Kata
INSAR sebenarnya merupakan singkatan yang ‘bertingkat’. Dikatakan
bertingkat karena singkatan INSAR itu sendiri terdiri atas tiga istilah
pembentuknya, yaitu Interferometry, Synthetic Aperture Radar (SAR), dan Radar (Radio detection and Ranging)itu sendiri. Sejarah INSAR yang akan dibahas pada thesis ini akan didasarkan pada ketiga hal tersebut.
Sebelum dikenal istilah radar, RDF (Radio Direction Finder), dan merupakan teknologi yang dikembangkan oleh Inggris. Awalnya radar dikembangkan
oleh pihak militer Inggris sebelum memasuki perang dunia ke-2, dan
kemudian benar-benar diaplikasikan dalam perang dunia ke-2, terutama
ketika melawan Jerman. Teknologi radar saat
itu benar-benar sangat membantu inggris memenangkan perang melawan
Jerman, padahal sebetulnya Jerman telah lebih dahulu mengenal teknologi
penggunaan gelombang elektromagnetik untuk mendeteksi objek logam. Pada
tahun 1941, RDF baru di ganti istilahnya menjadi yang kita kenal saat
ini, radar yang merupakan akronim dari Radio Detection and Ranging.
Radar merupakan
sistem yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk menentukan
jarak, ketinggian, arah, beserta parameter-parameter turunan lainnya
seperti kecepatan, perubahan kecepatan (percepatan), dan lain
sebagainya. Seiring dengan berjalannya waktu, teknologi radarpun semakin bertambah maju. Saat ini kemampuan radar sudah semakin bertambah banyak, seperti selain penggunaan yang sudah disebutkan dengan kualitas yang jauh lebih baik, radar juga mampu mengenali objek yang diamati sampai karakteristinya, seperti jenis bebatuan, kadar air, dan sebagainya. Aplikasi radar juga
semakin bertambah luas, bukan hanya dalam bidang militer, namun juga
merambah kebidang geologi, geofisika, geodesi, kedokteran, ilmu
lingkungan, astronomi, dan lain sebagainya.
Ada dua tonggak penting dalam kelahiran teknologi radar, yaitu ketika konsep-konsep dasar yang menjadi pondasi ilmu radar ditemukan.
Yang pertama adalah pada tahun 1873, dimana pada saat itu James Clerk
Maxwell berhasil merumuskan persamaan tentang elektromagnetisme dalam
bukunya “Treaties on Electro and Magnetism”.
Dan yang kedua adalah pada tahun 1886, ketika Heinrich Hertz melakukan
experimennya. Pada experimennya itu, ia berhasil memproduksi dan
mendeteksi gelombang radio yang diketahui parameter-parameternya untuk
pertama kali. Dan yang lebih penting lagi, pada percobaan tersebut, ia
juga menemukan fakta bahwa gelombang-gelombang yang dipancarkan tersebut
dipantulkan juga disebarkan oleh objek yang dikenainya (Buderi, 1996,
dalam Hanssen).
Ada beberapa inventor, ilmuwan, dan insinyur yang berkontribusi besar dalam tahap perkembangan awal teknologi radar ini.
Orang pertama yang menggunakan gelombang radio untuk mendeteksi
keberadaan objek logam yang jauh adalah Christian Hülsmeyer (Wikipedia),
yang pada tahun 1904 mendemonstrasikan kemampuan mendeteksi keberadaan
kapal dalam kondisi kabut yang sangat berat, namun saat itu belum dapat
menentukan jarak dari sensor ke kapal tersebut (www.radarworld.org).
Alat tersebut dapat mengenali objek dalam jarak 3000 meter. Kemudian
pada tahun yang sama (Bulan April 1904), dia mendapatkan paten dari
Reischspatent dengan Nomor Nr.165546 untuk alat sistem radar yang dibuatnya, kemudian dia mematenkan kembali teknologi radarnya yang sudah ia perbaiki (terkait penentuan jarak) tidak lama setelahnya dengan nomor paten 169154.
Pada tanggal 30 April 1904, Christian Hülsmeyer menerapkan patennya pada alat sistem radar berikutnya yang dinamai ‘telemobiloscope’. Ia melakukan penelitian ini di Dusseldorf Jerman. Alat ini merupakan sistem radar yang mengintegrasikan transmitter dan receiver gelombang
elektromagnetik, yang digunakan untuk mendeteksi benda logam di
kejauhan. Alat ini kemudian didesain sebagai sistem anti tabrakan pada
kapal-kapal besar seperti kapal perang, dan bekerja dengan sangat baik.
Ia juga kemudian mematenkan hasil temuannya ini pada tangga 22 September
1904.
Perkembangan radar berikutnya
memasuki babak baru pada tahun 1917. Ketika itu, pada bulan Agustus
1917, Nikola Tesla, ilmuwan kelahiran Austria berkewarganegaraan
Amerika, menemukan prinsip pertamanya terkait dengan level frekuensi dan
kekuatan gelombang elektromagnetis yang digunakan pada prinsip-prinsip radar pertama (The Electrical Experimenter August 1916, dalam wikipedia). Dia menyatakan :
"[...] by their [standing electromagnetic waves] use we may produce at will, from a sending station, an electrical effect in any particular region of the globe; [with which] we
may determine the relative position or course of a moving object, such
as a vessel at sea, the distance traversed by the same, or its speed."
Sebelum perang dunia kedua, sebetulnya Inggris dan Jerman sama-sama mengembangkan teknologi radar modern
bersama dengan Amerika, Perancis, dan Uni Soviet. Dari negara-negara
yang disebut itu, Amerika, Inggris, dan Jerman merupakan tiga negara
yang paling aktif dalam pengembangan teknologi radar. Tercatat, pada tahun 1934 sampai dengan 1936, merupakan tahun-tahun yang penuh dengan penemuan juga pengembangan radar yang
sangat berarti. Pada tahun 1934, ilmuwan Perancis, Émile Girardeau
menyatakan bahwa dirinya telah berhasil membangun sistem radar yang
didasarkan pada pernyataan dan penemuan-penemuan Tesla. Émile kemudian
mendapatkan paten atas temuannya tersebut pada tahun yang sama di
Perancis, dengan nomor paten 788795, untuk sistem dual radarnya.
Sistem temuannya ini kemudian banyak dipasang pada kapal perang milik
Angkatan Laut Perancis pada tahun 1935. Pada tahun yang sama pula,
ilmuwan Amerika bernama Dr. Robert M. Page menemukan sistem radar pulsa tunggal (monopulse radar), dan juga seorang ilmuwan militer dari Uni Sovyet, P.K. Oschepkov, bekerja sama dengan Leningrad Electrophysical Institute Uni
Sovyet, menghasilkan perlengkapan RAPID yang memiliki kemampuan untuk
mendeteksi pesawat terbang dalam area dengan radius 3 kilo meter dari receiver (John
Erickson, 1972, dalam Wikipedia). Kemudian, pada tahun 1936, seorang
ilmuwan berkebangsaan Hunggaria, Zoltán Bay, berhasil merampungkan
sebuah model radar di Labolatorium Tungsram.
Namun, dari beberapa negara maju saat itu yang mengembangkan teknologi radar,
Inggrislah yang pertama kali secara penuh mengekspoitasi kegunaan
teknologi tersebut untuk keperluan pertahanan negara dari serangan
pesawat udara. Hal ini didorong oleh kabar yang menyebutkan bahwa Jerman
pada saat yang bersamaan tengan mengembangkan sinar yang mematikan.
Secara teori, terdapat kemungkinan adanya cahaya yang memancarkan
gelombang tertentu sehingga dapat menimbulkan efek fatal seperti yang di
ramaikan saat itu. Ilmuwan Inggris yang diminta meneliti tentang hal
ini oleh Angkatan Udara Inggris kemudian menyimpulkan bahwa hal tersebut
tidak dapat dilakukan secara nyata, namun mendeteksi pesawat terbang
sangat dimungkinkan. Robert Watson-Watt kemudian mendemonstrasikan
kemampuan sistem radarnya yang lebih baik dari negara-negara pesaingnya, dan mematenkannya pada tahun 1935 (British Patent GB593017)(www.patent-france.fr), dan berfungsi sebagai basis jaringan radar untuk mempertahankan Inggris dari serangan musuh.
Kemajuan penting lainnya dalam bidang radar, terutama terkait dengan INSAR adalah dengan ditemukannya cavity magnetron. Ini merupakan salah satu penemuan Inggris yang paling penting. Dengan ditemukannya cavity magnetron, maka dimungkinkan untuk membangun sistem radar yang kecil dengan pulsa yang pendek, energi pancar yang besar, dan gelombang dalam skala centimeter. Peningkatan teknologi radar yang
signifikan sungguh dimungkinkan dari penemuan ini. Alat ini ditemukan
pada bulan September 1940 oleh tim yang tergabung dalam sebuah
labolatorium rahasia di Massachusetts Institute of Technology (MIT)
(Hennsen 2001, dan wikipedia).
Walaupun pada awalnya teknologi radar lebih banyak digunakan untuk keperluan militer, namun perkembangan teknologi radar untuk
meperluan sipil berkembang dengan sangat cepat setelah perang dunia
ke-2. Bidang astronomi adalah bidang yang pertama memperoleh keuntungan
dari teknologi ini. Sistem radar bumi
terbukti sangat ideal untuk mempelajari benda-benda langit terutama
planet dan satelitnya, seperti bulan, planet Mars, Planet Venus, bahkan
juga matahari. Pada bulan Januari 1946, gelombang pantul dari bulan
diterima untuk pertama kalinya. Kemudian pada tahun 1961 (planet Venus),
dan pada tahun 1963 (planet Mars), juga berhasil di observasi dengan
menggunakan antena radio-astronomi (Goldstein dan Gillmore, 1963 dalam
Hanssen; Goldstein dan Carpenter, 1963 dalam Hanssen).
Parameter-parameter yang ditentukan waktu itu adalah kecepatan, delay
waktu, dan intensitas untuk berbagai macam polarisasi (Goldstein, 1964,
1969 dalam Hanssen). Percobaan pertama membawa teknologi radar ke luar angkasa dimulai pada tahun 1962 oleh Jet Propulsion (JPL) NASA. Observasi lunar radar oleh JPL dari Apollo 17 berhasil dilakukan pada tahun 1972.
Prinsip Radar
Gelombang
elektromagnetik yang dipantulkan atau dihamburkan dari objek dengan
besaran/konstanta dielektrik atau diamagnetik tertentu. Ini berarti
sebuah objek padat di udara atau dalam ruang vakum, atau semua benda
yang memiliki kepadatan atom yang signifikan antara objek tersebut
dengan pemancar gelombang, biasanya akan memantulkan atau menghamburkan
gelombang radar. Bahan-bahan yang bersifat menghantarkan listrik (konduktor), seperti logam dan fiber karbon. Hal ini membuat radar sangat cocok untuk mendeteksi keberadaan pesawat terbang dan kapal. Ada juga bahan-bahan yang menyerap gelombang radar,
yaitu benda-benda yang memiliki sifat resistor, dan kangkala memiliki
unsur magnetik. Bahan-bahan sepeti inilah yang digunakan oleh pihak
militer untuk diaplikasikan pada kendaraan militer untuk mengurangi
pantulan gelombang radar, sehingga keberadaannya tidak bisa dideteksi dengan menggunakan radar.
Gelombang radar terpantul
dalam cara yang berbeda sesuai dengan panjang gelombang dan bentuk dari
objek yang dikenainya. Jika panjang gelombang jauh lebih kecil daripada
ukuran objeknya, maka pantulan dari gelombang radar tersebut
akan mirip ketika cahaya dipantulkan oleh cermin. Jika yang terjadi
sebaliknya, yaitu ukuran gelombang jauh lebih besar daripada ukuran
objeknya, maka gelombang pantul tersebut akan terpolarisasi. Dalam
kehidupan sehari-hari, efek dari polarisasi ini adalah efek yang membuat
langit terlihat biru dan merah ketika matahari terbenam. Sistem radar yang
pertama menggunakan panjang gelombang yang sangat besar, demikian besar
hingga seringkali panjang gelombang tersebut lebih besar daripada objek
yang dikenainya. Penggunaan gelombang seperti ini menghasilkan sinyal
yang kabur. Sementara pada sistem radar modern, panjang gelombang yang digunakan jauh lebih pendek, dan panjangnya lebih kecil daripada objek yang ingin diamati.
Pada sistem radar yang digunakan saat ini beroperasi pada frekuensi antara 220 MHz sampai dengan 35 GHz. Namun, beberapa sistem radar ada
yang menggunakan frekuensi sampai 5 MHz, ada juga yang beroperasi
sampai dengan frekuensi 94 GHz. Biasanya, semakin tinggi frekuensi yang
digunakan, semakin tajam gelombang patul yang diterima, dan penentuan
jarak serta lokasi dapat ditentukan lebih akurat. 
Tidak ada komentar:
Posting Komentar