Ashfia’s Blog

Pemanasan global merupakan sebuah hal yang menjadi perhatian semua orang pada saat ini. Karena pemansaan global sangat berdampak dan membuat perubahan iklim yang tidak lazim.Sehingga perubahan iklim yang disebabkan oleh pemanasan global tersebut menjadi sebuah perhatian orang dimanapun berada. Mereka juga sangat memperhatikan tentang krisis lingkungan yang terutama terjadi karena disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik. Pembangkit listrik batu bara menghasilkan gas karbon dioksida dalam jumlah banyak. Sebenarnya, sumber daya berkelanjutan dan ramah lingkungan saat ini banyak tersedia. Salah satu teknologi berkelanjutan itu adalah Daya Kinetik Ombak, sebuah teknologi yang sudah diterapkan atau dikembangkan di beberapa negara.

Sebagai contoh, perusahaan Firlandia Energi-AW menghasilkan alat energi ombak yang disebut WaveRoller, yang tergantung pada gelombang dasar laut untuk menghasilkan tenaga listrik. Inspirasi teknologi hijau ini ditemukan pada tahun 1993 ketika pendiri perusahaan dan penyelam professional, Rauno Koivusaari sedang menyelam di Lautan Baltik. Ketika ia menemukan kapal rusak, hampir saja ia tertabrak oleh pintu yang bergerak menutup dan membuka dikarenakan gerakan gelombang air di dasar laut. Melihat kejadian ini membuat Mr. Koivusaari berpikir untuk memproduksi energi dengan memanfaatkan gelombang dasar laut, dan rasa penasarannya itu mendorongnya untuk menciptakan Energi AW sebagai rasa ingin tahunya untuk menciptakan Energi AW.

Pendekatan Energi AW menggunakan gelombang dasar atau gerakan air di bawah permukaan laut. Untuk melakukan ini, WaveRolLers (Gulungan Ombak) atau beberapa plat diletakkan di dasar laut sehingga bergerak maju dan mundur. Gaya gelombang laut pada alat itu akan menghasilkan energi yang dapat kita hubungkan dengan pompa piston sehingga dengan generator listrik di darat energi itu dapat diubah menjadi energi listrik.

Menurut perusahaan itu, teknik Gulungan Ombak ini berbeda dengan teknologi kelautan yang lain karena teknologi ini tidak terlihat, tidak menimbulkan polusi suara dan tidak terpengaruh oleh badai yang mungkin terjadi. Energi-AW juga menyatakan bahwa peralatan dan bahan-bahan yang digunakan untuk membuat WaveRollers tidak mencemari lingkungan. Misalkan, mereka menggunakan minyak yang dibuat dari tanaman pada peralatan hidrolik yang digunakan pada sistem generator ombak yang inovatif ini.

Akhir-akhir ini, perusahaan ini melakukan uji coba di Pantai Peniche, Portugal dengan target utamanya adalah menghasilkan energi 10 megawaat dari WaveRoller di perariran Portugal dalam kurun waktu dua tahun ini. Sesuai dengan pendekatan perusahaannya, pemimpin Energi AW, Bapak Tuomo Hyysalo berkata, “Telah diperkirakan bahwa energi ombak ini mempunyai kemampuan menyumbang 10 persen dari keseluruhan kebutuhan listrik secara global tanpa menghasilkan emisi CO2. Lebih lanjut, gelombang dasar yang terjadi dekat pantai yang digunakan oleh WaveRoller merupakan sumber energi yang mudah didapatkan di mana-mana karena terdapat di sepanjang garis pantai.”

Kerajaan Inggris merupakan salah satu negara yang memanfaatkan energi abadi yang ramah lingkungan ini. Sebuah perusaahan Inggris, Marine Current Turbines Limited (MCT) sedang dalam proses untuk memasang 12 megawaat sistem energi ombak Seagen di Stangford Lough di Pantai Irlandia Utara. Sistem ini terdiri atas 20 turbin kembar yang panjangnya 20 m dan dipancakan pada sumbu vertikal pada lempeng laut. Kecepatan ombak di daerah ini menyebabkan turbin itu berputar dengan kecepaan 10 sampai 20 kali per menit sehingga para ahli mengatakan bahwa hal ini tak akan berpengaruh terhadap hewan-hewan laut. Proyek ini dijadwalkan akan selesai sebelum musim panas 2008, dan jika berhasil maka perusahaan ini berencana untuk membuat pembangkit energi ombak di sepanjang pantai Inggris sehingga diharapkan pada akhirnya dapat memenuhi 15 hingga 20 persen kebutuhan negara itu terhadap teknologi yang hijau. Sebagai peserta yang ikut menandatangani Protokol Kyoto, Inggris telah mengeluarkan undang-undang agar dapat membuat langkah yang sesuai dengah hal itu.

Sebuah proyek energi kinetik ombak yang lain di Atlantik juga terdapat di New York, AS, yaitu Roosevelt Island Tidal Energy (RITE), yang saat ini telah membangkitkan 1.000 kilowatt energi hijau setiap hari. RITE diakui sebagai pembangkit energi kinetik ombak aliran bebas yang pertama. Proyek ini masih dalam fase uji coba tetapi setelah selesai diharapkan telah terpasang 200 turbin di dasar Sungai Timur sehingga dapat membangkitkan energi listrik sebesar 10 megawatt untuk penduduk Kota New York. Sebelum tahun 2013, sekitar 25 persen energi yang digunakan di kota itu dihasilkan oleh energi ombak.

Dalam masa-masa genting perubahaan iklim yang disebabkan oleh ulah manusia dalam menimbulkan pemanasan global, adalah sangat penting agar kita menggunakan semua daya kita untuk mengurangi emisi CO2. Tentu saja agar kita dapat memenuhi keinginan manusia untuk mengurangi ketergantungan mereka terhadap energi yang berasal dari bahan bakar fosil maka kita harus mulai menggunakan alternatif sumber energi berkelanjutan. Pemecahan bagi masalah pemanasan global sudah ada tetapi perlu diimplementasikan dalam skala yang luas oleh semua pemerintah dan negara di seluruh dunia. Oleh karena itu, marilah kita membuat suara hati kita terbuka dan melakukan perubahan sebelum semuanya terlambat.

Referensi
http://www.dec.ny.gov/environmentdec/35380.html
http://www.devinetarbell.com/alternative_energy/ren_profiles/tidal_1.htm
http://www.greenupandgo.com/renewable-energy/waverollers-the-future-of-power-generation/
http://technology.newscientist.com/article.ns?id=dn12519&feedId=tech_rss20
http://www.seageneration.co.uk/project-background.asp

Penginderaan Jauh merupakan salah satu cabang ilmu yang digunakan untuk memperoleh informasi-informasi dari permukaan bumi tanpa kontak secara langsung di permukaan  bumi. Penginderaan jauh dilakukan dengan teknik perekaman energiyang dipantulkan, dipancarkan,  memproses, menganalisa dan memanfaatkan energi tersebut menjadi sebuah data informasi yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

Ada beberapa hal penting dalam penginderaan jauh yaitu :
•    Sumber energi yang merupakan hal utama yang diperlukan dalam penginderaan jauh sebagai penyedia enegi yang dipancarkan.
•    Radiasi dan atmosfer, Sebagai perjalanan energi dari sumber ke target.
•    Interaksi energi dengan Target
•    Perekaman energi oleh sensor
•    Transmisi energi dari sumber ke sensor
•    Interpretasi dan analisis data hasil perekaman
•    Aplikasi

Banyak pakar memberi batasan, penginderaan jauh hanya mencakup pemanfaatan gelombang elektromaknetik saja, sedangkan penginderaan yang memanfaatkan sifat fisik bumi seperti kemaknitan, gaya berat dan seismik tidak termasuk dalam klasifikasi ini. Namun sebagian pakar memasukkan pengukuran sifat fisik bumi ke dalam lingkup penginderaan jauh. Dengan dasar konsep tersebut penginderaan jauh berkembang dalam bentuk pemrotretan muka bumi melalui wahana pesawat terbang yang menghasilkan foto udara dan bentuk penginderaan jauh berteknologi satelit yang mendasarkan pada konsep gelombang elektomagnetis. Dalam perkembangannya saat ini, dengan adanya teknologi satelit berresolusi tinggi, pengenalan sifat fisik dan bentuk obyek dipermukaan bumi secara individual juga dapat dilakukan.
Pada dasarnya teknologi pemotretan udara dan penginderaan jauh berteknologi satelit adalah suatu teknologi yang merekam interaksi sinar/berkas cahaya yang berasal dari sinar matahari dan benda/obyek di permukaan bumi. Pantulan sinar matahari dari benda/obyek di permukaan bumi ditangkap oleh kamera/sensor, tiap benda/obyek memberikan nilai pantul yang berbeda sesuai dengan sifatnya. Pada pemotretan udara rekaman dilakukan dengan media seluloid/film, sedangkan penginderaan jauh melalui media pita magnetik dalam bentuk sinyal-sinyal digital. Dalam perkembangannya batasan tersebut menjadi tidak jelas karena rekaman potret udarapun seringkali dilakukan dalam bentuk digital pula.
Dalam penginderaan jauh sinar matahari dijadikan sumber energi yang dimanfaatkan dalam “pemotretan” muka bumi. Sinar matahari yang dipancarkan ke permukaan bumi sebagian dipantulkan kembali ke angkasa, besarnya nilai pantul ditangkap/direkam oleh kamera/scanner/alat perekam lain dalam bentuk sinyal energi. Benda – benda di permukaan bumi yang berbeda sifatnya akan memantulkan nilai (prosentase) pantulan yang berbeda dan direkam dalam bentuk sinyal analog (potret) dan sinyal digital (angka) yang selanjutnya divisualisasikan dalam bentuk gambar (citra). Perbedaan nilai pantul ini yang antara lain digunakan untuk membedakan satu benda dengan benda lain pada foto udara atau citra satelit.
Uraian dari paragraf diatas menjelaskan bagaimana proses penginderaan jauh tersebut secara umum. Suatu obyek dapat terrekam pada sebuah citra dikarenakan adanya ”penghantar informasi” yang berasal dari sumber energi ke sensor penerima. ”Penghantar informasi” ini adalah sinar matahari yang pada dasarnya adalah gelombang elektromagnetik.

Panjang Gelombang dan Frekuensi
Radiasi gelombang elektromagnetik terdiri dari bidang elektris (E) dan bidang magnetik (M). Bidang elektris memiliki variasi magnitude searah dengan arah datangnya radiasi. Dua hal tersebut bergerak dalam kecepatan cahaya. Karakteristik lain yang sangat penting dalam penginderaan jauh adalah pemahaman tentang panjang gelombag (wave length ) dan frekuensi.

Panjang gelombang ( L ) adalah panjang dari satu putaran gelombang yang dapat dihitung antara puncak gelombang satu ke puncak gelombang berikutnya. Panjang gelombang diukur denga satuan meter (m) dengan beberapa turunannya yaitu n anometres (nm, 10 -9 metres), micrometres ( µ m, 10 -6 metres) or centimetres (cm, 10 -2 metres). Frekuensi adalah jumlah gelombang dalam satu satuan waktu. Frekuensi diukur dalam satuan hertz (Hz) yang sama dengan jumlah putaran per detik.
Kaitan panjang gelombang dan frekuensi dituliskan dalam formula berikut :
c = L v
c = kecepatan cahaya (3 x 10 6 m/s)
L = panjang gelombang (m)
v = frekuensi ( Hz)
Panjang gelombang dan frekuensi menjadi dasar pertimbangan pemilihan saluran elektromagnetik dalam penginderaan jauh. Sifat dari gelombang elektromagnetik secara umum adalah sebagai berikut :

1.     Semakin panjang suatu gelombang daya tembusnya terhadap obyek semakin besar.
Suara radio dapat didengar dari ruangan lain, tetapi mungkin tidak terlihat dari ruangan lain tersebut. Hal ini dikarenakan gelombang suara dapat menembus obyek pemisah ruangan, sedangkan sinar sebagai penghantar informasi obyek ke mata, tidak dapat menembus obyek tersebut. Gelombang suara miliki panjang gelombang yang lebih panjang dari pada gelombang sinar. Untuk lebih jelas, silakan baca pada sub bab berikutnya ( Spektrum Gelombang Elektromagnetik yang digunakan Penginderaan Jauh).
Panjang gelombang pendek semakin peka terhadap hamburan atmosferik ( rayleigh , mie , serta partikel debu). Oleh karena itu, maka penginderaan jauh yang melakukan pemantauan atmosfer sepert NOAA, AVHRR, dan satelit cuaca lainnya banyak menggunakan spektrum gelombang pendek. Dengan spektrum ini sebaran hamburan atmosferik dapat dianalisis dengan baik.

2.     Semakin panjang suatu gelombang, suhu laten semakin rendah
Secara mudah hal ini dapat dilihat pada kompor di dapur yang menyala. Api kompor yang berwarna biru memiliki panas yang lebih tinggi dibandingkan api kompor yang warnanya merah. Contoh lain adalah api pada ujung las. Las tidak dapat digunakan untuk menyambung besi pada saat api masih berwarna merah. Suhu api las perlu di tinggikan dengan membuka kran tekanan. Pada saat kran dibuka, warna api berangsur akan berubah dari merah ke kuning, hijau, biru hingga suatu saat api tersebut tidak nampak karena mencapai panjang gelombang sedikit dibawah batas kemampuan mata (0,4 µ m) .
Dalam penginderaan jauh hal ini digunakan untuk perabaan panas seperti kebakaran hutan, pemantauan kebocoran pipa bawah permukaan, sebaran pencemaran pada air laut, pusat panas bumi, sumber erupsi, dan lain-lain. Saluran 6 dari satelit Landsat TM adalah contoh citra satelit yang menggunakan panjang gelombang thermal.

Spektrum Gelombang Elektromagnetik yang digunakan Penginderaan Jauh
Gelombang elektromagnetik memiliki spektrum yang sangat luas. Hanya sebagian kecil dari spektrum gelombang elektromagnetik yang berupa berkas cahaya dapat dilihat oleh mata manusia, yaitu yang dikenal sebagai gelombang tampak ( visible spectrum ). Spektrum yang dapat dilihat oleh mata manusia ini terrentang dari 0,4 µm hingga 0,7 µm yang dapat dilihat pada warna pelangi. Spektrum tampak ini yang digunakan pada penginderaan jauh foto udara. Rentangan dari spektrum dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Dari masing-masing gambar terdapat tiga diagram batang. Batang paling kiri menggambarkan rentang spektrum keseluruhan. Pada diagram tersebut tergambar rentangan spektral terbentang dari gelombang pendek yang berupa sinar Gamma, hingga gelombang panjang yang berupa gelombang radio. Spektrum gelombang pendek dari sinar Gamma, sinar X, dan Ultra Violet banyak digunakan pada bidang kesehatan. Penginderaan jauh pada umumnya menggunakan spektrum tampak hingga spektum infra merah. Foto udara menggunakan gelombang elektromagnetik pada spektrum tampak ini. Perluasan dari spektrum tampak tersebut adalah spektrum infra merah yang digunakan pada berbagai satelit sumber daya seperti Landsat, SPOT, Ikonos, dan Quick Bird.
Dalam aplikasi di lapangan, penginderaan jauh dimanfaatkan untuk membantu analisis morfologi lahan, sumberdaya bawah permukaan, serta militer. Pada sistem penginderaan ini digunakan spektrum gelombang yang lebih panjang. Spekrum ini adalah spektrum gelombang mikro (Micro wave) atau sering disebut dengan gelombang radar. Spektrum ini dapat ”melihat” obyek dibawah permukaan, yang jauhnya ditentukan oleh panjang gelombang itu sendiri.

Begitu dahsyatnya sehingga para ilmuwan di NASA (National Aeronautics and Space Admistration) mulai berpikir untuk memanfaatkannya sebagai tenaga yang bisa ‘melemparkan’ pesawat luar angkasa ke luar atmosfer bumi! Kenapa sampai muncul ide ini? Bukankah mesin roket yang biasanya digunakan untuk mengirim pesawat-pesawat ke luar bumi sudah cukup berhasil? Sebenarnya semua mesin roket yang sudah digunakan maupun yang sedang dikembangkan saat ini tetap membutuhkan bahan khusus sebagai pendorongnya. Bahan-bahan propellant ini bisa berupa bahan kimia seperti yang sudah banyak digunakan, bisa juga berupa hasil reaksi fusi nuklir yang teknologinya dikembangkan di awal abad 21 ini. Ada lagi berbagai teknologi inovatif seperti light propulsion dan antimatter propulsion.

Penggunaan propellant ini sebenarnya sangat membatasi kecepatan dan jarak maksimum yang dapat dicapai pesawat. Karena itulah muncul ide untuk mengirimkan pesawat luar
angkasa menggunakan teknologi yang sama sekali tidak melibatkan propellant. Sistem apa yang bisa ‘melemparkan’ pesawat yang begitu besar dan berat ke luar angkasa tanpa menggunakan propellant sama sekali? Hanya Elektromagnetika yang bisa menjawabnya!

Elektromagnetika merupakan penggabungan listrik dan magnet. Sewaktu kita mengalirkan listrik pada sebuah kawat kita bisa menciptakan medan magnet. Listrik dan magnet benar-benar tidak terpisahkan kecuali dalam superkonduktor tipe I yang menunjukkan Efek Meissner (bahan superkonduktor dapat meniadakan medan magnet sampai pada batas tertentu). Ini bisa dibuktikan dengan cara meletakkan kompas di dekat kawat tersebut. Jarum penunjuk pada kompas akan bergerak karena kompas mendeteksi adanya medan magnet. Elektromagnetika
sudah banyak dimanfaatkan dalam membuat mesin motor, kaset, video, speaker (alat pengeras suara), dan sebagainya. Sekarang giliran proyek luar angkasa yang ingin memanfaatkan kedahsyatannya!

David Goodwin dari Office of High Energy and Nuclear Physics di Amerika adalah orang yang mengusulkan ide electromagnetic propulsion ini. Saat sebuah elektromagnet didinginkan sampai suhu sangat rendah terjadi sesuatu yang ‘tidak biasa’. Jika kita mengalirkan listrik pada magnet yang super dingin tersebut kita bisa mengamati terjadinya getaran (vibration) selama beberapa nanodetik (1nanodetik = 10-9 detik) sebelum magnet itu menjadi superkonduktor. Menurut Goodwin, walaupun getaran ini terjadi hanya selama beberapa nanodetik saja, kita tetap dapat memanfaatkan keadaan unsteady state (belum tercapainya keadaan tunak) ini. Jika getaran-getaran yang tercipta ini dapat diarahkan ke satu arah yang sama maka kita bisa mendapatkan kekuatan yang cukup untuk ‘melempar’ sebuah pesawat ruang angkasa. Kekuatan ini tidak hanya cukup untuk ‘melempar’ secara asal-asalan, tetapi justru pesawat ruang angkasa bisa mencapai jarak maksimum yang lebih jauh dengan kecepatan yang lebih tinggi dari segala macam pesawat yang menggunakan propellant.

Untuk menerangkan idenya, Goodwin menggunakan kumparan kawat (solenoid) yang disusun dari kawat magnet superkonduktor yang dililitkan pada batang logam berbentuk silinder. Kawat magnetik yang digunakan adalah logam paduan niobium dan timah. Elektromagnet ini menjadi bahan superkonduktor setelah didinginkan menggunakan helium cair sampai temperatur 4 K (-269^oC). Pelat logam di bawah solenoida berfungsi untuk memperkuat getaran yang tercipta. Supaya terjadi getaran dengan frekuensi 400.000 Hz, perlu diciptakan kondisi asimetri pada medan magnet. Pelat logam (bisa terbuat dari bahan logam aluminium atau tembaga) yang sudah diberi tegangan ini diletakkan secara terpisah (isolated) dari sistem solenoida supaya tercipta kondisi asimetri.

Selama beberapa mikrodetik sebelum magnet mulai berosilasi ke arah yang berlawanan, listrik yang ada di pelat logam harus dihilangkan. Tantangan utama yang masih harus diatasi adalah teknik untuk mengarahkan getaran-getaran yang terbentuk pada kondisi unsteady ini supaya semuanya bergerak pada satu arah yang sama. Untuk itu kita membutuhkan alat
semacam saklar (solid-state switch) yang bisa menyalakan dan mematikan listrik 400.000 kali per detik (yaitu sesuai dengan frekuensi getaran). Solid-state switch ini pada dasarnya bertugas untuk mengambil energi dari keadaan tunak dan mengubahnya menjadi pulsa listrik kecepatan tinggi (dan mengandung energi tinggi) sampai 400.000 kali per detiknya.
Energi yang digunakan untuk sistem elektromagnetik ini berasal dari reaktor nuklir (300 kW) milik NASA. Reaktor ini menghasilkan energi panas melalui reaksi fisi nuklir. Reaksi fisi nuklir ini melibatkan proses pembelahan atom yang disertai radiasi sinar gamma dan pelepasan kalor (energi panas) dalam jumlah sangat besar. Reaktor nuklir yang menggunakan ¾ kg uranium (U-235) bisa menghasilkan kalor yang jumlahnya sama dengan kalor yang dihasilkan oleh pembakaran 1 juta galon bensin (3,8 juta liter). Energi panas yang dihasilkan
reaktor nuklir ini kemudian dikonversi menjadi energi listrik yang bisa digunakan untuk sistem electromagnetic propulsion ini. Ketika digunakan dalam pesawat luar angkasa, ¾ kg uranium sama sekali tidak memakan tempat karena hanya membutuhkan ruangan sebesar bola baseball. Dengan massa dan kebutuhan ruang yang jauh lebih kecil dibandingkan mesin roket yang biasanya digunakan untuk mengirim pesawat ke luar angkasa, pesawat yang menggunakan sistem elektromagnetik ini dapat mencapai kecepatan maksimal yang jauh lebih tinggi
sehingga bisa mencapai lokasi yang lebih jauh pula.

Menurut Goodwin pesawat dengan teknologi elektromagnetik ini dapat mencapai titik heliopause yang merupakan tempat pertemuan angin yang berasal dari matahari (solar wind) dengan angin yang berasal dari bintang di luar sistem tatasurya kita (interstellar solar wind). Heliopause terletak pada jarak sekitar 200 AU (Astronomical Unit) dari matahari. 1 AU merupakan jarak rata-rata bumi dari matahari yaitu sekitar 1,5.108 km. Planet terjauh dalam sistem tatasurya kita saja hanya berjarak 39,53 AU dari matahari. Semua pesawat luar angkasa yang menggunakan propellant tidak bisa mencapai jarak sejauh itu!

Tentu saja pesawat yang dipersenjatai elektromagnetik yang dahsyat ini masih sangat jauh dari sistem ideal yang kita inginkan. Karena walaupun pesawatnya bisa mencapai kecepatan sangat tinggi, kecepatan itu masih sangat kecil dibandingkan kecepatan cahaya (300.000 km per detik). Kecepatan maksimum yang bisa dicapai sistem ini masih di bawah 1% kecepatan cahaya. Padahal bintang yang terdekat dengan sistem tatasurya kita berada pada jarak lebih dari 4 tahun cahaya (1 tahun cahaya = 300.000 km/detik x 60 detik/menit x 60 menit/jam x 24 jam/hari x 365 hari/tahun = 9,4608.1012 km). Perjalanan terjauh yang pernah ditempuh manusia adalah 400.000 km (yaitu perjalanan ke bulan).

Jika kita ingin mengirim pesawat tanpa awak pun kita masih membutuhkan ratusan tahun sebelum pesawat tersebut bisa mencapai bintang terdekat. Itu pun karena pesawatnya menggunakan teknologi elektromagnetik! Dengan pesawat yang menggunakan propellant bahan kimia kita baru bisa mencapai bintang terdekat dalam waktu puluhan ribu tahun. Jika kita ingin mencapai bintang terdekat dalam waktu lebih cepat seperti dalam film Star Trek kita membutuhkan teknologi yang bisa melampaui kecepatan cahaya. Selama teknologi itu masih
belum bisa dikembangkan, kita bisa memanfaatkan dulu teknologielektromagnetik yang ternyata memberikan alternatif yang cukup menjanjikan walaupun belum bisa mewujudkan impian kita untuk menjelajahi jagad raya.