Proposal Amsat Indonesia 2008

Proposal Amsat Indonesia 2008

KONSEP OPERASI, DESAIN & KONFIGURASI SATELIT INASAT-1 / AMSAT INDONESIA

A. KONSEP OPERASI INASAT-1/ AMSAT

INASAT-1 / AMSAT merupakan modifikasi dari satelit INASAT-1. Bila pada INASAT-1, tujuan misi utamanya adalah sebagai tes satelit untuk mempelajari dinamika terbang satelit maupun kondisi kesehatan satelit melalui data telemetrinya, INASAT-1 / AMSAT mempunyai misi tambahan yaitu komunikasi / relay sinyal suara (voice massage). Untuk mengetahui bagaimana konsep operasi dari INASAT -1 / AMSAT maka perlu diketahui terlebih dahulu analisa orbit, ground track, coverage dsb berikut ini.

1. Ground Track INASAT-1 / AMSAT

INASAT-1 / AMSAT akan diluncurkan ke orbit near equatorial pada ketinggian orbit sekitar 800 km dengan inklinasi 10 derajat. Pada orbit tersebut satelit berevolusi sebanyak 14 orbit setiap harinya dan pada setiap orbitnya satelit akan melintas di atas Indonesia. Pada gambar 1 berikut ini adalah ground track harian satelit.

Gambar 1. Ground Track INASAT-1 / AMSAT dengan inklinasi 10 derajat

2. Coverage Ground Station INASAT-1 / AMSAT

Untuk mendefinisikan coverage dari ground station, diasumsikan bahwa sudut elevasi minimum adalah 10 derajat. Tiga buah ground station diasumsikan ditempatkan di Indonesia. 2 ground station untuk keperluan komunikasi diasumsikan berada di Sumatra dan Irian Jaya di sekitar ekuator. Sedangkan 1 TTC ground station sebagai control station berada di rumpin. Pada gambar 2 ditunjukkan coverage dari ground station dimana masing-masing ground station dapat mengakses satelit. Dengan posisi ground station seperti pada gambar dua, satelit dapat diakses oleh dua ground station total selama 21 menit.

Proposal Amsat Indonesia 2008

Gambar 2. Coverage Ground Station INASAT-1 / AMSAT

3. Akses Ground Station ke INASAT-1/ AMSAT

Berdasarkan coverage ground station diperoleh durasi akses masing-masing ground station yaitu maksimal 10 menit setiap kali akses dan 14 kali akses setiap hari. Sistem komunikasi INASAT-1 memakai jalur yang sama baik untuk telemetri maupun untuk komunikasi voice message. Oleh karena misi utamanya adalah tes satelit maka data telemetri akan menjadi prioritas untuk di downlink ke TTC ground station. Oleh karena itu pada saat pertama kali satelit masuk ke coverage ground station, 3 menit awal, pengguna tidak boleh mengakses satelit karena jalur komunikasi akan dipakai untuk mengirimkan telemetri. Jika telemetri selesai dikirimkan maka pengguna bebas mengakses satelit untuk mengirimkan voice message.

Dengan kondisi tersebut, ground station yang coverage-nya berpotongan dengan coverage TTC ground station, durasi aksesnya akan lebih kecil (kurang dari 10 menit) dibanding dengan ground station yang berada jauh dari TTC ground station.

4. Konsep Operasi

Berdasarkan analisa ground track, coverage dan durasi akses diatas maka dapat dibuat sebuah konsep operasi berikut ini:

Pada saat satelit masuk ke coverage ground station TTC, satelit akan mengirimkan data long term telemetry satu orbit sebelumnya selama kurang lebih 3 menit. Pada saat ini pengguna tidak diperbolehkan mengakses satelit.

Setelah data telemetri selesai dikirimkan, pengguna boleh mengirimkan pesan berupa voice message ke satelit. Pesan ini tidak akan disimpan dalam memory namun langsung direlay ke bawah. Sinyal yang dikirimkan merupakan sinyal analog. Uplink sinyal memakai frekuensi UHF 436 MHz sedangkan untuk downlink menggunakan frekuensi VHF 145 MHz.

Proposal Amsat Indonesia 2008

B.DESAIN & KONFIGURASI

Berdasarkan misi INASAT-1/AMSAT yang selain akan digunakan sebagai satelit tes juga akan mengakomodasi kebutuhan pengguna (ORARI) sebagai satelit komunikasi, konfigurasi INASAT-1 mengalami perubahan di beberapa sub systemnya. Secara umum konfigurasi satelit INASAT-1/ AMSAT adalah sebagai berikut

1. OrbitINASAT-1 / AMSAT direncanakan bekerja pada orbit near equatorial (inklinasi rendah). Ini berbeda dengan desain awal INASAT-1 yang diasumsikan memiliki orbit Sun Synchronous Polar Orbit. Perubahan orbit ini memberikan keuntungan berupa peningkatan frekuensi akses dari satelit ke ground station dimana pada orbit equatorial ground station dapat mengakses satelit sebanyak 14 kali setiap hari dengan durasi kurang lebih 10 menit. Durasi satelit total satelit berada diwilayah Indonesia kira-kira 21 menit.

Berikut ini data parameter orbit INASAT-1 / AMSAT:

2. Subsistem Kendali (Attitude Determination and Control System)INASAT-1 / AMSAT direncanakan memiliki stabilisasi aktif di tiga sumbu agar dapat melakukan proses inisialisasi maupun pada saat melakukan komunikasi dengan stasiun bumi. Pada saat beroperasi satelit akan diarahkan agar antenna-nya mengarah ke bumi. Sistem kendali INASAT-1 / AMSAT terdiri atas:

Attitude Determination Systemberfungsi untuk mengetahui sikap satelit baik sudut maupun kecepatan rotasinya pada masing-masing sumbu. Hardware attitude determination system terdiri atas dua jenis sensor yaitu 1 buah Magnetometer yang digunakan untuk menentukan sikap satelit dan 3 buah Gyro yang digunakan untuk menentukan kecepatan rotasi satelit pada 3 sumbu.

Attitude Control Hardware (aktuator)Berfungsi untuk menghasilkan torsi kendali untuk mengendalikan sikap satelit pada 3 sumbu. Hardware yang digunakan berupa 3 buah magnetic torquers yang dipasang saling tegak lurus pada sumbu x, y, z dari body satelit

Proses pengendalian INASAT-1 / AMSAT dilakukan dengan memanfaatkan interaksi momen dipole dari aktuator dengan medan magnet bumi sehingga timbul torsi kendali yang dapat dipakai untuk menstabilkan satelit.

3. Subsistem KomunikasiSubsistem komunikasi INASAT-1 / AMSAT terdiri atas antenna, transmitter, receiver serta modul komunikasi. Subsistem ini mengalami perubahan dimana pada desain awal INASAT-

Proposal Amsat Indonesia 2008

1 direncakanan sistem komunikasi berupa half duplex dimana uplink maupun downlink menggunakan frekuensi yang sama. Namun karena adanya penambahan misi untuk orari berupa relay sinyal maka diputuskan untuk menggunakan frekuensi uplink (436 MHz) dan downlink (145MHz) yang berbeda.

Konfigurasi subsistem komunikasi adalah sebagai berikut: Uplink

Frekuensi UHF : 436 MHzAntenna : 4 buah antenna UHF turnstileReceiver : 1 buah receiver UHF

DownlinkFrekuensi : 145 MhzAntenna VHF : 4 buah antenna VHF turnstileTransmitter : 1 buah transmitter VHF

Modul Komunikasi

4. Subsistem PowerPower sistem pada INASAT-1 / AMSAT bertugas menyediakan kebutuhan daya bagi semua subsistem satelit. Konfigurasi hardware dari subsistem power pada INASAT-1 adalah sebagai berikut:

Solar PanelTipe cell : Ga-As, efisiensi 25%Jumlah : 6 buah solar panel Daya maksimum : kurang lebih 25 watt (per panel)Mounting : pada sisi tegak dari body INASAT-1/ AMSAT

BatteryJumlah : 2 Pack Li-ion battery (@8 buah tiap pack)Daya maksimum : kurang lebih 30 watt tiap pack

Modul Power sebagai charger dan power regulator

5. Subsistem OBDHSubsistem OBDH adalah bagian dari satelit yang berfungsi untuk mengatur kerja satelit. Semua hal yang berhubungan dengan data telemetri, command maupun control subsistem lain akan ditangani oleh OBDH. Dari sisi hardware, OBDH INASAT-1 tidak mengalami perubahan mendasar. Perubahan terjadi pada software terutama dengan adanya magnetometer yang akan digunakan untuk menentukan sikap satelit. Hal ini membutuhkan adanya database medan magnet bumi sebagai referensi pada sistem OBDH.

Konfigurasi hardware OBDH adalah sebagai berikut: Processor : 1 buah processor AVR, 32 bit Memori : 512 kbyte

6. Subsistem StrukturStruktur luar satelit sama dengan desain INASAT-1 sebelumnya yaitu berbentuk hexagonal. Perubahan mendasar terjadi pada struktur dalam karena adanya penambahan beberapa hardware pada desain baru INASAT-1 / AMSAT. Modul modul yang sebelumnya ditempatkan pada damper tegak didalam struktur INASAT-1 diubah penempatannya menjadi mendatar. Konfigurasi struktur INASAT-1 / AMSAT adalah sebagai berikut:

Proposal Amsat Indonesia 2008

Bentuk luar satelit : hexagonal (340 mm x 340 mm x 37 mm) Material : Al-6061 Solar panel : body mounted

7. Subsistem ThermalKondisi thermal pada INASAT-1 / AMSAT dijaga agar berada pada operating temperature yang diijinkan oleh masing masing komponen. Sistem thermal INASAT-1 / AMSAT masih menggunakan metode coating seperti pada desain INASAT-1 sebelumnya. Karena kondisi lingkungan thermal yang berbeda antara INASAT-1 yang direncanakan berorbit SSPO dengan INASAT-1 / AMSAT yang berorbit equatorial, dipertimbangkan untuk menggunakan heater. Selain itu akan dipasang sensor temperature pada beberapa tempat untuk mengetahui kondisi termal didalam satelit.

Konfigurasi sistem thermal INASAT-1 / AMSAT adalah sebagi berikut: Thermal coating : anodized pada setiap box modul subsistem Thermal heater Sensor temperatur

Exploded View Amsat Indonesia

Adapter

Coupler Antenna

VHF Antena

UHF Antena

OBDH

Magneto Torque (3)

Gyro (3)

Batterey

Tranceiver

Power Modulmagnetometer

Proposal Amsat Indonesia 2008

SPESIFIKASI TEKNIK AMSAT INDONESIA

TYPE

AMSATAmateur Satellite

Launch Date TBD (2009)Launcher PSLV

OrbitEquatorial OrbitAltitude 800 km

Dimension 352 x 340 (HEXAGONAL) Mass ~26 kgPower Maximum 30 W , Ga As 25%

Attitude Control

Active Magnetorquering (x,y,z)

Stabilization Three axes stabilization (magneto torque)

Frequency Band

Uplink : 436 MHzDownlink : 145 Mhz

Main Computer AVR (AT MEGA) 16 MHz

Payloads - Transceiver for Voice Message Communication

- Magnetometer ( three axes X,Y,Z) - Housekeeping sensor ( T ), Arus

Proposal Amsat Indonesia 2008

(I), Tegangan (V)

****** SEKIAN ******

LAMPIRAN 2:

Konsep Operasi, Desain dan Konfigurasi Amsat/Inasat-1