Salah satu tujuan dari ilmu geodesi adalah menentukan bentuk dan
ukuran bumi termasuk didalamnya menentukan medan gaya berat bumi dalam
dimensi ruang dan waktu. Bentuk bumi didekati melalui beberapa model
diantaranya ellipsoida yang merupakan bentuk ideal dengan asumsi bahwa
densitas ( kerapatan ) bumi homogen. Sementara itu kenyataan sebenarnya,
densitas massa bumi yang heterogen dengan adanya gunung, lautan,
cekungan,dataran akan membuat ellipsoid berubah menjadi Geoid.
Geoid disebut sebagai model bumi yang sesungguhnya. Lebih jauh geoid
dapat didefinisikan sebagai bidang ekipotensial yang berimpit dengan
permukaan laut pada keadaan tenang dan tanpa gangguan , karena itu
secara praktis geoid dianggap sama dengan permukaan laut rata-rata (Mean
sea level-MSL).
Jarak geoid terhadap ellipsoid disebut Undulasi geoid. Undulasi geoid
tidak sama di semua tempat, hal ini disebabkan ketidakseragaman sebaran
densitas masa bumi. Geoid sendiri dapat ditentukan dengan menggunakan
beberapa metode diantaranya ; defleksi vertikal, studi permukaan air
laut dari data satelit altimetri, airborne gravimetri dan Satelit
Gravimetri.
————————————————————————————————————————————————-
PENENTUAN GRAVITY FIELD DAN GEOID DENGAN SATELIT
Teknik penentuan gravity field dan kemudian geoid dengan menggunakan
teknologi satelit terbagi menjadi 2 teknik, yaitu secara geometrik dan
secara dynamic. Secara geometrik dengan memanfaatkan kombinasi dari
satelit altimetri dengan satelit GPS. Sementara itu secara dynamic
dilakukan menggunakan misi-misi satelit gravimetri.
Teknik kombinasi dari satelit altimetri dengan satelit GPS (teknik
geometrik) secara prinsip sederhananya yaitu dengan membandingkan jarak
yang diperoleh dari satelit altimetri dengan tinggi yang diperoleh dari
GPS dalam fungsi waktu. Sementara itu teknik satelit gravimetry secara
prinsip sederhananya yaitu dengan melakukan penjejakan terhadap satelit,
maka kita dapat menentukan seberapa besar penyimpangan orbit satelit
akibat pengaruh gaya gravitasi dan kemudian dapat dihitung seberapa
besar perbedaan medan gaya berat bumi dibandingkan dengan massa sebuah
titik.
————————————————————————————————————————————————–
PENENTUAN GRAVITY FIELD DAN GEOID DENGAN SATELIT GRAVIMETRI
Metode penentuan gravity field dan geoid menggunakan misi-misi dari
Satelit Gravimetri mulai banyak dikembangkan saat ini. Jika bumi
dianggap sebagai ellipsoid dengan massa yang homogen, maka medan gaya
beratnya akan memiliki suatu medan massa tertentu dan orbit satelit akan
berbentuk ellips yang sempurna. Dengan melakukan penjejakan terhadap
satelit, maka kita dapat menentukan seberapa besar penyimpangan orbit
satelit dan kemudian dapat dihitung seberapa besar perbedaan medan gaya
berat bumi dibandingkan dengan massa sebuah titik. Ini merupakan cara
yang baik untuk mendapatkan kenampakan gelombang panjang (long
wavelength) dari medan gaya berat. Untuk menentukan derajat (degree)
yang lebih tinggi maka kita memerlukan data gaya berat terestris. Misi
Satelit Gravimetri diantaranya bernama GRACE (Gravity Recovery And
Climat Experiment) dan GOCE (Gravity field and steady-state Ocean
Circulation Explorer).
————————————————————————————————————————————————-
GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment)
GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment)
GRACE (Gravity Recovery And Climat Experiment) merupakan sistem
satelit gravimetri hasil kerjasama antara NASA (National Aeronautics and
Space Administration) dengan DLR (Deutsches Zentrum fur Luft-und
Raumfahrt). Tujuan utama dari misi GRACE ini yaitu untuk menyediakan
informasi yang cukup akurat dari model gravity field bumi untuk jangka
waktu proyek selama 5 tahun. Estimasi secara temporal berkala dari
gravity field bumi dapat diperoleh berikut variasinya yang terjadi.
Tujuan lainnya (secondary mission) dari misi GRACE yaitu menyediakan
informasi mengenai besaran bias ionosfer dan troposfer yang dapat
memperlambat dan melengkungkan sinyal pengukuran GPS. Alat yang dipasang
pada satelit GRACE untuk penyediaan informasi ini berupa Lim Sounding.
Alat ini dapat memberikan besaran TEC (Total Electron Content) dan atau
refraktivitas dalam ionosfer dan troposfer.
Teknik dari GRACE ini yaitu mendeteksi perubahan Gravity filed bumi
dengan cara memonitor perubahan jarak yang terjadi antara pasangan 2
satelit GRACE pada orbitnya. Kedua satelit ini saling melaju pada track
orbit dengan jarak satelit satu ke satelit kedua sekitar 220
kilometer. Kedua satelit ini terkoneksi oleh K-band microwave link
untuk menghitung perbedaan jaraknya secara pasti, dan seberapa besar
perubahannya dengan akurasi lebih baik dari 1um/s. Untuk melihat
precise attitude dan pergerakan akibat gaya non gravitasi dari satelit,
untuk itu kedua satelit dilengkapi dengan star camera dan
akselerometer. Sementara itu posisi dan kecepatan satelit ditentukan
dari sistem GPS yang ikut terpasang di kedua pasangan satelit GRACE
tersebut.
————————————————————————————————————————————————-
GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)
GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer)
adalah misi satelit dari ESA dalam bidang geodesi dan geodinamik berupa
kombinasi dari SGG (Satellite Gravity Gradiometry) dan SST
(Satellite-to-Satellite Tracking). Misi ini merupakan salah satu misi
utama dari ESA Earth Explorer Programe yang dicanangkan di pertemuan
Granada pada tanggal 12-14 oktober 1999. Kontrak misi dimulai pada
bulan november tahun 2001.
Obyektif dari misi GOCE yaitu untuk menentukan gravity field statis
berupa geoid dan gravity anomali dengan akurasi 1 sentimeter untuk
tinggi geoid, dan 1 miligal untuk gravity anomali, pada spasial grid 100
kilometer dipermukaan bumi bahkan kurang. Data dari GOCE menyediakan
model yang unik dari gravity field bumi dan juga dalam hal representasi
bidang ekipotensial yang diwakili oleh geoid. Misi GOCE memberikan
support terhadap berbagai kepentingan aplikasi dari multi disiplin ilmu.
Misi GOCE yang dilakukan merupakan misi yang melengkapi misi-misi
satelit lainnya dalam bidang yang sama yaitu CHAMP (diluncurkan 15 juli
2000) dan GRACE (diluncurkan pada tanggal 17 maret 2002). Misi GOCE ini
diharapkan dapat membantu Earth Science (ilmu kebumian) untuk memahami
lebih baik dari proses dinamika bumi yang terjadi dalam interior bumi
dan permukaan bumi. Contohnya, pengetahuan akan geoid yang baik akan
bermanfaat bagi studi distribusi masa di bumi padat, intepretasi
perubahan muka laut (sea level change), studi arus laut, ocean heat
transport, studi iklim, dan prediksi dari dinamika bumi.
