan biaya lebih murah pun dimulai.

Gambar 5. Momen pendaratan booster roket Falcon 9 FT di landasan bargas di perairan Samudera Atlantik, dalam misi antariksa penerbangan ke-23 yang mengantar muatan kargo CRS-8 ke stasiun antariksa internasional pada 8 April 2016 TU. Keterangan bagian-bagian penting dari komponen kendali pendaratan ditambahkan kemudian. Sumber: SpaceX, 2016.

Kombinasi dua faktor itu membuat biaya pengembangan Falcon Heavy relatif kecil bila dibandingkan roket-roket berat sejenis. Elon Musk dalam satu kesempatan menyatakan SpaceX merogoh kocek hingga sedikit di atas US $ 500 juta guna membangun Falcon Heavy. Seluruhnya dibiayai dari kocek SpaceX sendiri tanpa bantuan pendanaan dari luar.

Meski demikian upaya pengembangan Falcon Heavy harus tertunda berkali-kali. Saat memperkenalkan Falcon Heavy ke publik 2011 TU silam, Musk menyatakan roket berat ini akan siap terbang dua tahun kemudian. Namun beragam masalah teknis menghinggapinya. Pada saat yang sama, berbagai problem juga berkali-kali menerpa pengembangan roket Falcon 9 dan variannya (termasuk Falcon 9 FT). Sementara Falcon Heavy dikembangkan secara paralel dengan Falcon 9. Pada akhirnya, penundaan berlangsung hingga 5 tahun lamanya sebelum Falcon Heavy benar-benar siap diluncurkan.

SpaceX menyiapkan lokasi peluncuran di landasan nomor 39A kompleks Tanjung Canaveral, Florida (AS). Ini adalah lokasi bersejarah yang digunakan dalam peluncuran roket-roket Saturnus 5 (1967-1973 TU) dan selanjutnya digunakan pula dalam peluncuran wantariksa ulang-alik (1981- 2011 TU). SpaceX menyewanya dari badan aeronotika dan antariksa AS (NASA) selama 20 tahun penuh terhitung sejak 2014 TU.

Setelah melewati hari-hari terakhir yang menegangkan, akhirnya roket berat Falcon Heavy pun siap mengangkasa. Saat berdiri tegak di landasan nomor 39A, massa total roket berat Falcon Heavy adalah 1.421 ton. Bagian bawah adalah tiga booster, masing-masing bermesin roket 9 buah, sehingga seluruhnya terdapat 27 buah mesin roket. Jumlah ini hanya bisa dikalahkan oleh roket N1, roket berat era Uni Soviet yang dibangun guna meluncurkan manusia Uni Soviet pertama ke Bulan. Tingkat pertama roket N1 itu memiliki 30 buah mesin roket.

Dua side booster Falcon Heavy ini merupakan booster Falcon 9 FT yang pernah diterbangkan dalam misi antariksa sebelumnya. Sedangkan core boosternya adalah baru, demikian halnya upperstage-nya. Di pucuk upperstage, bertumpu pada sebuah adapter khusus, bertengger muatan Tesla Roadster dan Starman beserta kamera-kameranya. Harga jual Tesla Roadster sekitar US $ 100 ribu. Dengan ongkos peluncuran sekitar US $ 2.200 per kilogram, maka secara keseluruhan Tesla Roadster itu berharga sekitar US $ 3 juta, menjadikannya mobil termahal sejagat. Muatan ini dilindungi oleh sungkup (fairing), sepasang cangkang yang mengatup menjadi satu dan melindungi muatan didalamnya selama penerbangan menembus lapisan atmosfer yang lebih padat.

Saat lepas landas, ke-27 buah mesin roket Merlin 1D menyala penuh menghasilkan daya dorong sekuat lebih dari 2.300 ton. Dorongan ini adalah yang terkuat di antara roket-roket berat aktif pada saat ini. Sepanjang sejarah penerbangan antariksa, daya dorong roket berat Falcon Heavy adalah yang yang terkuat kelima sejagat, setelah roket berat N1, Saturnus 5, Energia dan wantariksa ulang-alik. Hanya saja seluruh roket berat itu telah purna tugas. Ini menjadikan Falcon Heavy sebagai roket terkuat sejagat saat ini.

Menyinkronkan kinerja 27 buah mesin roket berbeda adalah tugas sulit. Sejarah penerbangan antariksa memiliki beberapa pengalaman tak menyenangkan. Paling menonjol adalah yang dialami roket N1. Dalam empat ujicoba penerbangannya, sebagian hingga seluruh 30 mesin roket tingkat pertamanya berjumpa beragam masalah. Mulai dari seluruh mesin mati mendadak hingga sejumlah mesin meledak. Ini berujung pada gagal terbangnya roket secara keseluruhan.

Bahkan dalam satu ujicobanya, tepatnya 3 Juli 1969 TU atau hanya dua minggu sebelum peluncuran Apollo 11, gagalnya mesin-mesin tingkat pertama roket N1 berujung jatuhnya roket berbahan bakar penuh di landasannya. Ledakan dahsyat pun terjadilah, salah satu ledakan non-nuklir terbesar yang pernah tercatat, dengan pelepasan energi sekitar 1 kiloton TNT. Buntutnya program roket N1 dibatalkan dan kelak mesin-mesinnya dijual ke AS). Akan tetapi SpaceX nampaknya telah sanggup mengatasi persoalan tersebut sehingga roket Falcon Heavy pun lepas landas dengan mulus.

Gambar 6. Detik-detik pendaratan dua side booster roket Falcon Heavy pasca menjalani penerbangan perdananya. Keduanya mendarat di landasan daratan dalam kompleks Tanjung Canaveral hanya beberapa kilometer dari landasan nomor 39A tempat Falcon Heavy lepas landas. Keduanya mendarat pada masing-masing titik yang ditentukan, yang berjarak 170 meter satu dengan yang lain. Sumber: SpaceX, 2018.

Dua setengah menit pasca lepas landas, yakni saat mencapai ketinggian kurang dari 100 kilometer dpl, Falcon Heavy mematikan dan melepaskan kedua side booster-nya. Selanjutnya kedua side booster membalik dan mengendalikan arah penerbangan selagi turun kembali ke lapisan atmosfer lebih rendah. Pada setiap booster, 3 dari 9 mesin roketnya dinyalakan ulang selama beberapa saat untuk mengurangi kecepatannya selagi masih di ketinggian. Langkah serupa dilakukan kembali disertai membukanya kaki-kaki pendarat saat side-side booster itu sudah mendekati paras Bumi. Maka hanya dalam 8 menit pasca lepas landas, koreografi manis kedua side booster membuatnya mendarat dengan selamat di landasan darat . Keduanya mendarat di dua titik berbeda yang hanya terpisah jarak 170 meter.

Langkah serupa juga dijalani core booster. Tiga menit setelah lepas landas, pada ketinggian lebih dari 100 kilometer dpl, core booster melepaskan diri dari Falcon Heavy dan mengikuti koreografi serupa side booster tadi. Hanya, karena melepaskan diri di ketinggian lebih tinggi dengan kecepatan lebih besar, maka core booster harus mendarat di landasan bargas yang mengapung di perairan Samudera Atlantik. Sayangnya pengalaman side booster tak terulang. Mengeringnya cairan pematik khusus guna penyalaan ulang mesin roket membuat core booster hanya sanggup menyalakan 1 mesin roketnya saja. Tak cukuplah untuk mengerem. Akibatnya core booster menumbuk paras Samudera Atlantik secepat 500 km/jam yang mematikan. Ia jatuh terhempas sejarak hanya 100 meter dari bargas. Hempasan tumbukan dan puing-puingnya bahkan membuat bargas mengalami kerusakan ringan.

Pasca boosterbooster-nya melepaskan diri mengikuti prinsip dasar penerbangan roket bertingkat, kini Falcon Heavy hanya terdiri dari upperstage dan muatannya saja. Di titik ini sungkup melepaskan diri sembari membuka, menjadi sepasang cangkang. Keduanya lantas mengatur arah dan sikap menggunakan roket-roket kecil yang tertanam di setiap cangkang. Sehingga ketika menurun kembali ke lapisan atmosfer lebih rendah, kedua cangkang sungkup itu memiliki sikap yang benar sehingga tidak hancur. Pada akhirnya keduanya melepaskan parasut supersonik sebagai pengerem, membuatnya cukup pelan kala mendarat di paras air Samudera Atlantik sehingga masing-masing cangkang sungkup tetap utuh dan mengapung. Langkah ini masih menjadi bagian dari jargon daya pakai ulang SpaceX, karena pembuatan sungkup muatan saja bisa menelan ongkos US $ 6 juta.

Lewat di Atas Indonesia

Tiga seperempat menit pasca lepas landas, upperstage menyalakan mesin roketnya selama 5,25 menit penuh. Membuat dirinya beserta Tesla Roadster dan Starman berpindah dari semula mengikuti lintasan balistik menjadi menyusuri orbit sirkular takstabil setinggi 185 kilometer dpl. Dan 28,5 menit pasca lepas landas, kala tiba di atas Afrika Selatan, mesin roket upperstage dinyalakan kembali. Kali ini hanya selama 30 detik, namun cukup untuk mendorong Tesla Roadster dan Starman ke orbit parkir nan lonjong dengan ketinggian bervariasi antara 184 kilometer hingga 6.953 kilometer. Praktis tinggi orbit Tesla Roadster dan Starman menembus sabuk van Allen yang penuh radiasi sebagai pengorbanannya dalam melindungi Bumi. Sejak itu pula Tesla Roadster dan Starman menyedot perhatian dunia. Siaran langsung akan keduanya berjalan selama 4 jam penuh. Meski sesungguhnya Tesla Roadster membawa batere yang sanggup memasok arus listrik mencukupi hingga 12 jam pasca lepas landas.

Gambar 7. Peta lintasan upperstage Falcon Heavy beserta muatannya (Tesla Roadster dan Starman) kala masih menghuni orbit parkir pada 7 Februari 2018 TU antara pukul 03:45 hingga 09:30 WIB. Pada lintasannya yang kedua, mereka sempat lewat di atas Indonesia tepatnya di antara pukul 08:00 WIB hingga 08:30 WIB. Peta digambar oleh Marco Langbroek, astronom amatir Belanda. Sumber: Langbroek, 2018.

Selama menyusuri orbit parkirnya, Tesla Roadster dan Starman sempat lewat di atas Indonesia. Tepatnya di antara pukul 08:00 hingga 08:30 WIB. Tesla Roadster dan Starman melintas dari barat daya menuju timur laut. Awalnya Tesla Roadster dan Starman melintas di atas pulau Lombok (propinsi Nusa Tenggara Barat) sekitar pukul 08:04 WIB. Beberapa menit kemudian tepatnya sekitar pukul 08:15 WIB keduanya sudah melejit jauh sehingga ada di atas pulau Buru (propinsi Maluku). Dan sekitar pukul 08:20 WIB Tesla Roadster dan Starman sudah tiba di atas perairan Raja Ampat (propinsi Irian Jaya Barat) nan elok.

Melintasnya Tesla Roadster dan Starman di atas Indonesia adalah momen terakhir keduanya berada di dekat Bumi. Sebab berselang sejam kemudian SpaceX kembali menyalakan ulang mesin roket upperstage-nya. Kali ini durasinya cukup lama, hingga lebih dari 8 menit, pada tahap yang disebut SOI (Solar Orbit Injection). Dorongan kuat membuat Tesla Roadster dan Starman memiliki kecepatan mencukupi untuk lepas dari kungkungan gravitasi Bumi dan berubah menjadi benda langit buatan pengorbit Matahari dengan orbit heliosentris. Tahap SOI ini dapat disaksikan langsung oleh sebagian benua Amerika khususnya pantai barat AS, negara-negara Amerika Tengah dan Brazil. Mesin roket yang menyala dalam tahap ini nampak sebagai bintik cahaya besar yang cukup terang, lebih terang dari Venus, dan nampak laksana sorot lampu yang bergerak.

Seperti terlihat berikut, berdasarkan rekaman dari Observatorium MMT di University of Arizona (AS), upperstage Falcon Heavy dalam tahap SOI terlihat bergerak dari arah barat ke selatan :

upperstage Falcon Heavy beserta muatannya (Tesla Roadster dan Starman) lalu menempati orbit lonjong dengan periode 1,53 tahun, inklinasi 1º, perihelion 0,986 SA (147,5 juta kilometer) dan aphelion 1,664 SA (248,9 juta kilometer). Ini menempatkan mereka berkeliaran mulai dari lingkungan sekitar orbit Bumi di perihelionnya hingga melambung ke bagian dalam kawasan Sabuk Asteroid Utama di aphelionnya, melampaui orbit Mars. Meski demikian perhitungan menunjukkan mereka takkan singgah dekat-dekat baik ke Mars maupun Bumi hingga berdekade-dekade mendatang. Diperhitungkan pada Kamis 8 Februari 2018 TU pukul 11:20 WIB, Tesla RoadsterStarmanupperstage telah lebih jauh dari orbit Bulan. Pada Senin dinihari 12 Februari 2018 TU pukul 01:00 WIB, Tesla RoadsterStarmanupperstage telah meninggalkan ruang pengaruh gravitasi sistem Bumi-Bulan. Sekitar bulan Juli 2018 TU mendatang Tesla RoadsterStarmanupperstage akan melintasi orbit Mars (namun berjarak puluhan juta kilometer dari planet merah itu) dan pada bulan November 2019 TU akan mencapai titik aphelionnya.

Siaran langsung Tesla Roadster dan Starman berakhir menjelang tahap SOI, meski arus listrik dari baterenya masih mencukupi. Masalahnya adalah jarak yang kian menjauh, sehingga kuat sinyal elektromagnetiknya merosot drastis sebagai fungsi kuadrat terbalik dari pertambahan jarak. Sehingga kekuatan sinyalnya telah merosot dibawah ambang batas yang bisa diterima antenna-antenna SpaceX. Mulai saat itu giliran para astronom mengambil alih, memelototi gerak-geriknya dengan bersenjatakan teleskop-teleskop modern di sejumlah observatorium.

Misalnya observasi dari tim Elecnor Deimos, perusahaan teknologi aeronotika dan antariksa yang bermarkas di Spanyol.Elecnor Deimos merekam gerak Tesla RoadsterStarmanupperstage pada hari Kamis 8 Februari 2018 TU pukul 13:10 WIB pada jarak 520.000 kilometer dari Bumi. Ada juga timVirtual Telescope, mengamati pada hari yang sama mulai pukul 18:10 WIB hingga sejam kemudian dengan memanfaatkan teleskop robotik di Observatorium Tenagra, Arizona (AS). Selanjutnya ada Observatorium Las Cumbres di Cerro Tololo (Chile) yang turut berpartisipasi. Dan masih banyak lagi.

Hasil observasiElecnor Deimos :

Hasil observasiVirtual Telescope:

Hasil observasi Marco Langbroek:

Observasi-observasi para astronom tersebut memperlihatkan bahwa Tesla RoadsterStarmanupperstage kini telah sangat redup, lebih redup ketimbang Pluto. Magnitudo semunya bervariasi antara +17 hingga +18. Variasi ini disebabkan oleh rotasi Tesla RoadsterStarmanupperstage pada sumbunya (tepatnya pada sumbu upperstage) dengan periode rotasi 4,7 menit. Rotasi ini umumnya disebut sebagai barbecue roll, yang biasa dilakukan wantariksa antarplanet sebagai upaya untuk menjaga agar tidak ada bagian yang terpapar sinar Matahari terlalu lama.

Gambar 8. Plot variasi kecerlangan Tesla RoadsterStarmanupperstage berdasarkan observasi Erik Dennihiy (University of North Carolina Chapel Hill) pada 11 Februari 2018 TU. Dari plot ini diketahui bahwa Tesla RoadsterStarman-uperstage berputar pada sumbunya dengan pola barbecue roll pada periode rotasi 4,7 menit. Sumber: Dennihiy, 2018.

Layaknya hal-hal populer lainnya, keputusan SpaceX untuk menerbangkan Tesla Roadster dan Starman ke antariksa dalam uji terbang perdana roket berat Falcon Heavy tak lepas dari pro dan kontra. Meski peran utama Tesla Roadster dan Starman sejatinya hanyalah dummy payload. Akan tetapi di atas pro dan kontra tersebut, ini adalah keputusan yang jenius. Animo besar dunia terhadap tayangan langsung Tesla Roadster dan Starman mengapung di antariksa tak pelak menjadi iklan gratis, atau setidaknya berbiaya cukup murah, dalam memperkenalkan roket Falcon Heavy sebagai roket baru. Ini sangat berbeda dengan langkah-langkah pengenalan roket baru lainnya yang sudah pernah dilakukan, yang terkesan lebih formal dengan standar agak membosankan sehingga jarang menggamit perhatian publik.

Kini praktis sebagian besar dunia mengetahui bahwa telah ada roket Falcon Heavy. Roket berat yang mampu melayani pengantaran muatan untuk beragam jenis orbit, mulai dari orbit rendah dan orbit geostasioner di Bumi hingga ke orbit heliosentris ke sudut manapun dalam tata surya kita. Roket berat ini juga mampu melayani penerbangan antariksa berawak. Jenis penerbangan antariksa yang kini hanya dilayani oleh wantariksa Soyuz (Russia) dan (sedikit diantaranya) oleh wantariksa Shenzou, sementara pesawat ulang-alik sudah purna tugas. Dan yang lebih mengesankan lagi, adalah tawaran biaya penerbangan antariksa yang jauh lebih murah, bahkan termurah untuk saat ini.

Referensi :

SpaceX. 2011. SpaceX Brochure : Falcon Heavy, 9 Agustus 2011. Diakses 10 Februari 2018 TU.

SpaceX. 2018. Falcon Heavy Demonstration Mission, Press Kit, 6 Februari 2018. Diakses 10 Februari 2018 TU.

Biru Gerhana Bulan Perigean 31 Januari 2018

Dua fenomena alam yang berbeda akan terjadi pada saat yang hampir bersamaan pada Rabu 31 Januari 2018 TU (Tarikh Umum). Yang pertama adalah Gerhana Bulan yang selalu mempesona. Dan yang kedua adalah Bulan purnama perigean atau dkenal juga dengan nama supermoon. Ini melahirkan sebuah istilah baru, Gerhana Bulan Total Perigean.

Gambar 1. Wajah Bulan dalam Gerhana Bulan 7-8 Agustus 2017 yang lalu, yang berjenis Gerhana Bulan Sebagian. Panorama semacam ini akan bisa disaksikan lagi dalam peristiwa Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018. Sumber: Sudibyo, 2017.

Konfigurasi

Pada dasarnya Gerhana Bulan terjadi tatkala Matahari, Bulan dan Bumi tepat berada dalam satu garis lurus, konfigurasi yang normalnya menghasilkan fase Bulan purnama. Namun kali ini konfigurasi tersebut bersifat syzygy, yakni segaris lurus ditinjau dari segenap arah tiga dimensi. Di tengah-tengah konfigurasi tersebut bertenggerlah Bumi. Sementara Bulan menempati salah satu dari dua titik nodal, yakni titik potong orbit Bulan dengan ekliptika (bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari). Akibatnya pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bulan menjadi terhalangi Bumi.

Mengingat diameter Matahari jauh lebih besar ketimbang Bumi kita, yakni 109 kali lipat lebih besar, maka Bumi tak sepenuhnya menghalangi pancaran cahaya Matahari. Sehingga terbentuk umbra dan penumbra. Umbra adalah kerucut bayangan inti, yakni kerucut imajiner di belakang Bumi yang sepenuhnya tak mendapat pencahayaan Matahari. Sedangkan penumbra adalah kerucut bayangan samar/tambahan, yakni kerucut imajiner di belakang Bumi kita yang ukurannya jauh lebih besar ketimbang umbra dan masih mendapatkan cukup banyak pencahayaan Matahari.

Gambar 2. Bulan dalam fase umbra Gerhana Bulan 7-8 Agustus 2017 yang lalu, dalam citra overeksposur untuk memperlihatkan bagian umbra pada cakram Bulan yang berwarna kemerah-merahan. Pemandangan yang lebih memukau akan kita saksikan pada Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018. Sumber: Sudibyo, 2017.

Dalam Gerhana Bulan Total, cakram Bulan sepenuhnya berada dalam lingkup umbra Bumi. Namun bukan berarti ia sepenuhnya menghilang. Ia masih ada meski kehilangan pancaran sinar Matahari yang menuju padanya. Ia tidak ‘menghilang’ di gelap malam, melainkan nampak nampak kemerah-merahan (merah darah). Sebab meskipun tak terpapar cahaya Matahari secara langsung, sepanjang saat puncak gerhana terjadi Bulan tetap menerima pencahayaan tak langsung dari sinar Matahari yang dibiaskan atmosfer Bumi. Khususnya cahaya dalam spektrum warna merah atau inframerah.

Sementara Bulan purnama perigean adalah peristiwa dimana fase Bulan purnama terjadi berdekatan dengan saat Bulan menempati titik perigee, yakni titik terdekat ke Bumi dalam orbit Bulan yang ellips. Bulan purnama perigeaan merupakan fenomena tahunan, yang selalu terjadi dalam dua atau tiga purnama di setiap akhir tahun dan berlanjut pada awal tahun Tarikh Umum. Bupan purnama perigeaan kali ini terjadi karena Bulan berada di titik perigee pada Selasa 30 Januari 2018 TU pukul 16:55 WIB, yakni dengan jarak 358.995 kilometer (dari pusat Bumi ke pusat Bulan). Sebaliknya fase Bulan purnama terjadi pada Rabu 31 Januari 2018 TU pukul 20:30 WIB, atau berselang 27 jam kemudian. Fenomena ini merupakan penutup dari trio Bulan purnama perigeaan yang telah bermula sejak awal Desember 2017 TU lalu.

Musim Gerhana 2018

Gambar 3. Perbandingan ukuran Bulan antara saat Bulan purnama perigean (supermoon) dengan saat purnama jelang Gerhana Bulan 7-8 Agustus 2017. Diabadikan dengan instrumen yang sama. Nampak Bulan saat purnama perigean sedikit lebih besar. Sumber: Sudibyo, 2017.

Tidak setiap kejadian Bulan purnama bersamaan dengan peristiwa Gerhana Bulan. Sebaliknya suatu peristiwa Gerhana Bulan pasti bersamaan waktunya dengan Bulan purnama. Musababnya adalah orbit Bulan yang tak berimpit dengan bidang edar Bumi mengelilingi Matahari, melainkan menyudut sebesar 5o. Hanya ada dua titik dimana Bulan berpeluang tepat segaris lurus syzygy dengan Bumi dan Matahari, yakni di titik nodal naik (ascending) dan titik nodal turun (descending). Dan dalam kejadian Bulan purnama, mayoritas terjadi tatkala Bulan tak berdekatan ataupun berada dalam salah satu dari dua titik nodal tersebut. Inilah sebabnya mengapa tak setiap saat Bulan purnama kita bersua dengan Gerhana Bulan.

Bagaimana Bulan berperilaku terhadap umbra dan penumbra Bumi menentukan jenis gerhananya. Ada tiga jenis Gerhana Bulan. Pertama Gerhana Bulan Total (GBT), terjadi kala cakram Bulan sepenuhnya memasuki umbra Bumi tanpa terkecuali. Kedua Gerhana Bulan Sebagian (GBS), terjadi kala umbra tak sepenuhnya menutupi cakram Bulan. Akibatnya pada puncak gerhananya Bulan hanya akan lebih redup (ketimbang saat GBT) dan ‘robek’ di salah satu sisinya. Dan yang terakhir adalah Gerhana Bulan Penumbral (GBP) atau gerhana Bulan samar, yang bisa terjadi kala hanya penumbra Bumi yang menutupi cakram Bulan baik sepenuhnya maupun hanya separuhnya. Tiada umbra Bumi yang turut menutupi. Dalam gerhana Bulan yang terakhir ini, Bulan masih tetap mendapatkan sinar Matahari sehingga sekilas nampak tak berbeda dibanding Bulan purnama umumnya.

Gambar 4. Parameter dua dari lima gerhana yang menjadi bagian dari Musim Gerhana 2018.

Gerhana Bulan 31 Januari 2018 ini adalah peristiwa Gerhana Bulan Total. Ia menjadi babak pembuka dari musim gerhana tahun 2018 TU ini. Musim Gerhana 2018 TU terdiri dari lima peristiwa gerhana, masing-masing tiga Gerhana Matahari dan dua Gerhana Bulan. Semua peristiwa Gerhana Bulan itu dapat disaksikan dari Indonesia mengingat negeri ini berada dalam cakupan wilayah gerhana-gerhana tersebut. Kabar baiknya, kedua gerhana tersebut merupakan Gerhana Bulan Total. Sebaliknya seluruh Gerhana Matahari di musim 2018 ini tak berkesempatan disaksikan manusia Indonesia.

Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 merupakan Gerhana Bulan Total pertama yang menyentuh wilayah Indonesia dalam tiga tahun terakhir, pasca Gerhana Bulan Total 4 April 2015. Akan tetapi gerhana ini merupakan Gerhana Bulan Total Perigean pertama kali bagi Indonesia dalam 35 tahun terakhir. Terakhir kali peristiwa langit kombinasi semacam ini terjadi adalah pada Gerhana Bulan Total 30 Desember 1982 silam.

Tahap Gerhana dan Wilayah Gerhana

Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 terdiri atas tujuh tahap. Tahap pertama adalah awal gerhana yang berupa kontak awal penumbra (P1), diperhitungkan akan terjadi pada pukul 17:51 WIB. Lalu tahap kedua adalah awal gerhana kasat mata yang berupa kontak awal umbra (U1), diperhitungkan akan terjadi pukul 18:48 WIB. Lantas tahap ketiga, yang adalah awal totalitas gerhana yang berupa kontak awal total (U2), diperhitungkan akan terjadi pukul 19:52 WIB.

Sebagai puncaknya adalah puncak gerhana, diperhitungkan akan terjadi pada pukul 20:30 WIB. Usai puncak gerhana berlangsung, maka Bulan berangsur-angsur ‘membuka’ diri dengan berakhirnya totalitas gerhana melalui tahap kelima berupa kontak akhir total (U3), yang diperhitungkan akan terjadi pada pukul 21:08 WIB. Berikutnya disusul dengan tahap keenam berupa akhir gerhana kasat mata, dalam bentuk kontak akhir umbra (U4) pada pukul 22:11 WIB. Dan yang terakhir adalah tahap ketujuh, berupa akhir gerhana yang berupa kontak akhir penumbra (P4), diperhitungkan akan terjadi pada pukul 23:08 WIB.

Bulan Biru Toska

Satu aspek istimewa Gerhana Bulan adalah bahwa tahap-tahap gerhananya secara umum terjadi pada waktu yang sama pada titik-titik manapun yang tercakup dalam wilayah gerhana. Jika ada perbedaan antara satu titik dengan titik lainnya hanyalah dalam orde detik. Dengan demikian durasi gerhana Bulan di setiap titik pun dapat dikatakan adalah sama. Dengan tahap-tahap tersebut maka kita tahu bahwa Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 memiliki durasi gerhana 5 jam 17 menit. Dari durasi sepanjang itu, durasi kasat mata terjadi selama 3 jam 23 menit. Dan dari durasi kasat mata tersebut, durasi totalitas gerhana adalah selama 1 jam 16 menit. Durasi totalitas ini tergolong yang cukup panjang untuk abad ke-21 TU ini.

Sedikit berbeda dengan Gerhana Matahari, Gerhana Bulan memiliki wilayah gerhana cukup luas meliputi lebih dari separuh bola Bumi yang sedang berada dalam situasi malam hari. Wilayah Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 melingkupi seluruh benua Asia, Australia, sebagian Amerika, sebagian kecil Afrika dan sebagian besar Eropa. Wilayah gerhana terbagi menjadi tiga, yakni wilayah yang mengalami gerhana secara utuh, wilayah yang mengalami gerhana secara tak utuh (saat Bulan mulai terbenam maupun mulai terbit) dan yang terakhir wilayah yang tak mengalami gerhana sama sekali.

Gambar 5. Peta wilayah Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 dalam lingkup global. Perhatikan bahwa segenap Indonesia merupakan bagian dari wilayah yang mengalami gerhana secara utuh. Sehingga seluruh tahap gerhana bisa disaksikan, sepanjang langit cerah. Sumber: Sudibyo, 2018 dengan basis NASA, 2018.

Segenap tanah Indonesia juga tercakup ke dalam wilayah gerhana ini. Kabar baiknya, segenap Indonesia merupakan bagian dari wilayah yang mengalami gerhana secara utuh, kecuali sebagian pulau Jawa dan segeap pulau Sumatra. Di kedua tempat tersebut, gerhana (tepatnya kontak awal penumbra) telah dimulai selagi Bulan belum terbit setempat (karena Matahari belum terbenam).

Satu hal yang menjadi pembeda antara peristiwa Gerhana Bulan Total dengan Gerhana Bulan yang lainnya adalah (potensi) munculnya Bulan berwarna kebiruan. Bukan, ini bukan blue moon sebagaimana yang acap disematkan sejumlah kalangan menjelang Gerhana Bulan Total ini. Blue moon hanyalah anggapan untuk Bulan purnama kedua yang terjadi dalam satu bulan Tarikh Umum yang sama. Sementara gejala fisisnya tak ada sama sekali. Bagi Januari 2018 TU ini blue moon terjadi karena purnama pertama telah berlangsung pada 2 Januari 2018 TU pukul 09:00 WIB silam.

Namun Bulan kebiruan ini adalah fenomena fisis. Ia berpotensi terjadi beberapa saat menjelang awal totalitas, ataupun sebaliknya dalam beberapa saat setelah akhir totalitas gerhana. Warna kebiruan pada Bulan di saat itu merupakan hasil pembiasan cahaya Matahari pada lapisan Ozon, sehingga menghasilkan warna biru toska tipis yang khas.

Shalat Gerhana

Gerhana Bulan Total ini bertepatan dengan tanggal 14 Jumadal Ula 1439 H dan merupakan gerhana Bulan yang kasat mata. Sehingga dapat kita amati tanpa bantuan alat optik apapun, sepanjang langit cerah. Namun penggunaan alat bantu optik seperti kamera dan teleskop akan menyajikan hasil yang lebih baik. Sepanjang dilakukan dengan pengaturan (setting) yang tepat sesuai dengan tahap-tahap gerhana. Detail teknis pemotretan untuk mengabadikan gerhana ini dengan menggunakan kamera DSLR (digital single lens reflex) tersaji berikut ini :

Bagi Umat Islam terdapat anjuran untuk menyelenggarakan shalat gerhana baik di kala terjadi peristiwa Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Hal tersebut juga berlaku dalam kejadian Gerhana Bulan Total ini. Musababnya Gerhana Bulan ini dapat diindra dengan mata manusia secara langsung. Sementara dasar penyelenggaraan shalat gerhana adalah saat peristiwa tersebut dapat disaksikan (kasat mata), seperti dinyatakan dalam hadits Bukhari, Muslim dan Malik yang bersumber dari Aisyah RA. Pendapat ini pula yang dipegang oleh dua ormas Islam terbesar di Indonesia, yakni Nahdlatul ‘Ulama dan Muhammadiyah.

Mengingat durasi gerhana yang kasatmata adalah dari tahap U1 hingga tahap U4, yakni dari pukul 18:48 WIB hingga pukul 22:11 WIB, maka shalat Gerhana Bulan seyogyanya juga diselenggarakan pada rentang waktu tersebut. Dari sudut pandang fikih, pelaksanaan shalat Gerhana Bulan hanya bisa diselenggarakan jika gerhana benar-benar bisa disaksikan secara kasat mata dari lokasi pelaksanaan shalat. Atau, apabila gerhana tak bisa disaksikan, maka terdapat kabar / informasi yang sahih dan berterima bahwa gerhana memang benar-benar disaksikan di tempat lain oleh saksi mata yang tepercaya.

Berikut adalah infografis tatacara pelaksanaan shalat gerhana

Dalam peristiwa Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan dianjurkan untuk mengerjakan shalat gerhana, karena baik Matahari maupun Bulan merupakan dua benda langit yang menjadi bagian dari tanda-tanda kekuasaan Alloh SWT. Dan peristiwa gerhana merupakan peristiwa langit yang menakjubkan (sekaligus menerbitkan rasa takut) bagi sebagian kalangan. Namun peristiwa ini adalah bagian dari tanda-tanda kekuasaan-Nya dan tidak terkait dengan kematian seseorang. Di sisi lain, shalat gerhana mendorong umat Islam untuk lebih dekat dengan-Nya. Terlebih mengingat peristiwa Gerhana pada khususnya (baik Gerhana Bulan maupun gerhana Matahari) serta fase Bulan baru dan Bulan purnama pada umumnya ternyata mampu memicu salah satu gaya endogen dalam sistem kerja Bumi kita, yakni gempa bumi tektonik.

Asteroid Phaethon yang Lewat Dekat dan Hujan Meteor Terderas

Harinya hari Minggu 17 Desember 2017 TU (Tarikh Umum), jamnya jam 06:00 WIB. Itulah kala sebongkah batu raksasa yang luar biasa berada pada titik terdekatnya dengan Bumi kita dalam perjalanannya mengembara angkasa sebagai anggota tata surya. Jaraknya ke Bumi kita saat itu adalah 10,3 juta kilometer. Atau nyaris 27 kali lebih jauh ketimbang posisi Bulan (rata-rata). Untuk ukuran kita manusia, jarak ini tergolong jauh. Namun dalam perspektif astronomi, mendekatnya bongkah batu raksasa ini tergolong ‘sangat dekat.’ Untungnya ia tak membawa potensi bahaya (baca : tumbukan kosmik dengan Bumi), setidaknya hingga 400 tahun ke depan.

Gambar 1. Wajah buram asteroid Phaethon saat melintas di dekat Bumi pada 10 Desember 2007 TU silam pada jarak 18 juta kilometer dalam citra radar dari teleskop radio Arecibo di Puerto Rico (AS). Gangguan instrumen dan pendeknya waktu pengamatan membuat resolusi citra cukup rendah dan penuh derau (noise). Garis putus-putus ditambahkan untuk menyajikan kesan bentuk asteroid. Sumber: Arecibo/Cornell, 2007 dalam Sky & Telescope, 2017.

Bongkah batu segedhe gunung itu bernama asteroid Phaethon, formalnya (3200) Phaethon. Angka 3200 adalah nomor urut asteroid tersebut berdasarkan tatanama IAU (International Astronomical Union). Diameternya 5,1 kilometer. Jika bentuknya dianggap berbentuk bola sempurna dan strukturnya batuan (dengan massa jenis antara 2 hingga 4 gram/cm3), maka massanya antara 139 hingga 278 milyar ton. Saat melintas pada titik terdekatnya, asteroid Phaethon melesat dengan kecepatan hampir 115.000 km/jam. Sehingga ia mengangkut energi potensial sebesar antara 19 juta hingga 38 juta megaton TNT. Itu setara dengan 1,3 milyar hingga 2,6 milyar butir bom nuklir Hiroshima yang diledakkan serentak. Beruntung asteroid ini tidak meluncur menuju Bumi dalam perjalanannya, karena pelepasan energi sebesar itu di Bumi akan berujung pada malapetaka kehidupan yang amat kolossal berskala global. Peristiwa semacam itu terakhir terjadi pada 65 juta tahun silam yang menyapu bersih kehidupan kawanan dinosaurus.

Aasteroid Phaethon kerap dijuluki asteroid aneh karena dua alasan. Pertama, karena bentuk orbitnya yang demikian lonjong membuatnya memintas empat orbit planet sekaligus. Dan yang kedua, karena hingga sejauh ini asteroid Phaethon adalah satu diantara hanya dua asteroid yang menjadi induk dari peristiwa hujan meteor utama. Dalam hal ini asteroid Phaethon adalah sumber dari peristiwa hujan meteor Geminids yang aktif setiap bulan Desember. Sementara asteroid satunya lagi, yakni asteroid (196256) 2003 EH, adalah sumber hujan meteor Quadrantids yang aktif setiap bulan Januari.

Asteroid Phaethon ditemukan pada 11 Oktober 1983 TU melalui observasi teleskop landas-antariksa IRAS (Infra Red Astronomical Satellite). Adalah duo astronom Simon F. Green dan John K. Davies yang pertama menyaksikannya kala menganalisis citra-citra bidikan IRAS untuk mencari benda-benda langit yang bergerak relatif cepat. Penemuan ini sekaligus menjadikan Phaethon sebagai asteroid pertama yang ditemukan lewat teleskop landas-antariksa. Asteroid-asteroid yang ditemukan sebelumnya melulu merupakan produk observasi landas-bumi.

Sedari awal disadari asteroid Phaethon adalah unik. Orbitnya sangat lonjong dengan kelonjongan orbit (eksentrisitas) sebesar 0,889. Perihelionnya saja hanya sejarak 0,14 SA (satuan astronomi) atau 21 juta kilometer dari Matahari. Ini jauh lebih dekat ke sang surya ketimbang orbit Merkurius (0,4 SA). Sementara aphelionnya menjulur demikian jauh hingga sejarak 2,4 SA (359 juta kilometer) dari Matahari, atau sudah berada di dalam kawasan Sabuk Asteroid Utama yang menjadi kawasan hunian asteroid pada umumnya.

Dengan orbit begitu lonjong, yang tidak umum untuk kalangan asteroid namun sebaliknya banyak dijumpai di kalangan komet, ada dugaan bahwa asteroid Phaethon semula adalah komet. Setelah kehabisan materi mudah menguap ia lantas bertransformasi menjadi asteroid. amun ada pula yang menduga bahwa asteroid ini adalah salah satu bongkahan hasil pemecah-belahan asteroid yang lebih besar, yakni asteroid Pallas purba. Bongkahan terbesar dari asteroid purba itu masih ada pada saat ini sebagai asteroid Pallas (diameter 544 kilometer).

Orbit yang sangat lonjong juga membuat asteroid ini pada dasarnya memintas orbit empat planet sekaligus. Masing-masing orbit Merkurius, Venus, Bumi dan Mars. Untungnya inklinasi orbit Phaethon juga cukup besar, yakni 22,5º terhadap ekliptika. Sementara orbit planet-planet Merkurius, Venus, Bumi dan Mars mengumpul di bidang ekliptika. Karenanya potensi untuk berbenturan dengan salah satu planet tersebut adalah cukup kecil.

Gambar 2. Asteroid Phaethon saat berada di sekitar perihelionnya pada 2009 TU silam, diamati oleh satelit STEREO. Meski resolusinya cukup rendah, dapat dilihat bahwa Phaethon nampak lonjong. Garis-garis memperlihatkan kontur kelonjongan tersebut. Analisis menunjukkan bagian lonjong ini adalah ‘ekor’ Phaethon, yang merentang sepanjang 250.000 kilometer dengan massa total debu didalamnya mencapai 300 ton. Sumber: NASA/STEREO, 2013 dalam Sky & Telescope, 2017.

Asteroid Phaethon membutuhkan waktu 524 hari (1,43 tahun) untuk menyusuri orbitnya sekali putaran. Saat ia berada di sekitar perihelionnya, penyinaran Matahari sangat intensif memanasi pemukaannya demikian hebat hingga suhu parasnya mencapai lebih dari 700º Celcius. Ini hampir menyamai titik leleh beberapa logam tertentu. Sebagai akibatnya paras Phaethon menjadi retak-retak, persis seperti tanah sawah yang mengering retak-retak di musim kemarau. Retakan-retakan ini membuat debu-debu halus yang ada di bawah parasnya tersembur keluar seiring tekanan angin Matahari.

Fenomena inilah yang teramati melalui satelit pengamat Matahari STEREO pada 2009 TU dan 2012 TU silam. Meski digolongkan sebagai asteroid, saat itu Phaethon (yang sedang berada di dekat perihelionnya) menampakkan panorama mirip-komet dengan ekornya yang khas. Analisis memperlihatkan panjang ‘ekor’ Phaethon saat itu adalah 250.000 kilometer dengan massa total ‘ekor’ sekitar 300.000 kilogram (jika tersusun dari butir-butir debu berdiameter 1 mikron). Debu-debu inilah yang kelak di kemudian hari, melalui evolusi orbital nan dinamis, memasuki Bumi sebagai meteor-meteor Geminids.

Geminids

Hujan meteor adalah masuknya meteoroid seukuran debu hingga butir pasir dalam jumlah tertentu ke atmosfer Bumi pada rentang waktu tertentu yang tetap dalam setiap tahunnya. Ukuran meteoroid cukup kecil sehingga kala sudah masuk ke atmosfer Bumi, ia sepenuhnya habis tersublimasi pada ketinggian 70 hingga 90 kilometer sembari menyajikan pemandangan meteor. Kita di permukaan Bumi menyaksikan meteor-meteor tersebut seakan-akan datang dari satu titik yang terletak dalam rasi bintang tertentu. Itulah sebabnya nama hujan meteor mengacu kepada nama rasi bintang yang (seakan) menjadi titik kemunculannya.

Meteoroid-meteoroid dalam suatu hujan meteor umumnya merupakan remah-remah yang dilepaskan suatu komet tatkala mendekati Matahari dalam perjalanan menyusuri orbitnya. Tekanan angin Matahari memanasi paras inti komet sehingga retak-retak di bagian yang paling lemah. Akibatnya materi mudah menguap yang ada dibawahnya tersublimasi menjadi gas dan menyembur keluar sembari mengangkut butir-butir debu dan pasir, kadang malah bongkahan batu. Mekanisme ini serupa dengan letusan gunung berapi.

Gambar 3. Orbit asteroid Phaethon terhadap orbit keempat planet terdalam tata surya kita secara 3-dimensi. Nampak meski orbit asteroid ini memintas orbit keempat planet tersebut, besarnya inklinasi orbit Phaethon membuatnya membentuk sudut yang cukup besar terhadap bidang orbit keempat planet tersebut. Sehingga peluangnya untuk berbenturan dengan satu dari mereka menjadi sangat kecil. Sumber: Sky & Telescope, 2017.

Tekanan angin Matahari membuat gas yang tersembur lantas menuju arah berlawanan dengan Matahari. Sementara butir-butir debu dan pasir yang ikut tersembur terserak di lintasan komet sebagai remah-remah komet. Oleh gangguan gravitasi Bumi dan planet-planet tetangga, remah-remah komet ini lantas berevolusi secara dinamis. Bilamana orbit kometnya berdekatan dengan orbit Bumi, maka terbuka peluang remah-remah komet ini tertarik gravitasi Bumi sehingga memasuki atmosfer menjadi meteor.

Dari dua belas hujan meteor utama pada setiap tahunnya, dua diantaranya bersumber bukan dari remah-remah komet. Melainkan dari remah-remah asteroid. Hujan meteor Geminids adalah salah satunya. Disebut Geminids karena ia (seakan-akan) berasal dari rasi Gemini. Hujan meteor Geminids aktif setiap 4 hingga 17 Desember dengan puncaknya pada 13 dan 14 Desember. Pada puncaknya, meteor-meteor Geminids bisa sebanyak 120 meteor/jam, menjadikannya salah satu hujan meteor paling intensif selain Quadrantids dan Perseids. Meteor-meteor Geminids melesat secepat 35 km/detik. Dengan elemen orbital meteor rata-rata relatif sama dengan elemen orbital asteroid Phaethon, inilah bukti bahwa meteor-meteor Geminids berasal dari remah-remah asteroid tersebut.

Terdekat

Sebagai asteroid yang memintas orbit Bumi, jarak terdekat antara orbit asteroid Phaethon terhadap orbit Bumi atau MOID (minimum orbit intersection distance) adalah sebesar 2,9 juta kilometer. Dengan demikian asteroid Phaethon tergolong ke dalam kelompok asteroid berpotensi Bahaya bagi Bumi atau PHA (potentially hazardous asteroids) karena MOID-nya lebih kecil dari ambang batas 7,5 juta kilometer. Meski demikian dengan orbit yang telah diketahui cukup baik seiring rentang waktu pengamatan yang panjang, yakni 30 tahun lebih, maka telah diketahui bahwa tidak ada potensi bagi asteroid Phaethon untuk berbenturan dengan Bumi hingga kurun 400 tahun mendatang.

Gambar 4. Proyeksi lintasan asteroid Phaethon di paras Bumi pada 16-17 Desember 2017 TU waktu Indonesia, mulai dari pukul 23 WIB hingga 13 WIB hari berikutnya. Nampak titik terdekat asteroid ke Bumi ada di Samudera Atlantik bagian barat berdekatan dengan kawasan Karibia. Sumber: Sudibyo, 2017 berbasis NASA Solar System Dynamics, 2017.

Pada 17 Desember 2017 TU asteroid Phaethon akan berada pada jarak terdekatnya ke Bumi. Ini adalah jarak terdekat kedua bagi asteroid di sepanjang abad ini, setelah jarak terdekat pada 14 Desember 2093 TU kelak dimana saat itu Phaethon hanya berjarak 2,9 juta kilometer dari Bumi. Lintasan Phaethon tidak berpotongan dengan lintasan Bumi, sehingga tidak ada potensi tubrukan antara keduanya. Maka kejadian mendekatnya asteroid Phaethon dikategorikan sebagai perlintasan-dekat atau papasan-dekat (apparition) yang teramat langka. Asteroid ini jauh lebih kecil daripada Bumi, sehingga kala melintas pada jarak 10,3 juta kilometer itu tidak ada dampak yang Bumi rasakan. Sebaliknya Bumi justru mengenakan gravitasi besarnya kepada sang asteroid, membuat orbit asteroid ini bisa sedikit berubah dari semula meski perubahan itu relatif kecil.

Saat berada pada jarak terdekatnya ke Bumi, asteroid Phaethon secara harfiah ada di atas kawasan Samudera Atlantik bagian barat tepatnya di atas titik koordinat 27º 30′ LU 65º 30′ BB. Dalam jarak tersebut, magnitudo semunya diprakirakan sebesar +10,8. Maka ia hanya bisa disaksikan dengan menggunakan teleskop. Itupun dengan diameter lensa obyektif (untuk teleskop reflektor) atau cermin obyektif (untuk teleskop refraktor) minimal 100 mm. Namun pengalaman observasi komet Siding Spring pada 2014 TU silam menunjukkan obyek seredup itu masih bisa difoto oleh kamera DSLR berlensa 80 mm, asal mengikuti gerak langit dan waktu paparannya cukup lama.

Gambar 5. Posisi asteroid Phaethon di langit pada 12-17 Desember 2017 TU pukul 21:00 WIB. Nampak posisi asteroid ke Bumi ada di langit bagian utara, dengan sejumlah bintang terang disekitarnya. Sumber: Sudibyo, 2017 berbasis NASA Solar System Dynamics, 2017 dan Starry Night Backyard 3.0.

Selain bakal diamati dengan teleskop-teleskop optik yang bekerja pada spektrum cahaya tampak, asteroid Phaethon juga bakal menjadi target pengamatan teleskop-teleskop radio yang bekerja pada spektrum gelombang radar. Langkah ini pernah dilakukan melalui teleskop radio Arecibo di Puerto Rico (Amerika Serikat) pada saat asteroid Phaethon juga mendekati Bumi sepuluh tahun silam. Namun saat itu resolusinya cukup rendah. Kini harapan untuk melakukan observasi serupa dengan tingkat resolusi jauh lebih tinggi dibebankan kepada dua teleskop radio, masing-masing teleskop radio Arecibo dan Goldstone. Teleskop Arecibo diharapkan memperoleh citra dengan resolusi hingga 15 m/piksel. Sementara teleskop Goldstone yang menjadi bagian fasilitas NASA di California (Amerika Serikat) dengan antenna parabola 70 meter diharapkan mendapatkan resolusi hingga 75 m/piksel. Kedua teeskop radio ini akan mengamati asteroid Phaethon dalam rentang waktu 11 hingga 21 Desember 2017 TU.

King. 2017. Asteroid 3200 Phaethon: Geminid Parent at Its Closest and Brightest!. Sky & Telescope Online, 29 November 2017, Diakses 1 Desember 2017.

Mari Simak Gerhana Bulan Seperempat 15 Zulqaidah 1438 H

Silahkan tandai waktunya dalam kalender maupun gawai (gadget) anda: Senin-Selasa dinihari, 7-8 Agustus 2017 TU (Tarikh Umum). Atau bertepatan dengan tanggal 15 Zulqaidah 1438 H dalam penanggalan Hijriyyah. Bilamana langit cerah, kita akan menyaksikan Bulan berkedudukan cukup tinggi di langit dengan wajah bundar penuh sebagai purnama. Namun sesuatu akan terjadi sejak pukul 22:50 WIB hingga lima jam kemudian. Sisi selatan Bulan akan ‘robek’ yang berangsur-angsur kian membesar saja hingga mencapai puncaknya sekitar pukul 01:20 WIB. Selepas itu ‘robekan’ yang samasedikit demi sedikit mengecil kembali hingga menghilang. Pada puncaknya, ‘robekan’ tersebut akan memiliki luasan setara dengan seperempat bundaran Bulan. Inilah Gerhana Bulan Seperempat 7-8 Agustus 2017.

Gerhana Bulan Seperempat ini sejatinya adalah peristiwa Gerhana Bulan Sebagian (Parsial). Ia masih menjadi bagian dari musim gerhana tahun 2017 TU ini yang terdiri dari empat gerhana, masing-masing dua Gerhana Matahari dan dua Gerhana Bulan. Seluruh Gerhana Bulan tersebut dapat disaksikan dari Indonesia, karena negeri ini berada dalam cakupan wilayah kedua gerhana. Sebaliknya seluruh Gerhana Matahari tersebut tak berkesempatan ‘menyentuh’ wilayah Indonesia. Dalam hal Gerhana Bulan, hanya saja gerhana Bulan pertama di musim ini adalah gerhana Bulan yang pemalu karena bersifat Gerhana Bulan Penumbral. Sehingga sangat sulit untuk disaksikan secara kasat mata.

Gambar 1. Wajah Bulan purnama yang tinggal separo dengan separo sisanya telah ‘robek’ dalam sebuah peristiwa Gerhana Bulan. Diabadikan pada Gerhana Bulan Total 16 Juni 2011 di Gombong, Kebumen (Jawa Tengah). Pada puncak Gerhana Bulan Seperempat 7-8 Agustus 2017, wajah Bulan akan seperti ini hanya bagian yang ‘robek’ lebih kecil. Sumber: Sudibyo, 2011.

Dalam Gerhana Bulan Seperempat ini cakram Bulan takkan sepenuhnya menghilang. Ia masih ada, hanya ‘kehilangan’ seperempat bagian wajahnya saja. Bagian yang ‘menghilang’ itu pun sejatinya juga tak sepenuhnya gelap. Karena dalam kondisi yang tepat bagian tersebut akan nampak kemerah-merahan (merah darah). Sebab meski bagian yang ‘menghilang’ itu tak terpapar cahaya Matahari sepenuhnya, ia tetap mendapatkan pencahayaan dari sinar Matahari yang dibiaskan atmosfer Bumi. Khususnya cahaya dalam spektrum warna merah atau inframerah.

Sebagian

Konfigurasi benda langit yang membentuk peristiwa Gerhana Bulan Seperempat ini identik dengan yang memproduksi Gerhana Bulan pada umumnya. Gerhana Bulan terjadi tatkala Matahari, Bulan dan Bumi tepat berada dalam satu garis lurus dalam konfigurasi yang menghasilkan fase Bulan purnama. Namun konfigurasi tersebut bersifat syzygy, yakni segaris lurus ditinjau dari segenap arah tiga dimensi. Di tengah-tengah konfigurasi tersebut bertenggerlah Bumi. Sementara Bulan menempati salah satu dari dua titik nodal, yakni titik potong orbit Bulan dengan ekliptika (bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari). Akibatnya pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bulan menjadi terhalangi Bumi.

Mengingat diameter Matahari jauh lebih besar ketimbang Bumi kita, yakni 109 kali lipat lebih besar, maka Bumi tak sepenuhnya menghalangi pancaran cahaya Matahari. Sehingga terbentuk umbra dan penumbra. Umbra adalah kerucut bayangan inti, yakni kerucut imajiner di belakang Bumi yang sepenuhnya tak mendapat pencahayaan Matahari. Sedangkan penumbra adalah kerucut bayangan samar/tambahan, yakni kerucut imajiner di belakang Bumi kita yang ukurannya jauh lebih besar ketimbang umbra dan masih mendapatkan cukup banyak pencahayaan Matahari.

Gambar 2. Bulan dalam peristiwa Gerhana Bulan Penumbral (Gerhana Bulan Samar), yang hanya bisa disaksikan secara leluasa dengan menggunakan teleskop. Diabadikan dalam momen Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016. Dalam Gerhana Bulan Seperempat, sebagian tahap gerhana akan lebih mudah disaksikan kasat mata. Sumber: Sudibyo, 2016.

Pada dasarnya tidak setiap kejadian Bulan purnama bersamaan dengan peristiwa Gerhana Bulan. Sebaliknya suatu peristiwa Gerhana Bulan pasti terjadi bertepatan dengan saat Bulan purnama. Musababnya adalah orbit Bulan yang tak berimpit dengan bidang edar Bumi mengelilingi Matahar), melainkan menyudut sebesar 5o. Hanya ada dua titik dimana Bulan berpeluang tepat segaris lurus syzygy dengan Bumi dan Matahari, yakni di titik nodal naik dan titik nodal turun. Dan dalam kejadian Bulan purnama, mayoritas terjadi tatkala Bulan tak berdekatan ataupun berada dalam salah satu dari dua titik nodal tersebut. Inilah sebabnya mengapa tak setiap saat Bulan purnama kita bersua dengan Gerhana Bulan.

Bagaimana Bulan berperilaku terhadap umbra dan penumbra Bumi menentukan jenis gerhananya. Ada tiga jenis Gerhana Bulan. Pertama ialah Gerhana Bulan Total (GBT), terjadi kala cakram Bulan sepenuhnya memasuki umbra Bumi tanpa terkecuali. Kedua adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), terjadi kala umbra tak sepenuhnya menutupi cakram Bulan. Akibatnya pada puncak gerhananya Bulan hanya akan lebih redup (ketimbang saat GBT) dan ‘robek’ di salah satu sisinya. Dan yang terakhir adalah Gerhana Bulan Penumbral (GBP) atau gerhana Bulan samar, yang bisa terjadi kala hanya penumbra Bumi yang menutupi cakram Bulan baik sepenuhnya maupun hanya separuhnya. Tiada umbra Bumi yang turut menutupi. Dalam gerhana Bulan yang terakhir ini, Bulan masih tetap mendapatkan sinar Matahari sehingga sekilas nampak tak berbeda dibanding Bulan purnama umumnya.

Tahap dan Wilayah

Dalam kasus Gerhana Bulan Seperempat ini, pada puncaknya sebanyak 24,6 % wajah Bulan berada dalam umbra. Sebagai akibatnya Bulan yang sejatinya sedang berada dalam fase purnama pun menjadi temaram dan ‘robek’ seperempat bagiannya. Gerhana Bulan Seperempat ini terdiri dari lima tahap. Tahap pertama adalah awal gerhana atau kontak awal penumbra (P1) yang akan terjadi pada 7 Agustus 2017 TU pukul 22:50 WIB. Lalu tahap kedua adalah awal gerhana kasat mata atau kontak awal umbra (U1) yang terjadi pada pukul 00:23 WIB. Berikutnya adalah tahap ketiga yang berupa puncak gerhana, terjadi pada pukul 01:20 WIB. Selanjutnya tahap keempat berupa kontak akhir umbra (U4) atau akhir gerhana kasat mata, yang terjadi pada pukul 02:18 WIB. Dan yang terakhir adalah kontak akhir penumbra (P4) atau akhir gerhana, terjadi pada pukul 03:51 WIB.

Satu aspek istimewa dari Gerhana Bulan adalah bahwa tahap-tahap gerhananya secara umum terjadi pada waktu yang sama di setiap titik yang berada dalam wilayah gerhana. Jika ada perbedaan antara satu titik dengan titik lainnya hanyalah dalam orde detik. Dengan demikian durasi gerhana Bulan di setiap titik pun dapat dikatakan adalah sama. Durasi Gerhana Bulan Seperempat ini adalah 5 jam 1 menit. Namun durasi gerhana yang kasat mata lebih singkat, yakni hanya 1 jam 55 menit.

Sedikit berbeda dengan Gerhana Matahari, Gerhana Bulan memiliki wilayah gerhana cukup luas meliputi lebih dari separuh bola Bumi yang sedang berada dalam situasi malam hari. Wilayah Gerhana Bulan Sebagian 7-8 Agustus 2017 melingkupi seluruh benua Asia, Australia, Afrika, Eropa dan sebagian kecil Brazil di benua Amerika. Hanya mayoritas benua Amerika yang tak tercakup ke dalam wilayah gerhana ini. Wilayah gerhana terbagi menjadi tiga, yakni wilayah yang mengalami gerhana secara utuh, wilayah yang mengalami gerhana secara tak utuh (saat Bulan mulai terbenam maupun mulai terbit) dan yang terakhir wilayah yang tak mengalami gerhana sama sekali.

Gambar 3. Peta wilayah Gerhana Bulan Seperempat 15 Zulqaidah 1438 H dalam lingkup global. Perhatikan bahwa segenap Indonesia merupakan bagian dari wilayah yang mengalami gerhana secara utuh. Sehingga seluruh tahap gerhana bisa disaksikan, sepanjang langit cerah. Sumber: Sudibyo, 2017.

Segenap tanah Indonesia juga tercakup ke dalam wilayah gerhana ini. Kabar baiknya, segenap Indonesia merupakan bagian dari wilayah yang mengalami gerhana secara utuh, kecuali kota Jayapura (propinsi Papua). Di Jayapura, Matahari telah terbit dalam waktu 3 menit sebelum gerhana berakhir (tepatnya sebelum tahap P4 berakhir).

Shalat Gerhana

Gerhana Bulan Seperempat ini merupakan gerhana Bulan yang kasat mata. Sehingga dapat kita amati tanpa bantuan alat optik apapun, sepanjang langit cerah. Namun penggunaan alat bantu optik seperti kamera dan teleskop akan menyajikan hasil yang lebih baik. Sepanjang dilakukan dengan pengaturan (setting) yang tepat sesuai dengan tahap-tahap gerhana. Detail teknis pemotretan untuk mengabadikan gerhana ini dengan menggunakan kamera DSLR (digital single lens reflex) tersaji berikut ini :

Bagi Umat Islam terdapat anjuran untuk menyelenggarakan shalat gerhana baik di kala terjadi peristiwa Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Hal tersebut juga berlaku dalam kejadian Gerhana Bulan Seperempat ini. Musababnya gerhana Bulan ini dapat diindra dengan mata manusia secara langsung. Sementara dasar penyelenggaraan shalat gerhana adalah saat peristiwa tersebut dapat disaksikan (kasat mata), seperti dinyatakan dalam hadits Bukhari, Muslim dan Malik yang bersumber dari Aisyah RA. Pendapat ini pula yang dipegang oleh dua ormas Islam terbesar di Indonesia, yakni Nahdlatul ‘Ulama dan Muhammadiyah. Mengingat durasi gerhana yang kasatmata adalah dari tahap U1 hingga tahap U4, yakni dari pukul 00:23 WIB hingga pukul 02:18 WIB, maka shalat Gerhana Bulan seyogyanya juga diselenggarakan pada rentang waktu tersebut. Berikut adalah infografis tatacara pelaksanaan shalat gerhana

Tatacara shalat gerhana Bulan. Sumber: RM Khotib Asmuni, 2017

Dalam peristiwa Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan dianjurkan untuk mengerjakan shalat gerhana, karena baik Matahari maupun Bulan merupakan dua benda langit yang menjadi bagian dari tanda-tanda kekuasaan Alloh SWT. Dan peristiwa gerhana merupakan peristiwa langit yang menakjubkan (sekaligus menerbitkan rasa takut) bagi sebagian kalangan. Namun peristiwa ini adalah bagian dari tanda-tanda kekuasaan-Nya dan tidak terkait dengan kematian seseorang. Di sisi lain, shalat gerhana mendorong umat Islam untuk lebih dekat dengan-Nya. Terlebih mengingat peristiwa Gerhana pada khususnya (baik Gerhana Bulan maupun gerhana Matahari) serta fase Bulan baru dan Bulan purnama pada umumnya ternyata mampu memicu salah satu gaya endogen dalam sistem kerja Bumi kita, yakni gempa bumi tektonik.

Ngaji Falak Ramadhan: Durasi Puasa di Bulan Ramadhan

Bulan Ramadhan 1438 H sudah kita jalani hampir separuhnya. Salah satu pertanyaan menarik yang senantiasa muncul manakala Umat Islam memasuki suatu bulan Ramadhan adalah durasi puasa (atau lamanya berpuasa dalam satu hari) di bulan yang suci ini?

Ibadah puasa, baik yang wajib seperti halnya di bulan Ramadhan maupun yang sunat, memiliki batasan awal dan akhir yang tegas. Untuk setiap harinya, puasa dimulai saat awal Shubuh dan berakhir kala awal Maghrib. Awal Shubuh disepakati didefinisikan sebagai saat dimana cahaya fajar yang nyata (fajar shadiq) tepat mulai muncul dan merembang di kaki langit timur, jauh sebelum terbitnya Matahari. Sebaliknya disepakati pula bahwa awal Maghrib adalah saat kala Matahari tepat telah terbenam (ghurub). Ilmu falak kemudian menguraikan batasan tersebut lebih lanjut. Di Indonesia, cahaya fajar yang nyata disepakati mulai muncul manakala Matahari tepat menyentuh ketinggian minus 20º dari kaki langit timur. Sementara terbenamnya Matahari disepakati sebagai situasi saat sisi teratas cakram Matahari tepat mulai meninggalkan kaki langit barat, dimana kedudukan kaki langit barat ini bergantung kepada elevasi lokasi (terhitung dari paras air laut rata-rata).

Dengan definisi demikian, jelas bahwa durasi puasa Ramadhan pun dikendalikan sepenuhnya oleh kedudukan Matahari untuk suatu tempat. Hal ini menjadi lebih menarik lagi bilamana dikaitkan dengan ‘kelakuan’ Matahari. Yakni gerak semu tahunan Matahari, satu kondisi dimana Matahari seakan-akan bergeser ke utara dan ke selatan secara teratur sepanjang waktu dalam tahun Tarikh Umum (TU). Dalam ilmu falak, gerak semu tahunan itu ditandai dengan perubahan deklinasi Matahari dari 0º (terjadi pada sekitar tanggal 21 Maret) untuk kemudian secara berangsur-angsur meningkat menjadi +23,5º (terjadi pada sekitar tanggal 21 Juni) lalu berangsung-angsur menurun kembali ke 0º (terjadi pada sekitar tanggal 23 September) dan lalu beranjak terus hingga menjadi -23,5º (terjadi pada sekitar tanggal 22 Desember).

Dikombinasikan dengan fakta bahwa kalender Hijriyyah memiliki umur 354 hari (kalender basitah) dan 355 hari (kalender kabisat), sementara kalender Tarikh Umum memiliki umur 365 hari (basitah) dan 366 hari (kabisat), maka akan dijumpai fenomena unik. Yakni dari tahun ke tahun durasi puasa Ramadhan bagi sebuah lokasi selalu berubah-ubah secara dinamis, .

Dunia

Gambar 1. Peta durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk tanggal 27 Mei 2017 TU bagi seluruh permukaan Bumi. Durasi puasa senilai 24 jam terjadi di garis lintang 57º LU. Sumber: Sudibyo, 2017.

Bulan Ramadhan tahun 1438 H (2017 TU) ini pun demikian. Bulan suci ini menjadi bagian dari situasi yang dialami bulan Ramadhan sejak tahun 1430 H (2009 TU) hingga kelak tahun 1445 H (2024 TU). Yakni terjadi manakala Matahari berkedudukan di atas hemisfer (belahan Bumi) utara. Sebagai konsekuensinya maka durasi puasa Ramadhan di hemisfer utara pun menjadi yang paling panjang. Sebaliknya durasi puasa Ramadhan bagi hemisfer selatan menjadi yang terpendek.

Saya mencoba memetakan durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk seluruh permukaan Bumi ini pada dua saat. Yang pertama adalah pada tanggal 27 Mei 2017 TU, yang di Indonesia bertepatan dengan 1 Ramadhan 1438 H. Sementara yang kedua adalah pada tanggal 24 Juni 2017 TU kelak, yang juga bertepatan dengan tanggal 29 Ramadhan 1438 H bagi Indonesia. Pemetaan dibatasi pada kawasan yang terbentang di antara garis lintang 60º LU hingga 60º LS. Jadi kedua kawasan lingkaran kutub tak tercakup di sini.

Perhitungan dilaksanakan dengan program pemetaan, dalam hal ini saya menggunakan Surfer. Untuk lebih mempermudah, maka tinggi setiap titik kordinat yang disertakan dalam perhitungan ini diberi nilai nol (0) meter dpl.

Gambar 2. Peta durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk tanggal 24 Juni 2017 TU bagi seluruh permukaan Bumi. Durasi puasa senilai 24 jam terjadi di garis lintang 48º LU hingga 51º LU. Sumber: Sudibyo, 2017.

Hasilnya, pada 27 Mei 2017 TU durasi puasa Ramadhan yang terpanjang ada di hemisfer utara berdekatan dengan garis 60º LU. Tepatnya pada sepanjang garis 57º LU. Disinilah durasi puasa tepat bernilai 24 jam. Sementara pada tanggal 24 Juni 2017 TU, durasi puasa Ramadhan yang terpanjang juga masih ada di hemisfer utara. Namun telah sedikit berpindah, yakni bervariasi di antara garis lintang 48º LU hingga garis lintang 51º LU.

Satu hari di Bumi memiliki durasi tepat 24 jam. Sehingga bilamana ada daerah yang memiliki durasi puasa Ramadhan tepat 24 jam, maka Umat Islam yang bertempat di sana ‘musti’ berpuasa sehari semalam suntuk jika mengacu pada kedudukan Matahari. Hal ini tentu sangat memberatkan. Makanya untuk negara-negara yang berada di batas kawasan subtropis dengan lingkar kutub (demikian halnya kawasan lingkar kutub itu sendiri) terdapat kekhususan dalam hal berpuasa Ramadhan bagi Umat Islam.

Indonesia

Bagaimana dengan Indonesia ?

Berbeda dengan negara-negara di dekat batas subtropis-lingkar kutub, Indonesia terletak di kawasan tropis. Bahkan negeri ini dibelah oleh garis khatulistiwa. Maka disini awal waktu Shubuh dan awal waktu Maghrib-nya masih tergolong normal, yakni tidak terlalu panjang namun juga tidak terlalu pendek. Pertanyaannya, apakah kedudukan Matahari berpengaruh terhadap durasi puasa Ramadhan 1438 H di Indonesia

Gambar 3. Peta durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk tanggal 27 Mei 2017 TU bagi Indonesia. Durasi puasa rata-rata adalah 13 jam 21 menit. Durasi puasa terpendek terjadi di titik paling selatan sementara yang terpanjang terjadi di dekat titik paling utara (lintang 4º 43′ LU). Sumber: Sudibyo, 2017.

Seperti halnya langkah di atas, saya mencoba memetakan durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk Indonesia pada dua saat. Yang pertama pada tanggal 27 Mei 2017 TU dan yang kedua pada tanggal 24 Juni 2017 TU. Pemetaan dibatasi pada kawasan yang terbentang di antara garis lintang 6º LU hingga 11º LS. Sebagai kuda kerja, juga digunakan program pemetaan berupa Surfer.

Berbeda dengan sebelumnya, maka di kali ini terdapat dua perhitungan. Pada perhitungan pertama, tinggi setiap titik kordinat yang disertakan dalam perhitungan diberi nilai nol (0) meter dpl untuk kemudian dipetakan. Sementara pada perhitungan kedua, digunakan titik-titik koordinat Masjid Agung di ibukota kabupaten/kota di seluruh Indonesia yang mencapai 520 buah itu. Data koordinat tersebut mencakup posisi lintang, bujur dan elevasi. Data bersumber dari BIG (Badan Informasi Geospasial) yang dipublikasikan terbatas di kalangan ahli falak Indonesia dalam momen Temu Kerja Hisab Rukyat Nasional 2017 kemarin. Hasil perhitungan kedua ini tidak dipetakan.

Gambar 4. Peta durasi puasa Ramadhan 1438 H untuk tanggal 24 Juni 2017 TU bagi Indonesia. Durasi puasa rata-rata adalah 13 jam 21 menit. Durasi puasa terpendek terjadi di titik paling selatan sementara yang terpanjang terjadi di titik paling utara. Sumber: Sudibyo, 2017.

Hasilnya, pada 27 Mei 2017 TU secara rata-rata durasi puasa untuk seluruh Indonesia adalah 13 jam 21 menit. Durasi puasa Ramadhan yang terpendek terjadi di Kabupaten Rote Ndao (Nusa Tenggara Timur), yakni 12 jam 57 menit. Lokasi ini merupakan daerah paling selatan di Indonesia, dengan Masjid al-Ikhwan di ibukota Baa terletak pada lintang 10º 43′ LS, hampir mendekati garis 11º LS. Sebaliknya durasi puasa terpanjang terjadi di Kabupaten Bener Meriah (Aceh) yakni 13 jam 51 menit. Meski bukan daerah paling utara di Indonesia, namun Masjid Babus Salaam di ibukota Simpang Tiga Redelong (lintang 4º 43′ LU) memiliki elevasi 1.392 meter dpl.

Sementara pada 24 Juni 2017 TU secara rata-rata durasi puasa untuk seluruh Indonesia adalah masih tetap bernilai 13 jam 21 menit. Durasi puasa Ramadhan yang terpendek juga tetap terjadi di Kabupaten Rote Ndao (Nusa Tenggara Timur), yakni 12 jam 55 menit. Namun lokasi dengan durasi puasa terpanjang berpindah tempat, yakni di Kota Sabang (Aceh) selama 13 jam 54 menit. Kota ini merupakan lokasi paling utara di Indonesia yang terletak pada garis lintang 5º 53′ LU.

Dapat dilihat, meski Indonesia terletak di kawasan tropis dan dibelah oleh garis khatulistiwa, pengaruh kedudukan Matahari terhadap durasi puasa Ramadhan 1438 H tetap terlihat. Durasi puasa terpendek berada di titik paling selatan, sementra durasi puasa terpanjang menempati titik paling utara. Selisih durasi puasa antara kedua tempat tersebut hampir mendekati sejam.