FUNGSI SUB-SISTEM SATELIT MIKRO
PENGINDERAAN JAUH
Toto Marnanto Kadri Peneliti Bidang Informasi LAPAN
ABSTRACT
As an extensive archipelago state with an wide-ranging diversity of natural resources a n d environment, as well as the dynamic character of its people, it is evident t h a t Indonesia requires space applications to accelerate development process for the people's prosperity. One of the most significant application of space is earth observation by m e a n s of remote s e n s i n g satellites. The progress on electronics, solid state telecommunications a n d d a t a processing technology have provided the opportunity on the technology development and production of remote sensing micro satellites that are simple, low-cost a n d effective. An analysis on the function of various sub-systems for remote sensing micro satellites is performed, related to the integrated function of the satellite in s u p p o r t of t h e remote sensing sensor payload d a t a acquisition in orbit. Other important function of various satellite sub-systems is to maintain satellite health and safety of satellite operation in orbit as long as the intended satellite lifetime. The presentation is expected to provide a general description on t h e function of remote sensing satellite s u b - s y s t e m s .
ABSTRAK
Sebagai n e g a r a k e p u l a u a n y a n g sangat l u a s dengan k e a n e k a - r a g a m a n sumber daya alam d a n lingkungan, serta dinamika kehidupan m a s y a r a k a t , s u d a h jelas bahwa Indonesia memerlukan pemanfaatan antariksa dalam mempercepat proses pembangunan kesejahteraan rakyat. Salah satu pemanfaatan a n t a r i k s a yang sangat penting adalah pengamatan Bumi oleh satelit penginderaan j a u h . Kemajuan teknologi elektronika, telekomunikasi, zat padat d a n pengolahan data telah memberikan peluang pembangunan teknologi d a n produksi satelit mikro penginderaan j a u h yang m u d a h , dengan biaya rendah serta efektif. S u a t u analisis fungsi berbagai sub-sistem satelit mikro penginderaan j a u h d i l a k u k a n , yang berkaitan d e n g a n s e l u r u h fungsi satelit dalam m e n d u k u n g operasi perolehan d a t a oleh sensor penginderaan j a u h m u a t a n satelit di orbit. Fungsi p e n t i n g lain berbagai sub-sistem satelit adalah menjaga k e seh a t a n dan keselamatan operasi satelit di orbit selama waktu perkiraan usia satelit. Uraian pembahasan diharapkan d a p a t m e m b e r i k a n diskripsi tentang seluruh fungsi sub-sistem satelit penginderaan j a u h s e c a r a u m u m .
1 PENDAHULUAN
Indonesia m e r u p a k a n negara ke-pulauan dengan wilayah sangat l u a s yang membentang sekitar 5.150 kilometer
sepanjang khatulistiwa d e n g a n lebih dari 81.000 kilometer garis p a n t a i yang terdiri atas b e r a n e k a ragam lingkungan hidup dan kekayaan s u m b e r daya alam. Teknologi satelit penginderaan j a u h sebagai salah satu bentuk pemanfaatan antariksa
mempunyai peran u t a m a di dalam mem-berikan informasi ruang wilayah Indonesia baik di d a r a t m a u p u n di laut yang sangat diperlukan dalam m e n d u k u n g pem-b a n g u n a n pem-b a n g s a dan negara.
Telah 34 t a h u n berlalu sejak per-t a m a kali saper-teliper-t penginderaan j a u h Earper-th
Resources Technology Satellite-1 (ERTS-1)
diluncurkan tanggal 23 J u l i 1972 yang kemudian dikenal sebagai Landsat-1. Sejak itu, era p e m b a n g u n a n teknologi satelit
bagi pemanfaatan p e n g a m a t a n bumi
(earth observation) m a u p u n p e m a n
-faatan antariksa lainnya dalam meningkat-k a n meningkat-kesejahteraan m a n u s i a telah me-ngalami kemajuan s a n g a t pesat.
Perkembangan teknologi satelit mikro dewasa ini dengan kategori berat antara 10 sampai dengan 100 kg terbukti efektif bagi tugas penginderaan j a u h pada orbit rendah a t a u low earth orbit (LEO) sekitar 600 s a m p a i d e n g a n 850 km, dengan biaya dan upaya produksi satelit yang relatif sangat ringan (Klaus Briess, et.al, 2002). Peluang kemajuan teknologi satelit mikro telah m e m u n g k i n - k a n lebih banyak pihak-pihak turut mengembangkan teknologi satelit penginderaan jauh, antara lain pemerintahan, b a d a n litbang, per-guruan tinggi, industri swasta, d a n Iain-lain pada negara-negara maju dan ber-kembang di d u n i a (H.P. Roser, 2003).
Keberadaan teknologi satelit mikro tersebut m e m p a k a n p e l u a n g sekaligus
tantangan bagi Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional-LAPAN u n t u k membangun kemandirian di bidang satelit penginderaan j a u h bagi Indonesia (LAPAN, 2002). Tantangan t e r s e b u t di-hadapkan pada k e n y a t a a n a n t a r a lain sebagai berikut.
• Sebagai negara besar Indonesia memer-lukan kemandirian teknologi d a n pe-manfaatan antariksa u n t u k m e m e n u h i k e b u t u h a n s e s u a i k e a d a a n spesifik di Indonesia.
• Keberadaan pemanfaatan d a t a peng-inderaan j a u h antariksa m e r u p a k a n alat penting di dalam p e m b a n g u n a n nasional.
• Sampai saat ini masih ada keter-gantungan Indonesia p a d a program satelit penginderaan j a u h milik asing.
Tantangan lain yang dihadapi LAPAN adalah bahwa penyelenggaraan program satelit harus diikuti pembangunan
kapasitas Indonesia secara komprehensif
dalam m e m e n u h i berbagai k e b u t u h a n pemanfaatan antariksa, a n t a r a lain peng-inderaan j a u h , telekomunikasi, navigasi,
penanggulangan bencana, eksplorasi antariksa, litbang iptek d a n Iain-lain.
Pengenalan berbagai k e b u t u h a n sub-sistem satelit y a n g d i g u n a k a n bagi s u a t u t u g a s misi satelit diperlukan di dalam r e n c a n a r a n c a n g b a n g u n sistem satelit. S u a t u pengkajian tentang fungsi berbagai sub-sistem satelit mikro peng-inderaan j a u h disajikan p a d a makalah ini, yang d i h a r a p k a n d a p a t memberikan diskripsi s e c a r a u m u m mengenai kompo-sisi dan fungsi sub-sistem satelit mikro penginderaan j a u h .
Informasi diskriptif disampaikan tentang fungsi beberapa sub-sistem satelit mikro yang diperlukan u n t u k mendukung operasi m u a t a n i n s t r u m e n sensor peng-inderaan j a u h di orbit.
Bila ditinjau d a r i sisi operasi s u b -sistem di orbit d a p a t dikatakan bahwa kelengkapan fungsi sub-sistem p a d a w a h a n a satelit mikro sebenarnya tidak j a u h b e r b e d a dengan kelengkapan fungsi p a d a sub-sistem satelit penginderaan j a u h eksperimental y a n g besar, misal
satelit Landsat, SPOT d a n Iain-lain.
P e m b a h a s a n p a d a pengkajian fungsi sub-sistem satelit mikro diharapkan dapat m e m b e r i k a n m a s u k k a n informasi r a n c a n g b a n g u n satelit mikro peng-inderaan j a u h bagi p e n g a m a t a n produksi p a n g a n .
Pengkajian dilakukan menggunak a n analisis fungsi p a d a berbagai s u b -sistem satelit mikro penginderaan j a u h di orbit r e n d a h (low earth orbit) secara u m u m .
Tinjauan analisis berbagai fungsi sub-sistem satelit mikro ditujukan p a d a sistem pemanfaatan antariksa peng-inderaan j a u h bagi p e n g a m a t a n sumber alam b u m i , k h u s u s n y a bagi p e m a n t a u a n p e m b a n g u n a n k e t a h a n a n pangan.
Analisis fungsi h a n y a ditujukan p a d a s u b - s i s t e m w a h a n a satelit saja. Sistem sensor muatan satelit tidak dibahas k a r e n a m e r u p a k a n s u a t u u p a y a peng-kajian fungsi tersendiri. Sub-sistem s t r u k t u r satelit j u g a tidak dibahas dengan alasan s a m a .
2 SATELIT MIKRO PENGINDERAAN JAUH DENGAN MISI KETAHANAN PANGAN
2.1 Tujuan Misi Ketahanan Pangan Menurut World Food Summit 1996 pengertian k e t a h a n a n p a n g a n d u n i a adalah food security occurs when all people
at all times have physical economic access to sufficient, safe and nutritious food to meet their dietary needs and food preferences for an active and healthy life (Gunawan
Prabowo, et.al., 2006).
M e n u r u t UU No.7 T a h u n 1996 pengertian k e t a h a n a n p a n g a n nasional adalah tersedianya p a n g a n yang c u k u p baik j u m l a h m a u p u n m u t u n y a , a m a n , merata dan terjangkau (Gunawan Prabowo, et.al., 2006). Satelit mikro penginderaan j a u h dengan misi k e t a h a n a n pangan
perlu dirancang sebagai alat yang mampu menjawab kebijakan dan peraturan tentang p e m b a n g u n a n p a n g a n di Indonesia.
Perolehan d a t a sistem satelit Landsat MSS, Landsat TM, SPOT-1 sampai dengan SPOT-4, J E R S - 1 , NOAA AVHRR dan MODIS yang dilakukan LAPAN telah memberikan kontribusi sangat b e s a r dalam pembangunan sumber daya pangan di darat dan di laut Indonesia. Berbagai metoda pemanfaatan d a t a sistem-sistem satelit tersebut telah d i g u n a k a n oleh instansi-instansi yang terkait di Indonesia. Kelangsungan k e b e r a d a a n d a t a satelit penginderaan j a u h sangat penting bagi p e m b a n g u n a n k e t a h a n a n p a n g a n .
Kelangsungan kemampuan peroleh-an data s u m b e r d a y a alam bagi pem-bangunan k e t a h a n a n p a n g a n yang ber-kesinambungan memerlukan penguasaan teknologi w a h a n a d a n sensor satelit penginderaan j a u h . Peningkatan kemam-p u a n LAPAN m e m b a n g u n kemandirian teknologi satelit mikro adalah alternatif yang baik mengingat p e l u a n g (a) alih teknologi satelit mikro dengan kerja s a m a luar negeri dan (b) ada relatif kemudahan memperoleh s u b - s i s t e m d a n komponen satelit mikro.
Pengamatan produksi pangan dengan satelit d a p a t m e n d u k u n g tiga
sektor p e m b a n g u n a n p a n g a n sebagai berikut (Gunawan Prabowo, et.al., 2006). • Sektor pertanian dan perkebunan, misal
beras, jagung, kedelai, sayuran dan Iain-lain. Meliputi p e m a n t a u a n satelit a n t a r a lain p a d a obyek-obyek :
- P e r u b a h a n tata g u n a t a n a h ;
- Fase p e r t u m b u h a n t a n a m a n pangan; - Keberadaan dan fungsi irigasi, hidrologi
d a n d a e r a h aliran sungai; - Kerusakan l a h a n pertanian; - Bencana banjir d a n kekeringan; - Tinjauan sinkron optik (sinoptik) luas
Normalized Difference Vegetation Index
(NDVI) u n t u k observasi iklim, kondisi lahan, kondisi tanaman dan Iain-lain; - Tinjauan m e n d a l a m u n t u k observasi
l u a s t a n a m , l u a s p a n e n , kondisi tanaman, produktivitas tanam, kondisi lahan lokal, siklus t a n a m dan Iain-lain;
* Sektor perikanan, misal perikanan laut d a n b u d i d a y a p a n t a i d a n Iain-lain. Meliputi p e m a n t a u a n satelit a n t a r a lain p a d a obyek-obyek:
- Budidaya pantai;
- Konservasi s u m b e r daya dan ling-k u n g a n p a n t a i ;
- Zona potensi ikan laut;
- Perubahan lingkungan dan pencemar-an laut.
•• Sektor p e t e r n a k a n , misal peternakan daging, s u s u , unggas, perikanan darat dan Iain-lain. Meliputi p e m a n t a u a n satelit a n t a r a lain p a d a obyek-obyek: - Lingkungan d a n a u , sungai dan
per-airan d a r a t y a n g m e n d u k u n g sumber daya p a n g a n d a n p e t e r n a k a n per-ikanan darat;
- Potensi d a e r a h peternakan.
2 . 2 Sensor Satelit Mikro Misi Ketahanan Pangan
K e m a m p u a n sensor satelit mikro u n t u k deteksi t a n a m a n pangan adalah sebagai berikut (Gunawan Prabowo, et.al., 2006).
• Analisa obyek s u m b e r daya pangan, adalah p a d a tingkat Provinsi dan Kabupaten p a d a skala 1:50.000 sampai d e n g a n 1:100.000;
• Periode keberulangan (temporal
resolu-tion) observasi Bumi a d a l a h a n t a r a 14
sampai dengan 30 hari u n t u k identifikasi siklus a t a u fase t a n a m a n pangan, k h u s u s n y a t a n a m a n padi;
• Pengamatan tingkat m e n d a l a m pada: - Estimasi luas tanarn dan pa n e n; - Identifikasi siklus t a n a m a n ; - Prediksi produktivitas p e r t a n i a n ; - Klasifikasi jenis t a n a m a n ;
- Identifikasi kondisi l a h a n .
Resolusi r u a n g {spatial resolution) sekitar 10 sampai dengan 30 meter adalah memadai u n t u k memperoleh skala data citra antara 1:50.000 sampai dengan 1:100.000 (Gunawan Prabowo, et.al., 2006). Lebar cakupan sensor {swath width) adalah sekitar 60 sampai dengan 180 kilometer.
Sensor p a d a satelit mikro meng-gunakan e m p a t detektor dengan e m p a t
band spektral, yaitu (a) band biru, (b) band
hijau, (c) band m e r a h d a n (d) band infra merah d e k a t u n t u k m e n g a m a t i objek h u t a n , p e r k e b u n a n , p e r t a n i a n , budidaya pantai dan sebagainya (Gunawan Prabowo, et.al., 2006).
Informasi di a t a s m e r u p a k a n hasil studi s a a t ini t e n t a n g program satelit mikro dengan sensor pencitra {imaging
sensor) bagi misi k e t a h a n a n p a n g a n yang
dilakukan oleh Pusat Teknologi Elektronika Dirgantara, LAPAN (Gunawan Prabowo, et.al., 2006).
2.3 Teknologi Satelit Mikro Peagindera-an Jauh
Satelit mikro adalah kategori satelit dengan berat total satelit a n t a r a 10 sampai dengan 100 km (Klaus Briess, et. al., 2002). U k u r a n m a k s i m u m satelit pada saat p e l u n c u r a n (misal panel surya terlipat) adalah sekitar panjang lebih kecil dari 50 cm, lebar lebih kecil dari 50 cm dan tinggi lebih kecil dari 80 cm (Klaus Briess, et. al., 2002). U k u r a n m a k s i m u m satelit mikro a k a n dibatasi envelope kedudukan satelit mikro pada wahana peluncur u n t u k m u a t a n t a m b a h a n
(auxilliaru payload atau piggy back payload).
Sistem satelit penginderaan j a u h terdiri a t a s d u a bagian u t a m a , yaitu • W a h a n a satelit (satellite vehicle), dan • Sensor penginderaan j a u h muatan satelit
(remote sensing sensor payload).
Sensor penginderaan j a u h m u a t a n satelit mikro d i b a n g u n berdasarkan kebutuhan misi (mission requirement) yang ditetapkan p e n g g u n a d a t a penginderaan j a u h d a n stakeholder lainnya.
Berbagai sub-sistem satelit mikro mempunyai fungsi m e n d u k u n g operasi perolehan data oleh sensor muatan satelit sebagai berikut.
H Menjamin ketersediaan daya listrik; • Menjaga h u b u n g a n telekomunikasi
a n t a r a satelit mikro dengan stasiun b u m i kendali d a n sebaliknya selama u s i a satelit di orbit;
• M e m p e r t a h a n k a n sikap satelit yang tepat di orbit m e n g h a d a p tepat tegak ke Bumi a t a u ke s a m p i n g (nadir or
off-nadir pointing);
• Mempertahankan navigasi posisi lintas-an satelit y a n g tepat p a d a orbit (koor-dinat, apogee, perigee, inklinasi, waktu orbit d a n Iain-lain);
» Melakukan program perolehan data sensor;
• Melakukan pengolahan awal data (data
pre-processing) d a n format d a t a sensor;
• Melakukan encode, modulasi dan trans-misi data telemetri sensor penginderaan j a u h ke s t a s i u n b u m i telemetri;
• Menjaga k e s e l a m a t a n dan kesehatan s e l u r u h s u b sistem satelit mikro dan posisi navigasi lintasan orbit satelit mikro u n t u k menjamin kelangsungan operasi satelit dan sensor penginderaan j a u h s e l a m a u s i a satelit di orbit.
Teknologi sensor m u a t a n satelit mikro dengan 3 atau 4 b a n d spektral p a d a orbit sinkron m a t a h a r i a t a u
sun-synchronous orbit (SSO) secara u m u m
dapat dikelompokkan sebagai berikut. • Satelit penginderaan j a u h perkotaan
dan tata ruang, p a d a resolusi ruang r u p a bumi lebih kecil dari 5 m dan
cakupan {swath width) lebih besar dari 20 km;
• Satelit penginderaan j a u h sumber alam, pada resolusi lebih kecil dari 30 m dan cakupan lebih b e s a r dari 100 km; • Satelit penginderaan j a u h lingkungan,
pada resolusi lebih kecil dari 500 m dan c a k u p a n lebih b e s a r dari 2.000 km; 3 PERKEMBANGAN TEKNOLOGI
ELEK-TRONIK, PENGOLAHAN DATA, TELEKOMUNIKASI DAN ZAT PADAT
Perkembangan satelit mikro di-mungkinkan k a r e n a a d a n y a kemajuan teknologi zat p a d a t {solid state), mikro-elektronik, opto-mikro-elektronik, telekomunikasi, robotik, k o m p u t e r pengolahan d a t a dan perangkat lunak.
Pemanfaatan kemajuan teknologi tersebut m e m u n g k i n k a n u n t u k :
• Penggunaan memory chip dengan k a p a s i ta s s a n g a t b e s a r d a n biaya rendah, misal 1 GB memory chip harganya sangat m u r a h dan ukurannya relatif sangat kecil (digunakan p a d a
flash disk);
• Kinerja tinggi k o m p u t e r pengolahan
data dengan u k u r a n relatif kompak, daya listrik r e n d a h d a n biaya r e n d a h ; • Ukuran sub-sistem telekomunikasi yang
kompak dengan k e m a m p u a n tinggi
{cellular technology), d a n Iain-lain.
Kemajuan teknologi tersebut di atas berperan p a d a p e n g e m b a n g a n teknologi berbagai sub-sistem satelit mikro.
Kemajuan teknologi zat padat, opto-elektronik d a n mikro-opto-elektronik meng-hasilkan detektor optik Charge Coupled
Device (CCD) sebagai komponen pelarik
elektronik {electronic push broom scanner) sistem sensor penginderaan j a u h . Pelarik elektronik menggunakan CCD linier {linear
CCD array), yang terdiri a t a s 1 baris
dengan ribuan elemen foto sensitif berupa foto diode b e r u k u r a n sekitar 10 urn. 1 baris elemen CCD linier d a p a t melarik dan merekam data citra dengan keduduk-an baris tegak l u r u s a r a h orbit satelit. 1 unit CCD linier di-gunakan u n t u k melarik data citra p a d a 1 b a n d spektral.
Sebagai contoh, detektor CCD linier terdiri a t a s 1 baris (10 urn) dan 5.000 elemen foto diode akan mempunyai ukuran elemen foto sensitif sepanjang 5 cm. Bila ditempatkan p a d a sistem optik dengan resolusi r u p a b u m i 20 m m a k a CCD linier a k a n m e l a k u k a n pelarikan hingga c a k u p a n 100 km. Pelarikan push broom terjadi t a n p a ada komponen bergerak atau getaran karena sepenuhnya dilakukan secara elektronik.
Karena u k u r a n 1 unit CCD linier relatif k o m p a k m a k a sebanyak 3 sampai dengan 4 CCD linier p a d a prinsipnya d a p a t ditempatkan pada 1 bidang gambar kamera. Masing-masing CCD linier diberi filter spektral yang telah ditetapkan u n t u k perolehan d a t a multi-spektral.
Beberapa satelit mikro mengguna-kan detektor CCD matrix, di m a n a elemen foto diode t e r s u s u n secara matrix pada detektor. CCD matrix tidak dapat diguna-kan u n t u k pelaridiguna-kan {scanning). Peng-ambilan data citra dilakukan dengan cara pemotretan digital p a d a 3 b a n d spektral secara berurutan sepanjang lintasan orbit, sehingga m e m e r l u k a n k a m e r a dengan beberapa bidang gambar atau beberapa b u a h kamera. Lebar c a k u p a n {swath
width) d a t a citra a k a n terbatas karena
CCD matrix biasanya di format u n t u k k a m e r a video a t a u fotografi.
Ukuran d a n berat satelit mikro akan membatasi ukuran dan berat sensor penginderaan j a u h m u a t a n satelit, ter-u t a m a m a s a d a n panjang vokal lensa sistem optik. U m u m n y a panjang vokal lensa u n t u k satelit mikro adalah lebih kecil dari 1 m.
4 BERBAGAI SUB-SISTEM SATELIT MIKRO PENGINDERAAN JAUH
4.1 Sub Sistem Utama Wahana Satelit Mikro Penginderaan Jauh
W a h a n a satelit mikro yang dituju-kan bagi misi penginderaan j a u h pada u m u m n y a terdiri a t a s sub-sistem satelit sebagai berikut (Stephen D. Wall, et. al.,
• Data handling and storage (pengaturan, pengolahan dan p e n y i m p a n a n data); • Power supply (sumber pembangkit
tenaga listrik, catu daya tenaga listrik dan pengatur pemakaian tenaga listrik); • Attitude control (kendali atas sikap satelit
di orbit);
• Propulsion (pendorong satelit di orbit); • Telecommunication (perhubungan trans-misi d a t a a n t a r a satelit di orbit dengan
stasiun b u m i kendali d a n telemetri); • Flight software (perangkat lunak bagi
operasi k o m p u t e r satelit);
• Thermal control (pengatur temperatur di dalam satelit);
• Flight mechanics (peralatan mekanik bergerak).
Wahana satelit dinyatakan tidak berfungsi bila s a l a h s a t u sub-sistem tidak berfungsi dengan baik. Seluruh sub-sistem t e r s e b u t m e m p u n y a i fungsi u t a m a (a) melayani k e b u t u h a n operasi sensor penginderaan j a u h dan (b) menjaga k ese hat an d a n k e s e l a m a t a n satelit di orbit. Kesehatan satelit adalah k e a d a a n di m a n a satelit di orbit dapat dikendalikan oleh stasiun b u m i dalam m e l a k s a n a k a n misi penginderaan j a u h selama perkiraan usia satelit di orbit.
Penjelasan singkat fungsi berbagai sub-sistem satelit mikro secara u m u m u n t u k m e n d u k u n g misi penginderaan j a u h , adalah sebagai berikut.
4 . 2 Sub S i s t e m OBDH
Sub sistem pengolahan d a t a dan perekaman d a t a p a d a w a h a n a satelit di orbit atau on-board data handling and
storage (OBDH) melakukan fungsi sebagai
berikut.
4.2.1 Perolehan perintah kendali sta-siun bumi
Melakukan decode a t a u menter-j e m a h k a n modulasi signal radio berisi
perintah kendali (control command) yang dikirim dari s t a s i u n b u m i kendali ke satelit mikro di orbit (up-link). OBDH kemudian m e n e r u s k a n perintah yang diterima dari stasiun b u m i kendali
kepada setiap sub-sistem satelit yang h a r u s m e l a k s a n a k a n perintah tersebut. Perintah s t a s i u n b u m i ke satelit mikro dapat berupa real time u n t u k dilaksanakan segera p a d a s a a t p e r i n t a h diterima satelit atau b e r u p a time-tagged sequence u n t u k d i l a k s a n a k a n satelit s e s u a i waktu yang telah diprogram;
4 . 2 . 2 Penyusunan dan transmisi data telemetri ke stasiun bumi kendali dan t e l e m e t r i
Melakukan p e n g u k u r a n dan pe-r e k a m a n bepe-rbagai d a t a pape-rametepe-r dan informasi satelit mikro di orbit, antara lain:
• S t a t u s k e s e h a t a n seluruh sub-sistem satelit;
• Umpan balik (feedback) perintah operasi setiap s u b - s i s t e m satelit yang diterima dari s t a s i u n b u m i kendali dan OBDH; • Hasil pengukuran reflektansi rupa bumi
oleh sensor penginderaan j a u h ;
• Parameter sub-sistem d a n m u a t a n satelit lainnya.
S e l u r u h d a t a tersebut kemudian di susun menurut aturan urutan komuni-kasi, di encode d a n di modulasi u n t u k dikirim sebagai aliran d a t a transmisi telemetri dari satelit ke stasiun b u m i kendali (down-link).
4 . 2 . 3 Mengambil alih kendali satelit dalam keadaan anomali satelit
Mengambil alih kendali satelit bila k a r e n a s u a t u alasan satelit kehilangan hubungan telekomunikasi dengan stasiun bumi kendali. Pada k e a d a a n demikian OBDH secara terprogram mengatur dan menjaga kelangsungan operasi s e m u a sub-sistem satelit yang vital d a n melaku-kan prosedur recovery dari kegagalan komunikasi s e s u a i perangkat l u n a k ter-pasang. OBDH akan terus b e r u s a h a men-dapatkan kembali h u b u n g a n antara satelit mikro dengan stasiun b u m i kendali. Kendali OBDH atas satelit dilakukan atas prosedur perangkat lunak, t e r m a s u k algoritma logika causal p a d a artificial
4.2.4 Penyimpanan data telemetri 4 . 3 Sub-Sistem Catu Daya Menyimpan d a t a dan parameter
yang belum d a p a t ditransmisi ke stasiun bumi kendali melalui telekomunikasi telemetri p a d a lintasan yang s e d a n g ber-langsung u n t u k dikirim pada kesempatan lintasan yang berikutnya.
Wahana satelit mikro yang berorbit harus mempunyai kemampuan beroperasi sendiri (autonomous operation) di orbit. Kemampuan beroperasi sendiri tersebut sampai p a d a setiap tingkat sub-sistem satelit-mikro.
Untuk melaksanakan fungsi-fungsi di a t a s , s u b - s i s t e m OBDH terdiri a t a s bagian-bagian sebagai berikut.
• On-Board Computer (OBC) bagi fungsi pengolahan d a t a d a n penghitungan parameter kendali operasi satelit mikro; • Pengatur u r u t a n (sequencing) perintah
dari stasiun b u m i kendali d a n OBDH yang ditujukan ke berbagai sub-sistem satelit;
• Data relay units u n t u k m e n e r u s k a n dan membagi perintah d a n d a t a p a d a berbagai s u b - s i s t e m satelit;
• Decoders, encoders dan format d a t a u n t u k menterjemahkan dan m e n y u s u n format logik data dan parameter operasi satelit agar terbaca berbagai sub-sistem satelit. Aturan s u s u n a n format logik data t e r u t a m a d i g u n a k a n p a d a tele-komunikasi a n t a r a satelit mikro di orbit dan stasiun b u m i kendali;
• On-board data recorder u n t u k melaku-kan fungsi sebagai berikut.
- Merekam d a t a p a r a m e t e r dan s t a t u s sub-sistem satelit;
- Merekam hasil perolehan d a t a sensor penginderaan j a u h ;
- Menyimpan p e r a n g k a t lunak bagi operasi subsistem OBDH dan s u b -sistem lainnya p a d a satelit mikro.
Satelit mikro m e m a k a i perekam data elektronik solid state memory karena ukuran fisik dan penggunaan daya sangat kecil, serta operasi p e n y i m p a n a n dan pengambilan d a t a s e p e n u h n y a secara elektronik (tidak a d a m e k a n i k bergerak).
Satelit di orbit biasanya meng-g u n a k a n s u m b e r tenameng-ga listrik (a) panel matahari, (b) baterai kimia dan (c) reaktor nuklir. Pada satelit mikro digunakan kombinasi panel s u r y a foto voltaik dan baterai kimia. Baterai kimia adalah jenis yang d a p a t diisi u l a n g (rechargeable), yaitu tenaga listrik yang disimpan baterai dapat diisi kembali setelah digunakan. Sub-sistem catu daya satelit terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut.
• Pembangkit listrik (power supply); • Pengatur daya listrik (power regulator); • Penyimpan d a y a listrik (power storage).
Sub-sistem catu daya satelit ber-fungsi u n t u k m e n g a t u r pemakaian daya listrik pada satelit di orbit sebagai berikut. • Pembangkitan daya listrik;
• Pengaturan kualitas daya listrik; • Pengaturan penggunaan dan pembagian
daya listrik,
• Penyimpanan daya listrik; • Disipasi kelebihan energi listrik;
• Menjaga ketersediaan energi listrik secara berlanjut;
• Menjaga usia baterai dan sumber listrik lainnya;
• Manajemen program daya listrik. 4 . 4 Sub-Sistem Pengatur Sikap Satelit
Beberapa sistem pengatur sikap satelit di orbit (attitude control) adalah sebagai berikut.
4 . 4 . 1 Stabilisasi satelit dengan bandul Stabilisasi satelit pada sumbu tegak secara pasif dengan b a n d u l sentrifugal
(gravity boom stabilized attitude control).
Bandul sentrifugal yang diletakkan di bagian a t a s satelit menjulur ke arah a n t a r i k s a a t a u a r a h berlawanan gaya tarik bumi. Dengan cara demikian sensor satelit penginderaan j a u h dan a n t e n a telekomunikasi d a p a t selalu menghadap ke a r a h bawah, yaitu ke a r a h p e r m u k a a n bumi. Biasanya d a p a t terjadi sedikit a y u n a n b a n d u l , t e r u t a m a kalau satelit melalui badai m a t a h a r i .
4.4.2 Stabilisasi satelit dengan diputar Stabilisasi satelit d a p a t dilakukan dengan cara diputar p a d a s u m b u satelit berbentuk silinder (spin-stabilized attitude
control system). Cara stabilisasi ini banyak
digunakan p a d a satelit telekomunikasi jenis lama di orbit geo-sinkron, misal seri
satelit Palapa-A dan Palapa-B, tetapi juga dapat digunakan p a d a j e n i s satelit lain dan pada orbit lainnya pula. Efek stabili-sasi terjadi k a r e n a gaya p u t a r m e m b u a t satelit stabil p a d a s u m b u p u t a r satelit, yaitu mirip efek p u t a r p a d a permainan gangsing. Posisi s u m b u p u t a r satelit selanjutnya dapat diatur, misal dengan
gravity boom;
4.4.3 Stabilisasi satelit dengan kendali pada 3-sumbu s a t e l i t
Sistem stabilisasi dengan kendali sikap pada tiga s u m b u satelit (three axis
attitude control) di orbit m e n g g u n a k a n gyroscope dan roda momentum (momentum wheel). Stabilisasi satelit demikian adalah
yang terbaik dalam memperoleh orientasi sensor penginderaan j a u h m u a t a n satelit u n t u k mengamati s a s a r a n obyek peng-inderaan jauh secara tepat pada berbagai sudut nadir d a n off-nadir. Satelit tele-komunikasi geostasioner misal Palapa-C,
Telkom-1 dan Telkom-2 m e n g g u n a k a n
kendali stabilisasi satelit pada tiga sumbu satelit untuk mengarahkan telapak antena
(antenna footprint) p a d a wilayah jangkauan
telekomunikasi sistem secara tepat di permukaan bumi. Stabilisasi satelit dengan kendali p a d a 3 s u m b u satelit m e r u p a k a n sistem aktif.
Satelit penginderaan j a u h pada umumnya mengunakan pengaturan sikap satelit dengan three axis attitude control. Beberapa satelit mikro m e n g g u n a k a n
gravity boom stabilized attitude control.
Kelemahan gravity boom adalah dapat terjadinya osilasi kecil a y u n a n bandul di orbit.
Pada three axis attitude control data tentang orientasi wahana satelit diperoleh beberapa sub-sistem satelit, misal
gyro-scope, k a m e r a bintang a t a u sensor
matahari yang menunjukkan sikap satelit yang sebenarnya. Penyimpangan sikap satelit di deteksi d e n g a n perhitungan d a t a selisih posisi satelit yang diminta dengan kedudukan satelit yang sebenar-nya. Data selisih perhitungan pada ketiga s u m b u satelit dikirim ke OBDH u n t u k m e n e m p a t k a n satelit p a d a k e d u d u k a n sikap yang s e h a r u s n y a di orbit. Perbaikan sikap satelit d a p a t dilakukan dengan menggunakan sub-sistem (a) propulsi pen-dorong a t a u thruster, (b) roda m o m e n t u m
(momentum wheel) d a n gyroscope atau
(c) g a b u n g a n k e d u a sub-sistem thruster dan momentum wheel p a d a satelit besar.
Mengingat dimensi dan berat relatif kecil maka pengaturan sikap satelit mikro di orbit terutama menggunakan gabungan sub-sistem momentum wheel dan gyroscope serta k a m e r a bintang. Komponen ketiga s u b - s i s t e m t e r s e b u t d a p a t d i b u a t relatif kecil u n t u k ditempatkan pada satelit mikro. Putaran 3 unit momentum wheel p a d a 3 - s u m b u satelit (sumbu x, y dan z) yang lebih dipercepat atau lebih diper-lambat akan mengalihkan sebagian momen p u t a r p a d a w a h a n a satelit sehingga mengubah orientasi sikap satelit di orbit. Arah gaya momentum wheel yang dialihkan p a d a w a h a n a satelit m e r u p a k a n reaksi berlawanan dengan a r a h percepatan atau perlambatan momentum wheel.
Biasanya satelit mikro j u g a dapat m e m b a w a k u m p a r a n magnetik (magnetic
coil) u n t u k mengubah orientasi sikap satelit
b e r d a s a r k a n gaya magnetik satelit ter-hadap medan magnet bumi. Kumparan magnetik h a n y a digunakan sebagai sub-sistem sekunder, k a r e n a k u r a n g efektif sebagai sub-sistem primer.
Momentum wheel dapat mengalami
saturasi, bila kecepatan putarannya sudah terlalu tinggi sehingga tidak dapat di-gunakan lagi u n t u k mengatur sikap satelit di orbit. Bilamana hal tersebut terjadi m a k a p u t a r a n momentum wheel h a r u s diperlambat a t a u di-desaturasi
(desatu-ration). Bila ada u p a y a memperlambat momentum wheel maka gaya perlambatan
tentu dapat m e n y e b a b k a n satelit me-ngalami p e r u b a h a n orientasi sikap. Oleh
karena itu, perlambatan momentum wheel dilakukan s e c a r a berhati-hati dengan memberi gaya kompensasi u n t u k mem-pertahankan sikap satelit. Gaya kompen-sasi diperoleh dengan menggunakan pe-ngatur sikap satelit lainnya (sub-sistem sekunder) di orbit, misal sub-sistem (a) pendorong thruster atau (b) magnetic
coil. Orientasi sikap satelit dibuat tidak
terlalu b a n y a k b e r u b a h selama proses desaturasi momentum wheel dilakukan. 4.5 Sub-Sistem Telekomunikasi
Sub-sistem telekomunikasi fre-kuensi radio (RF) diperlukan agar OBDH satelit d a n seluruh sub-sistem satelit dapat b e r h u b u n g a n s e c a r a timbal-balik dengan stasiun bumi kendali dan telemetri. Berbagai bagian sub-sistem telekomunikasi pada satelit mikro (dan s t a s i u n b u m i kendali dan telemetri) adalah sebagai berikut.
• Antena directional p a d a satelit (antena
tracking p a d a s t a s i u n b u m i kendali);
• Pemancar (transmitter) energi signal RF; • Penerima (receiver) energi signal RF; • Penguat (amplifier) daya signal RF; • Modulator signal d a t a RF;
• De-modulator signal d a t a RF; • Encoder signal data;
• Decoder signal data;
• Generator waktu satelit, d a n Iain-lain Sub-sistem telekomunikasi diper-lukan satelit u n t u k d a p a t b e r h u b u n g a n dengan stasiun b u m i kendali d a n sebaliknya p a d a d a e r a h frekuensi tele-komunikasi RF s e r t a kecepatan aliran dan format transmisi d a t a yang telah ditetapkan.
Untuk menjaga k e l a n g s u n g a n d a n kehandalan telekomunikasi antara satelit mikro di orbit dengan stasiun bumi kendali dan sebaliknya diperlukan sinkronisasi pemancar RF dan p e n e r i m a RF (Tx and Rx synchronization) mengingat k e a d a a n lingkungan di a n t a r i k s a s e r t a dinamika orbit satelit mikro.
Pergeseran frekuensi telekomuni-kasi RF yang diakibatkan oleh efek Doppler
k a r e n a gerakan satelit di orbit relatif terhadap stasiun bumi harus diupayakan tidak mengganggu h u b u n g a n komuni-kasi a n t a r a satelit mikro dan stasiun bumi kendali. Efek Doppler pada hubungan telekomunikasi RF a n t a r a satelit di orbit dan stasiun b u m i kendali selalu ber-variasi. Ini d i s e b a b k a n k a r e n a apabila satelit diamati oleh stasiun bumi pada berbagai kedudukan orbit maka kecepatan satelit a k a n selalu b e r u b a h atau ber-variasi. Pergeseran frekuensi telekomuni-kasi j u g a dapat disebabkan perubahan t e m p e r a t u r sekeliling alat p e m a n c a r RF a t a u penerima RF p a d a satelit mikro di orbit.
Proses mencocokkan (matching) h u b u n g a n telekomunikasi pemancar RF dan penerima RF a n t a r a stasiun bumi kendali dan satelit mikro disebut locking
up. Seringkali u p a y a locking up tidak
m u d a h u n t u k dilakukan, tetapi teknologi tersebut j u g a semakin maju.
4.6 Sub-Sistem Perangkat Lunak
Kemajuan p a d a kinerja prosesor k o m p u t e r d a n tingginya kapasitas pe-nyimpanan d a t a p a d a solid state memory memberikan k e m a m p u a n pemakaian pe-rangkat lunak dengan fungsi luas dan lebih lengkap pada satelit mikro, sehingga lebih b a n y a k proses kendali satelit mikro yang dapat dilakukan oleh OBDH. Per-kembangan t e r s e b u t m e m b u k a peluang u n t u k mengalihkan lebih b a n y a k
tugas-tugas operasi rutin stasiun bumi kendali p a d a perangkat l u n a k satelit mikro di orbit (micro-satellite flight software).
Sub-sistem perangkat lunak mem-punyai peran dan fungsi p a d a kendali operasi satelit, antara lain sebagai berikut. • Mengatur operasi satelit sesuai perintah
terprogram yang dikirim oleh stasiun b u m i kendali a t a u yang dilakukan OBDH satelit mikro secara mandiri
(autonomous) bagi operasi seluruh
sub-sistem satelit;
• Melakukan t u g a s perolehan, peng-olahan, p e n y i m p a n a n , p e n g a t u r a n dan pengiriman d a t a telemetri dari s e m u a sub-sistem satelit d a n sistem sensor
penginderaan j a u h m u a t a n satelit ke stasiun bumi kendali d a n telemetri; • Mengatur d a n menjaga kendali sikap
(attitude control) satelit di orbit;
• Mendeteksi anomali satelit dan me-lakukan perlindungan satelit dari gangguan [fault protection) secara
autonomous bila terjadi anomali satelit;
• Mengamati k e a d a a n d a n parameter kritis satelit dengan deteksi dan pemulih-an (recovery) pemulih-antara lain, sebagai berikut. - Anomali p a d a setiap s u b - s i s t e m d a n
pada sensor m u a t a n satelit,
- Kehilangan h u b u n g a n telekomunikasi a n t a r a satelit d a n s t a s i u n bumi; - P e r u b a h a n ekstrem t e m p e r a t u r di
luar p a r a m e t e r operasional satelit; - Penyimpangan sikap satelit di orbit; - Penyimpangan navigasi satelit di
orbit.
• Melakukan perlindungan secara otonomi
(autonomous protection) u n t u k menjaga
kelangsungan operasi dan kendali sistem satelit p a d a s a a t terjadi anomali, misal - Mengarahkan a n t e n a satelit mikro
selalu ke p e r m u k a a n b u m i ;
- Mematikan s u b - s i s t e m yang tidak kritis u n t u k m e n g h e m a t tenaga; - Meminta bantuan pertolongan stasiun
bumi kendali;
- Melakukan sendiri m a n u v e r orbit yang diperlukan;
- Menjalankan algorithm u n t u k menjaga keseha ta n d a n k e s e l a m a t a n satelit; - Melakukan operasi rutin satelit mikro
di orbit, dan Iain-lain.
4.7 Sub-Sistem Pengatur Temperatur Pada p e r m u k a a n luar w a h a n a satelit mikro di orbit yang m e n g h a d a p ke arah matahari dan permukaan luar satelit yang m e n g h a d a p ke a r a h berlawanan matahari (bagian kegelapan antariksa) akan terdapat p e r b e d a a n temperatur
sampai r a t u s a n derajat Celsius.
Perbedaan temperatur yang ekstrem tersebut dapat b e r p e n g a r u h p a d a kinerja komponen-komponen satelit mikro, ter-utama komponen elektronik. Pengaturan temperatur di dalam w a h a n a satelit
penting dilakukan mengingat peralatan elektronik d a n mekanik h a r u s ditempat-kan p a d a p a r a m e t e r temperatur ling-k u n g a n ling-kerja tertentu agar dapat beling-kerja dengan baik d a n m e m b e r i hasil optimal.
Perlindungan t e r h a d a p komponen elektronik satelit yang sensitif temperatur dari gangguan a t a u k e r u s a k a n dilakukan dengan berbagai cara, yaitu a n t a r a lain, sebagai berikut.
• Memberikan selimut pelindung radiasi p a d a bagian luar satelit;
• Memasang radiator p e m b u a n g p a n a s di dalam d a n di luar satelit;
• Memberi warna, b a h a n lapisan dan cermin p e r m u k a a n luar satelit yang m e m a n t u l k a n energi radiasi;
• Memasang jendela yang dapat dibuka dan diturup u n t u k mengatur temperatur di dalam w a h a n a satelit;
• Menempatkan p e m a n a s di dalam satelit; • Memberi w a r n a hitam di luar
per-mukaan wahana satelit yang membuang p a n a s .
Pada umumnya parameter tempera-tur kerja peralatan elektronik adalah sekitar -25°C sampai dengan 80°C, dengan nilai t e m p e r a t u r kerja ideal p a d a 25°C (Texas I n s t r u m e n t s , 1984). Di luar para-meter temperatur kerja tersebut peralatan elektronik a k a n mengalami kerusakan, k h u s u s n y a komponen zat padat (solid
state).
Pengaturan temperatur di dalam w a h a n a satelit mikro p a d a u m u m n y a adalah dengan c a r a sebagai berikut. • Memberi selimut termal atau pelindung
radiasi lainnya di bagian luar satelit, • Memberi w a r n a hitam di p e r m u k a a n
l u a r w a h a n a satelit y a n g m e m b u a n g a t a u mengemisikan p a n a s ;
• Memasang radiator di bagian luar wahana satelit u n t u k membuang panas. 4 . 8 Sub-Sistem Mekanik
Sub-sistem mekanik (flight
mecha-nics) a n t a r a lain terdiri a t a s :
• Mekanik penggerak bertenaga mesin listrik;
• Mekanik penggerak non-mesin, misal pegas, t e k a n a n g a s d a n sebagainya; • Gigi dan t u a s penggerak;
• Lengan sibernetik, robotik d a n Iain-lain.
Penggunaan sistem mekanik dimaksudkan u n t u k n i e m b u a t bagian tertentu satelit d a p a t digerakkan secara terpisah dari bagian lainnj'a u n t u k menjalankan fungsi tertentu yang di-haruskan, misal m e m b u k a lipatan panel surya. Beberapa sub-sistem mekanik memerlukan sensor u n t u k m e m a n t a u gerakan, misal p a d a p e m u t a r a n cermin pelarik mekanik dalam sistem sensor penginderaan j a u h .
Sub-sistem mekanik. r e n t a n ter-hadap masalah t e r u t a m a p a d a bagian yang bergerak, sehingga pemantauan atas status komponen m e k a n i k dilakukan sebagai u p a y a u n t u k menghindari d a n mengantisipasi terjadinya gangguan dan masalah p a d a komponen tersebut. Pada prinsipnya r a n c a n g b a n g u n satelit akan menghindari adanya sub-sistem mekanik. Gaya g era k a n m e k a n i k yang dilakukan p a d a w a h a n a satelit h a r u s di kompensasi dengan gaya sama dan ber-lawanan, karena setiap gaya yang ditimbul-kan oleh geraditimbul-kan meditimbul-kanik dapat mengubah sikap satelit di orbit.
Sub-sistem m e k a n i k y a n g diguna-kan p a d a satelit mikro u m u m n y a terdiri atas antara lain (a) gyroscope dan
momen-tum wheel pada sub-sistem attitude control,
(b) pembuka panel surya (deployable solar
panel), (c) p e m b u k a gravity boom bila
diperlukan dan Iain-lain. 4.9 Sub-Sistem Propulsi
Sub-sistem propulsi (mesin pen-dorong satelit di orbit) diperlukan satelit penginderaan j a u h operasional atau komersial, misal satelit Landsat, SPOT, JERS-1, MODIS, Ikonos d a n Iain-lain. Sub-sistem propulsi p a d a sistem satelit penginderaan j a u h d i g u n a k a n u n t u k kendali sikap satelit (attitude control) di orbit dan menjaga posisi satelit p a d a orbit sinkron m a t a h a r i (sun-synchronous
orbit). Tujuan u n t u k m e l a k u k a n kendali
sikap satelit d a n posisi navigasi orbit satelit t e r u t a m a u n t u k menjaga kualitas d a t a citra p e n g i n d e r a a n j a u h , misal iluminasi d a n s u d u t matahari yang tetap p a d a perolehan d a t a oleh sensor peng-inderaan j a u h serta ketepatan arah sensor ke obyek di m u k a b u m i yang diamati (Oliver Montenbruck, et.al, 2005).
Pada satelit b e s a r sub-sistem pro-pulsi dapat b e r u p a mesin roket (thruster), t e r m a s u k b a h a n bakar, tangki, katup, regulator, pipa aliran d a n peralatan ken-dali. Thruster p a d a satelit menggunakan b a h a n b a k a r j e n i s mono-propellant, misal
hydrazine (N2H4). Sampai dengan
tempera-tur sekitar 250°C cairan hydrazine berada dalam k e a d a a n stabil, tetapi bila diberi katalisator (temperatur tinggi atau di-nyalakan) m a k a komposisinya akan ter-urai dengan melepas p a n a s dan pemuaian (tekanan) gas tinggi (George P. Sutton, et.al., 2001). B e s a r n y a t e k a n a n gas (daya dorong) dapat diatur dengan kendali aliran
hydrazine ke thruster, d a n sub-sistem
propulsi satelit tersebut dapat dinyalakan serta dimatikan setiap waktu.
B a h a n b a k a r satelit h a r u s dapat disimpan selama perkiraan u s i a satelit di orbit u n t u k sewaktu-waktu siap digunakan.
Hydrazine cair d a p a t disimpan di dalam
tangki k h u s u s s a m p a i 15 t a h u n (George P. Sutton, et. al., 2001).
Sub-sistem propulsi satelit mikro j u g a d a p a t m e n g g u n a k a n gas bertekanan
tinggi yang dilepas p a d a nozzle atau
thruster kecil. J e n i s gas yang digunakan
adalah Nitrogen, Krypton, Argon, Freon 14, u d a r a kering d a n Iain-lain. Tangki gas u m u m n y a b e r b e n t u k bola (George P. Sutton, et.al., 2001).
Penggunaan gas bertekanan tinggi p a d a sub-sistem propulsi satelit hanya memberikan daya dorong rendah. Apabila daya dorong lebih besar diperlukan maka h a r u s m e n g g u n a k a n t h r u s t e r berbahan bakar mono-propellant (George P. Sutton, et.al. 2001).
Sub-sistem propulsi p a d a satelit digunakan a n t a r a lain, sebagai berikut.
• Orbit insertion a t a u m a n u v e r penem-p a t a n satelit ke orbit y a n g telah di-tetapkan pada saat satelit diluncurkan; • Kendali sikap satelit di orbit;
• Koreksi orbit satelit; • Modifikasi orbit satelit.
Ukuran dan k e k u a t a n sub-sistem propuisi p a d a satelit t e r g a n t u n g a n t a r a lain pada:
• Besar daya dorong y a n g diperlukan; • J u m l a h p e m a k a i a n selama perkiraan
usia satelit;
• Lama waktu setiap kali digunakan, misal u n t u k kendali sikap satelit a t a u m a n u v e r satelit p a d a orbit selama perkiraan u s i a satelit.
Sistem propuisi satelit s a n g a t diperlukan p a d a kejadian badai matahari di m a n a efek atmosfer d a p a t berpenga-r u h lebih b e s a berpenga-r p a d a satelit di oberpenga-rbit. Badai m a t a h a r i m e n y e b a b k a n atmosfer atas bergejolak dan berombak. Bergejolak-nya atmosfer a t a s d a p a t m e n i m b u l k a n gesekan (fiictiori) lebih besar antara satelit di orbit dengan molekul atmosfer yang lebih rapat saat badai m a t a h a r i ber-langsung. Gesekan dengan molekul atmos-fer yang lebih r a p a t p a d a satelit a k a n memperlambat kecepatan satelit di orbit yang menyebabkan p e l u r u h a n ketinggian orbit satelit. Kejadian p e l u r u h a n orbit satelit dapat m e m b u a t u s i a satelit lebih pendek k a r e n a satelit d a p a t lebih cepat j a t u h k e m u k a b u m i .
Apabila satelit masih dapat ber-fungsi dengan baik d a n masih sangat diperlukan m a k a satelit t e r s e b u t h a r u s diupayakan u n t u k ditempatkan kembali pada lintasan orbit yang benar. Upaya pemulihan satelit di orbitnya memerlukan daya dorong dengan sub-sistem propuisi. Sub-sistem propuisi satelit mikro memakai perangkat nozzle yang bekerja dengan g a s b e r t e k a n a n tinggi a t a u
mini-thruster dengan b a h a n bakar mono-propellant. Aliran g a s b e r t e k a n a n tinggi
atau b a h a n b a k a r hydrazine d a p a t diatur secara tepat u n t u k m e n d a p a t d a y a
dorong p a d a nozzle a t a u rnini-thuster yang diinginkan, yaitu sebesar koreksi orbit atau orientasi sikap satelit yang diperlukan.
5 KESIMPULAN
• Teknologi satelit mikro m e r u p a k a n peluang membangun sistern pengamatan bumi dari antariksa yang murah, mudah d a n efektif;
• Indonesia sebagai n e g a r a k e p u l a u a n dengan wilayah sangat l u a s , kekayaan s u m b e r alam, k e a n e k a r a g a m a n ling-k u n g a n dan d i n a m i ling-k a p e m b a n g u n a n t a t a r u a n g s a n g a t m e m e r l u k a n pe-n g u a s a a pe-n tekpe-nologi pepe-ngembape-ngape-n dape-n p e m b a n g u n a n satelit;
• Pengembangan, r a n c a n g bangun, inte-grasi d a n operasi s e l u r u h sub-sistem satelit mikro ditujukan agar w a h a n a satelit secara optimal dapat memberikan pelayanan operasi sensor penginderaan j a u h y a n g menjadi m u a t a n satelit di
orbit dengan misi spesifik, misal k e t a h a n a n p a n g a n ;
" Perencanaan dan pembangunan wahana satelit b e r i k u t s e l u r u h fungsi sub-sistem b a r u d a p a t dimulai setelah s e l u r u h d a t a parameter teknik dan operasi sensor penginderaan j a u h m u a t a n satelit telah d a p a t dipastikan; • Peluang p e n g e m b a n g a n sub-sistem
w a h a n a satelit mikro dengan misi penginderaan j a u h dimungkinkan oleh kemajuan teknologi zat padat (solid
state), mikro-elektonik, opto-elektronik,
robotik, k o m p u t e r pengolahan data, telekomunikasi d a n perangkat lunak; • Kinerja satelit mikro berikut seluruh
fungsi sub-sistem u n t u k misi peng-inderaan j a u h adalah s e r u p a dengan satelit penginderaan j a u h operasional; • Keadaan fisik sensor penginderaan jauh
m u a t a n satelit dibatasi oleh dimensi satelit mikro dengan k e s e l u r u h a n berat satelit lebih kecil dari 100 kg. Pembatasan ini t e r u t a m a berpengaruh p a d a dimensi lensa k a m e r a bila bermaksud memperoleh resolusi sensor sangat tinggi p a d a m u k a bumi, yaitu
panjang fokus l e n s a k a m e r a f lebih kecil dari 1 m;
• Wahana satelit mikro dan sensor m u a t a n satelit sangat potensial u n t u k dibangun bagi k e p e r l u a n misi peng-inderaan j a u h t a t a r u a n g , s u m b e r alam dan lingkungan;
• Wahana satelit mikro secara ter-integrasi d a n p a d a s e l u r u h tingkat sub-sistem h a r u s d a p a t beroperasi secara autonomous, s e r t a d a p a t men-d u k u n g fungsi operasi harian satelit mikro di orbit;
• Wahana satelit h a r u s m a m p u u n t u k dapat m e l a k u k a n pemulihan bila terjadi anomali p a d a salah satu atau lebih fungsi s u b - s i s t e m di orbit dengan p e m b a n g u n a n perangkat l u n a k OBDH bagi tugas tersebut.
• P e m b a n g u n a n sensor pelarik bagi perolehan data citra penginderaan j a u h optik multi-spektral adalah dengan detektor CCD linier.
DAFTAR RUJUKAN.
George P. Sutton, et. al., 2 0 0 1 . Rocket
Propulsion Elements, J o h n Wiley &
Sons. Inc..
Gunawan Prabowo, et.al., 2 0 0 6 .
Pengem-bangan Satelit Generasi II,
Pustek-elegan, LAPAN.
H. P. Roser, 2003.Srnall Satellites for Earth
Observation, 4th International
Sym-posium, IAA.
Klaus Briess, et. al., 2 0 0 2 . Outline of a
Remote Sensing Micro-Satellite for Food Sustainability in Indonesia, DLR
Berlin.
LAPAN, 2 0 0 4 . Development of
LAPAN-TUBSAT Micro-Satellite, Technical Document, Project Manager, Space
Telecommunication and Information, System Technology Design and Development.
Oliver Montenbruck, et.al., 2005. Satellite
Orbits: Models, Methods. Applications,
Springer.
Optoelectronic Data Book: Infrared,1984. Imaging and Visible Products, Texas
I n s t r u m e n t s .
Stefan Schultz, et.al, 2 0 0 0 . DLR-TIJBSAT:
A Microsatellite for Interactive Earth Observation, TU Berlin.
Stephen D. Wall et.al., 1990. Design of
Mission Operations System for Scientific Remote Sensing, Taylor &
Francis.
W.G. Rees, 2 0 0 5 . Physical Principles of
Remote Sensing, Second Edition,
Cambridge University Press.
Willi Hallmann, et.al, 1999. Handbuch
Raumfahrt-technik, 2. Auflage, Hanser
G a m b a r 4 - l : S k e m a fungsi p e n g a t u r a n sikap satelit
Berbagai s u b - s i s t e m satelit y a n g d i g u n a k a n di dalam p e n g a t u r a n sikap satelit (attitude
control) dan h u b u n g a n kerja a n t a r sub-sistem. Stasiun b u m i kendali meminta satelit
ditempatkan p a d a sikap tertentu. Perintah tersebut diterima oleh sub-sistem on-board
data handling (OBDH), yang k e m u d i a n m e m b a c a p a r a m e t e r sikap satelit yang
sesungguhnya dari sensor bintang, panel surya a t a u gyroscope. OBDH kemudian menghitung selisih p a r a m e t e r k e d u d u k a n satelit yang s e s u n g g u h n y a dengan parameter yang diminta s t a s i u n b u m i , d a n dari selisih perhitungan t e r s e b u t m e n e m p a t k a n satelit pada sikap yang diminta oleh stasiun bumi. Pengaturan sikap satelit dilakukan dengan momentum wheel a t a u t h r u s t e r . Panel surya j u g a dapat d i g u n a k a n u n t u k memeriksa sikap satelit dari informasi a r a h posisi m a t a h a r i yang menghasilkan daya listrik maksimum.
Gambar 4-2: Fungsi sub-sistem catu daya
Denah di a t a s m e n g a m b a r k a n fungsi sub-sistem catu daya sistem satelit. Panel surya digunakan sebagai generator tenaga listrik u n t u k mengisi batere dan menjalankan sub-sistem satelit. T e n a g a satelit diperoleh dari panel s u r y a d a n b a t e r e . Operasi ini dikendalikan oleh unit pengatur tenaga listrik, yang t e r u t a m a b e r t u g a s melakukan (a) menjaga usia batere, (b) m e n g a t u r kualitas s u m b e r daya listrik p a d a berbagai s u b -sistem satelit dan (b) mengelola dan membagi tenaga listrik y a n g diperlukan bagi pengoperasian s e m u a sub-sistem satelit. Bila batere s u d a h terisi p e n u h sehingga terdapat kelebihan a r u s listrik dari panel surya m a k a kelebihan a r u s listrik tersebut dibuang ke a n t a r i k s a melalui radiator p e m b u a n g daya listrik.
