Jenis-Jenis Teleskop Pemantul (Reflecting Telescope)

Giant Magellan Telescope menggunakan asas rekaan Gregorian telescope.

Seperti yang kita sudah ketahui bahawa teleskop pemantul merupakan teleskop yang jauh lebih baik berbanding teleskop optik biasa yang mengalami ‘chromatic aberration’, yang berpunca daripada penggunaan kanta nya. Namun begitu terdapat beberapa variasi pada teleskop pemantul daripada beberapa rekaan utama – walaupun ianya selalu dikaitkan dengan rekaan Isaac Newton dan diberikan gelaran Newtonian telescope.

Secara kasarnya kesemua rekaan ini menghasilkan kualiti penglihatan yang baik, kerana ia menggunakan kaca pemantul berbanding kanta. Namun dari segi kedudukan pemantul dan jenis-jenis kaca yang digunakan memberikan kesan kepada saiz teleskop yang dihasilkan. Oleh sebab itu anda masih melihat varisasi yang ketara pada teleskop jenis ini kerana ia juga berasal daripada beberapa rekaan utama.

Gregorian Telescope

Ciri-ciri rekaan Gregorian telescope.

Gregorian telescope agak panjang dari teleskop pemantul jenis lain.

Teleskop jenis ini direka oleh ahli astronomi dan pakar matematik Scottish iaitu James Gregory pada tahun 1663 melalui bukunya Optica Promota. Rekaan beliau menggunakan dua kaca cembung yang digunakan untuk menumpukan cahaya kepada mata pemerhati. Kaca pemantul kedua diletakkan lebih jauh daripada titik fokus kaca pemantul pertama bagi menghasilkan imej menegak. Walaupun rekaan ini menghasilkan teleskop yang agak panjang, ia masih digunakan pada beberapa rekaan teleskop moden seperti Vatican Advanced Technology Telescope, Magellan telescopes, Large Binocular Telescope, dan Giant Magellan Telescope.

Newtonian Telescope

Ciri-ciri rekaan Newtonian telescope.

Newtonian telescope mempunyai kanta optik di bahagian tepi.

Walaupun pada umumnya teleskop pemantul dianggap sebagai Newtonian Telescope, namun rekaan teleskop jenis ini mempunyai rekaan yang lebih ringkas (anda boleh membinanya sendiri seperti di dalam artikel yang lepas;  membina teleskop). Ia dihasilkan kali pertama oleh Isaac Newton sendiri pada tahun 1668. Ia menggunakan satu kaca pemantul parabolik dengan nisbah fokus f/8 atau lebih tinggi untuk mendapatkan resolusi visual yang baik. Kaca pemantul kedua merupakan kaca pemantul yang rata untuk kegunaan pemerhati. Sebagai rekaan terpaling ringkas, teleskop ini mudah dibina sendiri sebagai hobi.

Cassegrain Telescope

Cassegrain telescope menghasilkan teleskop yang lebih pendek.

Teleskop Cassegrain lebih kompak.

Rekaan teleskop Cassegrain mempunyai ciri-ciri seperti teleskop Gregorian di mana kedudukan pemerhati terletak pada belakang kaca pemantul utama. Perbezaan ketara rekaan ini adalah kedudukan kaca pemantul kedua yang terletak di hadapan titik fokus kaca primer membolehkan rekaan yang dihasilkan jauh lebih pendek berbanding rekaan teleskop-teleskop yang lain. Kaca pemantul kedua juga adalah berbentuk cembung. Rekaan ini dihasilkan oleh Laurent Cassegrain pada tahun 1672.

Ketiga-tiga rekaan di atas merupakan antara rekaan utama teleskop pemantul. Namun rekaan teleskop tidak sekadar berhenti di situ. Banyak lagi rekaan lain dalam usaha memberbaiki kualiti pemerhatian objek-objek jauh di ruang angkasa. Rekaan baru ini sejajar dengan perkembangan teknologi bahan baru untuk menghasilkan kaca pemantul yang lebih baik dengan saiz yang lebih besar. Malah penggunaan teknologi komputer juga turut membantu pembinaan teleskop-teleskop moden bersaiz gergasi menggunakan konsep asas daripada rekaan asal ini. Beberapa rekaan lain adalah seperti berikut;

• Ritchey–Chrétien telescope
• Three-mirror anastigmat
• Dall–Kirkham Cassegrain telescope
• Herschelian telescope (Off-axis)
• Schiefspiegler telescope (Off-axis)
• Stevick-Paul telescope (Off-axis)
• Yolo telescope (Off-axis)
• Liquid mirror telescopes

Banyak sekali rekaan berkenaan dengan teleskop sahaja, semenjak ia mula direka beberapa ratus tahun dahulu dan ia tidak akan berhenti di situ sahaja. Teleskop-teleskop moden bukan sahaja mempunyai saiz kanta yang jauh lebih besar, malah menggunakan pelbagai teknologi untuk membolehkan kualiti imej yang lebih baik dan kuasa pembesaran yang jauh lebih tinggi. Sekiranya anda berminat dengan peralatan ini, ada mempunyai pilihan yang banyak selain daripada membinanya sendiri - mungkin juga anda mempunyai rekaan terbaru!

Bagaimana Mebina Teleskop Pemantul Anda Sendiri?

Antara telescope berkualiti tinggi.

Teleskop merupakan antara peralatan yang agak mahal untuk dimiliki oleh semua. Namun ianya boleh dibina sendiri dengan harga yang jauh lebih murah. Walaupun teleskop yang dibina sendiri mungkin tidak mempunyai kualiti seperti teleskop moden yang lain, namun ia jauh lebih baik daripada teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei untuk mencipta sejarah ratusan tahun dahulu.

Seperti juga peralatan-peralatan lain, teleskop berubah mengikut peredaran zaman. Teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei merupakan teleskop optik biasa yang menggunakan kanta objektif cembung (convex objective lens) dan juga kanta mata cekung (concave eye lens) dan rekaan seperti ini dinamakan sebagai Galilean telescope. Percayakah anda bahawa teleskop yang digunakan oleh Galileo Galilei menghasilkan imej yang amat kabur, dengan kuasa pembesaran yang amat rendah?

Galileo Galilei merupakan tokoh dalam rekaan teleskop.

Contoh teleskop seperti yang direka oleh Galileo.

Banyak faktor yang menyebabkan mengapa teleskop beliau menghasilkan imej yang tidak berkualiti. Namun usaha beliau ini membolehkan teknologi tersebut terus berkembang, diperbaiki, malah menjadikan beliau antara manusia yang dikenang sebagai pereka teleskop terawal.

Perubahan Teknologi Teleskop

Penggunaan kanta cembung ataupun cekung seperti pada teleskop Galileo Galilei mempunyai banyak kekurangan. Kekurangan yang terpaling besar sekali adalah biasan cahaya (chromatic aberration) disebabkan cahaya yang terbias apabila melalui kanta. Jarak fokus (focal length) kanta juga menjadikan teleskop jenis ini memerlukan saiz yang amat panjang untuk menghasilkan kuasa pembesaran yang diperlukan selain turut meningkatkan lagi kesan ‘chromatic aberration’.

Cadangan menggunakan pemantul kaca mula dicadangkan sejurus rekaan Galilean telescope dihasilkan. Ia juga dicadangkan oleh beberapa tokoh awal seperti Alhazen (Hasan Ibn al-Haytham), begitu juga dengan Giovanni Francesco Sagredo yang turut mencadangkan penggunaan kaca cekung sebagai penumpu cahaya bagi menggantikan penggunaan kanta. Penggunaan kaca pemantul ini dapat mengelakkan kesan chromatic aberration seperti yang terdapat pada kanta. Rekaan awal dicadangkan oleh James Gregory pada tahun 1663, dan ia dinamakan sebagai Gregorian telescope. Namun begitu tiada rekaan sebenar yang dihasilkan sehingga Isaac Newton menghasilkan teleskop kaca pemantul yang berfungsi pada tahun 1668. Ia juga menjadikan rekaan teleskop pemantul ini dikenali sebagai Newtonian telescope.

Kesan chromatic aberration pada imej yang dihasilkan.

Teleskop yang dihasilkan oleh Newton pada tahun 1672.

Bagaimana Newtonian Telescope berfungsi.

Namun teleskop dengan pemantul ini juga mengambil masa yang lama untuk menjadi popular kerana kualiti pemantul yang dihasilkan tidak seperti yang diharapkan pada masa tersebut. Namun ia merupakan jenis teleskop yang digunakan oleh Frederick William Herschel (15 November 1738 – 25 August 1822). William Herschel juga sebenarnya menghasilkan teleskopnya sendiri menggunakan pemantul yang dibuat daripada logam yang digilap dengan cermat pada tahun 1774.

Teknologi teleskop ini terus diperbaharui seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu sains. Hari ini teleskop berfungsi bukan sahaja untuk mencerap cahaya yang boleh dilihat dengan mata kasar malah turut mencerap gelombang-gelombang lain seperti infra-merah, x-rays, UV, gelombang radio dan juga gelombang-gelombang pendek. Malah gangguan-gangguan yang disebabkan oleh atmosfera bumi turut diatasi dengan menggunakan teleskop yang ditempatkan di ruang angkasa.

Bagaimana Memiliki Teleskop

Oleh kerana teleskop merupakan peralatan yang mahal, maka membina sendiri teleskop anda merupakan antara jalan yang paling baik. Selain mengelakkan pembaziran wang, ia juga turut membantu anda lebih memahami bagaimana peralatan ini berfungsi. Malah kesemua pakar astronomi seperti yang disebutkan di atas juga membina teleskop mereka sendiri dengan barangan yang berkualiti rendah. Apakah yang menyebabkan anda tidak boleh membinanya.

Untuk memudahkan proses pembinaan tersebut, terdapat video panduan di hujung artikel ini. Kenal pasti barangan-barangan yang diperlukan, langkah-langkah dan teknik penghasilan sebelum anda membuat keputusan untuk membinanya. Fikirkan peralatan ganti sekiranya anda tidak berjaya mendapatkan bahan yang sama seperti yang digunakan di dalam video tersebut. Fahami juga konsep bagaimana peralatan ini berfungsi untuk memudahkan anda menghasilkan teleskop pemantul yang berfungsi (atau apabila anda ingin menghasilkan teleskop yang lebih baik pada masa akan datang).

Semoga paparan kali ini sedikit sebanyak membantu anda dalam mengenali satu lagi peralatan yang penting kepada dunia sains. Antara peralatan lain yang menggunakan konsep yang sama, namun pada skala yang berbeza adalah mikroskop. Mikroskop juga mengalami perubahan teknologi yang jauh berbeza daripada konsep asalnya; mungkin akan dibincangkan pada kesempatan yang lain pula. Selamat mencuba.

Bagaimana Melihat ISS Mengelilingi Bumi?

ISS bergerak amat pantas dan mengambil masa hanya 91.63 minit untuk mengelilingi bumi.

ISS (International Space Station) merupakan salah satu rekaan manusia yang terpaling mahal berada di ruang angkasa untuk menjalankan pelbagai eksperimen bagi membantu kita menghurai pelbagai persoalan. Tidak kurang pula ada yang mempertikaikan kewujudannya di ruang angkasa. Jadi kali ini kita akan melihat bagaimana kita boleh melihatnya sendiri ketika ia mengelilingi bumi.

Untuk memudahkan lagi proses ini anda boleh menyemak video yang disertakan bersama-sama dengan artikel ini yang disediakan oleh John Read yang turut menyediakan buku panduan dalam melihat objek-objek lain di ruang angkasa. Ini kerana, angkasa merupakan ruang yang amat luas dan mencari objek yang kecil seperti ISS menjadi satu perkara yang mencabar – bagi mereka yang kurang berpengalaman.

Selain menyediakan peralatan visual iaitu teleskop yang sesuai anda juga mungkin memerlukan kamera (sekiranya anda ingin merakamkannya). Jadi pilihlah peralatan yang sesuai atau anda mungkin boleh meminjamnya daripada badan-badan yang memiliki peralatan tersebut (sekiranya anda berpeluang).

Tanpa menggunakan apps, kedudukan ISS sukar dipastikan.

Kualiti imej adalah bergantung kepada peralatan yang digunakan.

Anda juga memerlukan applikasi tertentu untuk memudahkan lagi proses mengesan kedudukan ISS (yang akan bergerak dengan pantas ketika mengelilingi bumi). Anda boleh menggunakan Sputnik sekiranya menggunakan iPhone/iPad. Bagi pengguna Android pula anda boleh menggunakan ISS Detector yang boleh dimuat turun melalui Google Play. Tanpa sebarang bantuan, kerja-kerja mengesan kedudukan ISS amat sukar kerana berada jauh di angkasa – amat kecil untuk dilihat dengan mata kasar.

Sediakan peralatan-peralatan lain di lokasi yang sesuai – yang mempunyai kurang pencemaran cahaya (untuk mendapatkan hasil cerapan yang lebih baik). Dapatkan lokasi kedudukan ISS untuk membolehkan anda besedia apabila ia melepasi ruang angkasa di atas anda. Terus mencuba sekiranya anda tidak berjaya buat kali pertama.

Sebaliknya bumi juga merupakan objek yang menarik dilihat dari ISS.

Diharap anda mengambil peluang untuk melihat sendiri peralatan yang menakjubkan ini. Ini kerana ISS bukanlah didirikan oleh sebuah negara malah melibatkan banyak lagi negara-negara maju yang lain. Ia juga secara tidak langsung dapat menafikan andaian bahawa ISS adalah sekadar cerita rekaan. Teruskan usaha anda dalam mengkaji fenomena-fenomena lain juga kerana teknologi memerlukan penglibatan semua. Menarik!

Radio Teleskop Terbesar di Dunia FAST

Radio Teleskop berdiameter 500 m akan sipa pada 2016.

Radio teleskop terbesar di dunia dikenali sebagai Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (FAST) sedang menjalani kerja-kerja akhir pembinaannya yang dijangkakan akan siap pada tahun ini 2016. Teleskop yang dibina di kawasan lembah semulajadi ini sama juga seperti teleskop terbesar sebelumnya iaitu Arecibo Observatory di Puerto Rico berdiameter 305 m.

Teleskop terbesar ini dibina di Daerah Pintang, Guizhou, Barat Daya China. Ia mula dibina pada tahun 2011 dan dijangkakan akan siap menjelang tahun 2016. Manakala sebuah lagi teleskop terbesar yang mengatasinya adalah di Russia iaitu RATAN-600 (dengan binaan yang berbeza). FAST merupakan teleskop dengan keupayaan 3 kali sensitiviti daripada teleskop di Arecibo dan menelan belanja sehingga 700 juta yuan (sekitar USD110 juta).

Teleskop yang mula dicadangkan pada tahun 1994 ini mendapat kelulusan daripada National Development and Reform Commission (NDRC) pada Julai 2007. Kerja-kerja hanya dimulakan pada March 2011 dan dijangka akan siap pada tahun 2016.

Perbezaan radio-radio teleskop di dunia.

Kerja-kerja pemasangan FAST.

Teknik binaan FAST menyamai dengan teleskop sebelum ini iaitu dengan menggunakan kawah semulajadi (karst) yang membentuk piring teleskop tersebut. Bagaimanapun FAST akan menggunakan permukaan aktif (active surface) yang membolehkan ia mengubah arah fokus mengikut arah yang diperlukan. Ia juga memiliki 300 m  permukaan efektif (berbanding Arecibo yang hanya mempunyai 200 m permukaan efektif). Ia juga mampu meliputi kawsan langit sehingga pada sudut 40° daripada zenith (berbanding Arecibo yang hanya mampu meliputi kawasan 20° sahaja). Manakala julat frekuensinya pula adalah di antara 70 MHz ke 3.0 GHz, dengan ketepatan sehingga 4 arcseconds (saat sudut).

Radio teleskop sama juga seperti teleskop optik bertujuan untuk menumpukan gelombang radio, berbanding teleskop optik yang menumpukan cahaya untuk membolehkan kita melihat objek yang jauh. Teleskop radio perlu dibina di kawasan jauh dari pencemaran yang boleh mengganggu gelombang elektromagnetik daripada terganggu.

Radio Teleskop Arecibo, Puerto Rico.

Teleskop 64 m di Parkes Observatory pada 1969 digunakan untuk berhubung dengan Apollo 11.

Komputer Terawal Sebelum Masehi - Antikythera mechanism

Siapa menyangka ketulan gangsa ini adalah sebuah mesin yang canggih.

Sebuah peralatan yang mempunyai ketepatan tinggi untuk mengukur kedudukan bulan, beberapa buah planet yang mengelilingi bumi telah dicipta lebih awal dan peralatan ini ditemui di sebuah pulau di Greece iaitu Antikythera pada tahun 1900–1901. Peralatan ini ditemui bersama dengan beberapa arifak lain dari kapal yang karam di kepulauan tersebut.

Hasil siasatan menjangkakan peralatan ini dicipta di antara 100 – 150 BCE, manakala ada juga yang mencadangkan ianya adalah sekitar 250 BCE. Ia merupakan peralatan yang boleh dikatakan canggih pada masa itu kerana bukan sahaja mempunyai ketepatan yang tinggi, malah saiznya juga agak kecil yang mampu memaparkan pergerakan objek-objek di angkasa dengan baik – mengikut kefahaman astronomi Greek pada masa itu (planet mengelilingi dan bumi sebagai pusat).

Walaupun alat ini ditemui lebih awal, namun kajian menyeluruh terhadapnya  hanya dapat dilakukan di akhir abad ke-21 (dengan adanya peralatan yang membolehkan ianya dikaji seperti: peralatan x-ray, gambaran 3-D dan simulasi komputer). Ianya bermula apabila Derek J. de Solla Price kembali berminat untuk mengkajinya semula pada tahun 1951. Manakala pada tahun 1971 gambar x-ray telah diambil oleh Price dan seorang lagi ahli fizik Greek iaitu Charalampos Karakalos, dan membentangkan hasil kajian tersebut pada tahun 1974.

Serpihan-serpihan daripada Antikythera mechanism.

Hasil gambaran X-ray membongkar rahsia.

Penyelaman seterusnya yang dilakukan oleh pengembara Perancis yang terkenal iaitu Jacques Cousteau pada tahun 1970 menemukan lebih banyak bukti yang membolehkan peralatan ini dikenali dengan lebih dekat. Barangan lain yang ditemui seperti koin (syiling) dan tembikar memberikan gambaran tentang aktiviti perdagangan yang dijalankan oleh kapal yang karam tersebut. Maka dengan itu ia berkemungkinan berasal dari Syracuse iaitu sebahagian dari koloni Corinth yang juga merupakan tempat asal Archimedes. Manakala ia juga berkemungkinan berasal dari bahagian lain kerajaan Greece iaitu Pergamon, yang juga menempatkan Perpustakaan Pergamum (Library of Pergamum) yang juga merupakan perpustakaan kedua terpenting selepas Library of Alexandria pada era Hellenistic.

Manakala barangan lain pula menunjukkan ciri-ciri Rhodian yang berasal daripada akedemi di asaskan oleh ahli falsafah Stoic iaitu Posidonius. Rhodes juga merupakan pusat astronomi dan kejuruteraan mekanikal serta menjadi tempat tinggal bagi Hipparchus. Ia mungkin merupakan peralatan yang direka beliau atau berasaskan kepada hasil teori beliau.

Apa yang menarik mengenai peralatan kecil ini adalah hasil rekaan serta fungsinya yang sebelum ini tidak diketahui wujud pada masa tersebut. Tambahan pula ia terus hilang dari Greece atau Eropah sehingga timbul semula di Tanah Arab dengan alatan seperti Astrolab rekaan Muhammad al-Fazari pada kurun ke-8 Masehi. Pada masa tersebut peralatan yang direka lebih menjurus untuk mencari arah kiblat, kitaran bulan dan menentukan waktu solat.

Hasil rekaan semula menggunakan CGI.

Astrolabe - peralatan yang dicipta pada kurun-8 Masehi.

Apa yang penting, dengan penemuan ‘Antikythera mechanism’ menunjukkan peralatan seumpama ini telah lama direka dan ilmu astronomi telah lama dipelajari oleh manusia. Ia merupakan antara perkara yang sangat dititik beratkan oleh para bijak pandai terdahulu kerana hubungan rapatnya dengan kehidupan manusia seperti kitaran musim dan waktu dalam masa sehari.

Terdapat dua perkara penting dalam pembinaan peralatan ini iaitu  pertama adalah mengenai ilmu tentang kitaran planet itu sendiri dan kedua iaitu kejuruteraan mekanikal untuk membina peralatan itu pula. Ia membantu meringkaskan proses pengiraan berulang-ulang untuk tempoh masa yang berbeza-beza. Maka dengan itu kemungkinan banyak lagi ilmu pengetahuan dari zaman lampau yang turut hilang akibat daripada peperangan, bencana atau hilang begitu sahaja tanpa diwarisi oleh generasi berikutnya. Semoga ia menjadi renungan untuk kita hari ini.

*anda perlu mencari sendiri maklumat lanjut mengenai peralatan ini sekiranya berminat kerana ianya terlalu panjang untuk diolah.