Tugas Makalah Ilmu Perbintangan Bumi dan Antariksa

DISUSUN

OLEH :

NAMA / NIM : ATIKA FEBRINA SIANTURI 409321011

CHRISTIAN S. NASUTION 409121014

IRDES HIDAYNA SIREGAR 409321030

SHEILA PRATIWI NASUTION 4093210

KELOMPOK : X (Sepuluh)

JURUSAN : PENDIDIKAN FISIKA 2009

TAHUN PELAJARAN : 2012/2013

UNIVERSITAS NEGERI MEDANFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

2013

BULAN

Pendahuluan

Bulan adalah merupakan benda langit kedua, setelah matahari, yang paling menarik

perhatian umat manusia, mengagumi, dan memujanya dan bahkan banyak menimbulkan

mitologi tentang bulan. Demikian pula apra ahli ilmu pengetahuan menaruh perhatian yang

besar terhadap bulan ini.

Dilihat dari luar angkasa, bumi-bulan Nampak sebagai system planet ganda.

Walaupun bulan bukan merupakan satelitterbesar dalam tata surya, namun terbesar

bandingannya dengan planet utamamya, yaitu seperempat kali ukuran bumi.

A. Bulan

Bulan moon dalam bahasa inggris luna dalam bahasa romawi artemis dalam bahasa yunani adalah satu-satunya satelit alami yang dimiliki bumi. Jika dilihat dari posisinya bulan adalah benda angkasa yang paling dekat dengan bumi. Bulan juga menjadi benda yang kedua yang paling terang setelah matahari dan satu-satunya permukaan benda langit yang diamati dengan mudah.

Bulan adalah bola batu raksasa yang mengitari bumi. Permukaannya gersang, dipenuhi kawah yang berasal dari ledakan meteorit miliaran tahun yang lalu. Bulan mungkin terbentuk saat planet lain bertubrukan dengan bumi muda. Pecahan batuan dari peristiwa itu muncul bersama dan membentuk bulan.

Jarak rata-rata bumi-bulan dari pusat ke pusat adalah 384.403 km, sekitar 30 kali diameter bumi. Diameter bulan adalah 3.474 km, sedikit lebih kecil dari seperempat diameter bumi. Ini berarti volume bulan hanya sekitar 2% volume bumi dan tarikan gravitasi di permukaannya sekitar 17% daripada tarikan gravitasi bumi. Bulan beredar mengelilingi bumi sekali setiap 27,3 hari (periode orbit), dan variasi periodik dalam sistem bumi – bulan - matahari bertanggungjawab atas terjadinya fase-fase bulan yang berulang setiap 29,5 hari (periode sinodik).Massa jenis bulan (3,4 g/cm³) adalah lebih ringan dibanding massa jenis bumi (5,5 g/cm³), sedangkan massa bulan hanya 0,012 massa bumi atau massanya 1/81 massa bumi.

Pada 20 Juli 1969 manusia pertama kali mendarat di bulan dengan Apollo 11-nya. kemudian astronot apollo 11 menempatkan sebuah retroreflektor di permukaan bulan. Retroreflektor adalah sebuah pemantul cahaya yang didesain agar dapat memantulkan sinar datang (seberkas laser) dari bumi ke bulan, kemudian kembali lagi ke bumi dan merupakan bagian dari alat eksperimen pengukur jarak bulan dari bumi. Saat malam datang, bulan memancarkan cahayanya, namun sama seperti planet-planet lain , bulan tidak memiliki sumber cahaya sendiri. bulan dapat dilihat oleh kita dibumi karena mendapat pantulan sinar dari matahari.

Rupa bulan dibagi menjadi 5 kelompok, yaitu:1. Laut

     Bulan memiliki bagian-bagian yang tampak gelap, halus, dan datar, yang dinamakan laut atau maria. Laut disini bukan laut seperti di bumi mengandung air. Laut pada bulan

adalah bagian yang halus, permukaannya datar, warnanya agak gelap, dan tidak baik dalam memantulkan cahaya matahari.

2. Pegunungan    Melalui foto-foto teleskop, manusia dapat menentukan lokasi, dan tinggi beberapa pegunungan di bulan.Beberapa puncak tingginya lebih dari 9000 meter diatas permukaan bulan, salah satu pegunungan yang terdapat di bulan adalah pegunungan Apenine.

3. Kawah Bulan    Pada permukaan bulan terdapat beribu-ribu kawah dengan berbagai macam ukuran dan diameter yang mencapai 800km

4. Sinar Bulan    Sinar bulan adalah sinar yang memancar ke beberapa arah dari beberapa kawah bulan. Sinar bulan tidak menghasilkan bayangan. Menurut penyelidikan dan penelitian sinar bulan terjadi dari gumpalan-gumpalan bahan yang terlempar keluar dari dalam kawah, kemudian memantulkan cahaya yang lebih baik daripada di sekelilingnya sehingga jauh nampak bersinar.

5. Lembah Bulan    Dibeberapa dataran di bulan, ditemukan daerah yang berkelok-kelok yang mirip dengan dasar sungai yang sudah tua ataupun seperti dasar jurang. Sebagian ahli geologi memperkirakan bahwa lembah bulan adalah merupakan retakan tua yang berisi debu-debu.Dibulan udara yang mengelilinginya memiliki gravitasi yang sangat kecil, sehingga kita dapat melihat melalui tayangan film para astronot yang melayang-layang, mengambang di udara. Gravitasi bulan kira-kira 1/6 kali dari gravitasi bumi, sehingga menyebabkan daya tarik di bulan lebih lemah untuk mengikat atmosfernya.

Inilah yang menyebabkan kondisi dan suhu di permukaan bulan dapat berubah dengan sangat cepat. Di bulan sangat sunyi karena bunyi atau suara tidak bisa merambat. Langit di bulan nampak sangat hitam, tidak biru seperti di bumi. Di bulan tidak ada siklus air.

Jarak rata-rata antara bumi dengan bulan adalah 400.000 km. dibandingkan jarak dengan jarak bumi dengan bintang, jarak bulan sebenarnya dekat sekali. Bulan mengelilingi bumi dalam waktu 27,3 hari untuk satu kali perputaran

B. Gerak Edar Bulan

Bulan melakukan tiga macam gerak sekaligus, yaitu:

a. Gerak Rotasi (gerak bulan mengelilingi bumi pada porosnya)

Permukaan bulan yang menghadap ke bumi selalu permukaan yang sama, ini

disebabkan bulan selain berevolusi mengitari bumi, dan juga berotasi pada sumbunya dengan

periode rotasi yang sama dengan periode revolusinya.

Namun bila diperhatikan dengan benar, untuk pengamat tertentu di bumi, bulan

tidaklah selalu menampakkan permukaan yang tepat sama, tetapi bila sedikit dari 50% untuk

satu periode. Gerak bulan dan bumi menyebabkan pada waktu yang berbeda kita bisa melihat

permukaan bulan yang sedikit berbeda dan jejak ini dinamakan librasi. Gejala ini pertama

kali dijelaskan oleh Galileo.

Ada tiga jenis librasi yang bersifat geometrik yaitu librasi pada bujur, librasi pada

lintang, librasi diurnal.

1. Librasi pada bujur, adalah akibat dari gerak evolusi bulan yang berupa elips

sehingga kecepatan sudutnya bervariasu. Hal ini menyebabkan kita bisa

melihat sedikit disebelah sisi barat dan kemudian sedikit disebelah sisi

timurnya, dan masing-masing dalam rentang mendekati 8ᵒ.

2. Librasi lintang, disebabkan sumbu rotasi bulan tidak tepat tegak lurus bidang

orbitnya, tetapi miring dengan sudut 6½ᵒ. Akibatnya kita melihat bulan sekitar

6½ᵒ di luar kutub utaranya, dan dua minggu kemudian kita melihat 6½ᵒ di luar

kutub selatannya.

3. librasi diurnal, disebabkan rotasi bumi sehingga bagian permukaan bulan

yang kita lihat saat ini terbit bergeser sekitar 1ᵒ di sebelah timur tepi bulan saat

kita lihat waktu akan terbenam.

Efek total librasi ini menyebabkan yntuk selang waktu yang lama kita dapat melihat

sekitar 60% permukaan bulan yang betul-betul tersembunyi adalah sekitar 40% dan yang

selalu nampak sekitar 10% dan yang 20% bervariasi.

Sedangkan secara umum jenis librasi bulan ada 3 yaitu,

1. Librasi lintang, dengan librasi lintang dimaksudkan seakan-akan bulan

mengangguk, sekali waktu tampak ubun-ubunnya dan pada waktu lain

dagunya yang tampak.

Terjadinya sebagai berikut: Ekuator bulan tidak sebidang dengan bidang

lintasannya, melainkan membentuk sudut sekitar 6,5ᵒ dengan arah kemiringan

yang relative tetap. Oleh karena itu, dalam peredarannya dalam mengelilingi

matahari, sekali waktu tampak kutub utara bulan dan setengah bulan kemudian

kutub selatannya.

2. Librasi bujur, dalam hal ini, bulan seakan menggelengkan kepala, sekali waktu

tampak telinga kanannya dan waktu lain telinga kirinya. Lintasan bulan

mengelilingi bumi berbentuk elips dan bumi terletak pada salah satu titik api

(fokus) elips itu. Lihat gambar 4.4 berikut ini:

Gambar 4.4 Librasi bujur, bulan seolah-olah menggelengkan kepala.

Ketika bulan di posisi BL, titik P menghadap ke bumi, sehingga setengah

bagian bulan tampak dari bumi. Dalam posisi BL, titik P menghadap ke titik

pusat lingkaran bulan, sehingga yang tampak dari bumi belahan bulan lebih ke

kiri (tekinga kiri). Demikian juga bulan ketika di posisi BL. Pada posisi ini

batas bagian bualan yang tampak lebih bergeser ke kanan.

3. Librasi paralak, kesan ini diperoleh, jika orang mengamati bulan dari dua titik

yang berbeda di bumi. Belahan bulan yang kelihatan oleh orang di Tokyo

(belahan bumi utara), berbeda dengan belahan yang tampak dari Melbourn

(belahan bumi selatan), berarti beda lihat.

b. Gerak Revolusi (gerak bulan mengelilingi bumi)

Umumnya dikatakan bulan mengorbit mengitari bumi, tetapi sebenarnya bumi

maupun bulan mengitari pusat massa bersama. Karena massa bumi yang sangat besar

dibandingkan dengan bulan, maka pusat massa bersama system bumi-bulan terletak sekitar

1600 km dibawah permukaan bumi, disisi yang menghadap bulan. Pusat massa bersama ini

disebut pula barysenter. Karena bumi berotasi pada sumbunya, maka letak barysenter ini

terus berubah posisinya secara kontinu terhadap pusat bumi (Gambar 3.1).

Bulan selain bergerak mengitari bumi (revolusi) jiga berputar pada sumbunya (rotasi).

Kita selalu melihat permukaan bulan yang sama. Dahulu orang menganggap hali ini

Gambar 3.1 Barysenter system bumi-bulan bergerak mengitari matahari

disebabkan bulan itu diam tidak berotasi. Bila demikian halnya, maka permukaan bulan yang

menghadap ke bumi akan selalu berubah (Gambar 3.2.a) dan kita tidak akan bisa mengamati

seluruh sisi permukaan bulan itu. Sebenarnya bulan berotasi dengan periode yang sama

dengan periode revolusinya mengitari bumi.

Gambar 3.2 (a) Bila bulan tidak berotasi

(b) Periode rotasi bulan sama dengan periode revolusinya

Akibatnya permukaan bulan yang menghadap ke bumi selalu permukaan yang sama

(Gambar 3.2 b), sedang sisi lainnya selalu tersembunyi dari permukaan bumi. Sesuai dengan

hukum Kepler I, pada dasarnya orbit bulan berbwntuk elips dan bumi berada pada salah satu

titik fokusnya namun bidang orbit bulan ini miring 5ᵒ terhadap bidang eliptika (Gaambar 3.3).

Lintasan bulan ini memotong eliptika di dua titik pada sisi yang berlawanan di bola

langit. Kedua titik ini, A dan B, disebut simpul dari orbit bulan dan garis yang

menghubungkan titik A dan B disebut garis simpul. Titik simpul dimana bulan melewati

eliptika sementara bulan bergerak arak ke utara disebut simpul naik, dan simpul dimana bulan

melewati eliptika sementara bulan bergerak arah selatan dinamakan simpul menurun.

Gambar 3.3 Orbit bulan dan eliptika berpotongan di dua titik simpul A dan B dan

dengan sudut 5ᵒ.

Karena gangguan tarikan gravitasi matahari, maka orbit bulan terus berubah secara

perlahan, sehingga garis simpul mengalami regresi disekitar eliptika waktu 18,6 tahun.

Demikian pula gangguan planet-planet eksentrisitas orbitnya juga berubah. Ada dua jenis

bulan yang berguna untuk meramalkan gerhana yaitu :

a) Bulan nodik atau bulan draconik yaitu selang waktu antara dua saat melewati

simpul yang sama yang lamanya 27,21220 hari dan,

b) Bulan anomalistik, selang waktu dua saat melewati perigee yang lamanya

27,25455 hari.

Namun tidak pada setiap bulan baru atau bulan penuh akan terjadi gerhana karena

bidang orbit bulan miring sedikit (sekitar 5ᵒ) terhadap bidang eliptika, oleh karena itu bulan

baru biasanya berada sedikit di atas atau di bawah garis bumi matahari (Gambar 3.4).

Demikian pula bulan penuh biasanya lewat sedikit di sebelah utara atau selatan baying-

bayang bumi. Perpotongan bidang orbit bulan dengan bidang eliptika ini dinamakan titik

simpul (A dan B).

Periode Sideris dan Sinodis

Periode revolusi bulan mengitari bumi satu putaran sempurna adalah 27d 7h 43m

(11,5)s atau 27,32166 hari, dan periode ini disebut periode sideris. Tetapi selama satu bulan

sideris ini, bumi dan bulan bersama telah berkisar mengitari matahari sekitar 27ᵒ atau 1/13

perjalanan mengitari matahari (Gambar 3.6).

Gambar 3.6 Kedudukan bulan pada periode sideris (A) dan sideris (C).

Misalnya pada awalnya bumi di E1 dan bulan di A, dalam fase bulan penuh. Setelah

27⅓ hari, bulan telah mengitari bumi satu putaran, kembali ke posisi semula di bola langit.

Tetapi selama satu periode sideris ini, bumi telah berada di E2 sehingga bulan berada di posisi

B. Untuk mencapai posisi fase yang sama (bulan penuh) bulan harus berada di C, dan untuk

itu diperlukan waktu sekitar 2 hari lagi, tepatnya untuk mencapai posisi oposisi ini lagi

waktunya menjadi 29½ hari. Periode dari satu fase ke fase yang sama berikutnya ini disebut

periode sinodis. Jadi kita mengenal ada dua jenis bulan yaitu bulan sideris yaitu periode

revolusi bulan terhadap bintang, dan bulan sinodis yaitu periode revolusi bulan terhhadap

matahari.

Itulah sebabnya bulan tampak bergerak di bola langit arah ke timur rerata 13ᵒ tiap

harinya, sedang matahari sendiri juga bergerak arah ke timur pula rerata 1ᵒ tiap hari sehingga

bulan akan tampak bergerak arah ke timur dari matahari 12ᵒ perhari, dan sudut ini setara

dengan 50 menit. Itulah sebabnya bulan tampaknya terbit terlambat 50 menit tiap hari. Gerak

perpindahan 13ᵒ per 24 jam berarti gerak sekitar ½ᵒ busur di langit, dan jarak ini sama dengan

diameter bulan itu sendiri berpindah arah ke timur tiap jam. Perpindahan ini dapat diamati

dari posisi bulan terhadap bintang tetap di langit tiap jam.

Orbit bulan selalu mengalami perubahan secara gradual karena gangguan dari

gravitasi matahari. Akibatnya titik simpangnya bergeser ke barat sepanjang ekliptika dan

menempuh satu putaran penuh di bola langit dalam waktu sekitar 18,6 tahun. Hal ini

menyebabkan kemiringan orbit bulan terhadap ekliptika bervariasi dari 4ᵒ 57’ sampai 5ᵒ20’,

atau secara rerata 5ᵒ9’. Pergeseran titik simpul ini dinamakan regresi simpul bulan (lihat

Gambar 3.4).

Perubahan kemiringan orbit bulan terhadap ekliptika ini menyebabkan sudut inklinasi

orbit bulan terhadap ekuator langit bervariasi antara 23½ + 5ᵒ atau 28½ᵒ sampai 23½ - 5ᵒ atau

sekitar 18½ᵒ.

Karena orbit bulan sebenarnya berupa elips, maka sesuai dengan hukum Kepler II,

kecepatan orbit bulan juga bervariasi. Oleh karena itu pergeseran bulan arah ke timur di bola

langit juga tidak seragam, sehingga keterlambatan terbitnya bulan tiap hari bervariasi antara

38 sampai 66 menit.

c. Gerak bulan mengelilingi matahari bersama-sama dengan bumi

Karena gerak edar bulan tersebut dengan arah negatif, artinya arah edarnya

berlawanan dengan arah jarum jam. Bidang orbit bulan mengelilingi bumi berupa elips dan

membentuk sudut 5ᵒ terhdap bidang orbit bumi mengelilingi matahari (eliptika). Salakh satu

sifat unik dari bulan adalah kala rotasinya sama dengan revolusinya. Hal ini menyebabkan

wajah bulan yang kelihatan dari bumi selalu sama.

C. Fase Bulan

Karena revolusinya mengitari bumi, maka posisi bulan terhadap bumi dan matahari

selalu berubah. Bulan tidak memancarkan cahaya sendiri, tetapi dia tampak bersinar karena

memantulkan cahaya matahari. Itulah sebabnya mengapa permukaan bulan yang tampak

bersinar selalu berubah, dari cahaya bulan yang berbentuk sabit tipis sampai dengan bersinar

dalam bentuk bulatan penuh. Perubahan bentuk rupa-rupa bulan ini disebut pula perubahan

fase bulan.

Ketika bulan dan matahari berada pada sisi yang berlawanan dari bumi atau saat

oposisi permukaan bulan yang menghadap ke bumi sepenuhnya mendapat cahaya matahari

sehingga dari bumi kita melihat permukaan bulan bersinar penuh atau yang kita sebut bulan

purnama (Gambar 3.3a). Sedangkan ketika bulan dan matahari berada pada sisi yang sama

(Gambar 3.4b), maka pengamat di bumi akan melihat bulan sabit dan pada saat ini disebut

fase bulan baru.

Bila bulan berada tepat diantara bumi dan matahari sehingga matahari tampak tertutup

bulan, maka akan terjadilah gerhana matahari. Demikian pula ketika bulan dan matahari tepat

pada satu garis pada sisi yang berlawanan terhadap bumi (fase bulan penuh), sehingga bulan

memasuki bayang-bayang bumi maka ini akan menghasilkan perhana bulan. Jika gerhana

hanya terjadi pada bulan baru dan pada bulan penuh.

Gerhana hanya akan terjadi bila saat bulan baru ataupun bulan penuh, bulan berada

pada atau dekat salah satu simpul ini. Garis yang melalui pusat bumi yang menguhubungkan

kedua simpul orbit bulan dinamakan garis simpul (garis AB pada gambar 3.4).

Gambar 3.4 (a) Bulan dan matahari berada pada sisi yang berlawanan, bulan penuh

(b) Bulan dan matahari berada pada sisi yang sama terhadap bumi, bulan baru

Gambar 3.5 memperlihatkan berada posisi bulan dalam orbitnya mengitari bumi.

Posisi di A menunjukkan saat bulan berkonjungsi, hampir seluruh permukaan bulan yang

menghadap ke bumi itu gelap, sehingga pada saat ini kita tidak melihat bulan sama sekali dan

saat ini disebut fase bulan baru. Beberapa hari setelah bulan baru, bulan mencapai posisi B,

sebagian kecil dari belahan siang bulan bisa dilihat dan bulan sabit terlihat membesar. Pada

hari-hari ini bulan disebut dalam fase bulan sabit membesar (waxing crescent). Sekitar satu

minggu setelah bulan baru, bulan mencapai seperempat dari lintasannya dan berada di posisi

C dan saat ini disebut fase kuartir pertama. Pada saat ini garis bumi-bulan tegak lurus

dengan garis bumi-matahari, dan setengah dari siang hari bulan tampak dari bumi sehingga

bulan tampak sebagai bulan setengah.

Gambar 3.5 Fase-fase bulan

Selama seminggu setelah fase kuartir pertama bulan yang besinar tampak makin

membundar dan pada posisi D yang disebut fase waxing gibbous. Akhirnya satu minggu

setelah kuartir pertama, bulan sampai diposisi E dimana bulan dan matahari beroposisi.

Permukaan bulan yang menghadap ke matahari, juga menghadap ke bumi, dan saat ini bulan

pada fase bulan penuh. Selama dua minggu bundaran bulan makin menyusut berturutan

mencapai posisi F (fase waxing gibbous), posisi G (fase kuartir kedua), posisi H (sabit

mengecil), dan kembali lagi ke posisi A, bulan baru. Periode dari satu bulan baru ke bulan

baru berikutnya 29,5. Bulan mengedari bumi dan berputar pada sumbunya dalam waktu yang

sama yaitu, 27,3 hari, bulan menjalani 360/27,3ᵒ = 13,2ᵒ dari garis edarnya. Karena arahnya

sama dengan arah revolusi dan rotasi bumi, bulan setiap hari ketinggalan 13,2ᵒ atau 13,2 x 4

menit = 52,8 menit (rotasi bumi setiap 1ᵒ ditempuh dalam waktu 4 menit). Akibatnya, setiap

hari kita selalu melihat bulan terbit terlambat 52,8 menit dari sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA

Derlina & Eva, (2011), Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa. Medan : Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.

http://wwwbendalangit.blogspot.com/2011/03/mengenal-rupa-bulan-dan-bagian.html

http://soekamajoe.blogspot.com/2012/09/contoh-makalah-planet-bumi-dan-bulan.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Bulan

Surya, Yohanes, (1997), Olimpiade Fisika, Jakarta : PT Primatika Cipta Ilmu.

Suwitra, Nyoman, (2001), Astronomi Dasar, Singaraja : Institut Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Negeri Singaraja.