KAJIAN BEBERAPA SISTEM PENGINDERAAN ]AUH
SATELIT MIKRO DAN SATELIT KECIL
SERTA APLIKASI DATA
Gokmaria SitanggangPeneliti Pusat Pengembangan Pemanfaatan dan Teknologi Penginderaan Jauh, LAPAN
ABSTRACT
Some micro satellite a n d small satellite remote sensing systems which are operating a n d being operated in the national/regional/global region was studied based on the c u r r e n t literatures or informations. The study results can be used as considerations tool in the development of the micro satellite LAPAN-TUBSAT for the next generations.
The s t u d y r e s u l t s among others are the satellites a n d their imager sensors technical capability, the image d a t a characteristis a n d also d a t a applications of : 1) the micro satellite LAPAN TUBSAT, 2) the micro satellite DLR TUBSAT, 3) the small satellite SUNSAT XE, 4) t h e constellation of small satellites FUEGO,5) the constellation of small satellites GOAL & GO, a n d 6) the small satellite DIAMANT.
Another result showed t h a t the u s e of constellation of a n u m b e r small or micro satellites on LEO orbit are necessary especially for disaster detection a n d monitoring and disaster relief a s s i s t a n c e or a n o t h e r applications which n e e d high temporal resolution or real time remote sensing data. There are 4 micro or small satellite remote sensing systems obtained in this study which c a n be considered to be u s e d to develop the micro satellite LAPAN TUBSAT for the next generations, ie the small satellite SUNSAT XE or the constellation of small satellites SUNSAT XE, 2) FUEGO: a dedicated constellation of small satellites to detect a n d monitor forest fires,3) the constellation of small satellites
GOAL & GO for disaster monitoring a n d disaster relief assistance, a n d 4) the small
satellite DIAMANT or the constellation of small satellites DIAMANT, which all described in this paper.
ABSTRAK
Beberapa sistem penginderaan j a u h (inderaja) satelit mikro d a n satelit kecil yang sedang operasional d a n y a n g a k a n operasional dalam c a k u p a n nasional/regional/ global, meliputi k e m a m p u a n teknis dari sistem satelit d a n s e n s o r - s e n s o r pencitranya, karakteristik data citra, serta aplikasi data, dikaji berdasarkan s u m b e r - s u m b e r literature atau informasi yang tersedia dewasa ini. Hasil kajian d a p a t dimanfaatkan sebagai alat pertimbangan di dalam pengembangan sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT u n t u k generasi berikutnya.
Hasil kajian a n t a r a lain k e m a m p u a n teknis sistem satelit d a n sensor-sensor pencitranya, karakteristik d a t a citra serta aplikasi d a t a dari :1) Satelit mikro LAPAN TUBSAT, 2) Satelit mikro DLR TUBSAT, 3) Satelit kecil SUNSAT XE, 4) Konstelasi satelit kecil FUEGO,5) Konstelasi satelit kecil GOAL & GO, d a n 6) Satelit kecil DIAMANT.
Hasil kajian lainnya menunjukkan bahwa p e n g g u n a a n konstelasi (kumpulan) sejumlah satelit mikro atau satelit kecil pada ketinggian orbit LEO adalah perlu terutama u n t u k deteksi dan p e m a n t a u a n b e n c a n a alam d a n p e n a n g a n a n b e n c a n a alam a t a u aplikasi-aplikasi lainnya yang memerlukan data inderaja l a n g s u n g segera atau resolusi temporal sangat tinggi. Diperoleh 4 b u a h sistem inderaja satelit mikro a t a u satelit kecil 85
yang dapat dipertimbangkan u n t u k pengembangan sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT u n t u k generasi berikutnya, yaitu 1) Satelit kecil SUNSAT XE a t a u konstelasi satelit-satelit kecil SUNSAT XE, 2) FUEGO yaitu konstelasi satelit-satelit kecil yang didedikasikan u n t u k mendeteksi dan m e m a n t a u k e b a k a r a n h u t a n , 3) Konstelasi satelit kecil GOAL & GO u n t u k p e m a n t a u a n b e n c a n a alam dan p e n a n g a n a n b e n c a n a alam, dan 4) Satelit kecil DIAMANT atau konstelasi satelit-satelit kecil DIAMANT, yang semuanya diuraikan di dalam makalah ini.
1 PENDAHULUAN
LAPAN dan Universitas Teknik Berlin (Technical University ofBerlin-TUB), sekarang ini s e d a n g m e l a k u k a n kerja-sama dalam p e n g e m b a n g a n satelit mikro dengan misi p e n g a m a t a n (surveillance) dan penginderaan j a u h (inderaja). Satelit mikro hasil kerjasama LAPAN d a n TUB tersebut diberi n a m a LAPAN-TUBSAT. Projek kerjasama t e r s e b u t dimulai dalam tahun 2 0 0 3 . Rancang b a n g u n satelit ter-sebut dilakukan di J e r m a n oleh tim LAPAN di dalam kerja s a m a dengan TUB, Berlin. Tim LAPAN mulai bekerja u n t u k pelatihan serta integrasi mulai J a n u a r i 2004 sampai pertengahan t a h u n 2 0 0 5 . Satelit mikro LAPAN-TUBSAT d i h a r a p k a n diluncurkan pada bulan Oktober 2 0 0 5 dengan meng-gunakan roket PSLV (Polar Spacecraft
Launch Vehicle) milik India (Triharjanto et at, 2004; Yuba, 2005). Namun rencana
peluncuran t e r s e b u t t e r t u n d a sehingga diharapkan d i l a k s a n a k a n dalam t a h u n 2006 ini.
Satelit mikro LAPAN-TUBSAT mirip dengan satelit mikro DLR-TUBSAT yang telah diluncurkan sebelumnya p a d a tanggal 26 Mei 1999 dengan menggunakan roket India PSLV (Schulz d a n Renner, 2000). Satelit mikro LAPAN-TUBSAT di-kembangkan m e n g g u n a k a n pengalaman yang diperoleh dalam p e m b a n g u n a n dan pengoperasian satelit mikro DLR-TUBSAT. Satelit mikro LAPAN-TUBSAT adalah satelit mikro pertama Indonesia dan satelit mikro yang ke tujuh yang d i b a n g u n TUB.
Satelit mikro LAPAN TUBSAT u n t u k misi inderaja (pencitraan Bumi) dirancang bekerja untuk Telemetry and Telecommand (TTC) dengan s a l u r a n frekuensi S-band untuk transmisi d a t a citra ke stasiun
Bumi penerima. Satelit mikro LAPAN-TUBSAT bergerak p a d a orbit LEO ketinggian 630 km, dengan lintasan orbit polar sinkron matahari, dengan kemam-puan waktu yang diperlukan satelit untuk m e l a k u k a n pencitraan a t a s daerah yang sama (resolusi temporal) 20-26 hari. Satelit tersebut b e r a t n y a sekitar 50 kg dan berdimensi 45 x 45 x 27 cm, dirancang dapat beroperasi selama 2 t a h u n , n a m u n hingga b e r u s i a 8 t a h u n masih berfungsi baik.
U n t u k misi inderaja, satelit mikro LAPAN-TUBSAT diperlengkapi dengan
payload (sensor pencitra) d u a buah kamera
video w a r n a . Satu dari payload kamera tersebut adalah k a m e r a video resolusi tinggi yang d a p a t menghasilkan citra dengan lebar liputan s a t u a n citra sebesar 3,5 km dan resolusi p e r m u k a a n Bumi (resolusi spasial) 5 m. Payload (sensor pencitra) yang kedua adalah suatu kamera video w a r n a resolusi r e n d a h yang meng-hasilkan citra dengan lebar liputan satuan citra sebesar 81 km dan resolusi spasial 2 0 0 m. Di s a m p i n g k e d u a b u a h payload tersebut, LAPAN-TUBSAT dilengkapi j u g a dengan payload sekunder di dalam satelit, yaitu sistem penyimpanan dan p e n e r u s a n p e s a n teks singkat (short text store and
forward messaging system) yang diikutkan
dalam On-Board Data Handling (OBDH). Sistem tersebut menggunakan frekuensi TTC dan external RAM p a d a sistem pe-n a pe-n g a pe-n a pe-n d a t a u pe-n t u k mepe-nyimpape-n dape-n meneruskan data textual tersebut.
U n t u k p e n e r i m a a n d a t a yang di-kirimkan dari satelit mikro LAPAN-TUBSAT yang beredar p a d a orbit polarnya, di-b a n g u n stasiun Bumi di Rumpin, Bogor (06,22,27 LS; 106,37,87 BT) yang akan meliput bagian b a r a t dari Indonesia,
sedangkan Sistem Komando d a n Kontrol dilokasikan di Biak.
Dengan k e m a m p u a n resolusi temporal (20-26 hari), resolusi spasial serta lebar liputan s a t u a n citra y a n g dihasilkan seperti d i s e b u t k a n di a t a s , satelit tersebut d a p a t m e n d e t e k s i d a n memantau s u m b e r daya alam atau ben-cana alam seperti k e b a k a r a n h u t a n , banjir, t a n a h longsor, letusan g u n u n g api, gempa Bumi, kecelakaan kapal di wilayah Indonedia. U n t u k deteksi d a n pemantauan yang memerlukan perubahan waktu yang cepat seperti p e n a n g a n a n bencana alam, sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT y a n g a k a n segera dioperasikan tersebut perlu dikembangkan lagi pada generasi berikutnya.
Beberapa sistem inderaja satelit mikro dan satelit kecil lain yang sedang operasional d a n y a n g a k a n operasional dalam c a k u p a n global, seperti 1) Satelit kecil SUNSAT XE, 2) SateUt kecil FUEGO, 3) Konstelasi satelit kecil GOAL & GO, dan 4) Satelit kecil DIAMANT, mengguna-kan konsep konstelasi (kumpulan) bebe-rapa b u a h satelit, sehingga resolusi temporal dari satelit d a p a t dipertinggi. Satelit-satelit tersebut didedikasikan u n t u k aplikasi deteksi dan p e m a n t a u a n sumber daya alam a t a u p e n a n g a n a n b e n c a n a alam yang m e m e r l u k a n d a t a inderaja
real time atau resolusi temporal tinggi
(harian, 3-7 hari).
Tujuan studi ini adalah u n t u k mengkaji beberapa sistem inderaja satelit mikro d a n satelit kecil yang telah a t a u sedang operasional d a n yang a k a n operasional dalam c a k u p a n n a s i o n a l / regional/global, yaitu sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT, satelit mikro DLR-TUBSAT, sateUt ketil SUNSAT XE, sateUt kecil FUEGO, konstelasi satelit kecil GOAL & GO, dan satelit kecil DIAMANT.
Kajian ini meliputi k e m a m p u a n atau karakteristik teknis sistem satelit dan sensor sensor pencitranya, karak-teristik d a t a citra, serta aplikasi d a t a berdasarkan sumber-sumber Uteratur atau informasi y a n g tersedia d e w a s a ini. Hasil kajian dapat dimanfaatkan sebagai alat 87
pertimbangan di dalam pengembangan sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT u n t u k generasi berikutnya. 2 KAJIAN BEBERAPA SISTEM
INDE-RAJA SATELIT MIKRO DAN SATE-LIT KECIL SERTA APLIKASI DATA 2.1 Satelit Mikro LAPAN-TUBSAT
LAPAN-TUBSAT adalah suatu sateUt mikro u n t u k p e n g a m a t a n (surveillance) dan penginderaan j a u h (inderaja) dengan
payload (sensor pencitra) d u a buah kamera
video warna. SateUt mikro LAPAN-TUBSAT adalah hasil projek kerja s a m a antara LAPAN dan Institute fur Luft und Raumhfart dari Universitas Teknik Berlin (Technical
University ofBerlin-TUB), J e r m a n . Projek
tersebut dimulai t a h u n 2 0 0 3 . Rancang b a n g u n satelit tersebut dilakukan di J e r m a n oleh tim LAPAN bekerja sama dengan TUB, Berlin. Tim LAPAN mulai bekerja u n t u k pelatihan serta integrasi J a n u a r i 2 0 0 4 s a m p a i pertengahan t a h u n
2 0 0 5 . Satelit mikro LAPAN-TUBSAT ter-s e b u t dirancang u n t u k diluncurkan p a d a bulan Oktober 2 0 0 5 dengan pesawat p e l u n c u r PSLV (Polar Spacecraft Launch
Vehicle) milik India. (Triharjanto et. al,
2004; Yuba, 2005). Namun rencana p e l u n c u r a n t e r s e b u t tertunda sehingga diharapkan dUaksanakan di dalam t a h u n 2 0 0 6 ini. Misi dari satelit mikro LAPAN-TUBSAT, karakteristik teknis sistem sateUt d a n sensor-sensor pencitranya s e r t a konsep operasi (Triharjanto et. al, 2004; Yuba, 2005) diuraikan di bawah ini.
Satelit mikro LAPAN-TUBSAT yang d i h a r a p k a n diluncurkan dengan meng-gunakan roket India PSLV adalah sebagai
auxiliary payload atau sifatnya
membon-ceng (piggy-back). Sebagai payload u t a m a adalah satelit kartografi India, dan k a r e n a n y a d i h a r a p k a n geometri misi adalah seperti p a d a Tabel 2 - 1 .
Struktur satelit dibuat dari Alumi-nium Alloy, dan dalam titik pandang struktur, sateUt tersebut dibagi dalam dua s u s u n a n r a k (shelves), yaitu r a k bagian atas dan rak bagian bawah. Rak bagian bawah berisikan s a t u sistem kontrol kedudukan satelit (Attitude Control
System-Tabel 2 - 1 : PARAMETER-PARAMETER ORBIT SATELIT MIKRO LAPAN-TUBSAT DENGAN PELUNCUR PSLV INDIA
Inklinasi Periode
Pergeseran longitudo per orbit Kecepatan penjejakan Bumi Kecepatan sudut
Kecepatan putaran lingkaran Bumi Jumlah putaran lingkaran Bumi per hari
97,9 (deraiat) 99,039 (menit) 24,828 (derajat) 6,744 (Km/det) 3,635 (derajat/det) 7,542 (Km/det) 14,500 ACS), satu sistem telemetri d a n
tele-komando (Telemetry and Telecommand-TTC), satu payload (sensor pencitra) berupa kamera dengan lensa 1000 mm dan sistem
S-band. Rak bagian atas berisikan baterai,
sistem kontrol power dan penanganan data
(Power Control and Data Handling
System-PCDH), satu payload (sensor pencitra) berupa k a m e r a yang lain dengan lensa 50 mm, satu air coil dan dua air coils yang lain sebagai c a d a n g a n . Satelit tersebut beratnya sekitar 50 kg d a n berdimensi 45 x 45 x 27 cm, dirancang dapat ber-operasi selama 2 t a h u n , n a m u n hingga berusia 8 t a h u n masih berfungsi baik. Di dalam G a m b a r 21 d i t u n j u k k a n p a n
-d a n g a n t e r b u k a satelit mikro LAPAN TUBSAT (Yuba, 2005).
Satelit mikro LAPAN-TUBSAT yang bergerak p a d a orbit LEO ketinggian 630 k m , dengan l i n t a s a n orbit polar sinkron matahari, m e m p u n y a i strategi misi yang unik dalam m e n g a t u r k e d u d u k a n satelit, sehingga p e n g a r a h a n k a m e r a ke obyek pada permukaan Bumi dapat dimanipulasi
off-nadir. Dengan mengatur k e d u d u k a n
satelit (attitude), d a p a t diperoleh waktu pengulangan penjejakan satelit di atas p e r m u k a a n Bumi, atau waktu yang diper-lukan satelit u n t u k melakukan pencitraan dalam daerah yang sama, yang biasanya m e m a k a n w a k t u 20-26 hari (resolusi temporal) u n t u k orbit sinkron matahari.
Seperti d i s e b u t k a n di atas, satelit mikro LAPAN-TUBSAT memuat d u a buah
payload (sensor pencitra) kamera. Payload
kamera yang p e r t a m a adalah k a m e r a video resolusi tinggi. Perangkat kerasnya adalah k a m e r a video CCD dengan prisma pemisah cahaya berwarna. Karenanya sinar yang d a t a n g dipisahkan menjadi komponen-komponen sinar merah, hijau dan biru dan diteruskan ke 3 array CCD. Masing-masing array CCD m e m p u n y a i elemen gambar {picture element-pixel) efektif sejumlah 7 5 2 x 5 8 2 , d a n k a r e n a pemisahan sinar, masing-masing elemen dapat mengkontribusikan menjadi satu
pixel, dan karenanya memperbaiki kualitas
gambar tersebut. S u a t u lensa Cassegrain
1000 mm dipasang pada kamera tersebut dan k a r e n a n y a d a p a t menghasilkan citra dengan lebar liputan s a t u a n citra 3,5 km dengan resolusi permukaan Bumi (resolusi spasial) 5 m.
Payload yang kedua adalah kamera
video resolusi rendah. Perangkat kerasnya adalah s u a t u k a m e r a video CCD w a r n a dengan elemen-gambar efektif 752 x 582
pixel. S u a t u lensa b e r u k u r a n 50 mm
dipasang p a d a k a m e r a t e r s e b u t sehingga menghasilkan citra dengan lebar liputan s a t u a n citra 81 km dan resolusi spasial sebesar 2 0 0 m. Di dalam Tabel 2-2 ditunjukkan ringkasan karakteristik teknis r a n c a n g b a n g u n sistem satelit mikro LAPAN TUBSAT (TUB, 2004).
Tabel 2-2: RINGKASAN KARAKTERISTIK TEKNIS RANCANG BANGUN SISTEM SATELIT MIKRO LAPAN-TUBSAT Massa Volume Struktur Sistem Power Komunikasi
Penanganan Data (Data handling)
Sistem Kontrol Kedudukan-Satelit
(AttitudeControlSystem)
Payload
5 0 k g 45 x 45x 27 cm3
Dibuat dari Aluminum Alloy
4 panel matahari, 432 x 2 4 3 mm, 35 cell serial, max. 14 W
5 baterai NiH2 , 12,5V nominal voltage, 8 Ah 2 TTC, UHF, 1200 b p s , RF 3,5 W
- 524 kB external d a n 4 kB internal RAM, 524 kB EEPROM, 16 kB ROM
- 38,4kbps SCI interfaces.
- 3 p a s a n g a n wheel/gyro (RW 2 0 3 wheels + WDE, fiber optical gyros)
- sensor bintang CMOS . - 3 magnetic coils.
- Coarse sun sensors p a d a s e m u a 6 sisi. - S-band payload transmitter, 5 W RF output.
- Kamera 1: 3 CCD color camera, 1000 mm
cassegrain optic, resolusi spasial a t a u resolusi permukaan Bumi (ukuran 1 pixel di permukaan Bumi): 5m, lebar liputan s a t u a n citra {swath): 3,5 k m , setiap CCD camera : 7 5 2 x 582 pixel efektif, system kalibrasi optik.
- Kamera 2: CCD color camera, lensa 50mm, resolusi spasial a t a u resolusi p e r m u k a a n Bumi ( u k u r a n 1 pixel di p e r m u k a a n Bumi) : 2 0 0 rn, lebar liputan s a t u a n citra : 81 km. CCD camera :752 x 582 pixel efektif
- Sistem penyimpan d a n p e n e r u s k a n pesan
{messaging store and forward system)
Gambar 2-2: Lintasan-lintasan k h u s u s 5 hari satelit mikro LAPAN-TUBSAT atas wilayah Indonesia, b e r d a s a r k a n geometri misi yang d i h a r a p k a n dan liputan dari S t a s i u n Bumi Rumpin d a n Stasiun Bumi Biak (Triharjanto et. al, 2003) Satelit mikro LAPAN-TUBSAT,
kon-figurasinya memiliki kontrol k e d u d u k a n satelit b e r d a s a r k a n b i a s m o m e n t u m d a n interaktif (interactive and momentum bias
attitude control). Kedua fungsi tersebut
memungkinkan satelit mikro LAPAN-TUBSAT dapat dikendalikan secara inter-aktif selama 10 menit dalam pengoperasian sehari.
Untuk p e n e r i m a a n d a t a yang di-kirimkan dari satelit mikro LAPAN-TUBSAT yang beredar pada orbit polarnya, di-bangun Stasiun Bumi di Rumpin, Bogor (06,22,27 LS; 106,37,87 BT) y a n g a k a n meliput bagian b a r a t dari Indonesia, sedangkan Sistem Komando dan Kontrol dilokasikan di Biak. S t a s i u n Bumi yang lain direncanakan u n t u k dibangun di Biak, sehingga seluruh wilayah Indonesia dapat diliput. Pada Gambar 2-2 ditunjuk-kan lintasan-lintasan k h u s u s 5 hari LAPAN-TUBSAT atas wilayah Indonesia, berdasarkan geometri misi yang diharap-kan dan liputan dari Stasiun Bumi Rumpin dan Stasiun Bumi Biak.
Dengan k e m a m p u a n resolusi tem-poral, resolusi spasial d a n l u a s liputan satuan citra yang diperoleh dari hasil
p e n g a m a t a n a t a u pencitraan mengguna-kan k e d u a k a m e r a p a d a satelit mikro
LAPAN-TUBSAT, data citra hasil pencitraan dari satelit dapat mendeteksi dan meman-tau s u m b e r daya alam (seperti aplikasi kelautan, pertanian, k e h u t a n a n , pengem-bangan wilayah, geologi dan lain sebagai-nya) d a n a t a u m e m a n t a u bencana alam seperti: k e b a k a r a n h u t a n , banjir, letusan g u n u n g berapi, t a n a h longsor, kecelakaan kapal l a u t dan lain sebagainya di Indonesia. Dengan k e m a m p u a n resolusi spasial sebesar 5 m, k a m e r a tersebut d a p a t m e l a k u k a n pencitraan yang c u k u p
teliti sehingga d a p a t mendeteksi objek p a d a p e r m u k a a n Bumi yang b e r u k u r a n di a t a s lima meter, misalnya kapal yang sedang bergerak di perairan Indonesia. 2 . 2 Satelit Mikro DLR-TUBSAT
Tujuan, misi, k e m a m p u a n teknis satelit dan sensor-sensor pencitranya, karakteristik d a t a citra serta aplikasi data (Schulz d a n Renner, 2000 ; Roemer dan Renner, 2003) diuraikan di bawah ini.
Satelit mikro DLR-TUBSAT adalah s u a t u satelit uji hasil projek kerja s a m a
dari Institut Antariksa (Institute of
Aero-space) p a d a Universitas Teknik Berlin (Technical University of Berftn-TUB) d a n
Pusat Antariksa J e r m a n (German
Aero-space Center-DLR). Satelit uji DLR-TUBSAT
diluncurkan pada tanggal 26 Mei 1999 dengan m e n g g u n a k a n roket India PSLV
(Polar Spacecraft Launch Vehicle) dari
lokasi peluncur Sriharikota, bersama-sama dengan KITSAT-3 d a n payload u t a m a IRS-P4 (OCEANSAT). Karakteristik orbit satelit mikro DLR-TUBSAT ditunjukkan pada Tabel 2-3.
Satelit mikro DLR-TUBSAT diran-cang bangun u n t u k observasi permukaan Bumi (inderaja) s e c a r a interaktif di m a n a target tidak d a p a t diidentifikasi secara jelas sebelumnya. S u a t u aksi pencarian
dilakukan atau target h a r u s diikuti secara visual u n t u k s e m e n t a r a waktu. Di dalam persyaratan r a n c a n g b a n g u n satelit ter-sebut, k e d u d u k a n satelit (attitude) h a r u s p e n g a r a h a n titik n a d i r (nadir pointing) u n t u k dapat m e l a k u k a n scanning per-mukaan Bumi dengan sensor-sensor CCD linier dan p u t a r a n u l a n g dari 3-26 hari. Satelit tersebut memerlukan suatu volume penyimpanan d a t a d a n transmisi d a t a yang tinggi. U n t u k aplikasi deteksi dan p e m a n t a u a n proses lingkungan yang b e r u b a h dalam periode lebih dari 5 hari, penginderaan j a u h d e n g a n k e m a m p u a n resolusi permukaan Bumi (resolusi spasial) dalam kisaran 30 m adalah baik.
Satelit DLR-TUBSAT b e r b e n t u k k u b u s b e r u k u r a n 32 x 32 x 32 c m3 dan berat 44,81 kg. Satelit terdiri dari s u b -sistem: Payload, Housekeeping dan Modul Pengontrol K e d u d u k a n satelit (Attitude
Control Modul). Modul Payload berisikan
d u a b u a h k a m e r a fore field dengan resolusi r e n d a h dan m e d i u m d a n s e b u a h
telescope resolusi tinggi dengan focal length
sebesar 1 m, u k u r a n pixel 8,3 nm dan resolusi spasial a t a u resolusi pixel p a d a permukaan Bumi (ground pixel resolution) sebesar 6m. Masing-masing Chip CCD berisikan 752 x 582 pixel, d a n masing-masing k a m e r a d a p a t m e n t r a n s m i s i k a n citra video dalam s t a n d a r CCIR d a n
gambar-gambar digital tunggal. Focal length dari kamera. fore field yang pertama adalah 16 mm d e n g a n resolusi spasial sebesar 375 m. Kamera fore field yang k e d u a m e m p u n y a i focal length sebesar 50 mm dengan resolusi spasial sebesar 120 m. Antenna S-band secara fisik ditempatkan pada Modul Pengontrol Kedudukan Satelit
(Attitude Control Module-ACM) agar tidak
menghalangi medan pandang dari sensor-sensor (payload) dan transmitter S-band ditempatkan ber-dekatan dengan antena tersebut. Transmisi sinyal video analog dilakukan dalam band width 8 MHz, transmisi dari citra-citra tunggal terjadi p a d a 125 Kband dan beam width dari a n t e n a adalah 70°. Pada Gambar 2-3 di-tunjukkan satelit mikro DLR-TUBSAT. Ringkasan karakteristik teknis rancang b a n g u n satelit mikro DLR-TUBSAT di-tunjukkan pada Tabel 2-4.
Satelit mikro DLR-TUBSAT diapli-k a s i diapli-k a n u n t u diapli-k p e n g a m a t a n diapli-kategori diapli- ke-jadian-kejadian a t a u b e n c a n a alam:
fenomena cuaca seperti badai, kebakaran-h u t a n spektakuler, letusan g u n u n g api, banjir, gempa Bumi, kecelakaan-kecela-k a a n kecelakaan-kecela-kapal, kecelakaan-kecela-kecelakecelakaan-kecela-kaan pesawat terbang a t a u kereta api a t a u setiap kejadian-kejadian lain yang sejenis. Daerah yang diminati secara k h u s u s hanya dengan luasan beberapa kilometer kuadrat dan keperluan resolusi tentunya adalah setinggi mungkin. Dalam hal ini pengamatan atau observasi Bumi s e c a r a interaktif mem-punyai arti b a h w a p e n g g u n a di stasiun Bumi menerima citra-citra video dari satelit, dan m a m p u mengendalikan a r a h
pointing k a m e r a secara interaktif melalui
kontrol mouse terhadap kejadian yang dikehendaki p a d a p e r m u k a a n Bumi. Hal ini bernilai u n t u k aplikasi-aplikasi dimana target tersebut belum dapat diidentifikasi-kan secara jelas, sehingga aksi pencarian dilakukan atau target h a r u s diikuti secara visual u n t u k sementara waktu. Gambar 2-4 menunjukkan contoh citra hasil pencitraan dengan k a m e r a 50 mm p a d a satelit mikro DLR-TUBSAT.
Tabel 2 - 3 : KARAKTERISTIK ORBIT SATELIT MIKRO DLR-TUBSAT J e n i s Orbit
Ketinggian orbit (LEO)
Descending node Eccentricity Inklinasi Periode Sinkron Matahari 726 km 12.00 am 0,0017 9 8 , 3 8 1 1 derajat 99,344 menit S-Band-Antenna Fore Field Sensors
UHF-Antenna
1m-Telescope
Sun Sensor
VHF-Antenna
G a m b a r 2 - 3 : Satelit mikro DLR- TUBSAT
Tabel 2-4: RINGKASAN KARAKTERISTIK TEKNIS RANCANG BANGUN SISTEM SATELIT MIKRO DLR-TUBSAT
Gambar 2-4: Contoh citra hasil Kamera 50 mm p a d a satelit mikro DLR-TUBSAT, daerah Italia Selatan, Sicily d a n G u n u n g Api E t n a
2 . 3 Satelit Kecil Sunsat-Xe
Konsep u n t u k misi satelit kecil SUNSAT-XE (Hausler et. al, 2003) me-rupakan hasil kerja sama Universitas Afrika Selatan dan J e r m a n serta organisasi-organisasi penelitian dalam bidang tekno-logi satelit d a n observasi Bumi dari antariksa u n t u k manfaat ilmu pengeta-h u a n , teknologi d a n pendidikan mapengeta-ha- maha-siswa. Di dalam kerangka kerja dari kerja-s a m a a n t a r a Univerkerja-sitakerja-s Bundekerja-swehr Munchen, Neubiberg/Jerman, University of Stellenbosch, Stellenbosch/ South Africa dan Deutche Z e n t r u m fur Luft-u n d RaLuft-umfahrt (DLR), Oberpfafen-hofen/ B e r l i n / J e r m a n , d i r e n c a n a k a n u n t u k me-rancang, m e m b a n g u n , m e l u n c u r k a n d a n mengoperasikan satelit observasi Bumi dengan mengkombinasikan k e m a m p u a n pengetahuan yang ada dengan pengalaman dari anggota-anggota yang t u r u t di dalam kerja s a m a tersebut. Persyaratan ran-cangan yang penting adalah mengem-bangkan satelit-satelit dengan u k u r a n fisik dan m a s a kecil d a n d a p a t dioperasikan dalam orbit Bumi r e n d a h
(Low Earth Orbit-LEO). Ketinggian orbit
rendah sebesar 3 5 0 km a k a n di-pertimbangkan, yang a k a n memerlukan pendorong (thrusters) elektrik dan kontrol k e d u d u k a n satelit (attitude) p a d a orbit 93
secara otonom u n t u k mengkompensasi tarikan (drag) atmosfir dan memungkinkan lewatnya satelit yang b a n y a k dalam orbit yang s a m a .
Misi satelit kecil SUNSAT-XE, ber-tujuan u n t u k m e n g e m b a n g k a n satelit dengan u k u r a n fisik d a n m a s a kecil yang d a p a t menghasilkan citra multispektral u n t u k aplikasi pertanian dan pemantauan vegetasi alamiah. Secara teknis, a k a n diperlukan sensor a t a u pencitra yang dapat menghasilkan citra-citra resolusi tinggi dari satelit yang mempunyai u k u r a n d a n m a s s a sangat kecil tersebut p a d a ketinggian yang sangat r e n d a h y a n g d a p a t dikontrol secara otonom selama misi. Payload (sensor) u t a m a adalah s u a t u pencitra (imager) multi-spektral yang dapat m e l a k u k a n peng-inderaan j a r a k j a u h u n t u k aplikasi per-tanian d a n p e m a n t a u a n vegetasi alamiah. Resolusi spasial dalam kisaran 5-10 m a k a n dapat dicapai d a n a k a n lebih baik dibandingkan dengan SPOT-5 dan Landsat-7. Dengan teknologi detektor s e k a r a n g ini, salah satu dari goal ran-cangan lainnya adalah memperoleh citra-citra dengan lebar liputan s a t u a n citra-citra dalam orde 50-100 km d a p a t dicapai. Dengan bidang-bidang aplikasi yang ditargetkan, kanal-kanal s p e k t r a l yang
Tabel 2-5: RINGKASAN KARAKTERISTIK TEKNIS RANCANGAN KONSTELASI DUA SATELIT KECIL SUNSAT XE UNTUK APLIKASI PERTANIAN (KERJASAMA UNIVERSITAS AFRIKA SELATAN-JERMAN)
Massa Dimensi luar
Jenis Orbit :Sinkron matahari (SSO) Ketinggian orbit (LEO)
Inklinasi
Waktu pengulangan pencitraan (dengan konstelasi 2 satelit kecil)
Lebar liputan satuan citra (swath) (dengan konstelasi 2 satelit kecil)
Payload Phasing
1 2 0 kg. < ( 6 0 0 x 6 0 0 x 7 1 0 )mm
10:30, dengan revisit time: 7 hari 349 km
96,8670 7 hari 80 km
Nadir looking, tapi satelit-satelit
dapat diputar 15° ke setiap sisi 39,61"
dapat direkomendasikan, adalah 1) biru, 2) hijau, 3) merah, 4) b a t a s tepi (edge) merah, d a n 5) s a t u k a n a l pankromatik yang tumpang tindih dengan kanal-kanal yang disebutkan sebelumnya.
U n t u k m e m p e r t a h a n k a n aperture dan focal length dari sensor pencitra (dan sebagai k o n s e k u e n s i u k u r a n fisik dari pencitra) dalam keterbatasan dimensi dari satelit secara keseluruhan, satelit tersebut akan dipelihara dalam orbit Bumi y a n g sangat r e n d a h . Ketinggian orbit s e r e n d a h 350 km a k a n dipertimbangkan, yang akan m e m e r l u k a n p e n d o r o n g elektrik
(electrical thrusters) dan kontrol kedudukan
satelit p a d a board satelit u n t u k meng-kompensasikan tarikan (drag) atmosfer. Sistem j u g a a k a n memfasilitasi lewatnya satelit-satelit multipel dalam orbit yang sama u n t u k memperbaiki frekuensi pengulangan pencitraan target. Salah satu dari goal teknologi tersebut adalah u n t u k m e n g e m b a n g k a n s u a t u sistem pemeliharaan orbit sedemikian pada satelit secara otonom, u n t u k m e n e t a p k a n kumpulan-kumpulan satelit yang diingin-kan. Suatu keunggulan lebih lanjut adalah masa propulsi y a n g diperlukan u n t u k m e m p e r t a h a n k a n posisi orbit adalah sangat r e n d a h . Di estimasi bahwa kira-kira 17 kg Xenon a k a n diperlukan u n t u k mendukung misi 3 tahun pada ketinggian orbit 300 km. Dapat dipertimbangkan bahwa m a s a g a s Xenon diestimasi ter-kecil u n t u k operasi p a d a ketinggian orbit 350 km dan misi s a t u t a h u n .
Konfigurasi sistem yang diusulkan, adalah sistem h e n d a k n y a terdiri dari d u a
b u a h satelit. Satu satelit dibangun di bawah tanggung jawab Afrika Selatan d a n satelit lainnya di bawah J e r m a n . Keperluan pertama, adalah sistem tersebut a k a n memberikan ketidaktergantungan yang besar antara kedua partner tersebut dan k epe rl u an yang k e d u a adalah akan menghasilkan waktu pengulangan pen-citraan (resolusi temporal) u n t u k ilmu pertanian d a n aplikasi-aplikasi lainnya , menjadi 7 hari.
Sebagai s u a t u goal perancangan, spesifikasi u n t u k payload satelit mikro yaitu ASAP5 (Arianne 5 Structure for
Auxi-liary Payload) akan digunakan, yaitu massa
satelit total lebih kecil dari 120 kg, dimensi luar lebih kecil dari 6 0 0 x 6 0 0 x 7 1 0 mm. Ringkasan karakteristik teknis rancangan konstelasi d u a satelit kecil SUNSAT XE u n t u k aplikasi pertanian (Kerja sama Universitas Afrika Selatan-Jerman) di-t u n j u k k a n p a d a Tabel 2-5.
2 . 4 Fuego : Konstelasi Satelit Kecil yang Didedikasikan untuk Mendeteksi dan Memantau Kebakaran Hutan
FUEGO d i k e m b a n g k a n di bawah Program Kerangka-kerja Uni Eropa yang ke-4 d a n Program Observasi Badan Antariksa Eropa (EU 4 * Framework
Programme and the European Space Agency Observation Programmes), dan
b e r e n c a n a u n t u k memulai pelayanan operasional p e n u h p a d a t a h u n 2005. Tujuan dari program FUEGO adalah m e r a n c a n g d a n m e n g e m b a n g k a n sistem berbasis a n t a r i k s a u n t u k deteksi dini
dan p e m a n t a u a n k e b a k a r a n h u t a n . Tujuan, misi, konfigurasi dan kemam-p u a n teknis dari kumkemam-pulan satelit FUEGO beserta sensor-sensornya, persyaratan-persyaratan sistem, k o n s e p operasional (Escorial et al, 2003), diuraikan di bawah ini.
Sistem FUEGO d i r a n c a n g u n t u k deteksi dini d a n p e m a n t a u a n k e b a k a r a n h u t a n . Studi-studi yang dilaksanakan menghasilkan bahwa solusi terbaik u n t u k memenuhi syarat a t a u keperluan peng-guna adalah dengan suatu konfigurasi kumpulan satelit kecil LEO. Dengan mem-perhatikan besamya resolusi radiometrik dan geometrik yang diperlukan oleh para pengguna, distribusi dari daerah-daerah pengamatan, keterbatasan teknologi dari sensor-sensor ( u k u r a n detektor, penyim-pangan optik) dan harga atau biaya sistem, rancangan dilaksanakan menuju ke suatu konfigurasi dengan lebar liputan s a t u a n citra (swath) s e b e s a r 2 5 0 0 k m , medan pandang (field of view-FOV) sebesar 177 km p a d a nadir, d a n orbit b e r b e n t u k lingkaran dengan inklinasi 4 7 , 5 derajad pada ketinggian 7 0 0 k m , dengan periode orbit 98,8 menit. Konfigurasi tersebut akan menghasilkan resolusi spasial s a m p a i dengan 20 m p a d a nadir. Solusi meng-g u n a k a n konstelasi (kumpulan) 12 b u a h satelit Direct Walker 1 2 / 3 / 2 adalah suatu kompromi yang baik u n t u k memberikan resolusi temporal (revisit-time) 25 menit dan u n t u k menghasilkan pola observasi yang homogen, dengan pelayanan kontinu
(24 j a m per hari). Dengan konfigurasi ini dihasilkan revisit time: 23,8 menit medium d a n 2 5 , 8 menit m a x i m u m . Parameter-parameter Konstelasi (Kumpulan) satelit dapat dilihat p a d a Tabel 2-6.
Sistem FUEGO dilengkapi dengan 4 macam sensor b e r u p a k a m e r a yang bekerja pada kanal spektral yang berbeda, yaitu 1) k a m e r a MIR (Medium Infra Red
Camera), 2) k a m e r a VlS(Visible), 3) NIR (Near Infra Red Camera), d a n 4) k a m e r a
TIR (Thermal Infra Red Camera). Akuisisi data oleh sensor-sensor tersebut dilakukan dengan teknik sapuan (pushbroom), dengan menggunakan cermin yang dapat dikenda-likan (steerable mirror) u n t u k mengarahkan sinar sensor dan m a n u v e r pitch u n t u k memperbesar cakupan liputan. Ringkasan dari p a r a m e t e r - p a r a m e t e r sensor k a m e r a tersebut ditunjukkan pada Tabel 2- 7.
Aplikasi utama dari kamera-kamera tersebut, adalah
• Kamera MIR (Medium Infra Red Camera) adalah sensor y a n g paling cocok u n t u k mendeteksi k e b a k a r a n - k e b a k a r a n yang potensial k a r e n a k a m e r a tersebut mem-punyai k i s a r a n spektral yang optimal dalam hal k e b a k a r a n m a k s i m u m / k o n t r a s latar b e l a k a n g u n t u k deteksi titik api (hot spots).
• Kamera VIS/NIR digunakan u n t u k meng-hasilkan d a t a resolusi tinggi u n t u k me-ngetahui lokasi kebakaran dan u n t u k memperoleh citra-citra p e m a n t a u a n dan u n t u k perhitungan NDVL
• Kamera TIR (Thermal Infra Red Camera) digunakan u n t u k menghasilkan informasi k e b e r a d a a n a w a n d a n j u g a menolong menghindari peringatan-peringatan ke-b a k a r a n y a n g salah k a r e n a p e r m u k a a n objek yang p a n a s yang b u k a n keba-k a r a n .
FUEGO telah mendemonstrasikan bahwa persyaratan yang diperlukan pengguna dapat dipenuhi dengan meng-gunakan satelit-satelit kecil dalam suatu konstelasi. Cakupannya akan diperleng-kapi hingga 30 MHa di Eropa dan 30 Mha yang lainnya di dunia, yang dihasilkan dalam biaya pelayanan yang diperkirakan 0,7 EUR/Ha per t a h u n . Biaya sistem yang diprediksikan diperkirakan sampai dengan 203 MEUR sementara pendapatan akan menjadi 2 6 5 MEUR u n t u k u m u r operasi 7 t a h u n .
Tabel 2-6: PARAMETER-PARAMETER MISI FUEGO BASELINE
Tabel 2-7: RINGKASAN DARI PARAMETER-PARAMETER SISTEM SATELIT FUEGO
SENSOR KAMERA PADA
2.5 Konstelasi Satelit Kecil Goal dan Go
Konsep konstelasi (kumpulan) satelit kecil GOAL (Global Observations and Alerts
from LI) dan GO (Geosynchronous Orbit)
diusulkan u n t u k menyediakan informasi pemantauan b e n c a n a alam d a n c u a c a secara langsung segera (real-time) kepada pengguna. Konsep misi m e n g g u n a k a n teknologi b a r u d a l a m konstelasi satelit kecil GOAL & GO u n t u k p e m a n t a u a n dan
b a n t u a n pertolongan b e n c a n a alam, meliputi kemampuan teknis sistem satelit dan sensor-sensomya, konsep operasi, dan karakteristik d a t a serta aplikasi data (Paxton and Jeng-Hwa Yee, 2003) diuraikan di bawah ini.
Konsep konstelasi satelit mikro GOAL dan GO yang diusulkan u n t u k menyediakan informasi p e m a n t a u a n bencana alam dan cuaca secara langsung segera (real-time) kepada pengguna, terdiri
dari satu satelit kecil GOAL yang mela-k u mela-k a n pencitraan Bumi dari orbit LI d a n tiga a t a u lebih satelit kecil GO yang melakukan pencitraan Bumi dari orbit
geosynchronous. Satelit mikro GOAL
di-lengkapi dengan instrument pencitra sensor VISHNU (Visible/IR/UV Imaging System
Hardware for New Uses), sedangkan satelit
kecil GO dilengkapi dengan i n s t r u m e n t pencitra sensor SHIVA (Supporting
High-resolution IR Visible Applications). .
I n s t r u m e n SHIVA b e r u p a k a m e r a yang berada pada s u a t u satelit kecil dalam orbit geostationary tersebut menghasilkan citra-citra dari s u a t u d a e r a h seluas
1000 x 1000 km2 dengan u k u r a n setiap elemen-citra (pixel) 250 m (resolusi spasial). SHIVA a d a l a h s u a t u s i s t e m d e n g a n field
of view (FOV) yang sempit (1,5°) dengan field of regard yang l u a s (20°). SHIVA
menghasikan citra permukaan Bumi, siang dan malam hari, u n t u k p e m a n t a u a n kejadian b e n c a n a a l a m (disaster) d a n bahaya b e n c a n a (hazard) dan peringatan bencana alam (warning), dan pengukuran-pengukuran ilmu d a s a r . Kamera SHIVA ini digunakan p u l a u n t u k mendeteksi dan m e m e t a k a n a w a n c i r r u s p a d a ke-tinggian tinggi, k e b a k a r a n d a n bekas-bekas k e b a k a r a n . Ketiga sensor SHIVA dengan resolusi spasial sebesar 250 m, dapat mencitrakan hampir seluruh Bumi dari orbit geostationary u n t u k aplikasi pengamatan suatu daerah penting di m a n a saja di d u n i a , m e l a k u k a n patroli suatu wilayah, atau melakukan eksplorasi hu-b u n g a n a n t a r a sifat-sifat skala kecil dari atmosfer dan biosphere t e r h a d a p sistem global seperti yang dicitrakan oleh sensor VISHNU. Sensor SHIVA memiliki kemam-p u a n kemam-pointing dan m e m kemam-p u n y a i resolusi spasial yang relatif tinggi. Dengan kemam-puan teknis tersebut, u n t u k suatu misi ilmiah, sensor SHIVA dapat dioperasikan sebagai komplemen t e r h a d a p misi obser-vasi Bumi yang lain apabila berada dalam medan regard yang sama. Kondisi ini dapat mempertajam hasil ilmiah a t a u hasil data komersial dengan baik.
Pada orbit LI, sensor VISHNU yaitu suatu pencitra multispektral yang kompak
melakukan pencitraan Bumi dan data citra Bumi tersebut ditransmisikan secara real
time p a d a panjang-gelombang sensor yang
dipilih, yang dirancang u n t u k ozone, awan dan aerosol, melalui penggunaan perangkat l u n a k kompressi citra (imbedded image
compression software). VISNHU memberikan
konteks global u n t u k observasi-observasi skala yang lebih kecil dari SHIVA dan dapat d i g u n a k a n u n t u k m e n e n t u k a n
pointing SHIVA. Untuk sistem GOAL & GO
yang komplit tersebut, SHIVA dapat dipakai sebagai p e d o m a n menggunakan d a t a VISHNU.
2 . 6 Satelit Kecil DIAMANT untuk Obser-vasi Bumi
DIAMANT/MSRS adalah s u a t u sistem satelit kecil u n t u k penginderaan j a u h dengan sensor multispektral resolusi tinggi; merupakan salah satu hasil aktifitas FUCHS-GRUPPE dalam bidang Observasi Bumi d e n g a n satelit-satelit kecil (Penne
et. al, 2001). Lingkup teknologi
FUCHS-GRUPPE meliputi : pencitraan resolusi tinggi (high resolution imaging), multi-spektral, LIDAR d a n SAR dan produk-p r o d u k EO u n t u k t u j u a n komersialisasi. Aktifitas yang lain dari FUCHS-GRUPPE dalam bidang Observasi Bumi dengan satelit-satelit kecil adalah Proyek MSC yang telah dimulai p e l a k s a n a a n n y a pada tahun 2 0 0 1 ; menggunakan suatu k a m e r a multispektral p a d a KOMPSAT II Korea, d i m a n a OHB memperlengkapinya dengan elemen-elemen u n t u k Sistem Penghubung Data (Data Link System). Aktifitas lainnya adalah FOCUS: m e m p u n y a i ciri istimewa dengan memiliki s u a t u sistem sensor
infrared hasil inovasi u n t u k deteksi
kejadian-kejadian t e m p e r a t u r tinggi. Sistem OHB adalah suatu program Observasi Bumi dari salah satu anggota dari FUCHS-GRUPPE yang dimulai t a h u n
1995; m e m b u a t target p a d a p a s a r yang menjanjikan komersial u n t u k aktivitas inderaja. Dengan landasan tersebut, studi-s t u d i kelayakan dilakukan d a n rekan-rekan anggota tim yang bergabung ditentukan. Setelah 6 t a h u n kemudian, beberapa proyek dilaksanakan dan berada 97
dalam progress dalam lingkup teknologi pencitraan resolusi tinggi (high resolution
imaging) dalam infrared, multispektral,
teknologi LIDAR dan SAR. Semua teknologi ini dikembangkan t e r u t a m a dengan penggunaan satelit-satelit kecil u n t u k komersialisasi b e r h a r g a m u r a h . Aktifitas lebih lanjut a d a l a h p a d a pemasaran dan komersialisasi dari aplikasi-apHkasi instru-men-instrumen observasi tersebut yaitu dimulai dalam m e n e t a p k a n FUCHS-GRUPPE yang b a r u sebagai anggota TELEMONDO. Sistem inderaja satelit DIAMANT/MSRS yang m e n g g u n a k a n sensor multispektral resolusi tinggi
(Penne et. al., 2004).
Pengembangan sensor yang di-laksanakan adalah proyek kerja s a m a German-Israel y a n g dibiayai oleh EC. Karakteristik u t a m a dari DIAMANT/ MSRS adalah memiliki sensor d e n g a n k e m a m -puan 12 kanal spektral (VIS/NIR,
band-width 20 - 50 nm), resolusi spasial 5m,
lebar liputan s a t u a n citra 26 km, dan waktu liput u l a n g d a e r a h yang s a m a (resolusi temporal) adalah 3 hari (1 satelit). Kurnpulan dari 3 satelit a k a n meningkat-kan resolusi temporal menjadi 1 hari.
Produk-produk d a t a inderaja yang disediakan u n t u k aplikasi komersial, adalah 1) d a t a citra t a n p a koreksi (raw
image data) b e r d a s a r k a n permintaan,
2) data geocoded presisi berorientasi lintasan (path), 3) produk-produk s p e s i a l : pasangan-pasangan stereo, ekstraksi infor-masi (value added).
Aplikasi-aplikasi komersial dari data DIAMANT/MSRS, adalah 1) tauan vegetasi d a n pertanian, 2) Peman-tauan fenomena-fenomena dan perubahan lingkungan, 3) Kelautan d a n p e n g u k u r a n kualitas perairan, 4) Pemetaan dan peman-tauan tata g u n a lahan, dan 5) Asesmen kerusakan karena bencana dan peringatan risiko bahaya b e n c a n a .
3 ANALISIS PENGEMBANGAN SATELIT MIKRO LAPAN-TUBSAT
Dengan k e m a m p u a n teknis satelit mikro LAPAN TUBSAT dan k e d u a sensor kameranya diperoleh d u a jenis data citra
hasil pencitraan, yaitu 1) d a t a citra ber-warna resolusi tinggi dengan lebar liputan s a t u a n citra 3,5 km d a n resolusi spasial 5 m, dan 2) data citra berwama resolusi r e n d a h dengan lebar liputan s a t u a n citra 81 km dan resolusi spasial 200 m, masing-masing dengan resolusi temporal data 2 0 - 2 6 hari. Kedua j e n i s d a t a tersebut dapat diaplikasikan u n t u k mendeteksi dan m e m a n t a u s u m b e r daya alam, seperti aplikasi pertanian, kehutanan, kelautan, p e n g e m b a n g a n wilayah, geologi d a n lain sebagainya a t a u mendeteksi dan me-mantau bencana alam, seperti kebakaran h u t a n , banjir, letusan g u n u n g berapi, t a n a h longsor, polusi minyak, kecelakan kapal laut d a n lain sebagainya di Indonesia.
Untuk deteksi a t a u p e m a n t a u a n yang m e m e r l u k a n identifikasi yang teliti digunakan d a t a resolusi spasial 5 m (ukuran 1 pixel di p e r m u k a a n Bumi), di dalam p e m b a t a s a n liputan s a t u a n citra sebesar 752 x 582 pixel atau lebar liputan s a t u a n citra 3,5 km. Sebagai contoh: dengan data citra resolusi spasial sebesar 5m, d a p a t dideteksi a t a u di-p a n t a u objek di-p a d a di-p e r m u k a a n Bumi, misalnya kapal yang b e r u k u r a n di atas lima meter yang tengah bergerak di per-airan Indonesia. Untuk deteksi atau p e m a n t a u a n yang tidak memerlukan identifikasi y a n g k u r a n g teliti digunakan d a t a resolusi spasial 200m (ukuran 1 pixel), di dalam pembatasan liputan satuan citra sebesar 7 5 2 x 582 pixel atau lebar liputan s a t u a n citra 81 km. Kedua jenis data dapat diaplikasikan secara komple-men, dimulai dengan data resolusi rendah, dan dibantu dengan d a t a resolusi tinggi u n t u k verifikasi identifikasi.
Seperti diketahui satelit LAPAN-TUBSAT yang bergerak p a d a ketinggian orbit 630 km (LEO) dengan lintasan orbit polar sinkron m a t a h a r i mempunyai ke-mampuan waktu pengulangan pencitraan pada daerah yang sama (revisit time) setiap 20 - 26 hari. Dengan demikian u n t u k aplikasi deteksi atau pemantauan sumber daya alam yang tidak memerlukan keper-luan deteksi p e r u b a h a n yang relatif
cepat seperti pertanian, k e h u t a n a n , pengembangan wilayah, geologi, satelit tersebut dapat diandalkan. Akan tetapi u n t u k deteksi atau p e m a n t a u a n b e n c a n a alam yang memerlukan p e n a n g a n a n yang cepat, satelit mikro LAPAN-TUBSAT ter-sebut k u r a n g d a p a t diandalkan. Dengan k e m a m p u a n orbit sinkron matahari, keunggulannya a d a l a h d a p a t meliputi seluruh permukaan Bumi. Untuk keperluan p e n a n g a n a n b e n c a n a a l a m (seperti: ke-bakaran hutan, polusi minyak, kecelakaan kapal, banjir, l e t u s a n g u n u n g api, gempa Bumi, kekeringan, p r a k i r a a n produksi pertanian atau aplikasi peringatan dini
(early warning) d a n lain sebagainya,
di-perlukan satelit d e n g a n k e m a m p u a n
revisit time (resolusi temporal) yang sangat
tinggi (real time, h a r i a n , a t a u 3-7 hari). Dari b e b e r a p a satelit mikro dan satelit kecil yang telah dikaji dalam bagian sebelumnya, m e n u n j u k k a n bahwa meng-g u n a k a n satelit mikro a t a u satelit kecil p a d a ketinggian orbit LEO, memerlukan konstelasi (kumpulan) b e b e r a p a b u a h satelit, sehingga resolusi temporal dari satelit dapat dipertinggi (real time, harian, 3-7 hari).
Satelit mikro DLR-TUBSAT, konfi-gurasinya mirip d e n g a n satelit mikro LAPAN-TUBSAT. Keduanya d a p a t diope-rasikan secara interaktif, n a m u n satelit LAPAN-TUBSAT lebih canggih atau meru-pakan pengembangan dari satelit DLR-TUBSAT, k a r e n a di s a m p i n g interaktif,
satelit LAPAN-TUBSAT dilengkapi dengan sistem pengontrol k e d u d u k a n satelit berdasarkan bias momentum (momentum
bias attitude control). Kedua fungsi tersebut
m e m u n g k i n k a n satelit mikro LAPAN-TUBSAT dapat dikendalikan secara inter-aktif selama 10 menit dalam pengoperasian sehari.
Satelit mikro DLR-TUBSAT j u g a diaplikasikan u n t u k pengamatan kategori kejadian-kejadian a t a u b e n c a n a alam: fenomena cuaca seperti badai, kebakaran hutan spektakuler, letusan g u n u n g api, banjir, gempa Bumi, kecelakaan-kecela-kaan kapal, pesawat terbang atau kerata api atau setiap kejadian-kejadian lain 99
dari jenis tersebut. Daerah yang diminati secara k h u s u s h a n y a dengan luasan beberapa kilometer kuadrat dan keperluan resolusi tentunya adalah setinggi mungkin. Dalam hal ini pengamatan atau observasi Bumi secara interaktif mempunyai arti bahwa pengguna di stasiun Bumi meneri-ma citra-citra video dari satelit, dan m a m p u m e ng e n da l i k an a r a h pointing k a m e r a secara interaktif melalui kontrol mouse t e r h a d a p kejadian yang dikehen-daki p a d a p e r m u k a a n Bumi. Hal ini ber-nilai dalam aplikasi-aplikasi di m a n a target tersebut belum dapat diidentifikasi secara jelas, sehingga aksi pencarian dila-kukan atau target h a r u s diikuti secara visual u n t u k s e m e n t a r a waktu.
Konsep satelit kecil SUNSAT-XE bertujuan u n t u k mengembangkan satelit dengan u k u r a n fisik d a n m a s a kecil serta b e r h a r g a m u r a h yang dapat meng-hasilkan citra multispektral untuk aplikasi pertanian dan p e m a n t a u a n vegetasi alamiah. Konfigurasi sistem yang diusul-kan adalah konstelasi dari dua buah satelit u n t u k m e m b e r i k a n w a k t u pengulangan pencitraan (resolusi temporal) menjadi 7 hari y a n g d i p e r l u k a n u n t u k aplikasi per-tanian d a n aplikasi lainnya. Konsep konstelasi satelit kecil SUNSAT XE, yang terdiri dari d u a satelit kecil u n t u k meningkatkan resolusi temporal menjadi 7 hari d a p a t digunakan sebagai salah satu pertimbangan u n t u k pengembangan satelit LAPAN-TUBSAT ke generasi berikut-nya.
FUEGO yaitu konstelasi satelit-satelit kecil yang didedikasikan u n t u k mendeteksi dan m e m a n t a u kebakaran h u t a n , m e r u p a k a n s u a t u konfigurasi dengan menggunakan konstelasi 12 b u a h satelit Direct Walker 1 2 / 3 / 2 . Solusi m e n g g u n a k a n konstelasi 12 b u a h satelit Direct Walker 1 2 / 3 / 2 adalah s u a t u kom-promi y a n g baik u n t u k memberikan resolusi temporal (revisit-time) 25 menit d a n u n t u k menghasilkan pola observasi yang homogen dengan pelayanan kontinu (24 j a m per hari). Empat b u a h payload atau sensor berbasis kamera yaitu sebuah kamera MIR u n t u k mendeteksi kebakaran
hutan dan dibantu dengan d u a k a m e r a VIS dan NIR serta s e b u a h k a m e r a TIR untuk memperbaiki resolusi dari peman-tauan k e b a k a r a n d a n u n t u k menghindari identifikasi ciri-ciri kebakaran yang salah. Konsep FUEGO ini d a p a t pula menjadi salah satu pertimbangan u n t u k pengem-bangan satelit LAPAN-TUBSAT ke generasi berikutnya
Konstelasi satelit mikro GOAL dan GO yang d i u s u l k a n u n t u k menyediakan informasi p e m a n t a u a n bencana alam dan cuaca secara real-time kepada pengguna, terdiri dari satu satelit kecil GOAL yang melakukan pencitraan Bumi dari orbit LI dan tiga satelit kecil GO yang melakukan pencitraan Bumi dari orbit geosynchronous. Satelit mikro GOAL dilengkapi dengan instrumen p e n c i t r a s e n s o r VISHNU
(Visible/IR/UV Imaging System Hardware for New Uses), s e d a n g k a n satelit kecil GO
masing masing dilengkapi dengan instru-men pencitra sensor SHIVA (Supporting
High-resolution IR Visible). Instrumen SHIVA
menghasilkan citra-citra dari suatu daerah seluas 1000 x 1000 k m2 d e n g a n u k u r a n setiap elemen-citra (pixel) 250 m (resolusi spasial). SHIVA m e n g h a s i k a n citra per-mukaan Bumi, siang dan malam hari, untuk pemantauan kejadian bencana alam (disaster) d a n b a h a y a b e n c a n a
(hazard) d a n peringatan b e n c a n a alam (warning), d a n p e n g u k u r a n - p e n g u k u r a n
ilmu dasar. Kamera SHIVA ini digunakan pula u n t u k mendeteksi d a n m e m e t a k a n awan cirrus p a d a ketinggian tinggi, ke-bakaran dan b e k a s - b e k a s k e b a k a r a n . Ketiga sensor SHIVA d e n g a n resolusi spasial sebesar 250 m, dapat mencitrakan hampir s e l u r u h B u m i dari orbit
geosta-tionary u n t u k aplikasi pengamatan s u a t u
daerah penting di m a n a saja di dunia, melakukan patroli s u a t u wilayah, a t a u melakukan eksplorasi h u b u n g a n a n t a r a sifat-sifat skala kecil dari atmosfer d a n
biosphere t e r h a d a p sistem global, seperti
yang dicitrakan oleh sensor VISHNU. Pada orbit LI, sensor VISHNU yaitu suatu pencitra multispektral y a n g kompak me-lakukan pencitraan Bumi d a n d a t a citra Bumi tersebut ditransmisikan secara real
time p a d a panjang-gelombang sensor
yang dipilih, yang dirancang u n t u k ozone, awan d a n aerosol. Konsep konstelasi satelit mikro GOAL dan GO yang diusulkan u n t u k menyediaan informasi pemantauan b e n c a n a alam dan c u a c a secara
real-time k e p a d a p e n g g u n a ini j u g a dapat
menjadi salah satu pertimbangan u n t u k pengemangan satelit LAPAN-TUBSAT ke generasi berikutnya.
Sistem inderaja satelit kecil DIAMANT d i r a n c a n g u n t u k m e n e m u k a n keperluan spesifik dari para pengguna inderaja dewasa ini dan pada m a s a yang a k a n datang dalam lingkup aplikasi yang luas. Ciri u t a m a dari DIAMANT/MSRS adalah memiliki sensor dengan kemam-puan spektral 12 kanal spektral (VIS/NIR,
bandwidth 2 0 - 5 0 nm), yang dapat
meng-hasilkan citra-citra dengan resolusi spasial 5m, lebar liputan s a t u a n citra 26 km dan waktu liput ulang daerah yang sama (resolusi temporal) adalah 3 hari (1 satelit). Konstelasi dari 3 satelit akan menaikkan resolusi temporal menjadi 1 hari. Konsep konstelasi satelit kecil DIAMANT dapat pula dipertimbangkan u n t u k pengem-bangan satelit LAPAN-TUBSAT ke generasi berikutnya.
4 KESIMPULAN DAN REKOMENDASI PENGEMBANGAN SATELIT MIKRO LAPAN-TUBSAT
• Satelit mikro LAPAN-TUBSAT, konfigu-rasinya mirip dengan satelit mikro DLR-TUBSAT. Dengan k e m a m p u a n teknis yang dimiliki sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT, dapat meghasilkan d a t a citra inderaja yang d a p a t diaplikasikan u n t u k deteksi dan pemantauan sumber daya alam (seperti aplikasi: pertanian, kehutanan, kelautan, pengembangan wilayah, geologi) atau mendeteksi dan memantau bencana alam seperti: kebakaran hutan, banjir, letusan g u n u n g berapi, tanah longsor, polusi minyak, kecelakan k a p a l l a u t d a n lain sebagainya di Indonesia, di dalam pem-b a t a s a n waktu perupem-bahan 20-26 hari (resolusi temporal atau revisit time satelit)
• Konsep satelit kecil SUNSAT-XE ber-tujuan u n t u k m e n g e m b a n g k a n satelit dengan u k u r a n f i s i k d a n m a s a kecil serta b e r h a r g a m u r a h , yang dapat menghasilkan citra multispektral u n t u k aplikasi pertanian d a n p e m a n t a u a n vegetasi alamiah. Konfigurasi sistem yang diusulkan, adalah sistem terdiri dari d u a b u a h satelit u n t u k memberikan waktu pengulangan p e n c i t r a a n 7 hari. • FUEGO yaitu konstelasi satelit-satelit
kecil u n t u k mendeteksi d a n m e m a n t a u k e b a k a r a n h u t a n m e r u p a k a n s u a t u konfigurasi d e n g a n konstelasi 12 b u a h satelit Direct Walker 1 2 / 3 / 2 u n t u k memberikan resolusi temporal
(revisit-time) 25 menit dan u n t u k menghasilkan
pola observasi y a n g homogen d e n g a n pelayanan kontinu (24 j a m per hari). • Konstelasi satelit mikro GOAL dan GO
yang d i u s u l k a n u n t u k menyediakan informasi p e m a n t a u a n b e n c a n a alam d a n c u a c a s e c a r a real-time k e p a d a pengguna, terdiri dari satu satelit kecil GOAL yang melakukan pencitraan Bumi dari orbit LI d a n tiga a t a u lebih satelit kecil GO yang m e l a k u k a n pencitraan Bumi dari orbit geosynchronous. Satelit mikro GOAL dilengkapi d e n g a n instru-men pencitra sensor VISHNU (Visible/
IR/UV Imaging System Hardware for New Uses), s e d a n g k a n satelit kecil GO
di-lengkapi dengan instrumen pencitra sensor SHIVA (Supporting High-resolution
IR Visible)
• Konsep satelit kecil DIAMANT diran-cang u n t u k memenuhi keperluan spesifik dari p a r a p e n g g u n a inderaja dewasa ini dan pada masa yang a k a n d a t a n g dalam kisaran aplikasi yang luas. Waktu liput u l a n g d a e r a h y a n g s a m a (resolusi temporal) adalah 3 hari (1 satelit). Kumpulan d a r i 3 satelit a k a n memper-tinggi resolusi temporal menjadi 1 hari. • Pengoperasian satelit mikro atau satelit
kecil p a d a ketinggian orbit LEO, u n t u k keperluan p e n a n g a n a n b e n c a n a alam (seperti: kebakaran hutan, polusi minyak, kecelakaan kapal, banjir, letusan gunung api, gempa Bumi, kekeringan, prakiraan produksi p e r t a n i a n , aplikasi-aplikasi
peringatan dini (early warning) d a n lain sebagainya, memerlukan konstelasi atau k u m p u l a n b e b e r a p a b u a h satelit, se-hingga resolusi temporal satelit dapat dipertinggi (real time, harian, a t a u 3- 7 hari). Untuk keperluan ini sistem satelit mikro LAPAN-TUBSAT perlu dikembang-kan lagi p a d a generasi berikutnya. • Sistem inderaja satelit mikro a t a u
satelit kecil yang dapat dipertimbangkan u n t u k pengembangan sistem inderaja satelit mikro LAPAN-TUBSAT u n t u k generasi berikutnya, adalah 1) Satelit kecil SUNSAT XE atau konstelasi satelit kecil SUNSAT XE, 2) FUEGO yaitu konsteasi satelit kecil yang didedikasi-k a n u n t u didedikasi-k m e n d e t e didedikasi-k s i dan memantau kebakaran hutan, 3) Konstelasi satelit kecil GOAL & GO u n t u k p e m a n t a u a n b e n c a n a alam d a n penanganan bencana alam, dan 4) Satelit kecil DIAMANT atau konstelasi satelit-satelit kecil DIAMANT. Ucapan Terima Kasih
Penulis m e n g u c a p k a n banyak terima kasih kepada Bapak Mawardi Nur, M.Sc, Kabid Bangfatja-Pusbangja LAPAN, yang telah banyak memberikan dukungan literature/informasi d a n lain sebagainya, sehingga kajian ini d a p a t terlaksana dengan baik.
DAFTAR RUJUKAN
Escorial, D., Tourne I.F., Reina, R.J., 2004.
FUEGO: A Dedicated Constellation Of Small Satellites To Detect And Monitor Forest Fires, INSA, Madrid, Spanyol.
Hausler, B., Schoonwinkel, A., and Fiala, J., 2004. Concept For a Small Satellite
SUNSAT-XE Mission, Universitat der
Bundeswehr Miinchen, Germany Institute for Space Technology, University Stellenbosch Departement of Electrical and Electronical Enginneering Stellenbosch, South Africa, Deutches Zentrum fur Luft-u n d RaLuft-umfahrt-DLR Oberpfafenhofen, Germany.
Roemer, S. and Renner, U., 2 0 0 3 . Flight Experiences with DLR TUBSAT, TUB, Berlin, J e r m a n .
Schulz, S. a n d Renner, U., 2 0 0 0 . DLR-TUBSAT: a Microsatellite for Interactive
Earth Observation, TUB, Berlin,
J e r m a n .
Triharjanto, R. H., Hasbi, W., Widipaminto, A., Renner, U., 2003. LAPAN-TUBSAT:
Micro-Satellite Platform for Surveilance & Remote Sensing, LAPAN, J a k a r t a ,
Indonesia 85 TUB, Berlin, J e r m a n . Technical University of Berlin (TUB),
2004. TUBSAT Project Homepage. Paxton, L. J. a n d Jeng-Hwa Yee, 2 0 0 3 .
The Role of Emerging Technologies in Imagery for Disaster Monitoring and
Disaster Relief Assistance, The
J o h n s Hopkins University Applied Physics Laboratory, USA.
Penne, B., Tobehn, C, Kassebom, M., Lubbersteddt, H., 2000. Earth
Obse-rvation With Small Satellites at The Fuchs-Gruppe, www.fuchs, gruppe.
com, OBH-System GmbH, Bremen, J e r m a n .
Yuba, R., 2 0 0 5 . Development of an
Indonesian Micro Satellite, Online
J o u r n a l of Space Communication, a n d internasional electronic journal.
