Gerak Edar Bumi Bulan dan Satelit

Gerak edar merupakan sebuah gerakan yang dilakukan oleh sebuah planet atau benda angkasa sesuai dengan jalurnya. Contohnya adalah bumi, bumi melakukan tiga macam gerak edar, yaitu gerak rotasi, presisi, dan revolusi.

Gerak Bumi

Sebagai anggota tata surya, bumi melakukan tiga macam gerak, yaitu gerak rotasi, revolusi dan presisi.

a. Gerak Rotasi

Gerak rotasi bumi adalah gerak edar bumi berputar pada poros/sumbunya. Kecepatan rotasi bumi di Katulistiwa yaitu sekitar 1667 km/jam berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Periode rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4 detik yang dinamakan satu hari. Satu kali rotasi bumi, menempuh 360 derajat selama 24 jam, berarti setiap 1 derajat bujur bumi ditempuh dalam waktu 4 menit.

Akibat dari gerak rotasi bumi adalah  :

• Bentuk bumi menjadi bulat spheroid

Akibat rotasi bumi, bentuk bumi akan menjadi bulat dan menggelembung pada garis katulistiwa, serta pepat pada kedua kutubnya.

• Terjadinya siang dan malam

Kedua periatiwa ini dapat terjadi jika daerah bumi yang terkena sinar matahari mengalami waktu siang, dan daerah yang tidak terkena sinar matahari akan mengalami waktu malam.

• Gerak edar/semu harian matahari

Akibat gerak edar ini, maka matahari dan benda langit lainnya seolah-olah bergerak dari timur ke barat.

• Terjadinya pembelokan arah angin dan arah arus air laut.

• Terjadinya perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi

Di daerah katulistiwa percepatan gravitasi lebih kecil dibanding percepatan gravitasi di kutub-kutub bumi.

• Terjadinya perbedaan waktu di bumi

Tiap 1 derajat mengalami perbedaan waktu 4 menit. Berarti tiap 15 derajat mengalami perbedaan waktu 1 jam yang selanjutnya disebut dengan bujur standard. 

Sementara itu titik 0 derajat terletak di Kota Greenwich, sekaligus menjadi acuan waktu di bumi dan sebagai batas antara belahan barat dan timur bumi. 

Dengan demikian di bumi dapat dibedakan menjadi 24 daerah waktu. Sedangkan wilayah Indonesia dilalui oleh 3 daerah waktu, yaitu Indonesia Timur (WIT), Indonesia Tengah (WITA), dan Indonesia Barar (WIB).

b. Gerak Revolusi.

Gerak revolusi adalah gerak edar bumi sebagai planet mengelilingi matahari sebagai pusat dari tata surya.

Kecepatan gerak revolusi bumi yaitu sekitar 107.000 km/jam berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Dalam berevolusi, kedudukan bumi membentuk sudut 23,5 derajat terhadap garis vertikal yang tegak lurus terhadap ekliptika.

Sedangkan periode revolusi bumi yaitu 365,25 hari atau disebut dengan satu tahun.

Akibat gerak revolusi bumi adalah :

• Perubahan lamanya waktu siang dan malam.
• Perhitungan tarikh matahari

periode tahun tropik yang menggunakan posisi matahari dari titik aries yang mempunyai periode 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik. 

Periode tahun siderik yang menggunakan periode revolusi bumi yang mempunyai periode 365 hari 6 jam 9 menit 10 detik.

• Munculnya rasi bintang yang berbeda setiap bulannya.

• Adanya gerak edar/semu tahunan matahari

Akibat gerak semu ini, matahari seolah-olah bergeser dari garis balik utara sampai garis balik selatan. 

Pada tanggal 21 Maret dan 21 September, kedudukan matahari tepat berada di atas katulistiwa, keadaan inilah yang disebut  dengan ekinoks (equainox).

Pada tanggal 21 Juni, kedudukan matahari berada pada 23,5 derajat LU dan pada tanggal 21 Desember, kedudukan mataharj berada pada 23,5 derajat LS, kedudukan ini disebut dengan soltisi (soltice).

• Pergantian musim.

Daerah tropis mengalami 2 musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. Sedangkan untuk daerah sub tropis mengalami 4 musim, yaitu musim panas, musim dingin, musim semi, dan musim gugur.

c. Gerak Presisi.

Gerak presisi adalah gerak berotasinya poros bumi terhadap vertikal yang disebabkan karena goyahnya bumi akibat gravitasi matahari dan bulan searah dengan putaran jarum jam.

Gerak presisi tersebut disebabkan oleh bentuk bumi yang tidak bulat seperti bola. Periode gerak presisi bumi yaitu 25.800 tahun.

Akibat dari gerak presisi bumi adalah :

1. Tahun tropis lebih pendek 20 menit dari pada tahun siderik.
2. Poros bumi pada tahun 200 ke arah bintang polaris (bintang utara), kira-kira pada tahun 1400 mengarah ke bintang vega sebagai bintang utaranya.

d. Kalender Surya atau Samsiyah.

Kalender yulian menetapkan 1 tahun (365 hari 6 jam) untuk tahun biasa, dan 366 hari untuk tahun kabisat. Satu hari pada tahun kabisat ditambahkan pada bulan Februari, sehingga jumlah hari pada bulan Februari menjadi 29 hari.

Kalender yulian ini ditetapkan pada tahun 47 M sehingga biasa dikenal sebagai tahun MASEHI.

Sementara itu, kalender surya menetapkan 1 tahun berdasarkan gerak edar semu matahari dari titik aries ke titik aries lagi (satu tahun tropic).

Selisih tahun yulian dengan tahun tropic adalah 11'14" per tahun atau 23,96 jam per 128 tahun. Akibatnya kalender yang kita gunakan sekarang menjadi terlambat.

Pada tahun 325, kalender dimajukan 3 hari (Konsili Nicea). Sedangkan kalender gregorian ditetapkan pada tanggal 4 Oktober 1582 dengan jumlah hari dimajukan 10 hari.

Tahun kabisat adalah tahun yang angka tahunnya habis dibagi dengan empat, kecuali tahun abad yang angka tahunnya tidak habis dibagi dengan 400.

Gerak Edar Bulan

Bulan merupakan satu-satunya satelit alami yang dimiliki bumi. Diameter bulan kira-kira 1/4 diameter bumi dan memiliki gravitasi 1/6 gravitasi bumi.

Bulan tidak memiliki atmosfer sehingga yang berakibat pada :

• Tidak ada siklus air.
• Terdengar sunyi karena tidak ada media perambatan suara (tidak ada udara).
• Banyaknya kawah-kawah besar di permukaannya akibat benturan meteor.
• Angkasa yang terlihat dari bulan tidak mempunyai warna (gelap).

Sebagai satelit alami bumi, bulan melakukan 3 gerak edar, yaitu :

• Gerak rotasi, yaitu bulan berputar pada sumbunya ke arah timur 
• Gerak revolusi, yaitu gerak edar bulan mengelilingi bumi sebagai satelit alaminya.
• Gerak revolusi terhadap matahari, yaitu gerak edar bulan mengelilingi matahari bersamaan dengan bumi.

Muka bulan yang menghadap bumi selalu sama, karena periode rotasi bulan sama dengan periode revolusi bulan.

Bentuk orbit bulan adalah elips dan membentuk sudut sekitar 5 derajat terhadap ekliptika. Akibatnya jarak bulan terhadap bumi menjadi bervariasi.

Jarak terdekat bulan terhadap bumi disebut perige kira-kira 365.400 km, dan jarak terjauh dari bumi, disebut apoge kira-kira 406.800 km.

Fase-fase bulan :

• Fase bulan baru/perbani

Yaitu dimana bulan berada diantara matahari dan bumi. Posisi ini disebut aspek konjungasi dimana bagian bulan yang menghadap bumi tidak tampak, karena tidak mendapatkan cahaya matahari.

• Fase seperempat

Yaitu bagian bulan yang menghadap ke bumi sudah bisa dilihat. Posisi ini disebut dengan aspek kuartir.

• Fase bulan purnama

Yaitu posisi bumi terletak diantara bulan dan matahari, sehingga bagian bulan yang menghadap bumi terlihat penuh. Posisi ini disebut dengan aspek oposisi.

Waktu yang diperlukan untuk melakukan perputaran fase bulan dari bulan baru sampai bulan mati adalah 29,5 hari (29 jam 44 menit 3 detik). Periode inikah yang disebut sebagai bulan sinodi dengan acuan matahari.

Sedangkan waktu yang diperlukan oleh bulan untuk mengelilingi bumi hampir sama dengan masa fasenya, yaitu 27,5 hari. Periode ini disebut dengan periode sideris dengan acuan bintang jauh.

Sampai saat ini perhitungan tahun hijriyah atau komariyah masih menggunakan bulan sinodis. Sehingga jumlah hari pada tahun Hijriyah yaitu 354 untuk tahun biasa, dan 245 hari untuk tahun kabisat.

• 1 bulan sinodik : 29 hari 12 jam 44 menit 3 detik
• 1 tahun biasa : 354 hari (1 tahun kabisat = 355 hari)
• 1 bulan : 29,5 hari menurut pada bulan sinodik
• Selisih : 44 menit 3 detik = per bulan = 8 jam 48 menit 36 detik per tahun = 11 hari per 30 tahun

Selain gerak rotasi, bulan mengalami gerak edar librasi. Gerak librasi bulan dibedakan menjadi 2 yaitu :

1. Librasi lintang - Bulan tampak mengangguk (karena bidang ekuator bulan tidak sejajar dengan bidang edarnya).
2. Librasi Bujur - Bulan tampak menggeleng (karena bumi tidak tepat di pusat orbit).

Akibat-akibat Revolusi Bulan.

1. Gerhana matahari

Gerhana matahari dapat terjadi jika kedudukan matahari, bulan dan bumi terletak pada satu garis lurus. Hal ini akan terjadi jika bulan terdapat pada fase bulan mati atau bulan baru. Gerhana matahari dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu :

• Gerhana matahari total. Terjadi pada daerah bumi yang masuk dalam umbra bulan. Dengan kata lain bagian bumi yang terkena umbra bulan, menjadikan matahari akan terhalang bulan seutuhnya/tidak terlihat 
• Gerhana matahari sebagian atau partial. Terjadi pada saat daerah bumi masuk pada penumbra bulan, jadi matahari akan terlihat sebagian saja.

2. Gerhana bulan.

Gerhana bulan dapat terjadi jika kedudukan antara bulan, bumi dan matahari terletak pada satu garis lurus. Hal ini akan terjadi jika bulan berada pada fase bulan purnama. Pada peristiwa ini, bulan tidak terlihat karena bumi telah menghalangi cahaya matahari untuk sampai ke bulan.

3. Pasang Surut.

Pasang surut adalah peristiwa naik turunnya permukaan air laut sebagai akibat gravitasi bulan dan matahari terhadap bumi. Ada dua macam pasang surut, yaitu pasang purnama dan pasang perbani.

• Pasang purnama adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan air laut pada keadaan setinggi-tingginya. Pasang purnama terjadi jika kedudukan matahari, bulan, dan bumi dalam satu garis. Hal ini akan terjadi pada fase bulan baru dan fase bulan purnama.
• Pasang perbani adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan air laut pada keadaan serendah-rendahnya. Pasang perbani akan terjadi jika kedudukan matahari, bumi, dan bulan saling tegak lurus. Hal ini dapat terjadi pada fase bulan seperempat, dimana bulan bulan terlihat setengahnya saja. 

Dalam satu hari di permukaan bumi, terjadi 2 kali pasang dan 2 kali surut, sehingga selisih antara pasang ke pasang berikutnya sekitar 12 jam. Sedangkan dalam satu bulan di bumi dapat terjadi 2 kali pasang purnama dan 2 kali pasang perbani.

Satelit-Satelit Buatan

Perkembangan teknokogi luar angkasa sudah dimulai sejak Uni Soviet berhasil mengorbitkan satelit Sputnik 1 pada tanggal 4 Oktober 1957. Satelit ini melakukan gerak edar mengelilingi bumi dalam waktu 1 jam 36,2 menit dengan kecepatan 28.800 km/jam.

Orbit setiap satelit mempunyai apogee, yaitu titik terjauh satelit tersebut dari bumi, dan perigee yaitu titik terdekat satelit dari bumi, sehingga orbit sebuah satelit adalah berbentuk elips.

Titik apogee dan perigee berbeda-berbeda untuk setiap satelit, tegantung pada tujuan masing-masing satelit. 

Berikut adalah macam-macam satelit buatan menurut lintas edarnya, yaitu :

1. Satelit lintas edar polar, yaitu satelit yang mengelilingi bumi dari arah kutub ke kutub dengan ketinggian antara 600-1500 km dengan sudut inklinasi 40 derajat. Calupan satelit funsynshronous, artinya menggunakan bintang sebagai acuannya. Satelit ini digunakan untuk mengamati keadaan kutub bumi.
2. Satelit edar geostasioner, yaitu satelit yang mengorbit bumi dengan kecepatan sudut yang sama dengan kecepatan sudut pada sebuah titik di permukaan bumi (sama dengan rotasi bumi) pada ketinggian kira-kira 36.000 km. Lintasan satelit geosynchronous, artinya lintasan tetap terhadap bidang ekuator.

Pada umumnya satelit buatan diluncurkan untuk tujuan-tujuan tertentu, diantaranya :

1. Satelit cuaca.

Satelit ini berfungsi untuk mengirimkan foto-foto pemanfaatan cuaca untuk dianalisis oleh Badan Meteorologi. Beberapa satelit cuaca antara lain Tiros, Nimbus, Hor, Himawari, Geos, Rangels, Pioneer V, Explorer VI, Noa, dan Meteosat.

2. Satelit komunikasi.

Merupakan satelit yang berfungsi sebagai alat komunikasi antar daerah atau Negara. Contoh satelit komunikasi adalah Intelsat, Palapa, Molniya, dan Telstar I.

3. Satelit sumber alam.

Berfungsi untuk mengetahui keberadaan sumber-sumber alam. Satelit sumber alam yang pertama adalah ERTS (Earts Resources Telecomunicatin Satelite) milik Amerika Serikat.

4. Satelit navigasi.

Satelit ini digunakan untuk menolong navigasi pelayaran. Contoh satelit navigasi yaitu Transit 1B milik Amerika Serikat.

5. Satelit pertahanan dan pengintai.

Digunakan untuk membantu sistim pertahanan suatu Negara dan mata-mata. Contoh satelit pengintai adalah Samos 2 milik Amerika Serikat.

Sementara itu Indonesia mempunyai satelit buatan yang berfungsi sebagai media komunikasi, yaitu satelit PALAPA.

Satelit ini diluncurkan pertama kali pada tanggal 9 Juli 1976 dari Kenedy Space Center dan mulai berfungsi mulai tanggal 16 Agustus 1976. Sistim pengendali satelit palapa berada di Cibinong Jawa Barat dan sudah mencapai generasi C-3 yang diluncurkan pada tanggal 5 Agustus 1999, dan sekarang sudah memiliki 34 transponder.

Kesimpulannya adalah segala gerak edar yang dilakukan oleh Bumi, Bulan, dan Satelit pada umumnya sama, yaitu gerak rotasi, revolusi, dan presisi. Periodenya pun bervariasi sesuai dengan ciri-cirinya masing-masing.