SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT1ORBIT SATELITSukiswosukiswok@yahoo.comKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT1Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT2OutlineOrbit KepplerOrbit Untuk Komunikasi SatelitGangguan pada OrbitMetode Peluncuran SatelitKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT3Orbit KepplerHukum Keppler#1 : Planet bergerak dalam sebuah bidang; orbit adalah ellips dengan matahari terdapat disalah satu fokusnya (1602)#2 : Vektor dari matahari ke planet menyapu daerah yang sama dalam waktu yang sama(1605)#3 : Rasio kuadrat perioda revolusi planet (T) terhadap kubik dari sumbu ellips(a) adalah sama untuk seluruh planet T2~ a3

Mekanika Orbit Gerakan orbit = gerak benda yang memiliki kecepatan horisontal sedemikian sehingga efek gerak vertikal akibat gravitasi (jatuh ke bawah) terkompensasi oleh lengkungan bumi, sehingga jarak efektif benda ke bumi tidak berubah

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT4Setiap 8 km jarak mendatar, bumi melengkung sedalam 5 m. Jadi bila benda mempunyai kecepatan Vhorz= 8 km/s benda akan Jatuh tanpa pernah menyentuh tanah

Mekanika Orbit Trajektori Gerak Benda dalam Medan GravitasiTergantung kecepatannya, trajektori benda bergerak dalam medan gravitasi termasuk ke dalam salah satu keluarga konik(conic section), yaitu:EllipsLingkaranParabolaHiperbolaParabola dan hiperbola adalah lintasan lepas

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT5

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT6Orbit KepplerHukum Newton : Hukum gravitasi universal (1667)

G = Konstanta gravitasi= 6.672 x 10-11m3kg-1s-2M = massa bumi= 5.974 x 1024 kgm = massa bendar = jarak

Sistem 2 BendaPersamaan gerak dua benda berupa persamaan differensial vektor orde-2 non-linierSolusi persamaan dipenuhi oleh yang lintasannya berupa salah satu diantara keluarga konik

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT7

Orbit Keppler Parameter OrbitParameter bentuk: eksentrisitas (e), semi-major axis

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT8

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT9

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT10

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT11Posisi Orbit Satelit Dalam Ruang AngkasaInklinasi (i) sudut antara bidang orbit dan bidang ekuatorial bumiArgument of perigee () sudut dari ascending node ke perigee, dihitung dalam bidang orbit pada pusat bumi, diarah pergerakan satelitRight ascension ofascending node ()

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT12Posisi Orbit Satelit Dalam Ruang AngkasaPrograde orbit sebuah orbit dimana satelit bergerak searah dengan arah rotasi bumiRetrograde orbit sebuah orbit dimana satelit bergerak dengan arah berlawanan dengan arah rotasi bumiTrue anomaly sudut dari perigee ke satelit dihitung dipusat bumiMean anomaly nilai rata-rata posisi angular satelit dengan referensi adalah perigee

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT13Orbit Bumi (geocentric-equatorial coord. Syst/ IJK system)

Titik asal: pusat bumi Bidang dasar: bidang ekuatorial Arahutama: garis lurus dibidang ekuator yang mengarah kerasi bintang Aries

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT14Orbit Bumi (topocentric-horizon coord. Syst/ SEZ system)

Titik asal: pusat bumi Bidang dasar: bidang horison earth station

Orbit Keppler Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT15Geometri Bumi-Satelit

Earth-Satellite Position

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT16Orbit Keppler Sudut azimuthDihitungc lockwise dari true north ke perpotongan bidang horisontal TMP danTSOBesarnya bergantung dari posisi relatif sub-satellite

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT17

Orbit Keppler Batas visibilitas satelit GSOKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT18

Orbit Keppler Eclipse dan Sun Outage/ConjunctionTidak ada energi matahari selama terjadi eclipsePenting untuk memperkirakan besarnya energi yang harus disediakan oleh batteryKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT19

Antariksa Antariksa didefinisikan dari ketinggian 130 km diatas permukaan bumiFaktor-faktor utama lingkungan antariksa:GravitasiAtmosferRuang hampaMikrometeorit dan debrisRadiasiPartikel bermuatan

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT20Antariksa Kepadatan atmosfer bumi menurun secara eksponensial sejalan dengan ketinggianDiorbit rendah (LEO) efek atmosfer masih terasaPengaruh atmosfer:Tarikan (drag)Mengurangi kecepatanMenurunkan apogee umur orbitOksidasiAtom O menyebabkan karat lebih hebatMerusak sensorKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT21Antariksa Antariksa tidak benar-benar kosong20.000 ton per tahun debu, meteorit, pecahan asteroid dan komet menghujani bumiDebris buatan manusia: bangkai satelit, pecahan roket, bahkan kaus tangan astronotKejadian tabrakan pertama kali : mikrosat Prancis Cerise (buatan SSTL UoSurrey) dengan pecahan roket ArianePeluang tabrakan wahana seluas50 ~ 200 m2 pada altitude 300 km adalah1/100.000Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT22Antariksa Permasalahan dalam ruang hampa:OutgassingPengeluaran gas dari material wahana merusak sensor (mirip coca-cola ketika dibuka tutupnya)Dicegah dengan mengoven material dalam ruang hampaCold welding (pengelasan dingin)Menyambungkan logam yang kontak sama suhunyaDibumi ada udara atau pelumas yang menghalangiPerpindahan panasMembuang panas hanya bisa melalui radiasiKonduksi dan konveksi perlu mediaKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT23Antariksa Radiasi matahari: gelb. EM, terutama cahaya tampak dan dekat inframerah, ditambah sedikit sinar-X dan sinar gammaKerugianPemanasanMerusak sels urya(penuruna nefisiensi)Penurunan kualitas atau perusakan permukaan atau komponen elektronika (akibat radiasi ultraviolet; solar flare mengganggu komunikasi radio)Tekanan matahariGelb. EM matahari = partikel energi tak bermassa tetapi dalam jangka panjang mampu mendorong wahanaSuhu di antariksa s.d. -200oC

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT24Antariksa Tiga sumber utama partikel bermuatan:Angin surya(solar wind)Matahari meradiasikan partikel bermuatan sebanyak 109 kg/sSinar kosmik galaktik (GCR) : efeknya lebih hebatSeperti angin surya tetapi berasal dari bintang-bintang lainMenembus shieldingSabuk radiasi van AllenMelindungi kita dari serbuan radiasi, tetapi juga membahayakan karena banyak partikel bermuatan terperangkapAkibatnya terhadap wahanaSpacecraft charging (dischargingnya merusak coating, sel surya, dan komponen elektronik)SputteringKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT25Magnetosfir Bumi Inti besi yang mengandung besi cair menciptakan medan magnet yang melingkupi bumi magnetosfirbumiArah medan dari selatan ke utaraMedan magnet mempengaruhi gerak partikelAkibat magnetosfer, bumi terhindar dari terpaan angin surya: sebagian partikel terperangkap menciptakan sabuk radiasi van AllenKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT26

Footprint Karena perputaran bumi, pada lewatan berikutnya satelit lewat disebelah barat relatif terhadap pengamat

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT27

Footprint Perioda orbit dapat diperkirakan dari pergeseran Ascending Node (AN)T (jam) = pergeseran AN/15oA = 2.67 jamB = 8 jamC = 18 jamD = 24 jamE = 24 jam (i= 0o)

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT28

Footprint Lintang dicapai tertinggi= inklinasiA = 10oB = 30oC = 50oD = 85o

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT29

Footprint Letak PerigeeContoh orbit eksentrik tinggi dengan i = 50o dan T = 11,3 jamA = perigee dibagian bumi utaraB = perigee dibagian bumi selatanKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT30

Gangguan Orbit Pengaruh atmosferGaya pelambat atmosfer mengurangi kecepatan wahana terutama disaat perigee, sehingga memperkecil eksentrisitas dan umur satelitMerupakan pengaruh: siang malam, musim, jarak matahari, fluktuasi magnetosfer, sunspot, rotasi matahari

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT31Gangguan Orbit Efek ketidak-bulatan bumiBumi tidak benar-benar bulat, diekuator bumi lebih menggembung 22 km (jari-jari)Akibat:Mengakibatkan gerak presesi sehingga mengubah RAANMenggeser AN ke barat untuk orbit progradeMenggeser AN ke timur untuk orbit retrogradeMengubah letak perigeeUntuk orbit i = 63,4o tidak terjadi perubahan perigeeTidak mengubah inklinasi

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT32Gangguan Orbit Gaya tarik matahari dan bulanMenyebabkan inklinasi orbit satelit geosynch berubah sejalan dengan waktu. Dari 0o saat launch hingga14,67o 26.6 tahun kemudianTekanan radiasi matahariTarikan aerodinamikThruster

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT33Orbit Yg Berguna untuk KomunikasiOrbit eliptik dengan inklinasi tidak-nolOrbit MOLNYAOrbit Tundra

Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT34

Orbit Yg Berguna untuk KomunikasiOrbit eliptik geosynchronous dengan inklinasi noli =0, e 0Track satelit tetap diekuatorial terjadi pergeseran longitudinalOrbit sirkular geosynchronous dengan inklinasi tak-noli 0, e = 0Orbit sirkular sub-synchronous dengan inklinasi noli = 0o, e = 0, altitude disesuaikanCocok untuk sistem broadcasting satelitPerioda satelit dapat diatur sesuai ketinggian satelitOrbit satelit geostasioneri = 0o, e = 0. arah putar satelit= arah rotasi bumiSatelitter lihat fixedKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT35Koreksi Orbit : Station Keeping Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT36

Koreksi Orbit : Station Keeping Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT37NS Station KeepingDicapai denga ndorongan yang bertindak secara tegak lurus terhadap bidang orbit.Digunakan untuk memodifikasi inklinasiEW Station KeepingDicapai dengan dorongan yang bertindak secara tangensial terhadap bidang orbit.Digunakan untuk mengontrol pergeseran(mempertahankan mean longitude) dan jika diperlukan mengontrol eksentrisitas

Teknik Launching Satelit Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT38

Teknik Launching Satelit Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT39Mekanika Launching sebuah Synchronous OrbitTinggi perigee orbit transfer : 6678,2 km dari pusat bumi atau 300 km dari permukaan bumiTinggi apogee orbit transfer : 42.164,2 km dari pusat bumiUntuk mendapatkan kecepatan synchronous dibutuhkan kecepatan inkremen: 1,46 km/sJika satelit diluncurkan didaerah latitude tidak nol sedangkan satelit ingin ditempat diekuator, dibutuhkan kecepatan tambahan untuk koreksi inklinasi

Teknik Launching Satelit Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT40

From launch to station of INTELSAT VTeknik Launching Satelit Komunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT41

STS-7/Anik C2 mission scenarioAir Launch ConceptKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT42

LAUNCH IS PERFORMED FROM A CARRIER AIRCRAFT AT 10 11 KMAir Launch Mission ProfileKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT43

GTO & GEO Insertion SchemeKomunikasi Satelit, Sukiswo, ST, MT44

EXCELLENT INJECTION ORBIT ACCURACY