PENGUKURAN GRAVITASI MENGGUNAKAN SATELIT

Salah satu metode geofisika yang paling terkenal adalah metode gaya berat / gravitasi. Metode ini digunakan untuk mencari nilai beda percepatan gravitasi pada suatu daerah. Akuisisi data gravitasi biasanya dilakukan dengan tiga cara, yaitu land surface, marine, dan airborne survey. Namun kali ini kita akan membahas mengenai survei atau pengukuran nilai gravitasi melalui satelit. Pengukuran melalui satelit dapat bersifat pasif dan aktif. Pengukuran pasif meliputi metode tracking lintasan/orbit satelit relatif terhadap permukaan bumi (ground) ataupun terhadap satelit lain sedangkan pengukuran aktif memanfaatkan peralatan altimeter yang terdapat pada satelit (electromagnetic or laser pulse).

Adanya variasi hasil pengukuran metode aktif maupun pasif dapat dikorelasikan dengan adanya anomali gravitasi atau suatu fitur geologi tertentu yang ada di Bumi. Setiap tipe pengukuran memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri. Pengukuran pasif memiliki jangkauan pengukuran yang luas (land surface maupun sea surface) namun memiliki resolusi data yang kurang dibandingkan pengukuran aktif sedangkan pengukuran aktif memiliki resolusi yang lebih baik dibanding pengukuran pasif namun hanya dapat mengukur nilai gravitasi di sea surface.

 

 

Pengukuran Pasif

Seperti yang diilustrasikan oleh gambar 1, pengukuran gravitasi secara pasif menggunakan metode ground tracking digunakan untuk mengetahui nilai orbital displacement. Adanya orbital displacement (perbedaan/jarak antara lokasi satellite hasil observasi O dan lokasi satelit hasil perhitungan C pada titik j) menggambarkan adanya anomali dengan kontras densitas positif. Nilai orbital displacement ini yang kemudian digunakan untuk mengestimasi nilai anomali free air gravitasi.

1

Gambar 1. Pengukuran gravitasi secara pasif menggunakan metode ground tracking.

 

Setelah metode ground tracking dikembangkan pula metode satellite to satellite tracking dimana digunakan dua buah satelite pada orbit yang sama dengan salah satu satelit mendahului satellite yang lain seperti diilustrasikan oleh gambar 2. Orbital displacement didefinisikan sebagai jarak antar satelit dimana pada titik j=1 jarak antar satelit bertambah dikarenakan satelit terdepan lajunya dipercepat terlebih dahulu dibanding satelit yang lain, pada titik j=2 (tepat di atas anomali) jarak antar satelit berkurang dikarenakan satelit terdepan lajunya diperlambat saat menjauhi anomali dan satelit di belakangnya lajunya dipercepat saat mendekati anomali, dan pada titik j=3 jarak antar satelit bertambah lagi. Nilai Orbital displacement pada metode ini juga digunakan untuk menghitung nilai anomali gavitasi free air dengan algoritma yang sedikit berbeda dengan metode ground tracking. Contoh dari satellite yang menggunakaan metode ini adalah TOPEX/Poseidon (1992–2006), dan GRACE (2002−).

2

Gambar 2. Pengukuran gravitasi secara pasif menggunakan metode satellite to satellite tracking (low-low configuration)

 

Pengukuran Aktif

Resolusi dari pengukuran aktif bergantung pada nilai satellite footprint dari altimeter tersebut. Sebagai contoh, Geosat (1985–1989), ERS-1 (1991–1996), dan ERS-2 (1995–2003) adalah satelit yang memiliki footprint seluas 7x7km2 yang berarti satellite mengukur anomali gravitasi dengan rentang panjang gelombang sekitar 15-20 km. Rentang besar panjang gelombang ini diperoleh dari studi waveform retracking.

3

Gambar 3. Parameter-parameter data altimeter

 

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, pengukuran aktif memanfaatkan peralatan altimeter yang terdapat pada satelit (electromagnetic or laser pulse). Data altimeter yang diperoleh ρobs sebelumnya harus dikoreksi terlebih dahulu terhadap kelembaban troposfer, tekanan atmosfer, ionosfer, dan faktor-faktor lain. Hasil data altimeter yang telah dikoreksi ρ  bersama dengan nilai elevasi orbital H, dapat digunakan untuk menghitung variasi nilai sea surface height SSH. Nilai SSH harus dikoreksi terhadap static sea surface topography SSST dan dynamic sea surface topography DSST untuk mendapatkan nilai undulasi geoid N. Nilai undulasi geoid ini yang digunakan untuk menghitung nilai disturbing potential T bersaman nilai gravitasi normal gN yang kemudian digunakan untuk menghitung nilai anomali gravitasi free air berdasarkan persamaan 1 dan 2.

4

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

W. J. Hinze, R. R. B. v. Frese and A. H. Saad, Gravity and Magnetic Exploration : Principles, Practices, and Applications, Cambridge University Press, 2008

Himpunan Mahasiswa Geofisika Indonesia

HMGI

Shares