Tentunya sudah tak
asing dengan judul diatas kan sobat blogger??
Karya ilmiah, sebuah
sistematika atau layaknya seperti makalah tapi lebih spesifik lagi dalam
penulisannya dan berdasarkan fakta yang ada. Kalau ingin buat yang satu ini,
harus jeli sobat. Mulai dari kata baku, sistematika, penyusunan dan tentunya
harus pandai-pandai ngumpulin bahan referensi untuk kajian teoritisnya. Tapi
tenang saja sobat blogger, asal kalian mau usaha dan bersabar pasti bisa hehe.
Yang membutuhkan
referensi, saya bantu sobat blogger. Materi saya tentang Matahari dan
fenomenanya. Judul ini cukup hangat dibicarakan pada tahun sekarang karena
sudah terlihat efek yang di timbulkan matahari yang sudah tua ini. Insyaalloh
sudah memenuhi kriteria dalam penulisan karya ilmiah soalnya ini yang saya
ajukan pas materi pembuatan karya ilmiah bahasa Indonesia hehe. Langsung saja
cekidot sobat!!
Karya
Ilmiah
Oleh:
Andyka
Setyawan Cahyadi/05
Madrasah
Aliyah Negeri 2 Madiun
2012
PERSEMBAHAN
*boleh dikasih seni yang bagian ini sobat bloger
Kupersembahkan karya kecil ini kepada:
“Ibu dan Ayahanda”tersayang
Do’a
tulus kepada ananda seperti air dan tak pernah berhenti yang terus mengalir,
pengorbanan, motivasi, kesabaran, ketabahan dan tetes air matamuyang terlalu
mustahil untuk dinilai.
“Ibu dan Bapak guru” yang mulia
Sebuah mimpi berawal dariMu, takkan ku
ketahui buah tanganmu dalam sehari. Tak bisa ku lihat dan tetap begitu, karena
akan terlihat hasilnya esok, lusa dan mungkin puluhan tahun kedepan.
“Sahabat”
yang selalu kuharapkan dan kunanti
Mungkin
aku baru dalam hidupmu, dan hadir ini
tak bisa menggantikan sesorang yang telah engkau kenang dan tersimpan di benakmu itu. Ku selalu berharap, hadirku bisa sedikit
menutupi lukamu. Jangan engkau hempaskan lukamu yang barakibat buruk pada diri
sendiri. Ingin ku temui dia disana, untuk menanyakan bagaimana aku bisa
menggantikan dia??. .aku selalu berusaha, berkorban untuk membuatmu selalu
tersenyum karena itu sudah cukup untuk mengisi kebahagiaanku. Akan kunanti
panggilanMU yang setiap hari kau ucap, yang setulus hati bukan karena tuntutan,
takkan pernah malu atau menyesal untuk memanggilmu “sahabatku” walaupun aku tak tau angggapanmu apa.
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat
Allah SWT yang
melimpahkan rahmat, karunia serta hidayahnya kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan karya
ilmiah yang berjudul “Matahari dan Fenomenanya”dengan baik.
Dalam penyusunan karya ilmiah ini penulis telah berupaya
untuk mencapai hasil yang maksimal. Namun, penulis membutuhkan
saran kritik yang membangun untuk mencapai hasil tersebut.
Dengan terwujudnya karyailmiah ini tidak
terlepas dari bimbingan, arahan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis ucapkan terima
kasih kepada:
1.
Drs.H. Basuki Rachmat, M.Pd selaku kepala sekolah Madrasah Aliyah Negeri 2 Madiun
2. Rita Purbawanti, M.Pd selaku guru
bidang study bahasa indonesia
3. Teman-teman kelas XI IPA 4
4.
Pihak-pihak lain yang telah membantu kami dalam
menyelesaikan karya ilmiah ini.
Semoga yang penulis sebutkan diatas
mendapat anugrah dari Allah swt. Akhirnya, semoga karya ilmiah ini bermanfaat
bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya. Amin.
Madiun, Mei 2012
Penulis
DAFTAR ISI
halaman
Halaman Judul....................................................................................................... i
Persembahan.......................................................................................................... ii
Kata Pengantar...................................................................................................... iii
Daftar Isi............................................................................................................... iv
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang...................................................................................... 1
Rumusan Masalah................................................................................. 3
Tujuan................................................................................................... 3
BAB II
DASAR TEORI.................................................................................................... 4
BAB III
PEMBAHASAN
A.
Fenomena Matahari
Prominensa....................................................................................... 8
Bintik Matahari................................................................................ 9
Angin Matahari................................................................................ 9
Badai Matahari................................................................................. 10
Eksplorasi Matahari.......................................................................... 11
B.
Manfaat dan Peran
Matahari................................................................ 13
C.
Pemanfaatan Energi
Matahari
Pemanasan Ruangan........................................................................ 15
Penerangan Ruangan........................................................................ 16
Kompor Matahari............................................................................. 16
Pengeringan Hasil Panen.................................................................. 17
Destilasi Air..................................................................................... 17
Pemanasan Air................................................................................. 17
Pembangkitan Listrik....................................................................... 19
D.
Keuntungan dan Kerugian
Energi Matahari......................................... 20
E.
Puncak Siklus Matahari........................................................................ 21
F.
Efek Badai Matahari
Efek Positif...................................................................................... 24
Efek Negatif.................................................................................... 26
BAB IV
PENUTUP
Simpulan............................................................................................... 27
Saran..................................................................................................... 27
DARTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Matahari adalah bintang
yang jaraknya dekat dengan bumi, baik pada gugusan galaksi bima sakti maupun pada
galaksi andromeda. Matahari adalah sebuah bintang karena matahari memancarkan
cahaya yang dihasilkan sendiri. Matahari dapat memancarkan cahaya dan panas
yang sangat besar energinya, karena dihasilkan dari reaksi fusi nuklir
penggabungan inti atom hidrogen.Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan
di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini
berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam
waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk
memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Ada banyak
cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari
menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi
ini untuk kehidupan sehari-hari, misalnya: menjemur pakaian.
Akan tetapi justru matahari menjadi
topik permasalahan dipenjuru dunia, karena menimbulkan dampak negatif bagi
manusia yang disebabkan siklusnya yang telah mencapai puncak. Sebagai contoh,
sekarang kita merasakan panas yang luar biasa di siang hari dan dingin pada
malam hari, pergantian antara musim hujan dan kemarau tidak dapat diprediksi,
dan masih banyak persoalan lainnya yang tidak kita ketahui diluar Indonesia.
Dan fenomena alam yang paling
ter-aktual sekarang adalah badai matahari atau solar strom yaitu siklus rutin yang dijalani pusat tata surya
Galaksi Bimasakti. Badai terjadi ketika matahari mengeluarkan gelombang
elektromagnetiknya ke luar orbit yang dicirikan dalam aktivitas
ledakan-ledakan.
Badai Matahari yang sedang terjadi
belakangan ini mulai melepaskan semburan gelombang radiasi yang lebih tinggi.
Gelombang radiasi tersebut, dikatakan bisa mengganggu satelit komunikasi yang
mengorbit di sekeliling Bumi. Sydney Morning Herald, Rabu (25/1/2012),
Doug Biesecker, fisikawan di US Space Weather Prediction Centre berpendapat
bahwa, “radiasi badai matahari yang sedang berlangsung sekarang memiliki
kemungkinan untuk mempengaruhi komunikasi frekuensi tinggi di wilayah kutub”.
Badai matahari digolongkan menjadi
kelas A, B, C, M, dan X. Kelas X merupakan yang terbesar. Kategori M sebenarnya
tergolong kelas menengah, tetapi karena mendekati kelas ekstrem (kelas X), maka
dampak badai matahari akan cukup kuat jika mengarah ke bumi. Pancaran sinar-X
yang terekam pada satelit GOES menunjukkan peningkatan tajam sampai kelas M8-9.
ThomasDjamaluddin, profesor
astronomi di LAPAN menerangkan bahwa badai matahari tersebut tergolong cukup
kuat dan berupa ledakan flare berskala M8-9. Badai matahari itu terjadi pada 23
Januari 2012 pukul 03.59 UT (10:59 WIB). Namun, flare yang cukup kuat ini
merupakan pertama kalinya sejak Mei 2005. Badai matahari yang cukup kuat
seperti ini berpotensi menggangu operasional satelit, seperti satelit
komunikasi. Jika itu terjadi dan tidak dapat diatasi oleh operator satelitnya,
kemungkinan terjadi gangguan pada penggunaan telepon selular, siaran TV, komunikasi
data perbankan, dan pengguna lainnya. Dampak lainnya adalah gangguan pada
ionosfer yang akan mengganggu komunikasi radio HF/gelombang pendek yang biasa
digunakan oleh komunikasi jarak jauh, termasuk oleh siaran radio luar negeri
seperti BBC, VOA, atau ABC. Navigasi berbasis satelit seperti GPS juga
kemungkinan terganggu akurasinya.
B. Rumusan
Masalah
1.
Apa
fenomena yang ditimbulkan matahari?
2.
Apa
manfaat dan peran matahari bagi manusia di bumi?
3.
Bagaimana
cara memanfaatkan energi matahari?
4.
Apa
keuntungan dan kerugian energi matahari?
5.
Bagaimana
kondisi matahari saat mencapai puncak siklus?
6.
Apa
efek badai matahari bagi bumi?
C. Tujuan
1.
Mengetahui
fenomena yang ditimbulkan matahari
2.
Mengetahui
manfaat dan peranmatahari bagi manusia di bumi
3.
Dapat
memanfaatkan energi matahari untuk kehidupan sehari-hari
4.
Mengetahui
keuntungan dan kerugian energi matahari
5.
Mengetahui
dan paham kondisi matahari setelah mencapai puncak siklusnya
6.
Dapat
mengantisipasi efek-efek negatif yang ditimbulkan oleh badai matahari
BAB II
LANDASAN TEORI
Tata Surya merupakan salah satu
sistem bintang yang terdapat di galaksi Bimasakti. Sistem Tata Surya merupakan
suatu keluarga yang terdiri atas matahari sebagai pusatnya, planet-planet,
satelit, komet, meteor, dan anggota-anggota lain yang bergerak mengelilinginya.
Dari sekian anggota Tata Surya tersebut hanya matahari yang dapat memancarkan
cahaya sendiri, sedangkan anggota Tata Surya lainnya hanya memantulkan cahaya
sendiri. (Eny Anjayni, PT. Cempaka Putih:46)
Matahari adalah komponen utama
sistem Tata Surya, sebuah bintang deret utama kelas G2 yang mengandung 99,86
persen massa dari sistem dan mendominasi seluruh dengan gaya gravitasinya.
Yupiter dan Saturnus merupakan dua
komponen terbesar yang mengedari matahari menyangkup kira-kira 90 persen massa
selebihnya. Hampir semua objek-objek besar yang mengorbit matahari terletak
pada bidang edar bumi yang disebut ekliptika. Semua planet terletak sangat
dekat pada ekliptika, sementara komet dan objek-objek sabuk Kuiper biasanya
memiliki beda sudut yang sangat besar dibandingkan ekliptika. Planet-planet dan
objek-objek Tata Surya juga mengorbit mengelilingi matahari dengan berlawanan
arah jarum jam jika dilihat dari atas kutub utara matahari kecuali Komet
Halley.
Hukum Gerakan Planet Kepler
menjabarkan bahwa orbit dari objek-objek Tata Surya sekeliling matahari
bergerak mengikuti bentuk elips dengan matahari sebagai salah satu titik
fokusnya.
Objek yang
berjarak lebih dekat dari matahari memiliki tahun waktu yang lebih pendek. Pada
orbit elips, jarak antara objek dengan matahari bervariasi sepanjang tahun.
Jarak terdekat antara objek dengan matahari disebut perihelion, sedangkan jarak
terjauh dari matahari disebut aphelion. Semua objek Tata Surya bergerak
tercepat di titik perihelion dan terlambat di titik aphelion. Orbit planet
hampir berbentuk lingkaran sedangkan komet, asteroid, dan objek sabuk Kuiper
orbitnya berbentuk elips.
Untuk mempermudah representasi,
kebanyakan diagram Tata Surya menunjukan jarak yang sama antar orbit. Semakin
jauh letak sebuah planet atau sabuk dari matahari, semakin besar jarak antara
objek itu dengan jalur edar orbit sebelumnya. Sebagai contoh: Venus terletak
sekitar sekitar 0,33 SA dari Merkurius, Saturnus adalah 4,3 SA dari Yupiter,
dan Neptunus terletak 10,5 SA dariUranus. Beberapa upaya telah dicoba untuk
menentukan korelasi jarak antar orbit ini (hukum Titus-Bode), tetapi sejauh ini
tidak satu teori pun telah diterima.
Hampir semua planet-planet di Tata
Surya memiliki sistem sekunder yang kebanyakan adalah benda pengorbit alami
(satelit atau bulan). Beberapa benda ini memiliki ukuran lebih besar dari
planet. Hampir semua satelit alami yang paling besar terletak di orbit sinkron,
dengan satu sisi satelit berpaling ke arah planet induknya secara permanen.
Empat planet terbesar juga memiliki cincin yang berisi partikel-partikel kecil
yang mengorbit secara serempak.
Nicolaus
Copernicus adalah orang
pertama yang mengemukakan teori bahwa Matahari adalah pusat peredaran tata
surya pada abad 16. Teori ini kemudian dibuktikan oleh Galileo Galilei dan pengamat angkasa lainnya.
Teori yang
kemudian dikenal dengan nama heliosentrismeini mematahkan teori geosentrisme
(bumi sebagai pusat tata surya) yang dikemukakan oleh Ptolemeus dan telah bertahan sejak abad ke dua sebelum masehi.
Konsep fusi nuklir yang dikemukakan oleh Subrahmanyan
Chandrasekhar dan Hans Bethe pada
tahun 1930 akhirnya dapat menjelaskan apa itu Matahari secara tepat.
Sampai saat ini Matahari menjadi
pusat perhatian bagi seluruh manusia dunia karena menimbulkan fenomena yang
akan mencapai puncak siklusnya salah satunya yaitu badai Matahari. Badai
Matahari terjadi ketika ada pelepasan seketika energi magnetik yang terbentuk
di atmosfer Matahari. Plasma Matahari yang meningkat suhunya hingga jutaan
Kelvin beserta partikel-partikel lainnya berakselerasi mendekati kecepatan
cahaya. Total energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hidrogen
berukuran 100 megaton. Jumlah dan kekuatan badai Matahari bervariasi.
Ketika Matahari aktif dan memiliki
banyak bintik, badai Matahari lebih sering terjadi. Badai Matahari seringkali
terjadi bersamaan dengan luapan massa korona. Badai Matahari memberikan risiko
radiasi yang sangat besar terhadap satelit, pesawat ulang alik, astronot, dan
terutama sistem telekomunikasi Bumi.
Badai Matahari yang pertama kali
tercatat dalam pustaka astronomi adalah pada tanggal 1 September 1859. Dua
peneliti, Richard C. Carrington dan Richard Hodgson yang sedang
mengobservasi bintik Matahari melalui teleskop di tempat terpisah, mengamati
badai Matahari yang terlihat sebagai cahaya putih besar di sekeliling Matahari.
Kejadian ini disebut Carrington Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan
telegraf transatlantik antara Amerika dan Eropa.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari/)
BAB III
PEMBAHASAN
A. Fenomena
Matahari
1. Prominensa
(Lidah Api Matahari)
Prominensa adalah salah satu ciri
khas Matahari, berupa bagian Matahari menyerupai lidah api yang sangat besar
dan terang yang mencuat keluar dari bagian permukaan serta seringkali berbentuk
loop (putaran). Prominensa disebut juga sebagai filamen Matahari karena
meskipun julurannya sangat terang bila dilihat di angkasa yang gelap, namun
tidak lebih terang dari keseluruhan Matahari itu sendiri. Prominensa hanya
dapat dilihat dari Bumi dengan bantuan teleskop dan filter. Prominensa terbesar
yang pernah ditangkap oleh SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) diestimasi
berukuran panjang 350 ribu km.
Sama seperti korona, prominensa
terbentuk dari plasma namun memiliki suhu yang lebih dingin. Prominensa berisi
materi dengan massa mencapai 100 miliar kg. Prominensa terjadi di lapisan
fotosfer Matahari dan bergerak keluar menuju korona Matahari. Plasma prominensa
bergerak di sepanjang medan magnet Matahari. Erupsi dapat terjadi ketika
struktur prominesa menjadi tidak stabil sehingga akan pecah dan mengeluarkan
plasmanya. Ketika terjadi erupsi, material yang dikeluarkan menjadi bagian dari
struktur magnetik yang sangat besar disebut semburan massa korona (coronnal
mass ejection/ CME). Pergerakan semburan korona tersebut terjadi pada kecepatan
yang sangat tinggi, yaitu antara 20 ribu m/s hingga 3,2 juta km/s. Pergerakan
tersebut juga menyebabkan peningkatan suhu hingga puluhan juta derajat dalam
waktu singkat. Bila erupsi semburan massa korona mengarah ke Bumi, akan terjadi
interaksi dengan medan magnet Bumi dan mengakibatkan terjadinya badai
geomagnetik yang berpotensi mengganggu jaringan komunikasi dan listrik.
Suatu
prominensa yang stabil dapat bertahan di korona hingga berbulan-bulan lamanya
dan ukurannya terus membesar setiap hari. Para ahli masih terus meneliti
bagaimana dan mengapa prominensa dapat terjadi.
2. Bintik
Matahari
Bintik
Matahari adalaah granula-granula cembung kecil yang ditemukan di bagian
fotosfer Matahari dengan jumlah yang tak terhitung. Bintik Matahari tercipta
saat garis medan magnet Matahari menembus bagian fotosfer. Ukuran bintik
Matahari dapat lebih besar daripada Bumi. Bintik Matahari memiliki daerah yang
gelap bernama umbra, yang dikelilingi oleh daerah yang lebih terang disebut penumbra.
Warna bintik Matahari terlihat lebih gelap karena suhunya yang jauh lebih
rendah dari fotosfer. Suhu di daerah umbra adalah sekitar 2.200 °C sedangkan di
daerah penumbra adalah 3.500 °C. Oleh karena emisi cahaya juga dipengaruhi oleh
suhu maka bagian bintik Matahari umbra hanya mengemisikan 1/6 kali cahaya bila
dibandingkan permukaan Matahari pada ukuran yang sama.
3. Angin
Matahari
Angin Matahari terbentuk aliran
konstan dari partikel-partikel yang dikeluarkan oleh bagian atas atomosfer
Matahari, yang bergerak ke seluruh tata surya. Partikel-partikel tersebut
memiliki energi yang tinggi, namun proses pergerakannya keluar medan gravitasi
Matahari pada kecepatan yang begitu tinggi belum dimengerti secara sempurna.
Kecepatan angin surya terbagi dua, yaitu angin cepat yang mencapai 400 km/s dan
angin cepat yang mencapai lebih dari 500 km/s. Kecepatan ini juga bertambah
secara eksponensial seiring jaraknya dari Matahari. Angin Matahari yang umum
terjadi memiliki kecepatan 750 km/s dan berasal dari lubang korona di atmosfer
Matahari.
Beberapa
bukti adanya angin surya yang dapat dirasakan atau dilihat dari Bumi adalah
badai geomagnetik berenergi tinggi yang merusak satelit dan sistem listrik,
aurora di Kutub Utara atau Kutub Selatan, dan partikel menyerupai ekor panjang
pada komet yang selalu menjauhi Matahari akibat hembusan angin surya. Angin
Matahari dapat membahayakan kehidupan di Bumi bila tidak terdapat medan magnet
Bumi yang melindungi dari radiasi. Pada kenyataannya, ukuran dan bentuk medan
magnet Bumi juga ditentukan oleh kekuatan dan kecepatan angin surya yang
melintas.
4. Badai
Matahari
Badai Matahari terjadi ketika ada
pelepasan seketika energi magnetik yang terbentuk di atmosfer Matahari. Plasma
Matahari yang meningkat suhunya hingga jutaan Kelvin beserta partikel-partikel
lainnya berakselerasi mendekati kecepatan cahaya. Total energi yang dilepaskan
setara dengan jutaan bom hidrogen berukuran 100 megaton. Jumlah dan kekuatan
badai Matahari bervariasi. Ketika Matahari aktif dan memiliki banyak bintik,
badai Matahari lebih sering terjadi. Badai Matahari seringkali terjadi
bersamaan dengan luapan massa korona. Badai Matahari memberikan risiko radiasi
yang sangat besar terhadap satelit, pesawat ulang alik, astronot, dan terutama
sistem telekomunikasi Bumi.
Badai
Matahari yang pertama kali tercatat dalam pustaka astronomi adalah pada tanggal
1 September 1859. Dua peneliti, Richard
C. Carrington dan Richard Hodgson
yang sedang mengobservasi bintik Matahari melalui teleskop di tempat terpisah,
mengamati badai Matahari yang terlihat sebagai cahaya putih besar di sekeliling
Matahari. Kejadian ini disebut Carrington
Event dan menyebabkan lumpuhnya jaringan telegraf transatlantik antara
Amerika dan Eropa.
5. Eksplorasi
Matahari
Pesawat ulang-alik yang pertama kali
berhasil masuk ke orbit Matahari adalah Pioneer 4. Pioneer 4, yang diluncurkan
tanggal 3 Maret 1959 oleh Amerika Serikat, menjadi pionir dalam sejarah
eksplorasi Matahari. Keberhasilan tersebut diikuti oleh peluncuran Pioneer 5 -
Pioneer 9 selama 1959-1968 yang memang bertujuan untuk mempelajari tentang
Matahari. Pada 26 Mei 1973, stasiun luar angkasa Amerikas Serikat bernama
Skylab diluncurkan dengan membawa 3 awak. Skylab membawa Apollo Telescope Mount
(ATM) yang digunakan untuk mengambil lebih dari 150.000 gambar Matahari.
Pesawat ulang-alik lainnya, Helios I
berhasil mengorbit hingga mencapai jarak 47 juta km dari Matahari (memasuki
orbit Merkuri). Helios I terus berputar untuk memastikan seluruh bagian pesawat
mendapat jumlah panas yang sama dari Matahari. Helios I bertugas mengumpulkan
data-data mengenai Matahari. Pesawat
ulang-alik hasil kerjasama Amerika Serikat dan Jerman ini beroperasi sejak 10
Desember 1974 hingga akhir 1982. Helios II diluncurkan pada 16 Januari 1976 dan
berhasil mencapai jarak 43 juta km dari Matahari. Misi Helios II selesai pada
April 1976 namun dibiarkan tetap berada di orbit.
Solar Maximum Mission didesain untuk
melakukan observasi aktivitas Matahari terutama bintik dan api Matahari saat
Matahari berada pada periode aktivitas maksimum. SMM diluncurkan oleh Amerika
Serikat pada 14 Februari 1980. Selama perjalanannya, SMM pernah mengalami
kerusakan namun berhasil diperbaiki oleh awak pesawat ulang alik Challenger.
SMM terus berada di orbit Bumi selama melakukan observasi. SMM mengumpulkan
data hingga 24 November 1989 dan terbakar saat masuk kembali ke atmosfer Bumi
pada 2 Desember 1989.
Pesawat ulang alik Ulysses adalah
hasil proyek internasional untuk mempelajari kutub-kutub Matahari, diluncurkan
pada 6 Oktober 1990. Sedangkan Yohkoh adalah pesawat ulang alik yang
diluncurkan untuk mempelajari radiasi energi tinggi dari Matahari. Yohkoh
merupakan hasil kerjasama Jepang, Amerika Serikat, dan Inggris yang diluncurkan
pada 31 Agustus 1991.
Misi eksplorasi Matahari yang paling
terkenal adalah Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) yang dikembangkan
oleh Badan Antariksa Amerika Serikat (NASA) bekerja sama dengan Agensi Luar
Angkasa Eropa (ESA) dan diluncurkan pada 12 Desember 1995. SOHO bertugas
mengumpulkan data struktur internal, proses fisik yang terjadi, serta
pengambilan gambar dan diagnosis spektroskopis Matahari. SOHO ditempatkan pada
jarak 1,5 juta km dari Bumi dan masih beroperasi hingga sekarang.
Misi eksplorasi terbaru dari NASA
adalah pesawat ulang alik kembar bernama STEREO yang diluncurkan pada 26
Oktober 2006. STEREO bertugas untuk menganalisis dan mengambil gambar Matahari
dalam bentuk 3 dimensi.
Solar Dynamics Observatory Mission adalah misi
eksplorasi NASA yang sedang dalam pengembangan dan telah dipublikasikan pada
April 2008. Solar Dynamics Observatory Mission diperkirakan akan mengorbit
untuk mempelajari dinamika Matahari yang meliputi aktivitas Matahari, evolusi
atmosfer Matahari, dan pengaruh radiasi Matahari terhadap planet-planet lain.
B. Manfaat
dan Peran Matahari
Matahari adalah sumber energi bagi
kehidupan. Matahari memiliki banyak manfaat dan peran yang sangat penting bagi
kehidupan seperti:
1. Panas Matahari memberikan suhu yang pas
untuk kelangsungan hidup organisme di Bumi. Bumi juga menerima energi Matahari
dalam jumlah yang pas untuk membuat air tetap berbentuk cair, yang mana
merupakan salah satu penyokong kehidupan.Selain itu panas Matahari memungkinkan
adanya angin, siklus hujan, cuaca, dan iklim.
2.
Cahaya
Matahari dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan berklorofil untuk
melangsungkan fotosintesis, sehingga tumbuhan dapat tumbuh serta menghasilkan
oksigen dan berperan sebagai sumber pangan bagi hewan dan manusia. Mahluk hidup
yang sudah mati akan menjadi fosil yang menghasilkan minyak Bumi dan batu bara
sebagai sumber energi. Hal ini merupakan peran dari energi Matahari secara
tidak langsung.
3.
Pembangkit
listrik tenaga Matahari adalah moda baru pembangkit listrik dengan sumber
energi terbarukan. Pembangkit listrik ini terdiri dari kaca-kaca besar atau
panel yang akan menangkap cahaya Matahari dan mengkonsentrasikannya ke satu
titik. Panas yang ditangkap kemudian digunakan untuk menghasilkan uap panas
bertekanan, yang akan dipakai untuk menjalankan turbin sehingga energi listrik
dapat dihasilkan. Prinsip panel surya adalah penggunaan sel surya atau sel
photovoltaic yang terbuat dari silikon untuk menangkap sinar Matahari. Sel
surya sudah banyak dipakai untuk kalkulator tenaga surya. Panel surya sudah
banyak dipasangdi atap bangunan dan rumah di daerah perkotaan untuk mendapatkan
listrik dengan gratis.
4.
Pergerakan
rotasi Bumi menyebabkan ada bagian yang menerima sinar Matahari dan ada yang
tidak. Hal inilah yang menciptakan adanya hari siang dan malam di Bumi.
Sedangkan pergerak Bumi mengelilingi Matahari menyebabkan terjadinya musim.
5.
Matahari
menjadi penyatu planet-planet dan benda angkasa lain di sistem tata surya yang
bergerak atau berotasi mengelilinya. Keseluruhan sistem dapat berputar di luar
angkasa karena ditahan oleh gaya gravitasi Matahari yang sangat besar.
C. Pemanfaatan
Energi Matahari
Energi
panas matahari merupakan salah satu energi yang potensial untuk dikelola dan
dikembangkan lebih lanjut sebagai sumber cadangan energi terutama bagi
negara-negara yang terletak di khatulistiwa termasuk Indonesia, dimana matahari
bersinar sepanjang tahun. Dapat dilihat dari gambar di atas bahwa energi
matahari yang tersedia adalah sebesar 81.000 TerraWatt sedangkan yang
dimanfaatkan masih sangat sedikit. Ada beberapa cara pemanfaatan energi panas
matahari yaitu:
1. Pemanasan
Ruangan
Ada beberapa teknik penggunan energi
panas matahari untuk pemanasan ruangan, yaitu:
a.
Jendela
Ini merupakan teknik pemanasan
dengan menggunakan energi panas matahari yang paling sederhana. Hanya
diperlukan sebuah lubang pada dinding untuk meneruskan panas matahari dari luar
masuk ke dalam bangunan. Ada jendela yang langsung tanpa ada kacanya dan ada
yang menggunakan kaca. Untuk mendapatkan panas yang optimal maka pada jendela
dipasang kaca ganda. Biasanya di daerah-daerah empat musim dinding/tembok
bangunan diganti dengan kaca agar matahari bebas menyinari dan menghangatkan
ruangan pada saat musim dingin.
b.
Dinding
Trombe (Trombe Wall)
Dinding trombe adalah dinding yang
diluarnya terdapat ruangan sempit berisi udara. Dinding bagian luar dari
ruangan sempit tersebut biasanya berupa kaca. Dinding ini dinamai berdasarkan
nama penemunya yaitu Felix Trombe, orang berkebangsaan Perancis.
Prinsip kerjanya adalah permukaan
luar ruangan ini akan dipanasi oleh sinar matahari, kemudian panas tersebut
perlahan-lahan dipindahkan kedalam ruangan sempit. Selanjutnya panas di dalam
ruangan sempit tersebut akan dikonveksikan ke dalam bangunan melalui saluran
udara pada dinding trombe.
c.
Greenhouse
Teknik
ini hampir sama dengan dinding trombe hanya saja jarak antara dinding masif
dengan kaca lebih lebar, sehingga tanaman bisa hidup di dalamnya. Prinsip kerja
greenhouse juga serupa dengan dinding trombe. Panas masuk melalui kaca ke dalam
greenhouse lalu dikonveksikan ke dalam bangunan untuk menghangatkan ruangan
atau menjaga suhu rungan tetap stabil meskipun pada waktu siang atau malam
hari.
2. Penerangan
Ruangan
Adalah
teknik pemanfaatan energi matahari yang banyak dipakai saat ini. Dengan teknik
ini pada siang hari lampu pada bangunan tidak perlu dinyalakan sehingga
menghemat penggunaan listrik untuk penerangan. Teknik ini dilaksanakan dengan
mendesain bangunan yang memungkinkan cahaya matahari bisa masuk dan menerangi
ruangan dalam bangunan.
3. Kompor
Matahari
Prinsip kerja dari kompor matahari
adalah dengan memfokuskan panas yang diterima dari matahari pada suatu titik
menggunakan sebuah cermin cekung besar sehingga didapatkan panas yang besar
yang dapat digunakan untuk menggantikan panas dari kompor minyak atau kayu
bakar.
Untuk diameter cermin sebesar 1,3
meter kompor ini memberikan daya thermal sebesar 800 watt pada panci. Dengan
menggunakan kompor ini maka kebutuhan akan energi fosil dan energi listrik
untuk memasak dapat dikurangi.
4. Pengeringan
Hasil Pertanian
Hal ini biasanya dilakukan petani di
desa-desa daerah tropis dengan menjemur hasil panennya dibawah terik sinar
matahari. Cara ini sangat menguntungkan bagi para petani karena mereka tidak
perlu mengeluarkan biaya untuk mengeringkan hasil panennya.
Berbeda
dengan petani di negara-negara empat musim yang harus mengeluarkan biaya untuk
mengeringkan hasil panennya dengan menggunakan oven yang menggunakan bahan
bakar fosil maupun menggunakan listrik.
5. Distilasi
Air
Cara
kerjanya adalah sebuah kolam yang dangkal, dengan kedalaman 25mm hingga 50 mm,
ditututup oleh kaca. Air yang dipanaskan oleh radiasi matahari, sebagian
menguap, sebagian uap itu mengembun pada bagian bawah dari permukaan kaca yang
lebih dingin. Kaca tersebut dimiringkan sedikit 10 derajat untuk memungkinkan
embunan mengalir karena gaya berat menuju ke saluran penampungan yang
selanjutnya dialirkan ke tangki penyimpanan.
6. Pemanasan
Air
Penyediaan air panas sangat
diperlukan oleh masyarakat, baik untuk mandi maupun untuk alat antiseptik pada rumah
sakit dan klinik kesehatan. Penyediaan air panas ini memerlukan biaya yang
besar karena harus tersedia sewaktu-waktu dan biasanya untuk memanaskan
digunakan energi fosil ataupun energi listrik. Namun Dengan menggunakan pemanas
air tenaga surya maka hal ini bukan merupakan masalah karena pemanasan air
dilakukan dengan menyerap panas matahari dengan menggunakan kolektor sehingga
tidak memerlukan biaya bahan bakar.
Prinsip kerjanya adalah panas dari
matahari diterima oleh kolektor yang terdapat di dalam terdapat pipa-pipa
berisi air. Panas yang diterima kolektor akan diserap oleh air yang berada di
dalam pipa sehingga suhu air meningkat. Air dingin dialirkan dari bawah
sedangkan air panasnya dialirkan lewat atas karena massa jenis air panas lebih
kecil daripada massa jenis air dingin (prinsip thermosipon). Air ini lalu masuk
ke dalam penyimpan panas. Pada penyimpan panas, panas dari air ini dipindahkan
ke pipa berisi air yang lain yang merupakan persediaan air untuk
mandi/antiseptik. Sedangkan air yang berasal dari kolektor akan diputar kembali
ke kolektor dengan menggunakan pompa atau hanya menggunakan prinsip
thermosipon. Persediaan air panas akan disimpan di dalam tangki penyimpanan
yang terbuat dari bahan isolator thermal. Pada sistem ini terdapat pengontrol
suhu jika suhu air panas yang dihasilkan kurang dari yang diinginkan maka air
akan dimasukkan kembali ke tangki penyimpan panas untuk dipanaskan kembali.
Kolektor yang digunakan pada pemanas
air tenaga panas matahari ini adalah kolektor surya plat datar yang bagian
atasnya terbuat dari kaca yang berwarna hitam redup sedangkan bagian bawahnya
terbuat dari bahan isolator yang baik sehingga panas yang terserap kolektor
tidak terlepas ke lingkungan. Air panas di dalam kolektor bisa mencapai 82 C
sedangkan air panas yang dihasilkan tergantung keinginan karena sistem
dilengkapi pengontrol suhu.
7. Pembangkitan
Listrik
Prinsipnya hampir sama dengan
pemanasan air hanya pada pembangkitan listrik, sinar matahari diperkuat oleh
kolektor pada suatu titik fokus untuk menghasilkan panas yang sangat tinggi
bahkan bisa mencapai suhu 3800 C. Pipa yang berisi air dilewatkan tepat pada
titik fokus sehingga panas tersebut diserap oleh air di dalam pipa. Panas yang
sangat besar ini dibutuhkan untuk mengubah fase cair air di dalam pipa menjadi
uap yang bertekanan tinggi. Uap bertekanan tinggi yang di hasilkan ini kemudian
digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang kemudian akan memutar turbo
generator untuk menghasilkan listrik.
Ada dua jenis kolektor yang biasa
digunakan untuk pembangkitan listrik yaitu kolektor parabolik memanjang dan
kolektor parabolik cakram.
Di California, Amerika Serikat, alat
ini telah mampu menghasilkan 354 MW listrik. Dengan memproduksi kolektor ini
secara massal, maka harga satuan energi matahari ini di AS, sekitar Rp 100/KWh
lebih murah dibandingkan energi nuklir dan sama dengan energi dari tenaga
pembangkit dengan bahan baku energi fosil.(Ivan A Hadar, 2005).
Di India dengan area seluas 219.000
meter persegi maka kolektor mampu menghasilkan listrik sebesar 35-40 MW dengan
rata-rata intensitas penyinaranya adalah sebesar 5.8 KWH per meter persegi per
hari.(Gordon Feller).
Kita dapat juga
membangkitkan listrik langsung dari energi surya, yaitu dengan menggunakan
photovoltaic.
Alat ini terbuat dari bahan
semikonduktor yang sangat peka dalam melepaskan elektron ketika terkena panjang
gelombang sinar matahari tertentu. Akan tetapi alat ini masih sangat mahal dan
efisiensinya masih sangat rendah, yaitu sekitar 10%.
Pembangkitan listrik berdasarkan perbedaan
tekanan pada gas juga bisa dilakukan, yaitu dengan menggunakan chimney. Ini
sebuah sistem tower yang terdiri turbin gas dan jalinan kaca tertutup yang luas
untuk memerangkap panas matahari.
Prinsipnya: sinar matahari akan
menembus kaca dari alat ini kemudian memanaskan gas yang terperangkap di bawah
kaca. Gas suhu tinggi ini akan memasuki tower tertutup yang tingginya bisa
mencapai 1000 meter vertikal.
Oleh karena perbedaan suhu gas pada permukaan bumi
dan 1000 meter diatas permukaan bumi, maka gas akan mengalir ke atas melalui
tower ini. Aliran gas/udara tersebut akan memutar turbin gas. Skema sederhana
dapat dilihat pada gambar dibawah.
D. Keuntungan
dan Kerugian Energi Matahari
Keuntungan dari
penggunaan energi panas matahari antara lain:
1. Energi panas matahari merupakan energi
yang tersedia hampir diseluruh bagian permukaan bumi dan tidak habis (renewable
energy).
2.
Penggunaan
energi panas matahari tidak menghasilkan polutan dan emisi yang berbahaya baik
bagi manusia maupun lingkungan.
3.
Penggunaan
energi panas matahari untuk pemanas air, pengeringan hasil panen akan dapat
mengurangi kebutuhan akan energi fosil.
4. Pembanguan pemanas air tenaga matahari
cukup sederhana dan memiliki nilai ekonomis.
Kerugian dari
penggunaan energi panas matahari antara lain:
1. Sistem pemanas air dan pembangkit
listrik tenaga panas matahari tidak efektif digunakan pada daerah memiliki
cuaca berawan untuk waktu yang lama.
2.
Pada
musim dingin, pipa-pipa pada sistem pemanas ini akan pecah karena air di
dalamnya membeku.
3.
Membutuhkan
lahan yang sangat luas yang seharusnya digunakan untuk pertanian, perumahan,
dan kegiatan ekonomi lainya. Hal ini karena rapat energi matahari sangat
rendah.
4.
Lapisan
kolektor yang menyilaukan bisa mengganggu dan membahayakan penglihatan,
misalnya penerbangan.
5.
Sistem
hanya bisa digunakan pada saat matahari bersinar dan tidak bisa digunakan
ketika malam hari atau pada saat cuaca berawan.
E. Puncak
Siklus Matahari
Matahari
kembali memasuki fase aktif, ditandai dengan semakin seringnya terjadi letusan
koronal.Badai matahari berupa radiasi partikel dan gelombang elektromagnet
serta pancaran plasma mencapai bumi hanya dalam hitungan jam. Bahaya badai
kosmis mengancam operasi satelit navigasi, pemasokan energi, dan sistem
eletronika serta penerbangan.
Lembaga
Meteorologi dan Kelautan AS-NOAA melaporkan, pada Minggu (22/1) mengamati
terjadinya letusan terkuat sejak 2005 di permukaan matahari. Letusan itu
mula-mula memancarkan radiasi elektromagnetik, diikuti radiasi proton, dan
terakhir pancaran plasma koronal.
Badai
kosmis diperkirakan akan melanda bumi selama beberapa hari dan menimbulkan
dampak berbeda-beda. Radiasi kosmis dari letusan kuat di permukaan matahari
itu, memiliki kecepatan berbeda-beda. Mulai radiasi proton berkecepatan sampai
150 juta kilometer per jam, hingga pancaran materi berupa plasma yang lebih
lambat. Jarak matahari ke bumi diketahui sekitar 150 juta kilometer.
Artinya hanya dalam waktu satu
jam, badai radiasi elektromagnetik dan proton sudah mencapai bumi. Dampak
radiasi ini dapat mengganggu satelit navigasi GPS serta satelit komunikasi di
orbitnya sekitar 20.000 kilometer di atas bumi. Akibatnya, fungsi dan akurasi
peralatan navigasi serta radio yang dikendalikan satelit juga bisa terganggu.
Mengenai
dampak gangguan radiasi badai matahari, Dr Klaus Börger dari Dinas
Geo-informasi Angkatan Bersenjata Jerman, Bundeswehr mengatakan, “Konkretnya
itu adalah elektron dan proton. Saat ini awan materi semacam itu bergerak dari
matahari menuju bumi. Itu mungkin memicu gangguan, tapi kita tidak dapat
meramalkannya, tergantung apakah pancarannya melanda bumi, atau hanya
menyerempet dan berakibat ringan.”
Selain
mengancam operasional satelit navigasi dan komunikasi, badai matahari pada
kondisi ekstrem, juga dapat memicu gangguan pada sistem pemasokan listrik di
bumi. Terutama pancaran materi koronal berupa plasma dari matahari yang
berkecepatan sekitar 6 juta kilometer per jam, yang dapat mengganggu pemasokan
listrik.
Akibatnya
dapat terjadi blackout atau padamnya listrik pada kawasan
luas. Misalnya saja pada tahun 2003, badai matahari cukup kuat menyebabkan
gangguan pada jejaring listrik di selatan Swedia. Kota Malmö gelap gulita
selama beberapa jam karena padamnya aliran listrik.
Hal
serupa dalam skala lebih besar terjadi 1989 di Provinsi Quebec Kanada. Badai
matahari amat kuat melumpuhkan sistem pasokan listrik dan memicu kekacauan
besar. Sistem pengatur lalu lintas, peralatan elektrik di bandar udara serta
pasokan pemanas ruangan mati. Sekitar enam juta orang terputus pasokan listriknya
selama beberapa jam.
Penyebabnya
adalah gangguan deformasi pada medan magnet bumi, akibat terpaan materi
bermuatan yang memicu lompatan arus listrik di instalasi pembagi. Klaus Börger
menjelaskan lebih lanjut bahwa “Kita menghadapi aliran listrik. Ini
biasanya membangkitkan medan magnet sendiri. Jika medan magnet ini bertemu
medan magnet dan arus listrik di bumi, terjadi reaksi timbal balik.
Perusahaan pemasok listrik
menegaskan, gangguan akibat medan magnet ekstrem, yang menyebabkan lumpuh atau
dimatikannya jaringan.“ Badai kosmis berupa plasma koronal juga memicu fenomena
menakjubkan, berupa pancaran cahaya di langit kawasan kutub utara, yang disebut
aurora borealis.
Jika
letusan di permukaan matahari cukup kuat, pendar cahaya menakjubkan itu bahkan
dapat terlihat di sejumlah kawasan di bagian lebih selatan kutub utara
Aktivitas matahari ini dipicu oleh intensitas reaksi fusi nuklir di intinya.
Setiap detiknya, jutaan ton hidrogen diubah menjadi helium.
Reaksi nuklir inilah yang
memicu bercak-bercak di matahari, yang kemudian dapat menjadi letusan dahsyat
yang memicu badai geomagnetis.
Para astronom menyimpulkan, siklus aktivitas matahari
berlangsung dalam periode 11 tahunan. Setelah fase tenang hingga 2009 lalu,
matahari kini mulai memasuki lagi fase aktif.
NASA
meramalkan, mulai tahun 2012 ini. aktivitasnya akan terus meningkat, dan
mencapai puncaknya bulan Juni 2013. Namun diperkirakan fase maksimum ini tidak
akan sehebat puncak aktivitas matahari yang terjadi tahun 1957, yang merupakan
puncak terkuat di abad 20.
Siklus aktivitas matahari periode
ini, diramalkan hanya mencapai skala kuat. NASA menetapkan dua skala lagi di
atas kuat, yakni sangat kuat dan ekstrem. [DW/Ant/L-8]
F. Efek Badai Matahari
1. Efek Positif
Matahari
merupakan bintang yang paling dekat dengan Bumi. Berdasarkan teori evolusi
bintang, Matahari terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, bermula dari
suatu kabut gas dan debu (nebula). Suatu ketika terjadi penggumpalan di dalam
nebula yang membentuk sebuah bola gas raksasa yang berputar.
Bola
gas tersebut terus-menerus menyedot materi gas dan debu di sekitarnya sehingga
makin lama massanya semakin besar dan akhirnya terjadilah suatu reaksi
penggabungan (fusi) empat inti atom hidrogen (H) membentuk satu atom Helium
(He). Pada saat itulah Matahari mulai bersinar memancarkan energi ke ruang
angkasa di sekitarnya.
Mated
nebula yang berada di suatu piringan di sekitar ekuator Matahari juga mengalami
penggumpalan dan membentuk planet-planet, kornet, asteroid,
sertaobjek-objeklainnya dan terjadilah sistem tata surya. Tata surya kita
merupakan sistem bintang-planet yang sangat unik karena di salah satu
planetnya, yakni Bumi, terdapat kehidupan. Lebih dari tiga ratus sistem
bintang-planet di luar tata surya ditemukan, namun tidak satu pun planet
tersebut mirip dengan Bumi dan layak dihuni oleh makhluk hidup.
Pada
umumnya planet di luar tata surya (exoplanet) berupa gas raksasa seukuran
planet Jupiter atau lebih dengan suhu sangat tinggi. Ada pula planet yang
berukuran sedikit lebih besar dari Bumi, namun orbitnya terlalu dekat dengan
bintang induknya sehingga tidak mungkin suatu bentuk kehidupan berkembang di
sana. Bumi adalah planet yang sempurna untuk terciptanya kehidupan.
Sebagai
bagian dari lingkungan Bumi, Indonesia terbilang beruntung berada di kawasan
khatulistiwa dan dekat dengan ekuator geomagnet. Kepala Bidang Matahari dan
Antariksa Lapan, Bachtiar Anwar, menerangkan berdasarkan simulasi komputer yang
telah dilakukan oleh peneliti Lapan, Bambang Setiahadi, terbukti bahwa medan
magnet Bumi dapat berperilaku sebagai perisai ketika badai Matahari menerpa
Bumi.
"Makin besar badai Matahari yang datang, makin
tebal perisai magnetosfer sehingga dampak langsung badai Matahari tidak terlalu
dirasakan di kawasan Indonesia," papar Bachtiar. Meski demikian, Bachtiar
menekankan peristiwa badai Matahari tetap perlu diketahui secara detail dan
sedini mungkin melalui pengamatan atau pemodel-an simulasi dengan komputer.
Hal
itu didasarkan pada alasan gangguan Matahari berdampak positif pula bagi
perkembangan dunia sains dan teknologi antariksa. "Sebagai contoh, trafo
tegangan tinggi di kawasan dekat Kutub Utara kini lebih tahan terhadap badai
Matahari. Selain itu, gangguan dari Matahari mendorong manusia senantiasa
berusaha memahami misteri alam semesta," ujar Bachtiar.
2. Efek negatif :
a.
Gangguan pada satelit
b.
Gangguan pada Kelistrikan
c. Gangguan
pada gelombang radio
BAB IV
PENUTUP
A. Simpulan
Matahari adalah sebuah bintang
karena matahari memancarkan cahaya yang dihasilkan sendiri.Matahari mempunyai
manfaat dan peran yang penting, selain itu energinya juga bisa dijadikan energi
alternatif yang mampu membantu aktifitas sehari-hari.
Matahari memiki beragam khas/
fenomena yaitu prominensa, bintik matahari, angin matahari, badai matahari,
eksplorasi matahari. Dan yang paling disorot sekarang adalah puncak siklus
matahari yang akan menimbulkan badai matahari.Badai matahari digolongkan
menjadi kelas A, B, C, M, dan X. Kelas X merupakan yang terbesar, mampu
mengganggu satelit, kelistrikan dan gelombang radio.
B. Saran
Berdasarkan hasil
pembahasan di atas dapat di ajukan beberapa saran sebagai berikut:
1.
Sebagai manusia harus bisa menggunakan energi matahari dengan
sebaik-baiknya dan meminimalisir efek-efek yang ditimbulkan oleh matahari.
2.
Selalu mendekatkan diri kepada pencipta, agar mendapat hikmah dibalik
fenomena alam yang terjadi sekarang.
3.
Sebagai guru pembimbing, disarankan
untuk memotivasi anak didiknya untuk giat belajar dan bersikap dinamis dalam
menghadapi masalah.
4.
Sebagai pelajar harus pandai menemukan solusi yang terbaik untuk menghadapi
fenomena alam yang terjadi dan yang akan terjadi.
DAFTAR PUSTAKA
Anjayani Eni. 2009. GeografiX SMA/MA. Jakarta:
Cempaka Putih
Rahayu Saptanti. 2009. Nuansa Geografi 1. Jakarta:
Widya Duta Grafika
#yang ingin full sistematisnya, bisa di dowonload
disini
.jpg)
.jpg)
