Menilik Cara Kerja Teleskop Antariksa Hubble

Di orbit rendah Bumi kita, terdapat sebuah teleskop yang dikenal sebagai Teleskop Antariksa Hubble. Pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana cara kerja Hubble untuk mengabadikan alam semesta dalam sebuah gambar yang menakjubkan?

Teleskop Hubble merupakan teleskop berbasis luar angkasa, yang mana ia memiliki banyak keunggulan bila dibandingkan dengan teleskop berbasis darat.

Walaupun teleskop berbasis darat biasanya terletak di daerah yang sangat tinggi (seperti di atas pegunungan) dengan polusi cahaya yang minim, tetapi teleskop-teleskop ini masih harus bersaing dengan turbulensi atmosfer, yang membuat ketajaman pengamatan sedikit berkurang. Salah satu ffek dari turbulensi atmosfer sendiri adalah ketika kita melihat bintang yang tampak berkelap kelip.

Kerugian teleskop berbasis darat lainnya adalah, atmosfer Bumi dapat menyerap banyak sinar inframerah dan ultraviolet yang melewatinya. Nah, teleskop berbasis luar angkasa dapat lebih mudah mendeteksi gelombang-gelombang ini. Itulah mengapa Hubble ditempatkan di luar angkasa: agar para astronom bisa meneliti kosmis dalam segala panjang gelombang, terutama yang tidak bisa dideteksi dari permukaan Bumi.

Namun, ada satu kelemahan untuk teleskop luar angkasa seperti Hubble, yakni sangat sulit untuk dirawat dan diperbaiki ketika mengalami kerusakan. Walau begitu, Hubble adalah teleskop pertama yang dirancang khusus untuk bisa diperbaiki secara langsung di orbit Bumi oleh astronot, sementara teleskop luar angkasa lainnya, seperti Kepler dan Spitzer, tidak dapat diperbaiki sama sekali.

Hubble melakukan satu putaran penuh mengelilingi Bumi setiap 97 menit, bergerak dengan kecepatan 8 kilometer per detik. Kamu mungkin berpikir ini kecepatan yang sangat cepat, tetapi karena diameter Bumi yang besar, kecepatan Hubble ini belum ada artinya.

Hubble harus tetap pada kecepatan itu bila ingin terus bisa mengitari Bumi. Bila sedikit lebih lambat, Hubble akan bergerak jatuh ke Bumi, tetapi bila lebih cepat maka ia akan terlempar ke luar orbit Bumi. Nah, saat bergerak inilah, cermin Hubble menangkap cahaya dari alam semesta, lalu cahaya itu dikirim ke dalam beberapa instrumen ilmiahnya.

Termasuk dalam jenis teleskop yang dikenal sebagai reflektor Cassegrain, cara kerja Hubble sebenarnya sangat sederhana. Cahaya dari objek alam semesta yang menyentuh cermin utama teleskop, atau cermin primer, akan dipantulkan ke cermin sekundernya. Setelah itu, cermin sekunder akan memfokuskan cahaya melalui lubang di tengah cermin primer untuk dikirim ke instrumen-instrumen ilmiahnya.

Beberapa orang, mungkin termasuk kamu, sering keliru menyatakan bahwa teleskop berfungsi untuk memperbesar objek. Padahal tidak demikian. Fungsi teleskop sebenarnya adalah untuk mengumpulkan lebih banyak cahaya dari benda langit daripada yang bisa dilakukan oleh mata manusia. Semakin besar cermin teleskop, semakin banyak cahaya yang bisa dikumpulkan, dan semakin baik hasil pencitraannya.

Cermin primer Hubble sendiri memiliki diameter 2,4 meter, yang tergolong kecil jika dibandingkan dengan teleskop berbasis darat saat ini, yang bisa mencapai diameter 10 meter atau lebih. Tetapi, lokasi Hubble yang berada di luar atmosfer memberikan ketajaman pencitraan yang luar biasa.

Begitu cermin-cermin Hubble berhasil mengumpulkan cahaya, instrumen ilmiah Hubble akan mulai bekerja, baik bekerja secara berbarengan atau secara individual tergantung kebutuhan pengamatan. Setiap instrumen dirancang untuk meneliti alam semesta dengan cara yang berbeda.

Instrumen-instrumen tersebut di antara lain adalah:

Wide Field Camera 3 (WFC3), sebuah instrumen yang dapat melihat tiga jenis cahaya berbeda: ultraviolet-dekat, cahaya tampak, dan inframerah-dekat, meskipun tidak secara bersamaan. Resolusi dan bidang pandangnya jauh lebih besar daripada instrumen lain pada Hubble. WFC3 adalah salah satu dari dua instrumen terbaru Hubble dan banyak digunakan untuk mempelajari energi gelap, materi gelap, pembentukan bintang-bintang, hingga penemuan galaksi yang sangat jauh.

Cosmic Origin Spectrograph (COS), termasuk instrumen baru Hubble lainnya, COS adalah spektrograf yang bisa melihat secara eksklusif dalam sinar ultraviolet. Spektrograf bejerka seperti prisma, memisahkan cahaya dari benda-benda langit menjadi warna komponennya. Hal itu pun memberikan “sidik jari” panjang gelombang dari objek yang diamati, yang memberitahu para astronom mengenai suhu, komposisi kimia, kepadatan, dan gerakannya. COS akan meningkatkan sensitivitas ultraviolet Hubble setidaknya hingga 70 kali ketika mengamati objek yang sangat redup.

Advanced Camera for Survey (ACS), sebuah instrumen yang dapat membuat Hubble melihat cahaya tampak dan dirancang untuk mempelajari beberapa aktivitas alam semesta awal. ACS membantu memetakan distribusi materi gelap, mendeteksi objek yang paling jauh di alam semesta, mencari planet-planet besar, dan mempelajari evolusi gugusan galaksi. ACS sempat berhenti bekerja pada tahun 2007 karena kekurangan listrik, tetapi telah diperbaiki pada bulan Mei 2009.

Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), instrumen spektograf lainnya pada Hubble yang mampu melihat dalam sinar ultraviolet, cahaya tampak, dan inframerah-dekat. Berbeda dengan COS, STIS dikenal karena kemampuannya untuk berburu lubang hitam. Sementara COS hanya bekerja paling baik untuk meneliti bintang atau quasar, STIS dapat memetakan objek yang lebih besar seperti galaksi.

Near Infrared Camera and Multi-object Spectrometer (NICMOS), adalah sensor panas Hubble. Sensitivitasnya terhadap cahaya inframerah memungkinkan para astronom untuk mengamati benda-benda angkasa yang tersembunyi di balik debu antarbintang. Instrumen NICMOS ini biasanya digunakan saat Hubble sedang meneliti sebuah nebula.

Instumen terakhir, Fine Guidance Sensors (FGS), adalah perangkat yang mampu mengunci posisi Hubble ke benda langit yang ingin diamati, menjaga Hubble menunjuk ke arah yang benar. Selain itu, FGS juga dapat digunakan untuk secara tepat mengukur jarak bintang.

Nah, seluruh instrumen Hubble ini bisa aktif karena didukung oleh sinar matahari. Hubble memiliki beberapa panel surya yang bisa mengubah sinar matahari secara langsung menjadi listrik. Sebagian dari listrik itu akan disimpan dalam baterai yang menjaga teleskop tetap aktif ketika berada atas area malam Bumi, terhalang dari sinar matahari.

Hubble juga dilengkapi dengan empat antena yang berfungsi untuk mengirim dan menerima informasi antara Hubble dan Tim Operasi Misi yang berada di Goddard Space Flight Center di Maryland, AS. Selain itu, ada pula dua komputer utama dan sejumlah sistem yang lebih kecil pada Hubble. Salah satu komputer utama digunakan untuk menangani perintah yang mengarahkan teleskop, sementara komputer yang lain adalah untuk memerintahkan instrumen, menerima data mereka, dan mengirimkannya ke satelit, hingga akhirnya diterima Pusat Misi di Bumi.

Setelah Pusat Misi menerima data dari Hubble, maka para staf yang bekerja di sana akan mulai menerjemahkan data, seperti panjang gelombang lainnya, dan mengarsipkan informasi itu pada sebuah alat penyimpanan. Hubble sendiri mengirimkan informasi yang cukup untuk mengisi sekitar 18 DVD setiap minggu. Astronom dapat mengunduh data yang diarsipkan melalui internet dan menganalisisnya dari mana saja di seluruh dunia.

Nah, itulah bagaimana Teleskop Antariksa Hubble bekerja. Dan omong-omong, kamu juga bisa lho menggunakan Hubble untuk melakukan penelitian. Kamu hanya perlu mengirim proposal terbaik ke Pusat Misi Hubble. Proposal yang terpilih akan berkesempatan memanfaatkan kapabilitas Hubble untuk pengamatan dan penelitian. Setiap tahunnya, ada sekitar 1.000 proposal yang ditinjau, dan sekitar 200 saja yang dipilih.

Tertarik untuk mengamati alam semesta dengan Hubble?