I. Intro
Berkaitan dengan penelitian di Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), saya akan sedikit berbagi ilmu mengenai Solar Radiospectrograph, yang di LAPAN sendiri berlokasi di Loka Pengamatan Dirgantara Tanjung Sari, Sumedang.
Spektrograf Radio Matahari merupakan sebuah instrumen pengamatan Matahari pada panjang gelombang radio. Berbeda dengan sistem fixed-frequency (single frequency channel), rentang panjang gelombang spektrograf radio mampu mendeteksi karakteristik spektral dari burst radio sehubungan yang berkaitan dengan fenomena pada Matahari, semacam flare. Intensitas dan frekuensi burst serta perubahannya terhadap waktu ini penting dipelajari untuk memprediksi efek aktivitas Matahari dan keterkaitan pada lingkungan antariksa.
Dua hal pokok yang menentukan nilai dari spektrograf radio adalah sensitivitas dan rentang panjang gelombang yang dapat diamati. Dengan pengamatan rutin burst radio Matahari, dapat diprediksi gangguan Solar Terrestrial yang dalam era digital ini, sistem kontrol dan penyimpanan data dengan komputer dapat langsung didistribusikan ke berbagai instansi.
Pengamatan dengan spektrograf radio Matahari umumnya dilakukan dalam waktu 12 jam dengan rentang frekuensi 18 MHz – 1800 MHZ yang terbagi atas tiga antena. Dua diantaranya merupakan reflektor parabola (9 m dan 5.5 m) dengan cross-polarised log periodics array feeds. Kemudian satunya berupa dual cross-polarised log periodic array. Sinyal yang ditangkap antena-antena tersebut pertama-tama masuk ke Front End Spektrograf yang terdiri atas pre amplifiers dan high o notch filters untuk menghilangkan sumber noise yang diketahui seperti televisi dan radio FM. Kemudian sinyal masuk ke spektrograf dimana analisis spektral dengan kecepatan dan resolusi tinggi dilakukan.
Terdapat 4 modul DSP terpisah yang beroperasi pada mode sweep single pada frekuensi bank yang berbeda : 18-57 MHz, 57-180 MHz, 180-570 MHz, dan 570-1800 MHz. Sistem kontrol menginisiasi sweep dari masing-masing band secara berurutan. Sekali sweep terdiri atas 512 sampel dengan resolusi amplitudo 8 bit dan membutuhkan waktu 0.75 detik. Penerusan data dari DSP modul ke sistem kontrol di sampling kembali sampai menghasilkan keluaran frekuensi logaritmik yang ditampilkan secara real-time pada layar sistem mikro kontrol komputer dan mungkin ditransmisikan melalui speed serial link ke auxiliary Microcomputer Control System. Kemudian disana akan dilakukan pemrosesan data yang lebih lanjut seperti penyaringan noise dan sebagai tampilan utama dari radio spektrograf. Intensitas flux radio sendiri diindikasikan dengan warna pada titik-titik frekuensi terhadap waktu. Data yang dihasilkan memungkinkan dalam prediksi gangguan ionosfer dan geomagnet sehari atau dua hari lebih dini.
Spektrograf Radio memiliki resolusi yang tinggi pada frekuensi, waktu, dan intensitas untuk penentuan karakteristik radio burst yang lebih akurat. Sebagai spektograf radio digital, hal penampilan monitor, transmisi dan penerimaan data lebih fleksibel. Pada pengembangan kedepan, sangat memungkinkan juga dilakukan automasi parsial dari analisis data radio burst.
II. Operasional
Prediksi gangguan Ionosfer dan Geomagnet yang sebagian besar diakibatkan oleh aktivitas Matahari sangat berkaitan dengan radio burst dan emisi X ray, gelombang kejut, proton, dan partikel bermuatan lain. Oleh karena itu, pengamatan burst radio ini memungkinkan untuk prediksi kejadaian ini lagi dan gangguan yang mungkin disebabnkan olehnya.
SPESIFIKASI TEKNIS RADIO SPEKTROGRAF MATAHARI
a. Rentang frekuensi :
– Band A 18 MHz – 57 MHz
– Band B 57 MHz – 180 MHz
– Band C 180 MHz – 570 MHz
– Band D 570 MHz – 1800 MHz
b. Frekuensi channel per band : 501 channels/band
c. Header data (tanggal/jam) per band : 1 header/band/record
d. Frekuensi channel spacing : linear
e. Rentang dinamika : 80dB
f. Bandwidth : Adjustable
g. Preamplification : 10dB – 30dB
h. Amplitude levels stored : 256
i. Amplitude levels displayed : 32 atau 64
j. Time to aquire radio spectrograph :
– single band : 0.75 s
– four bands (18 – 1800MHz) : 3 s
k. Kalibrasi : Calibrated noise source pada tiap antena.
l. Sistem Antena :
– Antena band A (18 MHz – 57 MHz): dipole, non steered
– Antena band B (57 MHz – 180 MHz): Steered 13 Meter parabolic dish with log periodic feed.
– Antnna band C & D (180MHz – 1800MHz): Steered 6 Meter Parabolic Dish Programmed PC system
m. Antenna Steering controller : Programmed PC system
n. Sistem akuisisi data
– Data akuisisi:
o Processor : “468” PC system
o Sistem Operasi : DOS
o Storage: 100 Mbyte Hard Disk
o Software pengontrol: Termasuk software kontrol akuisisi data
– Local data link : Ethernet
– Workstation :
o Processor : Sun IPC ( Color)
o Data achieving : 2500 Mbyte ‘Exabyte’ Tape drive system
o Operating System: unix
o Software pengontrol: Solar radio spectrograph control system software 30 Min Capacity.
III. Sistem Pemrosesan Data
Data yang telah diperoleh dari sistem akuisisi data ditransfer melalui ethernet data communication link menuju workstation (seperti Sun Microsystem SPARC IPC) yang ditampilkan, kemudian disimpan ke hard disk dan dapat dianalisis secara simultan.
Analisis data solar radio spektrograf tersebut juga termasuk:
– Menampilkan solar radiospectrograph yang berwarna untuk mengidentifikasi tipe radio burst.
– Analisis Burst tipe II untuk menentukan kecepatan kejut.
– Kemudahan scan data dalam jumlah yang besar
– Print out hitam putih radiospectrograph.
Life, as we know it! 