ADA AFFA DENGAN SATELIT PALAPA D?

Januari 30, 2019

ADA AFFA DENGAN SATELIT PALAPA D?

Selamat malam, warganet! Kembali lagi dengan kami, AFFA Icarus dari Teknik Dirgantara 2017 ITB. Kali ini kami akan membahas tentang...

Ada affa dengan Satelit Palapa D? Eh ada apa maksudnya...

Let’s check this out!

Satelit Palapa-D diproduksi oleh Thales Alenia Space France (TAS-F) yang ditunjuk oleh Indosat sebagai mitra pengadaan. Dengan menggunakan platform Thales Alenia Space Spacebus 4000B3, Satelit Palapa-D digaransi akan beroperasi selama 15 tahun. Satelit ini memiliki misi untuk menggantikan Satelit Palapa C-2.

Palapa D, yang akan diluncurkan pada tahun 2009 untuk menggantikan posisi Palapa C-2, merupakan masalah baru yang akan dilihat sebagai titik berat untuk dilakukannya kolokasi kembali. Kolokasi adalah penempatan dua atau lebih dari satu orbit yang ditempatkan pada slot orbit yang sama. Dengan kata lain solusi kolokasi adalah yang digunakan oleh kedua operator untuk menjaga satelit mereka masing- masing.

Kapasitas satelit ini lebih besar dibandingkan Palapa-C2, yaitu 40 transponder yang terdiri dari 24 standar C-band, 11 extended C-Band serta 5 Ku-band, dengan jangkauan Indonesia, negara ASEAN, Asia Pasifik, Timur Tengah dan Australia. Saat diluncurkan satelit Palapa-D memiliki berat 4100 kg dan tenaga payload sebesar 6 kW.

Satelit Palapa D memiliki beberapa keunggulan yang disiapkan untuk menghadapai era global :
1. Kapasitas transponder yang lebih besar, dimana 80% kapasitas transponder untuk melanjutkan tugas Palapa C2 dan 20 % kapasitas baru siap menghadapi perkembangan telekomunikasi era global.
2. Kapasitas power juga lebih besar, permasalahan pada daerah daerah di pinggir area cakupan (coverage) yang merupakan jarak terjauh dari satelit yang membutuhkan antenna yang lebih besar untuk mendapatkan gain yang cukup,hal ini dapat teratasi.
3. Wilayah cakupan (coverage) yang lebih luas didukung dengan power yang lebih besar, membuat Palapa-D siap menghadapi era global terbukanya pasar di luar negeri.

Perencanaan dan pembangunan satelit Palapa D

Penjelasan kronologi:

1. Proses Peluncuran. Beberapa jam setelah peluncuran, NASA Spaceflight sempat mengabarkan bahwa terjadi kegagalan pada roket dalam menempatkan Palapa D di orbitnya, kantor berita Cina, Xinhua menerangkan bahwa telah terjadi kegagalan pada ignisi ke-2 di tingkatan ke 3 roket Long March.

2. Teknisi Thales Alenia kemudian turun tangan untuk "menangkap" satelit ini dan mengembalikannya ke jalur aslinya sehingga beberapa jam setelah itu perwakilan Thales menyatakan bahwa Palapa D telah berada dalam keadaan normal dan dapat melakukan manuver di orbitnya. Manuver penyelamatan satelit ini mengakibatkan berkurangnya bahan bakar yang diperlukan untuk mempertahankan Satelit di orbitnya sehingga masa operasi satelit turut berkurang dari 15 tahun yang direncanakan. Presiden Thales Alenia Space menyatakan bahwa bahan bakar yang tersisa masih akan cukup untuk mengoperasikan satelit Palapa D selama sekitar 10 tahun.

3. Group Head Corporate Communication Indosat, Adita Irawati pada tanggal 1 September 2009 menyatakan bahwa telah dilakukan pengecekan fungsi dan parameter satelit, dan sebagian panel surya satelit sudah mulai dibuka sehingga Palapa-D dapat melakukan pencatuan daya dari matahari. Pada hari itu juga sinyal Satelit Palapa D telah berhasil ditangkap oleh stasiun bumi di Fucino, Italia setelah sebelumnya gagal dimonitor oleh stasiun bumi di Kanada.

4. Pada tanggal 3 September Palapa D berhasil memasuki Geostationer Transfer Orbit (GTO) untuk kemudian dikendalikan hingga sampai di Geostationary Syncronous Orbit (GSO) yang awalnya direncanakan tercapai pada pertengahan September 2009, 10-12 hari setelah peluncuran.

5. Akhirnya Palapa D mencapai GSO pada tanggal 9 September 2009. Setelah itu Palapa D melalui periode "in-orbit-test" sebelum memasuki orbitnya di 113° BT.

6. Palapa D secara resmi diserahterimakan dari Thales ke Indosat pada tanggal 28 Oktober 2009, siap beroperasi secara normal.

FUN FACT Proses Peluncuran :

- Satelit Palapa D diluncurkan di Xichang Satellite Launch Center (XSLC), kurang lebih 64km di barat laut dari kota Xichang di provinsi Sichuan, Cina, menggunakan wahana luncur Chang Zheng 3B pada tanggal 31 Agustus 2009 pukul 17:28 waktu lokal (16:28 WIB).

- Pemilihan tanggal peluncuran didasarkan pada kondisi cuaca lokasi peluncuran.

- Walaupun diluncurkan dari Cina, pusat kendali satelit tetap berada di Stasiun Bumi Jatiluhur, di Purwakarta, Jawa Barat yang dimiliki Indosat.

- Peluncuran ini merupakan peluncuran pertama yang dilakukan oleh Cina dalam rentang waktu 4 bulan sebelumnya,dan yang ke-13 bagi roket Chang Zeng 3B.

Proses Penempatan di Orbit

Telah dibahas sebelumnya bahwa pada proses peluncuran satelit Palapa D, terdapat kendala berupa kegagalan roket Long-March 3B (LM-3B) yang menyebabkan gangguan pada tahap menuju Geostationary Transfer Orbit (GTO). Hal ini menyebabkan satelit tidak berhasil sampai ke GTO pada waktu yang diperkirakan. Setelah beberapa jam hilang dari pantauan, satelit Palapa D dikabarkan berhasil dikendalikan kembali dan melakukan manuver penyelamatan satelit. Hal ini krusial pada kasus peluncuran satelit karena tak jarang satelit-satelit gagal karena masalah penyelamatan dengan bahan bakar seadanya.

Berikut data wahana peluncur satelit :

1. Roket Long March-3B, merupakan roket peluncur 3 tingkat dengan bahan bakar cair yang berfungsi untuk mengantar satelit mencapai GTO. China Academy of Launch Vehicle Technology(CALT) mendesain roket untuk mampu mencapai GTO dengan massa muatan 5100 kg.

2. Spacebus 4000, merupakan bus untuk satelit telekomunikasi, panel suryanya dapat menghasilkan daya 15,8 kW. Bagian utama Spacebus terdiri dari 2 modul, yaitu modul komunikasi dan modul service. Sistem propulsi Spacebus 4000 menggunakan apogee kick motor dengan daya dorong 400 N , dan 14 station keeping thrusters dengan daya dorong 10 N. Kedua propulsi ini menggunakan bahan bakar dari tangki yang sama. Hal ini membuat bahan bakar station keeping bisa digunakan oleh apogee kick motor untuk melakukan manuver penyelamatan.

3. Attitude and Orbit Control Subsystem(AOCS) 4000, berfungsi mengontrol sikat dan orbit pada Spacebus 4000. AOCS didesain untuk melakukan 6 moda, 3 moda transfer dan 3 moda position staation. Normal mode (NM) adalah keadaan satelit dalam kondisi operasional. Mode stand-by hanya terjadi saat peluncuran dan sebelum melakukan akuisisi Matahari.

Dari sebuah jurnal berjudul Analisis Manuver Penyelamatan Satelit Palapa-D , terdapat beberapa informasi memuat cara kerja sistem-sistem dalam satelit :

Kronologi kegagalan mencapai GTO dan metode penyelamatan satelit palapa-D

1. Manuver Perigee

Karena kecepatan satelit ketika melintas daerah perigee sangat besar, sementara kemampuan propulsi untuk memberikan gaya dorong manuver sangat terbatas, maka kesempatan untuk manuver perigee sangat singkat untuk bisa mendekati syarat Hohmann transfer yang ideal.Setelah melakukan beberapa kali literasi, diputuskan bahwa manuver perigee dilakukan sebanyak 5x.

2. Manuver Apogee

Pada saat satelit berada di posisi apogee dilakukanlah 2x manuver.

Dari hasil analisis diatas, diperkirakan waktu orbit satelit Palapa D di orbit geostasioner adalah 10,3 tahun dari analisis awal(tanpa ada kegagalan roket) 15 tahun. Informasi dari Thales Alenia Space menyatakan setelah menyelamatkan satelit, memiliki sisa umur 10,5 tahun. Terdapat error 1,9% dari analisis di atas diakibatkan tidak dimasukkannya faktor pertubasi orbit oleh gravitasi, tidak masuknya konsumsi bahan bakar untuk manuver sikap selama perigee manuver dan akurasi manuver saat manuver perigee.

Dari pihak Thales Alenia Space tidak mengumumkan bagaimana mereka menyelamatkan satelit Palapa-D , tetapi karena error yang dimunculkan dalam analisis ini relatif sangat kecil, analisis ini dapat menjadi referensi yang cukup kuat.

Operasional Satelit Palapa-D

Layanan dari Satelit Palapa-D yang disediakan antara lain adalah Transponder Lease untuk layanan broadcasting dan cellular backhaul sebagai basic service, VSAT service, DigiBouquet dan Telecast Service yang semuanya ditujukan untuk memenuhi kebutuhan korporasi dalam komunikasi data dan broadcasting. Satelit Palapa D juga akan dimanfaatkan sebagai backbone untuk mendukung layanan Indosat lainnya seperti seluler, telepon tetap dan data tetap.

Cara kerja transmisi data melalui satelit dengan memperhatikan komponen-komponen tersebut, yaitu satelit menerima sinyal dari stasiun bumi (up-link) kemudian memperkuat sinyal, mengubah frekuensi dan mentransmisikan kembali data ke stasiun bumi penerima yang lain (down-link). Dalam transmisi satelit terjadi penundaan atau delay karena sinyal harus bergerak menuju ruang angkasa dan kembali lagi ke bumi, jeda waktu sekitar 0.5 sekon. Satelit menggunakan frekuensi yang berbeda untuk menerima dan mentransmisikan data. Jangkauan frekuensi satelit adalah:

a. 4-6 giga hertz,disebut dengan C-band

b. 12-14 giga hertz, disebut dengan Ku-Band

Dari segi teknologi, Satelit Palapa D tidak jauh beda dengan Satelit Palapa C2. Namun, teknologinya terus di-update. Transponder Ku-Band yang sebelumnya tidak laku di daerah tropis, saat ini malah banyak diminati dan menjadi solusi kebutuhan transmisi portable saat ini, Serta permasalahan antena yang umumnya terjadi pada satelit telekomunikasi yaitu ukuran antena yang besar dan dibutuhkan ruang atau tempat khusus untuk menempelkannya dapat diatasi dengan menggunakan Ku-Band yang memiliki gelombang micro yang lebih pendek dibanding gelombang mikro pada C-Band menjadi jawabannya dimana semakin pendek gelombang semakin kecil ukuran antenna yang dibutuhkan. Sehingga untuk menangkap sinyal dari Satelit Palapa D hanya dibutuhkan antenna portable berukuran lebih kecil dari 60 cm.

Setelah itu masalah selanjutnya adalah permasalahan Band With (BW). Dengan adanya teknologi compresi pada transmisi digital pada satelit ini. Misalnya TV Broad Cast saat ini menggunakan MPEG-2 Standar DVD dengan laju data sebesar 2 Mbps hanya membutuhkan Band Width (lebar pita) transponder sekitar 1,2 Mhz (dari 36 Mhz BW satu Transponder) dibanding teknologi sebelumnya MPEG-1 Standard dengan laju data lebih dari 8 Mbps yang menbutuhkan BW tidak kurang dari 6 Mhz.

Technologi TV Broadcast terus berkembang, dalam waktu dekat para broad caster akan menggunakan MPEG-4 rev.10 dengan Advance Video Coding (AVC) dengan Efisiensi laju data hingga 1/4 kali MPEG2 artinya kapasitas meningkat hingga 4 kali lipat, angka yang cukup signifikan tetapi tetap kita dapat menikmati gambar dengan kualitas standard DVD. Untuk kualitas yang lebih tinggi MPEG-2 HDTV membutuhkan BW sebesar 20 Mhz, sementara dengan MPEG-4 HDTV hanya membutuhkan sekitar 7 Mhz. Sehingga dengan teknologi Ku-Band yang dapat memberikan video/data broadcast pada layanan 3G dan HSDPA di area remote yang susah dijangkau infrastruktur lain. Pada era global ini, para broadcaster bisa menjual program channel-nya tidak hanya di Indonesia tetapi juga direct ke seluruh wilayah cakupan Satelit Palapa D dan bahkan bisa sampai ke luar negeri.

Selain dari segi sistem, operasional satelit juga berjalan sesuai misi karena adanya sensor dan aktuator yang digunakan setiap mode pada AOCS(sudah dibahas sebelumnya). Khusus pada Normal Mode, beberapa sensor dan aktuator yang dijalankan antara lain Wheel Unloading, Orbit Correction(N/S dan E/W), Gyros Calibration, Antenna Mapping, dll.
1. Orbit Correction(N/S dan E/W)

Selain mengendalikan sikap, penting bahwa sikap satelit geostasioner terjadi di slot orbit yang benar. Eliptisitas khatulistiwa bumi menyebabkan satelit geostasioner perlahan-lahan melayang sepanjang orbit ke salah satu dari dua titik stabil pada 75 ° E dan 105 ° W. Untuk mengatasi penyimpangan ini, satelit diumpankan dengan komponen kecepatan yang diarahkan berlawanan arah Nosel yang berdenyut setiap 2 atau 3 minggu sekali. Ini menyebabkan satelit melayang kembali melalui posisi stasiun nominalnya. Hentikan dan lanjutkan penyimpangan di sepanjang orbit sampai nosel berdenyut satu kali sekali lagi. Manuver ini disebut manuver Stasiun Timur-Barat.

Satelit dalam pita 6/4 GHz harus disimpan dalam ± 0,1 ° dari nilai yang ditentukan Garis bujur dan dalam pita 14/12 GHz dalam ± 0,05°. Satelit geostasioner dipengaruhi kuat oleh tarikan matahari dan bulan. Kekuatan ini menyebabkan kemiringan berubah pada laju sekitar 0,85 ° / tahun. Jika tidak diperbaiki, ini akan menghasilkan perubahan siklik pada kemiringan dari 0 ke 0 14,67 ° dalam 26,6 tahun (Spilker, 1977) dan reset ke nol, mengulangi siklus. Mencegah pergeseran kemiringan yang melampaui batas yang ditentukan, nozel mungkin berdenyut di lokasi yang sesuai saatnya kembali ke kecenderungan ke nol. Menangkal nozel harus berdenyut ketika kemiringan nol untuk menghentikan perubahan dalam kecenderungan. Manuver ini disebut utara Stasiun Selatan.
2. Gyros Calibration

Sensor sikap dan kalibrasi gyro pada umumnya penting untuk mendapatkan penentuan sikap pesawat ruang angkasa yang akurat dan pembacaan serta penargetan yang cepat dan akurat. Kalibrasi gyro yang akurat juga diperlukan untuk mengurangi kesalahan sikap ketika data sensor sikap tidak tersedia, misalnya selama kontinjensi, manuver kontrol lintasan atau penyesuaian orbit, dan selama okultasi sensor. Sensor sikap dan giro yang dikalibrasi diperlukan untuk pengujian edit pengukuran yang andal dalam filter penentuan sikap. Kalibrasi dapat digunakan untuk tren kinerja sensor dan prediksi kegagalan, dan untuk deteksi kegagalan.

Ketika satelit dioperasikan, sensor sikap yang tidak selaras dan gyro yang tidak dikalibrasi akan menyebabkan residu pengukuran yang besar dalam filter penentuan sikap on-board. Algoritme pengeditan residual dalam filter dapat mengedit semua pengukuran sikap, sehingga mengarah pada penyimpangan filter, atau ambang pengeditan residualnya mungkin cukup besar untuk mencegah pengeditan residu tetapi membiarkan filter rentan terhadap pengukuran yang sangat keliru. Kalibrasi waktu nyata di kapal menghindari masalah ini dan memungkinkan commissioning cepat dari pesawat ruang angkasa.

Setelah masa mengorbitnya selesai, PT Indosat Tbk (ISAT) berencana membuka tender pengadaan satelit pada kuartal pertama 2015 untuk persiapan menggantikan Palapa D. Untuk Palapa D kala tender, pengadaan dibuka sejumlah perusahaan papan atas ikut serta seperti Space/System Loral (AS), Orbital Science (AS), Lockheed Martin (AS), NPOPM (Rusia), Astrium (Perancis), Thales Alenia Space (Perancis), dan China Great Wall (Republik Rakyat Tiongkok).

Orbit Geostasioner

Sebuah orbit geostasioner, atau Geostationary Earth Orbit (GEO), adalah orbit lingkaran yang berada 35.786 km (22.236 mil) di atas ekuator Bumi dan mengikuti arah rotasi bumi. Sebuah objek yang berada pada orbit ini akan memiliki periode orbit sama dengan periode rotasi Bumi, sehingga terlihat tak bergerak, pada posisi tetap di langit, bagi pengamat di bumi. Satelit komunikasi dan satelit cuaca sering diorbitkan pada orbit geostasioner, sehingga antena satelit yang berkomunikasi dengannya tidak harus berpindah untuk melacaknya, tetapi dapat menunjuk secara permanen pada posisi di langit di mana mereka berada. Sebuah orbit geostasioner adalah satu tipe orbit geosynchronous.

Menurut kami, orbit GEO memiliki nilai strategis berikut :

Kelebihan GEO

1. GSO termasuk dalam kategori orbit geosinkron, yakni orbit satelit yang periode putarannya sama dengan rotasi bumi pada sumbunya. Dengan demikian, sebuah satelit yang ditempatkan di GSO akan tetap kedudukannya terhadap permukaan bumi, sehingga antenna penangkap sinyalnya di Bumi tidak perlu dipindah-pindahkan

2. Hanya beberapa satelit cukup meng-cover seluruh lapisan bumi.

3. Maksimal lifetime 15 tahun atau lebih.

Kekurangan GEO

1. Delay propagasi yang cukup besar, berkisar antara 250 milidetik.

2. Proses peluncuran satelit mahal karena berada pada orbit yang jauh. Antena penerima pada stasiun bumi harus berdiameter besar agar dapat menangkap sinyal/frekuensi yang dipancarkan.

3. Hanya dapat ditempati satelit dengan jumlah yang terbatas

Karakteristik GEO

a. Tinggi orbit: sekitar 35.800 km, di atas permukaan bumi

b. Periode Orbit: 24 jam

c. Kecepatan putar: 11.000 km/jam,

d. Waktu Tampak: Selalu tampak ( karena kecepatan putar satelit sama dengan kecepatan putar bumi

e. Delay Time: 250 ms ( Waktu perambatan gelombang dari stasiun bumi ke satelit dan kembali lagi ke stasiun bumi)

f. Jumlah Satelit: 3 (Global Coverage)

g. Penggunaan: Banyak digunakan oleh satelit untuk sistem telekomunikasi tetap, seperti Palapa, Intelsat, Asiasat, dll.

Referensi :

Jurnal berjudul Analisis Manuver Penyelamatan Satelit Palapa-D, Robertus Heru Tirharjanto dan hagorly M Hutasulut

https://openlibrary.telkomuniversity.ac.id/