Metode Pengendalian Wahana Antariksa

Untuk dapat mengendalikan ada tiga metode yang biasa digunakan yaitu :

• Metode pasif
• Metode spin-stabillized
• Metode aktif

Metode pasif ini memanfaatkan distribusi massa dan inersia saja agar satelit tetap stabil mengarah ke bumi. Hal ini disebabkan karena suatu benda akan cendrungan segaris pada sumbu longitudinalnya yang mengarah ke pusat massa bumi. Sehingga jika suatu wahana antariksa yang memiliki distribusi massa yang besar di sepanjang sumbu longitudinalnya akan menghasilkan torsi atau momen gravitasi sehingga wahana antariksa akan tetap stabil mengarah ke bumi, namun tidak memberi pengaruh pada sumbu yaw. Maka suatu wahana antariksa yang menggunakan metode ini biasanya memanfaatkan konfigurasi boom untuk menghasilkan inersia yang diinginkan. Contoh satelit yang menggunakan metode pasif ialah satelit oersted pada gambar 1.

Gambar 1 Satelit Orsted (sumber : Encyclopedia Astronautica)

Metode spin-stabillized ini pada dasarnya metode pengendalian yang memanfaatkan kestabilan giroskopik sehingga dapat menahan gangguan pada dua sumbu (selain sumbu putarnya). Putaran tersebut akan stabil jika wahana antariksa diputar pada sumbu yang memiliki inersia terbesar, sehingga jika diumpamakan sebuah piring dan pensil sebagai wahana antariksa maka putaran piring akan lebih stabil dibandingkan putaran pensil. 

Gambar 2 Satelit Palapa (sumber : NASA)

Penggunaan metode ini bisa lebih mudah dibandingkan metode lain, sebab dapat bertahan dalam jangka panjang, putaran bermanfaat bagi distribusi termal, dan menyediakan scanning putaran bagi sensor. Secara prinsip kekurangan dari metode ini adalah massa dan inersia wahana antariksa harus selalu dikontrol supaya memastikan wahana antariksa tetap berputar pada sumbu yang diinginkan, ketika ingin berubah orientasi wahana antariksa membutuhkan bahan bakar lebih banyak dibandingkan wahana antariksa yang tidak menggunakan metode ini. Contoh satelit yang menggunakan metode spin-stabillized ialah satelit palapa pada gambar 2.

Metode aktif saat ini lebih banyak digunakan dibandingkan dua metode sebelumnya. Wahana antariksa dapat melakukan manuver secara akurat dan stabil, dengan menggunkana sensor dan aktuator. Namun metode ini lebih mahal, lebih kompleks, dan relatif masih beresiko dibandingkan dua metode sebelumnya. Torsi kontrol pada ketiga sumbu wahana antariksa dihasilkan dari salah satu atau kombinasi roda momentum, cmg (control moment gyro), thruster, atau magnetic torquer. Contoh satelit yang menggunakan metode aktif ialah wahana antariksa hubble pada gambar 3.

Gambar 3 Wahana Antariksa Hubble (sumber : 3dastronomer)

Mission Operation Simulation

Sasaran Misi IiNUSAT-1 :

Berdasarkan proposal kegiatan rancang bangun IiNUSAT-1, pernyataan misi untuk nanosatelit ini adalah Iinusat-1 sebagai satelit universitas pertama di Indonesia, yang akan digunakan sebagai sarana belajar dalam space engineering yang terintegrasi dalam jaringan kerjasama perguruan tinggi, serta dapat dimanfaatkan untuk kepentingan eksperimental komunikasi yang berguna untuk bantuan komunikasi darurat saat bencana.

1) Mampu melakukan fungsi store & forward data dari stasiun bumi A ke stasiun bumi B

2) Mampu melakukan fungsi store & forward data dari suatu alat komunikasi portabel ke suatu stasiun bumi

3) Mampu mem-broadcast data satelit (attitude, electronic system health, environment) ke stasiun bumi yang berpartisipasi.

Ringkasan Operasi IiNUSAT-1 sebagai berikut :

1) Di daerah bencana di mana infrastruktur komunikasi rusak, seorang dg suatu portable equipment khusus bisa mengirim berita (uplink) ke IiNUSAT-1

2) IiNUSAT-1 langsung bisa broadcast data berita tsb ke GS partisipan.

3) GS-C mengupload command untuk on/off satellite broadcast

4) SMS data yang diterima satelit disimpan, digabung dg data telemetri dan dibroadcast.

5) Satelit membroadcast data telemetri (attitude dan house keeping) dan data sms yang diupload (dg umur upload < 1 hari).

(Sumber : PRELIMINARY DESIGN REVIEW (vers 1.00) Indonesian Inter University Satellite - 01)

Perwakilan Tim ITB-Sat Mendapat Empat Penghargaan ISCOS 2011

Hari Sabtu, 17 Desember 2011, perwakilan tim ITB-Sat yang terdiri dari Amrullah Abdul Qadir, Hagorly Mohamad, dan Satriya Utama dari Program Studi Aeronotika dan Astronotika, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara (FTMD ITB) dan Bagus Adiwiluhung Riwanto, Ichsan Mulia Permata, dan Syarif Rousyan Fikri dari Program Studi Teknik Elektro, Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI ITB) telah mengikuti acara “Indonesian Students Conference on Satellite” (ISCoS 2011) di ITS, Surabaya. Alhamdulillah berhasil mendapatkan empat penghargaan dari total delapan penghargaan yang diberikan. Dua penghargaan tersebut yaitu “Best Presentation” diraih oleh Bagus Adiwiluhung Riwanto dan Ichsan Mulia Permata, sedangkan dua penghargaan lainnya yaitu “Best Paper” diraih oleh Amrullah Abdul Qadir dan Hagorly Mohamad.

Acara ISCoS 2011 tersebut bertujuan untuk sharing ilmu dan pengalaman dengan cara mengirim paper dan kemudian mempresentasikannya. Jumlah paper yang dipresentasikan yaitu sebanyak 44 paper yang berasal dari berbagai universitas di Indonesia.

Mudah-mudahan dengan diperolehnya penghargaan tersebut semakin mengharumkan almamater diajang konferensi dan kompetisi nasional, serta memberikan trigger semangat untuk terus berkarya khususnya mengenai perancangan, hingga pengoperasian satelit di Indonesia.

VIVA SATELIT ITB !

Website terkait :

ISCoS 2011 : http://satelit.its.ac.id/

Simulator Sistem Dinamika Wahana Antariksa

Subsistem ADCS (Attitude Determination and Control System) merupakan salah satu subsistem yang sangat penting bagi keberlangsungan misi wahana antariksa. Dengan adanya ADCS maka sikap dan orientasi wahana antariksa dapat dikontrol sesuai yang diinginkan.

Sebelum dapat mengontrol sikap suatu wahana antariksa tahap pertama yang harus dilakukan ialah mengindra dinamika dan posisi wahana antariksa kemudian melakukan proses determination. Sehingga pemahaman mengenai dinamika rotasi wahana antariksa sangatlah diperlukan.

Dengan membuat perangkat keras simulator sistem dinamika wahana antariksa diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai dinamika rotasi benda kaku, dan dalam aplikasi ini wahana antariksa.

Selain itu perangkat lunak simulasi berfungsi sebagai alat bantu desain awal simulator sekaligus dapat mengkaji dan merepresentasikan dinamika rotasi suatu wahana antariksa.

VIDEO UJI SIMULATOR : 

Kondisi Ground Station ITB saat ini....(Juli 2011)

Konsolidasi ITB-Sat di D' Cost

Desain Struktur ITB-SAT

1. Fungsi

Struktur staelit adalah salah satu komponen yang vital untuk menunjang misi yang dilakukan. Struktur satelit berfungsi untuk melindungi system-system yang bekerja didalamnya dari ganguan luar seperti tabrakan dari benda-benda langit. Selain itu struktur juga dapat bermanfaat untuk membantu mengalirkan panas dari suatu tempat di satelit ke tempat yang lain agar panas tidak terpusat pada suatu tempat saja.

Struktur akan di desain untuk menahan beban-beban yang mungkin terjadi selama misi berlangsung. Beban-beban yang mungkin terjadi adalah beban impact, beban tarik, beban tekan, beban torsi dan beban thermal.

2. Konsep

Struktur akan didesain dengan konfigurasi seperti berikut:

1.      Dimensi struktur adalah persegi panjang dengan ukuran 15 cm x 15 cm x 20 cm

2.      Pada desain awal, struktur akan didesain dengan menggunakan material Al 6061

3.      Pada desain awal, ketebalan struktur adalah 5 mm.

4.      Pada pengembangan selanjutnya akan dilakukan percobaan dengan mengganti material struktur menjadi komposit dengan ceramic fiber.

Material Al 6061 T6 banyak dipakai untuk digunakan dalam struktur satelit. Material ini mempunyai modulus elastisitas sebesar 68,9 GPa, dengan Yield strength sebesar 276 MPa. Shear modulus Al 6061 T6 adalah 26 GPa dan Shear strength Al 6061 T6 adalah 207MPa.

1. Desain Awal Struktur ITB SAT X

Piranti lunak CATIA banyak digunakan dalam proses desain ITB SAT. Dengan menggunakan piranti lunak tersebut, gambar tiga dimensi satelit dapat dibuat. Selain itu, gambar yang dibuat dapat digunakan untuk dijadikan acuan dalam proses analisis struktur satelit.

Gambar diatas memberikan informasi bahwa payload yang berada didalam struktur satelit masih diasumsikan berbentuk balok dengan berat dan massa jenis yang disesuaikan dengan payload tersebut. Dari gambar tersebut juga didapat informasi bahwa payload diasumsikan berjumlah 4 buah dengan ukurannya masing-masing.

Setelah gambar 3 dimensi satelit dibuat, gambar tersebut akan digunakan dalam proses analisis kekuatan struktur. Piranti yang digunakan saat ini adalah PATRAN. Piranti lunak ini digunakan karena dapat dipakai untuk melakukan analisis dengan berbagai macam modus pembebanan. Dalam proses analisis ini, struktur dikatakan kuat apabila beban yang terjadi tidak melebihi batas ketahanan strukturnya, dalam hal ini dilihat dari yield strength dan frekuensi naturalnya (pada modus pembebanan getaran).

Dalam modus pembebanan getaran, dicari kondisi satelit yang paling ekstrim, yaitu saat struktur bergetar tidak hanya pada satu arah pembebanan. Dari proses analisis dengan modus getar, didapat hasil seperti gambar berikut.

Gambar hasil pembebanan getaran modus I, didapat informasi bahwa frekuensi natural struktur adalah 1773,8 Hz dengan beban maksimum yang terjadi adalah 2,15 Mpa.

Modus getar II menghasilkan frekuensi natural struktur sebesar 2106,8 Hz dan beban maksimum yang terjadi adalah 1,35 Mpa.

Modus getar III menghasilkan frekuensi natural struktur sebesar 830,27 Hz dan tegangan maksimum yang terjadi adalah 3,03 Mpa.

Selanjutnya dilakukan perbandingan hasil analisis dengan kekuatan struktur. Hal yang dibandingkan adalah besar tegangan yang terjadi dengan yield strength material.

Dari hasil perbandingan, diketahui bahwa tegangan belum melewati yield strength. Namun masih ada beberapa hal yang janggal, seperti frekuensi natural struktur yang besar (dapat mencapai 2106 Hz) namun beban yang dialami struktur sangat kecil (jauh dibawah yield strength). Hal ini menandakan bahwa ada proses analisis yang mungkin saja salah dilakukan sehingga perlu dilakukan ulang. Selain itu belum dilakukan uji konvergensi agar dapat diketahui hasil pasti dari analisis.

Selain analisis kekuatan struktur dengan modus pembebanan getar, analisis kekuatan struktur dengan modus pembebanan thermal juga akan dilakukan, namun karena masih dalam proses belajar, maka belum dapat menghasilkan besar tegangan yang terjadi. Dalam analisis struktur dengan modus pembebanan thermal, piranti lunak yang digunakan adalah ABACUS. Piranti lunak ini digunakan karena lebih user friendly dan lebih mudah digunakan dibandingkan PATRAN. Selain itu analisis struktur dengan pembebanan thermal sangat sulit dilakukan pada piranti lunak PATRAN.

by: Ibnu Rusydi