RESUME

PENGANTAR GEODESI DAN GEOMATIKA

Oleh :

Arief Binsar T. 3311301008

Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengantar Geodesi dan Geomatika

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

KONSENTRASI GEOMATIKA

POLITEKNIK NEGERI BATAM

BATAM

2015

BAB 1. PENGANTAR SURVEI DAN PEMETAAN

Plan Surveying dan Geodetic Surveyingllmu ukur tanah merupakan bagian rendah dari ilmu yang lebih luas yang dinamakan ilmu Geodesi. Ilmu Geodesi mempunyai dua maksud :a. Maksud ilmiah : menentukan bentuk permukaan bumib. Maksud praktis : membuat bayangan yang dinamakan peta dari sebagian besar atau sebagian kecil permukaan bumi. Pada maksud kedua inilah yang sering disebut dengan istilah pemetaan. Pengukuran dan pemetaan pada dasarnya dapat dibagi 2, yaitu :    

Geodetic Surveying       Plan Surveying  

Perbedaan prinsip dari dua jenis pengukuran dan pemetaan di atas adalah : Geodetic surveying suatu pengukuran untuk menggambarkan permukaan bumi pada bidang melengkung/ellipsoida/bola. Geodetic Surveying adalah llmu, seni, teknologi untuk menyajikan informasi bentuk kelengkungan bumi atau pada keiengkungan bola.Sedangkan plan Surveying adalah merupakan llmu seni, dan teknologi untuk menyajikan bentuk permukaan bumi baik unsur alam maupun unsur buatan manusia pada bidang yang dianggap datar. Plan surveying di batasi oleh daerah yang sempit yaitu berkisar antara 0.5 derajat x 0.5 derajat atau 55 km x 55 km. 

Bentuk bumi merupakan pusat kajian dan perhatian dalam Ilmu ukur tanah. Proses penggambaran permukaan bumi secara fisiknya adalah berupa bola yang tidak beraturan bentuknya dan mendekati bentuk sebuah jeruk. Hal tersebut terbukti dengan adanya pegunungan, Lereng-lereng, dan jurang jurang.

Karena bentuknya yang tidak beraturan maka diperlukan suatu bidang matematis. Para pakar kebumian yang ingin menyajikan informasi tentang bentuk bumi, mengalami kesulitan karena bentuknya yang tidak beraturan ini, oleh sebab itu, mereka berusaha mencari bentuk sistematis yang dapat mendekati bentuk bumi. Awalnya para ahli memilih bentuk bola sebagai bentuk bumi.

Namum pada hakekatnya, bentuk bumi mengalami pemepatan pada bagian kutub-kutubnya, hal ini terlihat dari Fenomena lebih  panjangnya jarak lingkaran pada bagian equator di bandingkan dengan jarak pada lingkaran yang melalui kutub utara dan kutub selatan dan akhirnya para ahli memilih Ellipsoidal atau yang dinamakan ellips yang berputar dimana sumbu pendeknya adalah suatu sumbu yang menghubungkan kutub utara dan sumbu kutub selatan yang merupakan poros perputaran bumi, sedangkan sumbu panjangnya adalah sumbu yang menghubungkan equator dengan equator yang lain dipermukaan sebaliknya.

Bidang Ellipsoide adalah bila luas daerah lebih besar dari 5500 Km2, ellipsoide ini di dapat dengan memutar suatu ellips dengan sumbu kecilnya sebagai sumbu putar a = 6377.397, dan sumbu kecil b = 6356.078 m.

Bidang bulatan adalah elips dari Bessel mempunyai sumbu kurang dari 100 km. Jari-jari bulatan ini dipilih sedemikian, sehingga bulatan menyinggung permukaan bumi di titik tengah daerah. Bidang datar adalah bila daerah mempunyai ukuran terbesar tidak melebihi 55 km (kira-kira 10 jam jalan). Terbukti, bahwa bentuk bumi itu dapat dianggap sebagai bentuk ruang yang terjadi dengan memutar suatu ellips dengan sumbu kecilnya sebagai sumbu putar. Bilangan – bilangan yang penting mengenai bentuk bumi yang banyak digunakan dalam ilmu geodesi adalah :    

Ellipsoid Bumi Internasional yang terakhir diusulkan pada tahun 1967 oleh: International Assosiation of Geodesy (l.A.G) Pada Sidang Umum International Union of Geodesy and Geophysics, dan diterimanya dengan dimensi :  Salah satu hal yang harus diperhatikan berkaitan dengan ellipsoidal bumi adalah bahwa ellipsoide bumi itu mempunyai komponen – komponen sebagai berikut :

a = 6.37788.116660,000 mb = 6.356.774, 5161 me2 = 0, 006.694.605.329, 56e’2 = 0, 006..739.725.182, 32

 Salah satu hal yang harus diperhatikan berkaitan dengan ellipsoidal bumi adalah bahwa ellipsoide bumi itu mempunyai komponen – komponen sebagai berikut :

a adalah sumbu setengah pendek atau jari-jari equator,  b adalah setengah sumbu pendek atau jari-jari kutub,  pemepatan atau penggepengan yaitu sebagai parameter untuk menentukan bentuk

ellipsoidal/ ellips,  eksentrisitet pertama dan eksentrisitet kedua. 

Keterangan : 0 = pusat bumi (pusat ellipsoide bumi)Ku = Kutub Utara bumiKs = Kutub selatan bumiEK = ekuator bumi

Untuk skala yang lebih luas, asumsi ini tidak dapat diterapkan mengingat pada kenyataannya permukaan bumi berbentuk lengkungan bola. Asumsi bumi datar hanya dapat diterapkan sejauh kesalahan jarak dan sudut yang terjadi akibat efek kelengkungan bumi masih dapat diabaikan. Lingkar paralel adalah lingkaran yang memotong tegak lurus terhadap sumbu putar bumi.

Lingkaran paralel yang tepat membagi dua belahan bumi utara-selatan yaitu lingkar paralel 00 disebut lingkaran equator. Lingkar paralel berharga positif ke utara hingga 90° pada titik kutub utara dan sebaliknya negatif ke selatan hingga -900 pada titik kutub selatan. Lingkar meridian adalah lingkaran yang sejajar dengan sumbu bumi dan memotong tegak lurus bidang equator. Setengah garis lingkar meridian yang melalui kota Greenwich di UK (dari kutub utara ke kutub selatan) disepakati sebagai garis meridian utama, yaitu longituda 00.

Setengah lingkaran tepat 1800 di belakang garis meridian utama disepakati sebagai garis penanggalan internasional. Kedua garis ini membagi belahan bumi menjadi belahan barat dan belahan timur. Bentuk bumi yang asli tidaklah bulat sempurna (agak lonjong) namun pendekatan bumi sebagai bola sempurna masih cukup relevan untuk sebagian besar

kebutuhan, termasuk penentuan kedudukan dengan tingkat presisi yang relatif rendah. Pada kenyataannya kita ingin menyajikan permukaan bumi dalam bentuk bidang datar.

Oleh sebab itu, bidang bola atau bidang ellipsoide yang akan dikupas pasti ada distorsi atau ada perubahan bentuk karena harus ada bagian dari bidang speroid itu yang tersobekan dengan kenyataan tersebut didekati dengan perantara bidang proyeksi. Bidang proyeksi ini terbagi dalam tiga jenis, yaitu :

Bidang proyeksi bidang datarnya sendiri atau dinamakan perantara azimuthal dan zenithal, 

Bidang perantara yang berbentuk kerucut dinamakan bidang perantara conical,  Bidang proyeksi yang menggunakan bidang perantara berbentuk silinder yang

dinamakan bidang perantara cylindrical. Dari bidang perantara ini ada aspek geometric dari permukaan bumi matematis itu ke bidang datar berhubungan dengan luas, maka dinamakan proyeksi equivalent, berhubungan dengan jarak (jarak di permukaan bumi sama dengan jarak pada bidang datar dalam perbandingan skalanya) dinamakan proyeksi equidistance dan berhubungan dengan sudut (sudut permukaan bumi sama dengan sudut di bidang datar) dinamakan proyeksi conform.Contoh aplikasi yang mempertahankan geometric itu adalah proyeksi equivalent yaitu pemetaan yang biasanya digunakan oleh BPN, proyeksi equidistance yaitu pemetaan yang digunakan departemen perhubungan dalam hal ini misalnya jaringan jalan. Sedangkan proyeksi conform yaitu pemetaan yang digunakan untuk keperluan navigasi laut atau udara.

Berdasarkan bidang perantara yang diterangkan di atas yaitu ada 3 jenis bidang perantara dan mempunyai 3 jenis geometric maka kita bisa menggunakan 27 kombinasi/ variasi/ altematif untuk memproyeksikan titik-titik di atas permukaan bumi pada bidang datar. Ilmu ukur tanah pada dasarnya terdiri dari tiga bagian besar yaitu :a) Pengukuran kerangka dasar Vertikal (KDV)b) Pengukuran kerangka dasar Horizontal (KDH)c) Pengukuran Titik-titik Detail

BAB 2 : TATA SURYA DAN JAGAT RAYA

Pendahuluan> Jagat raya merupakan ruang tak terbatas, tempat dimana ribuan galaksi berada dengan jarak yang sangat besar dan masing-masing berukuran besar pula.

Jagat raya

Pengertian-pengertian :

Jagat raya, alam semesta, atau antariksa adalah ruang yang meluas ke segala arah dan memiliki batas-batas yang belum dapat diketahui

Jagat raya diduga berbentuk melengkung dan dalam keadaan memuai Jagat raya terdiri atas galaksi-galaksi atau sistem-sistem bintang yang berjumlah

ribuan. Galaksi-galaksi terdiri atas benda-benda langit, yang membentuk sistem bintang

yang kecil-kecil. Jadi, Jagat raya adalah ruang yang maha luas, yang tak dapat diketahui atau

dibayangkan luasnya, namun memiliki batas-batas, berbentuk, melengkung, dan dalam keadaan memuai.

> Jagat raya dipenuhi oleh bintang-bintang dan kabut-kabut yang memberi medan gravitasi, di mana cahaya dibelokkan dari arah lurus.

> Jagat raya disebut "kontinum dengan empat dimensi", tidak memuat eter seperti asumsi teori lama, tapi terdiri atas dua bahan pokok, yaitu cahaya dan materi.

> Gaya Repulsi Kosmis adalah gaya dimana benda-benda bersifat saling menarik dengan kekuatan yang berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, tetapi juga mempunyai sifat saling menolak dengan kekuatan yang berbanding lurus dengan jaraknya.

Paham-paham mengenai jagat raya dan alam semesta

1. Paham Antroposentris (anthropos = manusia, centrum = pusat) adalah anggapan yang menyatakan bahwa manusia sebagai pusat segalanya.

2. Paham Geosentris (geo = bumi, centrum = pusat) adalah anggapan yang menyatakan bahwa bumi adlaah pusat alam semesta.

3. Paham Heliosentris (helios = matahari, centrum = pusat) adalah anggapan bahwa pusat jagat raya adalah matahari. Pandangan ini dianggap revolusioner pada masanya dan menggantikan kedudukan paham geosentris.

1. Teori Terbentuknya Jagat Raya

a. Teori Ledakan Besar (The Big Bang Theory)

> Jagat raya berawal dari adanya suatu massa yang sangat besar dengan berat jenis besar pula yang mengalami ledakan yang sangat dahsyat karena danya reaksi pada inti massa. Akibat ledakan itu, bagian-bagian dari massa tersebut berserakan terpental menjauhi pusat ledakan. Setelah milyaran tahun kemudian, bagian-bagian yang terpental itu membentuk kelompok-kelompok yang kita kenal sebagai galaksi-galaksi.

b. Teori Mengembang dan Memampat (The Oscillating Theory)

> Jagat raya terbentuk karena adanya suatu siklus materi yang diawali dengan masa ekspansi/mengembang yang disebabkan oleh adanya reaksi inti hidrogen, pada tahap ini terbentuk galaksi, tahap ini diperkirakan berlangsung selama 30 milyar tahun. Lalu galaksi-galaksi dan bintang yang telah terbentuk akan meredup, kemudian mempat yang didahului dengan keluarnya pancaran panas yang sangat tinggi. setelah memampat, maka mengembang, kemudian memampat lagi.

c. Teori Keadaan Tetap

> dikemukakan oleh Fred Hoyle dan beberapa ahli fisika lainnya

> bahwa jagat raya tidak hanya bersifat sama dalam ruang angkasa -asas kosmologi- tetapi juga tak berubah dalam waktu -asas kosmologi yang sempurna.

2. Galaksi Dalam Jagat Raya

> Galaksi adalah kumpulan bintang yang membentuk suatu sistem yang terdiri atas satu atau lebih benda angkasa yang berukuran besar dan dikelilingi oleh benda-benda angkasa lainnya sebagai anggotanya yang bergerak mengelilinya secara teratur

> Di dalam ilmu astronomi, galaksi diartikan sebagai suatu sistem yang terdiri atas bintang-bintang, gas dan debu yang amat luas, yang anggotanya mempunyai gaya tarik menarik (gravitasi)

> Ciri-ciri galaksi adalah sbb :

a. Galaksi mempunyai cahaya sendiri, bukan cahaya pantulan

b. Galaksi-galaksi lain dapat terlihat berada di luar galaksi Bimasakti

c. Jarak antara galaksi yang satu dengan galaksi yang lain sejauh jutaan tahun cahaya

d. Galaksi mempunyai bentuk-bentuk tertentu, misalnya spiral, elips, dan tidak beraturan

> Galaksi dibedakan menjadi 4 macam, yaitu : 

a. Galaksi Spiral. Galaksi Jenis ini berbentuk seperti roda atau kincir, dengan lengan-lengan berbentuk spiral keluar dari pusat yang terang (jumlahnya kira-kira 60%).

b. Galaksi Spiral Berpalang. Lengan-lengan spiral galaksi jenis ini keluar dari bagian ujung suatu pusat yang berbentuk memanjang. Kira-kira 18% dari jumlah galaksi merupakan galaksi spiral

c. Galaksi Elips. Galaksi jenis ini berbentuk elips, mulai dari berbentuk bulat hingga berbentuk sangat lonjong (jumlahnya kira-kira 18%)

d. Galaksi Tak Beraturan. sekitar 4% dari jumlah galaksi di alam semesta berbentuk tak beraturan atau tidak memiliki bentuk tertentu.

3. Nebula

> Nebula adalah kabut atau awan debu dan gas yang bercahaya dalam suatu kumpulan sangat luas.

> ada 2 macam nebula, nebula gas dan nebula spiral.

> nebula spiral adalah galaksi yang juga seperti Bima Sakti, terdiri atas ratusan juta sampai milayaran bintang, dan berada amat jauh dari kita, jauh di luar Bima Sakti.

4. Rasi Bintang

> Rasi bintang atau Konstelasi Bintang adalah kelompok bintang-bintang yang membentuk pola tertentu dan letaknya berdekatan

 contoh : bintang alfa, beta, gamma, dan delta.

5. Bintang (The Star)

> Bintang adalah benda angkasa berbentuk bulat yang mempunyai cahata sendiri.

Tata Surya (The Solar System)> Tata surya adalah suatu sistem di jagat raya yang terdiri atas matahari sebagai pusatnya dan planet-planet (termasuk planet Bumi), satelit-satelit alam (misalnya bulan), asteroid, komet, meteor, debu, kabut, dan benda-benda lainnya sebagai anggotanya yang beredar mengelilingi pusatnya, yakni matahari pada orbit atau garis edarnya masing-masing.

1. Teori Terjadinya Tata Suryaa. Teori Nebula (Kant and Laplace)> Menurut Imanuel Kant : Tata surya berasal dari nebula, yaitu gas atau kabut tipis yang sangat luas dan bersuhu tinggi yang berputar sangat lambat. Perputaran yang sangat lambar ini menyebabkan terbentuknya konsentrasi materi yang mempunyai berat jenis tinggi yang disebut inti massa. Inti massa yang terbesar terbentuk di tengah, dan yang kecil terbentuk di sekitarnya. Lalu, karena proses pendinginan, inti-inti massa yang lebih kecil berubah menjadi planet-planet, sedangkan yang paling besar masih tetap dalam keadaan berpijar dan bersuhu tinggi yang disebut Matahari.

> Menurut Pierre Simon Laplace : Tata surya berasal dari bola gas yang bersuhu tinggi dan berputar sangat cepat. Karena perputaran yang sangat cepat ini, terlepaslah bagian-bagian dari bola gas tersebut dalam ukuran dan jangka waktu yang berbeda-beda, kemudian bagian-bagian itu mendingin membentuk planet, sedangkan bola gas asal dinamakan matahari.

b. Teori Planetesimal (Moulton dan Chamberlain)> Tata surya berasal dari adanya bahan-bahan padat kecil yang disebut planetesimal yang mengelilingi inti berwujud gas bersuhu tinggi. Gabungan bahan-bahan padat kecil itu kemudian membentuk planet-planet, sedangkan inti massa yang bersifat gas dan bersuhu tinggi membentuk matahari.

c. Teori Pasang Surut (Jeans and Jeffreys)> Tata surya pada awalnya hanya matahari saja tanpa mempunyai anggota. Planet-planet dan anggota lainnya terbentuk karena adanya bagian dari matahari yang tertarik dan terlepas oleh pengaruh gravitasi bintang yang melintas ke dekat matahari. Bagian yang terlepas itu berbentuk sepetti cerutu panjang (bagian tengah besar dan kedua ujungnya mengecil) yang terus berputar mengelilingi matahari, sehingga lama-kelamaan mendingin

membentuk bulatan-bulatan yang disebut planet.

d. Teori Bintang Kembar (Lyttleton)> Pada awalnya matahari merupakan bintang kembar yang satu dengan lainnya mengelilingi. Lalu, pada suatu waktu, melintas bintang lainnya dan menabrak salah satu bintang kembar itu dan menghancurkannya menjadi bagian-bagian kecil yang terus berputar dan mendingin menjadi planet-planet yang mengelilingi bintang yang tidak hancur, yaitu matahari.

e. Teori Awan Debu (Weizsaecker dan Kuiper, F.L Whippel dan Hannes Alven)> Menurut Weizsaecker dan Kuiper : Tata surya berasal dari awan yang sangat luas yang terdiri atas debu dan gas (hidrogen dan helium). Ketidakteraturan dalam awan tersebut menyebabkan terjadinya penyusutan karena gaya tarik menarik dan gerakan berputar yang sangat cepan dan teratur, sehingga terbentuklah piringan seperti cakram. Inti cakram yang menggelembung menjadi matahari, sedangkan bagian pinggirnya berubah menjadi planet-planet.

>  Menurut F.L Whippel dan Hannes Alven : Tata surya berawal dari matahari yang berputar dengan cepat dengan piringan gas di sekelilingnya yang kemudian membentuk planet-planet yang beredar mengelilingi matahari.

f, Hipotesis Peledakan Bintang (Fred Hoyle)> kemungkinan matahari memiliki kawan sebuah bintang dan pada mulanya berevolusi satu sama lain. Ada juga diantaranya yang memadat dan mungkin terjerat ke dalam orbit matahari.

g. Hipotesis Kuiper (Gerard P. Kuiper)> 2 pusat yang memadat berkembang dalam suatu awan antar bintang yang mengandung gas hidrogen. Pusat yang satu lebih besar daripada pusat yang lainnya, kemudian memadat menjadi bintang tunggal, yaitu matahari. Selanjutnya, kabut menyelimuti pusat yang lebih kecil yang disebabkan oleh adanya gaya tarik dari massa yang lebih besar, menyebabkan awan yang lebih kecil terpecah menjadi awan-awan kecil yang disebut protoplanet, dan setelah waktu yang lama, menjadi planet-planet yang sekarang ini.

2. Struktur Tata SuryaStruktur utama dari tata surya adalah sebagai berikut :

a. Matahari (The Sun)         

b. Planet-Planet (The Planets)c. Bulan (The Moon) dan satelit alam lainnyad. Asteroide. Komet

a. Matahari (The Sun) sebagai pusat tata surya

> Matahari mempunyari garis tengah sekitar 1.392.000 km atau sekitar 109kali garis tengah bumi. Massa atau berat totalnya sekitar 332.000 kali bumi, columenya diperkirakan 1.300.000 kali bumi, dan temperatur di permukaannya sekitar 6.000 C, sedangkan di pusatnya sekitar 15.000.000 C

> Dr. Bethe (1938) : dalam keadaan panas dan tekanan yang sangat tinggu, atom-atom di dalam tubuh matahari akan kehilangan elektron-elektronnya sehingga menjadi inti atom yang bergerak ke berbagai arah dengan kecepatan yang sangat tinggi dan menimbulkan tumbukan antarinti atom yang menyebabkan penghancuran sebagian massanya (Massa Defect) dan berubah menjadi energi panas dan cahaya yang dipancarkan ke berbagai arah.

1) Struktur Matahari

a) Atmosfer Matahari

> Terdiri atas 2 lapisan, yaitu kromosfer dan korona.

> Kromosfer merupakan lapisan atmosfer matahari bagian bawah yang terdiri atas gas yang renggang berwarna merah dengan ketebalan sekitar 10.000 km. Lapisan ini sangat dinamis karena sering muncul tonjolan cahaya berbentuk lidah api yang memancar sampai ketinggian +200.000 km, yang disebut Prominensa (Protuberans).

> Korona adalah lapisan atmosfer matahari bagian atas yang terdiri atas gas yang sangat renggang berwarna putih/kuning kebiruan dan mempunyai ketebalan mencapai ribuan kilometer.

b) Fotosfer Matahari

> Merupakan lapisan berupa bulatan berwarna perak kekuningan yang terdiri atas gas padat bersuhu tinggi.

> Di sekililing umbra biasanya terdapat lingkaran yang lebih terang disebut penumbra.

> dibagian ini sering terlihat adanya bintik/noda hitam yang disebut sebagai Sun Spots.

> Perbedaan waktu rotasi di ekuator dan kutub matahari disebabkan oleh materi dari matahari yang terdiri atas gas yang berbeda tingkat keregangannya (densitas)

c) Barisfer atau Inti Matahari

> berdiameter sekitar 500.000 km dan temperatur sekitar 15.000.000 C. Pada bagian ini terjadi reaksi inti beranting putar yang menyebabkan terjadinya sintesa hidrogen menjadi helium dengan karbon sebagai katalisatornya.

bagian-bagian matahari: 

a) Fotosfer

b) Limb, bagian tepi dari cakram matahari

c) Granulasi, adalah bagian perumakaan yang lebih muncul dari bagian dalam matahari. berukurang 300-1.300 km dari tepi ke tepi, dan bertahan sampai 10 menit.

d) Kromosfer

e) Korona

f)  Angin Matahari, adalah suatu aliran partikel-partikel subatomis bergerak ke dalam ruang angkasa dengan kecepatan 350-800km/detik dan merupakan perluasan bagi korona.

g) Prominensa, adalah awan-awan hidrogen yang sangat besar dengan tinggi kira-kira 200.000 km

h) Flare, adalah gangguan pada bagian bawah korona yang terlihat sebagai kilatan-kilatan cahaya yang cemerlang

i) Spikula, adalah kelompok-kelompok pancaran hidrogen, dengan ketinggian 8.000-10.000 km. Spikula berasal dari kromosfer. Setiap Spikulad apat bertahan sampai 15 menit.

2) Pergerakan Matahari

> Rotasi Matahari adalah gerakan matahari berputar pada sumbunya yang berlangsung sekitar 25,5 hari di bagian ekuator dan sekitar 27 hari di bagian kutub matahari untuk satu kali putaran

> Revolusi Matahari adalah gerakan matahari beserta anggota-anggotanya mengelilingi pusat galaksi Bima Sakti.

b) Planet-planet (The planets)

> Kata planet berasan dari bahasa Yunani yaitu planetai, yang berarti pengembara.

> Planet adalah benda angkasa yang tidak mempunyai cahaya sendiri, berbentuk bulatan, dan beredar mengelilingi bintang (Matahari).

> Sebagian mempunyai pengiring/pengikut yang disebut satelit yang beredar mengelilingi planet.

> Sebuah benda langit bisa disebut planet apabila memenuhi tiga syarat, yakni :

1. Mengorbit matahari;

2. Berukuran cukup besar sehingga mampu mempertahankan bentuk bulat; dan

3. Memiliki jalur orbit yang jelas dan "bersih" (tidak ada benda langit lain pada orbit tersebut).

Klasifikasi Planet-planet :

1. Berdasarkan massanya :

a) Planet bermassa besar (Superior Planet) terdiri atas Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

b) Planet bermassa kecil (Inferior Planet) terdiri atas Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

2. Berdasarkan Jaraknya ke Matahari : 

a) Planet dalam (Interior Planet) adalah planet yang jarak rata-ratanya ke matahari lebih pendek daripada jarak rata-rata Planet Bumi ke Matahari, terdiri atas Planet Merkurius dan Venus.

Sudut yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan Bumi-Matahari dengan suatu planet disebut elongasi. Elongasi planet dalam (Interior planet) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu elongasi barat (suatu planet berada di sebelah barat matahari dilihat dari bumi) dan elongasi timur (suatu planet berada di sebelah timur matahari dilihat dari bumi)

b) Planet luar (Eksterior Planet) adalah planet-planet yang jarak rata-ratanya ke matahari lebih panjang daripada jarak rata-rata Planet Bumi ke Matahari, terdiri atas Planet Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

Dilihat dari bumi, sudut elongasinya sekitar 0-180 derajat.

ila mencapai 180derajat, berarti sedang berada dalam kedudukan oposisi, yaitu kedudukan suatu planet berlawanan arah dengan posisi matahari dilihat dari bumi, berarti planet tersebut berada pada jarak paling dekat dengan bumi.

Bila 0derajat, berarti sedang berada dalam kedudukan konjungsi, yaitu suatu kedudukan planet yang berada dalam posisi searah dengan matahari dilihat dari bumi, berarti planet tersebut berada pada jarak paling jauh dengan bumi.

Planet-planet yang menjadi anggota tata surya

1) Merkurius

2) Venus

3) Bumi

4) Mars

5) Jupiter

6) Saturnus

7) Uranus

8) Neptunus

c) Komet

> komet merupakan anggota tata surya yang terdiri atas pecahan benda angkasa, es dan gas yang membeku.

> strukturnya terdiri atas kepala (selubung gas disebut koma) dan ekor komet (dapat mempunyai panjang sampai ribuan kilometer yang arahnya selalu menjauhi matahari).

Klasifikasi komet

1) Komet berekor panjang, yaitu komet yang garis lintasannya sangat jauh melalui daerah-daerah yang sangat dingin di angkasa, sehingga berkesempatan menyerap gas-gas di daerahyang dilaluinya, ketika mendekati matahari komet tersebut melepaskan gas sehingga membentuk koma & ekor yang sangat panjang. Contoh Komet Berekor Panjang(Komet Kohoutek)

2) Komet berekor pendek, yaitu komet yang garis lintasannya sangat pendek sehingga kurang mempunyai kesempatan untuk menyerap gas di daerah yang dilaluinya, ketika mendekati matahari komet tersebut melepaskan gas yang sangat sedikit sehingga hanya membentuk koma dan ekor yang sangat pendek bahkan hampir tak berekor. Contoh Komet Berekor Pendek (Komet Encke)

d) Asteroid

> Asteroid/Planetoid adalah benda-benda langit berukuran kecil yang bergerak mengelilingi matahari.

>ditemukan antara Orbit Mars dan Jupiter

e) Meteor dan Meteorit

> Meteor adalah benda angkasa berupa pecahan batuan yang jatuh masuk ke dalam atmosfer bumi

> Meteor yang tidak habis terbakar di atmosfer bumi dan sampai ke permukaan bumi disebut Meteorit

> Berdasarkan jenis kandungan unsurnya, dibedakan menjadi :

1. Meteorit batu : adalah meteorit yang kandungan materinya sebagian besar terdiri atas kalsium dan magnesium

2. Meteorit Logam : adalah meteorit yang kandungan materinya sebagian besar terdiri atas ferum dan nikel

f) Bulan

> Bulan adalah benda angkasa berbentuk bulat yang beredar mengelilingi bumi dalam suatu lintasan garis edar tertentu (orbit), oleh karena itu disebut sebagai satelit alami bumi.

> Diameter bulan +/- 3.476 km

> Parak rata-rata ke bumi : +/- 384.000 km

> Periode Rotasi : +/- 27,3 hari/satu bulan sideris (peredaran bulan mengelilingi bumi dalam suatu lingkaran penuh/360derajat)

> Periode Revolusi : +/- 27,3 hari

> Suhu pada siang hari mencapai 100 C, malam hari mencapai -150 C

> Fase Bulan adalah perubahan sudut yang dibentuk oleh garis yang menghubungkan antara matahari, bumi, dan bulan, yang menyebabkan terjadinya perubahan tampak bulan dilihat dari bumi

3. Gerhana

> Apabila dalam peredarannya, baik bumi maupun bulan berada dalam suatu garis lurus dengan matahari maka memungkinkan terjadinya gerhana matahari/gerhana bulan

a) Gerhana Matahari

> Gerhana matahari adalah gerhana yang terjadi akibat bayang-bayang bulan mengenai bumi, artinya cahaya matahari yang menuju bumi pada siang hari terhalang oleh bulatan bulan, karena diameter bulan lebih kecil dari permukaan bumi, maka hanya terjadi +/- 7 menit.

> ada 3 macam gerhana matahari, yaitu :

a. Gerhana Total

b. Gerhana Parsial

c. Gerhana Matahari Cincin (Gelang)

b) Gerhana Bulan

> Gerhana bulan adalah gerhana yang terjadi akibat bayang-bayang bumi mengenai bulan, artinya cahaya matahari yang menuju bulan pada malam hari terhalang oleh bulatan bumi. Karena diameter bumi lebih besar dari bulan, maka seluruh bulatan bulan tertutup oleh bulatan bumi, sehingga akan berlangsung selama +/- 1 jam 40 menit.

BAB 3. SISTEM KOORDINAT

Untuk memudahkan pemahaman terhadap posisi benda-benda langit, diperkenalkan

beberapa sistem koordinat. Setiap sistem koordinat memiliki koordinat masing-masing.

Posisi benda langit seperti matahari dapat dinyatakan dalam sistem koordinat tertentu.

Selanjutnya nilainya dapat diubah ke dalam sistem koordinat yang lain melalui suatu

transformasi koordinat.

Sistem Koordinat 2 dan 3 dimensi

Untuk menyatakan posisi sebuah benda di dalam ruang, dibutuhkan suatu sistem koordinat

yang memiliki pusat koordinat (origin) dan sumbu koordinat (axis). Sistem koordinat yang

paling dasar/sederhana adalah Kartesian (Cartesian). Jika kita berbicara ruang 2 dimensi,

maka koordinat Kartesian 2 dimensi memiliki pusat di O dan 2 sumbu koordinat yang

saling tegaklurus, yaitu x dan y. Dalam Gambar 1, titik P dinyatakan dalam koordinat x dan

y.

Gambar Koordinat Kartesian 2 dimensi (x, y)

Selanjutnya koordinat Kartesian 2 dimensi dapat diperluas menjadi Kartesian 3 dimensi

yang berpusat di O dan memiliki sumbu x, y dan z. Pada Gambar 2, titik P dapat dinyatakan

dalam x, y dan z. OP adalah jarak titik P ke pusat O.

Gambar Koordinat Kartesian 3 dimensi (x, y, z)

Koordinat Kartesian 3 dimensi (x, y, z) pada Gambar 2 dapat diubah menjadi Koordinat

Bola (Spherical Coordinate) 3 dimensi (r, Alpha, Beta) seperti pada Gambar 3. Dalam

koordinat Kartesian 3 dimensi, seluruh koordinat (x, y dan z) berdimensi panjang.

Sedangkan dalam koordinat bola, terdapat satu koordinat yang berdimensi panjang (yaitu r)

dan dua koordinat lainnya berdimensi sudut (yaitu Alpha dan Beta). Titik P masih tetap

menyatakan titik yang sama dengan titik P pada Gambar 2. Jarak titik P ke pusat O sama

dengan r. Jika titik P diproyeksikan ke bidang datar xy, maka sudut antara garis OP dengan

bidang datar xy adalah Beta. Selanjutnya sudut antara proyeksi OP pada bidang xy dengan

sumbu x adalah Alpha.

Gambar Koordinat Bola tiga dimensi (r, Alpha, Beta)

Hubungan antara (x, y, z) dengan (r, Alpha, Beta) dinyatakan dalam transformasi koordinat

berikut.

Sebagai contoh, jika titik P terletak di koordinat x = 3, y = 4 dan z = 12, maka diperoleh r =

13, Alpha = 53,13 derajat dan Beta = 67,38 derajat.

Di atas telah dibahas transformasi dari koordinat Kartesian ke koordinat bola. Berikut ini

dibahas beberapa sistem koordinat yang penting dalam ilmu hisab, yaitu:

1. Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik (Heliocentric Ecliptical Coordinate).

2. Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik (Geocentric Ecliptical Coordinate).

3. Sistem Koordinat Ekuator Geosentrik (Geocentric Equatorial Coordinate).

4. Sistem Koordinat Horison (Horizontal Coordinate).

Keempat sistem koordinat di atas termasuk ke dalam koordinat bola. Sebenarnya masih ada

sistem koordinat lainnya, seperti Sistem Koordinat Ekuator Toposentrik (Topocentric

Equatorial Coordinate) namun Insya Allah dibahas pada kesempatan lain.

Sekilas, banyaknya sistem koordinat di atas bisa membuat rumit. Namun pembagian sistem

koordinat di atas berasal dari benda langit manakah yang dijadikan pusat koordinat, apakah

bidang datar sebagai referensi serta bagaimana cara mengukur posisi benda langit lainnya.

Penting pula untuk diketahui bahwa seluruh benda langit dapat dianggap seperti titik. Bisa

pula dianggap seperti benda yang seluruhnya terkonsentrasi di pusat benda tersebut. Jika

kita memperoleh jarak bumi-bulan, maka yang dimaksud adalah jarak antara pusat bumi

dengan pusat bulan.

Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik dan Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik

sebenarnya identik. Yang membedakan keduanya hanyalah manakah yang menjadi pusat

koordinat. Pada Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik, yang menjadi pusat koordinat

adalah matahari (helio = matahari). Sedangkan pada Sistem Koordinat Ekliptika

Geosentrik, yang menjadi pusat koordinat adalah bumi (geo = bumi). Karena itu keduanya

dapat digabungkan menjadi Sistem Koordinat Ekliptika. Pada Sistem Koordinat Ekliptika,

yang menjadi bidang datar sebagai referensi adalah bidang orbit bumi mengitari matahari

(heliosentrik) yang juga sama dengan bidang orbit matahari mengitari bumi (geosentrik).

Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik (Heliocentric Ecliptical Coordinate)

Pada koordinat ini, matahari (sun) menjadi pusat koordinat. Benda langit lainnya seperti

bumi (earth) dan planet bergerak mengitari matahari. Bidang datar yang identik dengan

bidang xy adalah bidang ekliptika yatu bidang bumi mengitari matahari.

Gambar Sistem Koordinat Ekliptika Heliosentrik

o Pusat koordinat: Matahari (Sun).

o Bidang datar referensi: Bidang orbit bumi mengitari matahari (bidang ekliptika)

yaitu bidang xy.o Titik referensi: Vernal Ekuinoks (VE), didefinisikan sebagai sumbu x.

o Koordinat:

o r = jarak (radius) benda langit ke matahari

o l = sudut bujur ekliptika (ecliptical longitude), dihitung dari VE berlawanan

arah jarum jamo b = sudut lintang ekliptika (ecliptical latitude), yaitu sudut antara garis

penghubung benda langit-matahari dengan bidang ekliptika.

Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik (Geocentric Ecliptical Coordinate)

Pada sistem koordinat ini, bumi menjadi pusat koordinat. Matahari dan planet-planet

lainnya nampak bergerak mengitari bumi. Bidang datar xy adalah bidang ekliptika, sama

seperti pada ekliptika heliosentrik.

Gambar Sistem Koordinat Ekliptika Geosentrik

o Pusat Koordinat: Bumi (Earth)

o Bidang datar referensi: Bidang Ekliptika (Bidang orbit bumi mengitari matahari,

yang sama dengan bidang orbit matahari mengitari bumi) yaitu bidang xy.o Titik referensi: Vernal Ekuinoks (VE) yang didefinisikan sebagai sumbu x.

o Koordinat:

o Jarak benda langit ke bumi (seringkali diabaikan atau tidak perlu dihitung)

o Lambda = Bujur Ekliptika (Ecliptical Longitude) benda langit menurut

bumi, dihitung dari VE.o Beta = Lintang Ekliptika (Ecliptical Latitude) benda langit menurut bumi

yaitu sudut antara garis penghubung benda langit-bumi dengan bidang

ekliptika

Sistem Koordinat Ekuator Geosentrik

Ketika bumi bergerak mengitari matahari di bidang Ekliptika, bumi juga sekaligus berotasi

terhadap sumbunya. Penting untuk diketahui, sumbu rotasi bumi tidak sejajar dengan

sumbu bidang ekliptika. Atau dengan kata lain, bidang ekuator tidak sejajar dengan bidang

ekliptika, tetapi membentuk sudut kemiringan (epsilon) sebesar kira-kira 23,5 derajat.

Sudut kemiringan ini sebenarnya tidak bernilai konstan sepanjang waktu. Nilainya semakin

lama semakin mengecil. Masalah ini Insya Allah akan dibahas pada kesempatan lain.

Gambar Sistem Koordinat Ekuator Geosentrik

o Pusat koordinat: Bumi

o Bidang datar referensi: Bidang ekuator, yaitu bidang datar yang mengiris bumi

menjadi dua bagian melewati garis khatulistiwao Koordinat:

o jarak benda langit ke bumi.

o Alpha = Right Ascension = Sudut antara VE dengan proyeksi benda langit

pada bidang ekuator, dengan arah berlawanan jarum jam. Biasanya Alpha

bukan dinyatakan dalam satuan derajat, tetapi jam (hour disingkat h). Satu

putaran penuh = 360 derajat = 24 jam = 24 h. Karena itu jika Alpha

dinyatakan dalam derajat, maka bagilah dengan 12 untuk memperoleh

satuan derajat. Titik VE menunjukkan 0 h.o Delta = Declination (Deklinasi) = Sudut antara garis hubung benda langit-

bumi dengan bidang ekliptika.Nilainya mulai dari -90 derajat (selatan)

hingga 90 derajat (utara). Pada bidang ekuator, deklinasi = 0 derajat.

Seringkali, Alpha (right ascension) dinyatakan dalam bentuk H (hour angle). Hubungan

antara Alpha dengan H adalah H = LST – Alpha.

Disini, LST adalah Local Sidereal Time, yang sudah penulis bahas sebelumnya pada tulisan

tentang Macam-Macam Waktu (/syariah/ilmu-hisab/macam-macam-waktu.htm)

Sistem Koordinat Horison

Pada sistem koordinat ini, pusat koordinat adalah posisi pengamat (bujur dan lintang) yang

terletak di permukaan bumi. Kadang-kadang, ketinggian pengamat dari permukaan bumi

juga ikut diperhitungkan. Bidang datar yang menjadi referensi seperti bidang xy adalah

bidang horison (bidang datar di sekitar pengamat di permukaan bumi).

Gambar Sistem Koordinat Horison

o Pusat koordinat: Pengamat di permukaan bumi

o Bidang datar referensi: Bidang horison (Horizon plane)

o Koordinat:

o Altitude/Elevation = sudut ketinggian benda langit dari bidang horison. h =

0 derajat berarti benda di bidang horison. h = 90 derajat dan -90 derajat

masing-masing menunjukkan posisi di titik zenith (tepat di atas kepala) dan

nadir (tepat di bawah kaki).o A (Azimuth) = Sudut antara arah Utara dengan proyeksi benda langit ke

bidang horison.

Jarak benda langit ke pengamat dalam sistem koordinat ini seringkali diabaikan, karena

telah dapat dihitung sebelumnya dalam sistem koordinat ekliptika.

Catatan penting: Dalam banyak buku referensi, azimuth seringkali diukur dari arah selatan

(South) yang memutar ke arah barat (West). Gambar 7 di atas juga menunjukkan bahwa

azimuth diukur dari arah Selatan. Namun demikian, dalam pemahaman umum, orang

biasanya menjadikan arah Utara sebagai titik referensi. Karena itu dalam tulisan ini penulis

menjadikan sudut azimuth diukur dari arah Utara. Untuk membedakannya, lambang untuk

azimuth dari arah selatan dinyatakan sebagai As, sedangkan azimuth dari arah utara

dinyatakan sebagai A saja. Hubungan antara As dan A adalah A = As – 180 derajat. Jika As

atau A negatif, tinggal tambahkan 360 derajat.

Suatu sistem koordinat dengan sistem koordinat lainnya dapat dihubungkan melalui

transformasi koordinat. Misalnya, dari algoritma untuk menghitung posisi bulan menurut

sistem koordinat ekliptika geosentrik, kita dapat menentukan jarak bulan dari pusat bumi,

sudut lambda dan beta. Selanjutnya, sudut lambda dan beta ditransformasi untuk mendapat

sudut alpha dan delta dalam sistem koordinat ekuator geosentrik. Dari alpha dan beta, serta

memperhitungkan posisi pengamat (bujur dan lintang) dan waktu saat

pengamatan/penghitungan, maka sudut ketinggian (altitude) dan azimuth bulan menurut

sistem koordinat horison dapat diketahui dengan tepat. Rumus-rumus transformasi

koordinat yang membutuhkan pengetahuan trigonometri Insya Allah akan dibahas pada

tulisan mendatang.

BAB 4. SISTEM WAKTU

SKALA WAKTU

Sistem waktu umumnya dikaitkan dengan fenomena alam yang terjadi secara berulang dan periodik dalam interval waktu yang ajeg atau seragam (uniform).

Pada dasarnya sistem waktu dikembangkan untuk mengidentifikasi kapan terjadinya suatu peristiwa berapa lama peristiwa tersebut berlangsung.

Sistem waktu meliputi dua aspek yaitu: titik waktu dan skala waktu

1. Skala Waktu Ratasional

Skala waktu rotasional dikembangkan berdasarkan fenomena rotasi bumi. Bumi berotasi dengan poros kutub utara-kutub selatan pada arah berlawanan dengan arah putaran jarum jam (dilihat dari sisi kutub utara)

Gambar 1. Hari sideris, hari bintang, dan hari matahari

Pada Gambar 1, menampilkan sketsa kedudukan matahari, ekuinoks (V1), dan bumi pada suatu saat (hari pertama) ketika matahari melintas di atas meridian A dan pada waktu yang sama ekuinoks melintas di atas meridian B.

Durasi hari sideris yang mengacu pada ekuinox sejati disebut hari sideris sejati (apparent sideral day) dan yang mengacu pada ekuinox rerata disbut hari sideris rata-rata (mean sideral day)

Ekuinox sejati adalah ekuinox yang kedudukannya bervariasi karena efek presisi dan nutasi

Ekuinox rerata ialah ekuinox yang kedudukannya bervariasi karena efek presisi saja.

Rerata hari sideris ialah 23j,56m04, 09053S, durasi hari bintang ialah 23j 56 m 098953 S (M), dan durasi hari matahari ialah 24 jam (M)

2. Tahun

Selain skala waktu, di dalam astronomi sering digunakan skala tahun, seperti tahun tropis, tahun sideris, tahun gaussian, tahun besselian, tahun julian, tahun anomalistik, tahun drakonik, tahun bulan, tahun platonik, dan tahun galaktik.

a. Tahun Tropis

Tahun Tropis adalah durasi waktu yang diperlukan oleh matahari untuk kembali ke kedudukan semula dalam satu siklus pergantian musim, misal dari titik musim semi kembali ke titik musim semi.

Gambar 2. Orbit semu tahunan mathari S

Pada Gambar 2, apabila tahun tropis dimulai pada titik acuan yang berbeda, misalnya dari AE kembali ke AE atau dari SS kembali ke SS atau dari WS kembali ke WS, maka akan diperoleh panjang tahun tropis yang berbeda.

b. Tahun Gaussian

Tahun Gaussian ialah panjang tahun sideris yang dihitung oleh seorang pakar astronomi dan matematika Carl Friedrich Gauss dalam studinya tentang dinamika sistem tata surya.

Satu tahun Gaussian = 2π/k (k adalah konstanta gravitasi Gauss, dan jarak rerata

bumi ke matahari 1 AU)

Satu tahun Gaussian = 365, 2468983 hari

c. Tahun Besselian

Tahun Besselian dikembangkan oleh Friederich Bessel, meliputi skala waktu dan epok. Satuan skala tahun Besselian ialah tahun tropis, sedangkan epok awal tahun Besselian didefenisikan bertepatan dengan saat kedudukan bujur mean sun (λM) mencapai 280o

Sebagai contoh, waktu dalam tahun Besselian yang bertepatan dengan epok 17 Agustus 10.00 WIB ialah B1945,62538. Bilangan 0,62538 ialah fraksi tahun tropis terhitung sejak awal tahun Besselian B1945,0

d. Tahun Julian

Tahun Julian ialah tahun menurut kalender Julian yang dikembangkan oleh Julius Ceasar (46 sebelum masehi) dengan satuan skala tahun 365, 25 hari. Skala tahun ini kemudian diturunkan satuan abad julian yang durasi 36,525 hari (M)

e. Tahun Anomalistik

Tahun Anomalistik ialah periode orbit bumi mengelilingi matahari dari kedudukan perihelion kembali ke perihelion, atau dari aphelion kembali ke aphelion.

Pada Gambar 3, P dan A ialah masing-masing proyeksi perigee dan apogee pada bola langit (ekliptika), orbit bumi mengalami bvariasi sedemikian sehingga kedudukan perihelion dan aphelion perlahan-lahan bergeser maju (searah gerak orbit bumi)

Panjang tahun anomalistik terhitung = 365, 259635864 hari

Gambar 3. Orbit semu tahunan matahari dan orbit bulan

Panjang tahun anomalistik terhitung = 365, 259635864 hari.

f. Tahun Drakonik

Disebut juga tahun gerhana atau eclipse year ialah periode orbit semu tahunan matahari relatif terhadap titik nodal bulan. Titik nodal bulan adalah titik perpotongan orbit bulan dengan bidang ekliptika.

Pada Gambar 3, N1 dan N2, ialah proyeksi titik nodal bulan pada bola langit.

Panjang tahun drakonik sekitar 346,620075883 hari.

g. Tahun Bulan

Tahun bulan ialah periode waktu bagi 12 kali siklus fase blan dilihat dari bumi. Siklus fase bulan ialah siklus perubahan fase bulan mulai dari bulan mati (konyungsi) ke perempatan pertama, bulan purnama (oposisi), perempatan terahir, dan kembali bulan mati.

Panjang rerata tahun bulan ialah sekitar 354, 37 hari.

h. Tahun Platonik

Tahun Platonik atau great year atau equinoctical cyclus adalah gerak ekuinoks

sepanjang ekliptika yang durasinya sekitar 25.800 tahun karena fenomena presisi.

Periode ini tidak dapat dapat dihitung dengan akurat karena laju presisi yang bervariasi.

i. Tahun Galaktik

Tahun galaktik adalah periode orbit sistem tatasurya matahari mengelilingi pusat galaksi bimasakti.

Panjang tahun galaktik sekitar 230 juta tahun.

WAKTU SIDERIS DAN MATAHARI

1. Skala Waktu Ratasional

Waktu sideris menunjuk ke spesifikasi titik waktu dalam rentang waktu satu hari sideris yang berawal/berakhir pada pukul 00:00:00/24:00:00 dengan skala waktu sideris

Titik waktu sideris didasarkan pada sudut waktu ekuinoks.

Pukul 00:00:00 didefenisikan bertepatan dengan saat ekuinoks berkulminasi atas yaitu saat sudut waktunya sama dengan nol pada meridian lokal.

Gambar 4. Waktu sideris, Vs = ekuinoks sejati (sesaat), Vm = ekuinoks rerata

Gambar 4 menampilkan sketsa proyeksi bola langit pada ekuator langit dilihat dari kutub utara langit. LAST (Local Apparent Sideral Time) dan LMST (Local Mean Sideral Time) ialah masing-masing waktu sideris sejati dan waktu sideris rerata untuk meridian lokal

GAST (Greenwich Apprent Sidereal Time) dan GMST (Green Mean Sidereal Time) ialah masingmasing waktu sideris sejati dan waktu sidereal rerata untuk meridian greenwich.

2. Waktu Matahari

Waktu Matahari itu didasarkan dari ide bahwa saat matahari mencapai titik tertinggi di langit, saat tersebut dinamakan tengah hari.

Waktu Matahari nyata itu didasarkan dari hari Matahari nyata, di mana interval di antara dua kali kembalinya matahari ke lokal meridian. Waktu Matahari bisa diukur dengan menggunakan jam Matahari.

Waktu Matahari rata-rata (mean solar time) adalah jam waktu buatan yang dicocokan dengan pengukuran diurnal motion (gerakan nyata bintang mengelilingi bumi) dari bintang tetap agar cocok dengan rata-rata waktu Matahari nyata.

Gambar 5. Waktu matahari (M = mean sun, S = proyeksi matahari sejati pada ekuator langit)

Pada Gambar 5 menyajikan sketsa proyeksi bola langit pada ekuator langit dilihat dari kutub utara langit

Panjangnya waktu Matahari rata-rata adalah konstan 24 jam sepanjang tahun walaupun jumlah sinar matahari di dalamnya bisa berubah. Satu hari Matahari nyata bisa berbeda dari hari Matahari rata-rata (yang berisi 86.400 detik) sebanyak 22 detik lebih pendek sampai dengan 29 detik lebih panjang. Karena banyak hari-hari panjang atau hari-hari pendek ini terjadi secara berturut-turut, perbedaan yang terkumpul bisa mencapai hampir 17 menit lebih awal atau lebih dari 14 menit terlambat. Perbedaan antara waktu Matahari nyata dan waktu Matahari rata-rata itu dinamakan persamaan waktu.

Titik waktu dalam sistem waktu matahari didasarkan pada sudut waktu matahari.

Pukul 00:00:00 waktu matahari didefenisikan bertepatan dengan saat matahari berkulminasi atas, yaitu saat sudut waktu matahari sama dengan nol pada meridian lokal

Pukul 24:00:00 waktu matahari berkulminasi bawah, yang mana waktu matahari dumulai.

3. Waktu Universal

Waktu universal (bahasa Inggris Universal Time, disingkat UT) adalah satu ukuran waktu yang didasari oleh rotasi bumi.

Satuan ini adalah kelanjutan modern dari GMT, yaitu, mean waktu matahari di meridian di Greenwich, Inggris, yang secara lazim dianggap sebagai bujur geografis 0 derajat.

GMT sering secara keliru dianggap sebagai kesamaan dari UTC. Sebenarnya, GMT yang dulu telah dibagi dua, menjadi UTC dan UT1.

Waktu universal (UT) dikembangkan dari GMT pada tahun 1928 dengan pengertian bahwa hari matahari berawal an berakhir pada tengah malam, saat mean sun berkulminasi bawah pada meridian greenwich.

WAKTU EFEMERIS

Waktu Ephemeris (Ephemeris Time - ET) didefinisikan oleh Perserikatan Astronomi Internasional (International Astronomical Union -IAU) pada tahun 1952 sebagai pengganti Waktu Universal (Universal Time - UT) yang sering digunakan dalam ephemeride pada tahun 1960 hingga tahun 1983.

Telah diketahui semenjak akhir abad ke 18, bahwa putaran bumi terus kehilangan kecepatannya bila diukur dengan gerakan planet-planet disekeliling orbit tata surya kita. Perubahan-perubahan musiman dalam rotasi bumi diamati disekitar tahun 1930, dan memberikan kesimpulan bahwa Waktu Universal (UT) tidak cocok untuk digunakan dalam perhitungan gerakan-gerakan planet. Pada tahun 1939, IAU mengangkat sebuah harga dari konstan gravitasi Gauss yang memberikan harga ET, dan dasar teori ET dikembangkan dalam tahun-tahun 1940-an dan 1950-an, dan akhirnya disempurnakan pada tahun 1960-an.

Jam atom Caesium mulai beroperasi pada tahun 1955, dan dengan cepat membuat jelas bahwa rotasi bumi berubah-ubah secara random. Ini menyakinkan ketidak-cocokan harga mean detik matahari dari Waktu Universal (UT) sebagai satuan ukuran

waktu. Setelah tiga tahun perbandingan dengan pengamatan bulan, diambil kesimpulan bahwa detik ephemeris, seharga 9192631770 kali resonansi Caesium. Dalam tahun 1960, harga SIdetik didefiniskan sebagai sama dengan detik ephemeris.

Walau demikian, dasar teori Waktu Ephemeris (ET) adalah bukan berdasarkan teori relativitas. Dalam tahun 1976, IAU menetapkan bahwa pada awal tahun 1984, ET akan digantikan dengan dua ukuran waktu yang berdasarkan teori relativitas, yaitu Waktu Dinamis Barisentrik (Barycentrik Dynamical Time - TDB) dan Waktu Dinamis Terestrial (Terresterial Dynamical Time - TDT). Untuk pemakaian praktis, panjang detik ephemeris adalah sama dengan panjang detik TDB atau TDT.