Daftar Blog Saya

Rabu, 08 Desember 2010

CARA KERJA SATELIT BAGAIMANA CARA SATELIT BEKERJA

 CARA KERJA SATELIT
Beberapa waktu yang lalu, satelit merupakan barang yang amat eksotis, bahkan
masuk ke level peralatan yang rahasia. Sebagian besar dari pengguna satelit, pada
masa-masa awal, adalah militer, semisal untuk mendukung aktifitas navigasi dan
spionase. Namun, saat ini, ia menjadi bagian yang penting untuk mendukung
aktivitas harian kita. Dengannya, kita dapat melihat laporan cuaca dan bahkan
ramalan cuaca, kita juga bisa menikmati siaran televisi, misal melalui parabola,
atau berlangganan TV kabel, hingga fasilitas telepon dan internet.
Sebagai contoh, pada hari Ahad (25 Mei 2003) yang lalu, pihak Republik Rakyat
Cina meluncurkan satelit navigasi mereka yang ketiga. Dengan peluncuran
tersebut, Cina dikabarkan lebih maju selangkah dalam modernisasi sistem
telekomunikasi dan persenjataan. Indonesia, negeri kita tercinta ini pun, sudah
memiliki satelit sejak tahun 80-an, terutama untuk menunjang penyebaran dan
pemerataan informasi. Satelit tersebut kita kenal dengan Satelit Palapa, dimana
nama tersebut terinspirasi sebuah sejarah masa kejayaan Kerajaan Majapahit :
Sang Mahapatih Gajah Mada bersumpah untuk menyatukan seluruh kepulauan
yang ada dalam satu negeri. Dan sumpah itu dikenal dengan nama gSumpah
Palapa.
Berikut ini adalah beberapa kemudahan yang kita rasakan dengan keberadaan
satelit :
• Beberapa koran dan majalah menjadi lebih tepat waktu sebab mereka dapat
mengirimkan teks dan image yang dapat digandakan dalam pencetakan hanya
dengan mengirimkan mereka via satelit, dan dampaknya adalah distribusi pada
tiap-tiap lokal yang menjadi lebih cepat (kita di Indonesia mengenal dua koran
nasional, Republika dan Kompas, yang menggunakan fasilitas cetak jarak jauh
ini).
• Kebanyakan taksi dan juga limousine, terkadang memanfaatkan GPS yang
berbasis satelit untuk lebih tepat menuju ke tujuan. Dan penggemar rally, tentu
pernah menyaksikan seorang peserta rally Paris Dakkar, dengan kendaraan
motor roda 2, nampak menggunakan layar penuntun di motornya agar tidak
tersesat di gurun pasir. Nah, ia pun memakai sistem GPS.
• Sinyal elektronik dari pesawat yang jatuh dan kapal yang hampir tenggelam
dapat dilacak oleh tim SAR ketika satelit merelay sinyal tersebut.
Nah, dalam kesempatan ini, kita akan coba melihat dan menjawab pertanyaanpertanyaan
pada diri kita : bagaimana satelit beroperasi dan apa yang mereka
lakukan, apa saja yang ada dalam tubuhnya, mengetahui apa yang dimaksud
dengan orbit, mengapa untuk setiap orbit yang berbeda juga berarti satelit yang
berbeda.
Mari kita mulai !
Apakah satelit itu sebenarnya ?. Pada dasarnya, satelit adalah segala obyek yang
berputar mengelilingi suatu planet dalam bentuk sirkular atau eliptikal. Sebagai
misal, bulan yang setiap purnama nampak indah, merupakan satelit asli milik
bumi, sangat alami, dan sesungguhnya cukup banyak satelit buatan manusia
(artificial satellites) yang biasanya terbang lebih dekat ke bumi.
Rute dimana satelit berjalan disebut orbit. Dalam orbit dikenal dua istilah : apogee
(titik terjauh dengan bumi) dan perigee (titik terdekat dengan bumi).
Satelit buatan bukan merupakan produksi massal.Kebanyakan satelit merupakan
pesanan yang disesuaikan dengan fungsinya. Pengecualian adalah pada satelit GPS
(yang berjumlah 20 unit di orbit) dan satelit Iridium (sebanyak 60 unit di orbit).
Diperkirakan ada sekitar 23.000 benda sampah angkasa atau space junk—yakni
obyek-obyek yang cukup besar untuk bisa dideteksi oleh radar, yang berada di
orbit karena tak sengaja ditempatkan disana atau karena memang sudah uzur usia
pakainya—yang mengapung atas bumi. Jumlah tepat dari sampah angkasa
memang berbeda-beda, tergantung lembaga yang melakukan perhitungan. Sebagai
gambaran, salah satu situs online tentang satelit memberikan informasi ada sekitar
26.000 benda sampah angkasa di atas sana.
Meski segala sesuatu yang berada di orbit bumi secara teknis disebut satelit, istilah
satelit secara khusus digunakan untuk menunjukkan suatu obyek yang ditempatkan
di orbit dengan tujuan melakukan tugas atau misi khusus. Sebagai misal, tentu kita
pernah mendengar satelit cuaca, satelit komunikasi dan satelit sains. Dalam sejarah
kita tahu, bahwa satelit Sovyet, Sputnik, adalah yang pertama kali mengorbit bumi,
pada 4 Oktober 1957. Sejak itulah, tonggak kebangkitan penelitian satelit
dicanangkan.

Bagaimana satelit diluncurkan ke orbit ?.
Saat ini, satelit menggunakan roket atau space shuttle. Secara umum, peluncuran
yang terjadwal merupakan pilihan pertama, sebab roket akan melalui bagian
tertipis dari atmosfer lebih cepat dan minimalisasi penggunaan bahan bakar.
Setelah peluncuran yang pertama berjalan mulus, mekanisme pengendali roket
menggunakan sistem pemandu inersial (inertial guidance system) untuk
mengkalkulasikan tingkat penyesuaian bagi rocket fs nozzle untuk memiringkan
sang roket ke arah tujuan yang dideskripsikan dalam rencana penerbangan (flight
plan). Terkadang, dalam rencana penerbangan juga diarahkan ke mana
hmoncong h roket akan diluncurkan : jika ke barat, maka hmoncong h
diarahkan ke barat. Hal ini menyebabkan tak diperlukannya daya dorong (a free
boost). Kekuatan daya dorong tergantung pada kecepatan rotasi bumi di tempat
peluncuran. Daya dorong terbesar digunakan di bagian ekuator bumi, dimana jarak
keliling bumi terbesar dan rotasinya tercepat.
Seberapa besar daya dorong dari daerah peluncuran di ekuator bumi ?. Perkiraan
kasar dapat dilakukan dengan menghitung keliling bumi dengan cara mengalikan
diameter bumi dengan pi (3,1416). Diameter bumi kira-kira 7.926 mil (12.753 km).
Jika dikalikan dengan pi, maka akan dihasilkan keliling bumi sebesar 24.900 mil
(40.065 km). Untuk mengelilingi 24.900 mil diperlukan waktu 24 jam, dimana
pada salah satu titik di bumi kecepatan berputarnya adalah 1.38 mph (1.669 kph).
Peluncuran space shuttle melalui Cape Canaveral, Florida, tidak perlu
mengeluarkan banyak daya dorong. Pada Kennedy Space Center fs Launch
Complex 39-A, salah satu fasilitas peluncuran, berlokasi di 28 derajat 36 menit
29,7014 detik lintang utara. Kecepatan rotasi bumi di tempat itu kira-kira 894 mph
(1.440 kph). Perbedaan kecepatan muka bumi antara ekuator dan Kennedy Space
Center kira-kira 144 mph (229 kph). Pertimbangkan bahwa roket dapat terbang
dalam kecepatan ribuan mil per jam, maka anda dapat melihat mengapa perbedaan
yang hanya 144 mph dapat menjadi masalah. Jawabannya ialah bahwa roket,
bersama dengan bahan bakar dan barang bawaannya, merupakan beban yang
sangat berat. Semisal, tanggal 11 Februari 2000, pelepasan Space Shuttle Endeavor
dengan Shuttle Radar Topography pada saat peluncuran memiliki beban 4.520.415
pounds (2.050.447 kg). Tentu saja, dengan beban seberat itu diperlukan sejumlah


besar energi untuk mempercepat hingga 144 mph, dan butuh bahan bakar yang
sangat signifikan. Sementara, peluncuran melalui ekuator sangatlah berbeda.
Pada saat roket telah mencapai lapisan udara yang sangat tipis, kira-kira pada
ketinggian 120 mil (193 km), sistem navigasi roket kemudian menyalakan roketroket
kecil, yang cukup untuk menerbangkan kendaraan peluncur dalam posisi
horisontal. Kemudian satelit dikeluarkan. Pada saat itu, roket dinyalakan untuk
memastikan pemisahan antara kendaraan peluncur dengan satelit.
Ketinggian Dan Kecepatan Orbital
Sebuah roket harus mempunyai akselerasi hingga minimum 25.039 mph (40.320
kph) untuk melepaskan diri dari gravitasi bumi dan meluncur ke angkasa.
Kecepatan hmelepaskan diri h dari bumi harus lebih besar daripada kecepatan
yang diperlukan saat pelepasan satelit di orbit. Jika dengan satelit, maka wahana
terbang tidak berupaya untuk hmelepaskan diri h dari gravitasi bumi tetapi
adalah untuk menyeimbangkan kecepatan mengorbit (orbital velocity), yakni
kecepatan yang diperlukan untuk meningkatkan keseimbangan antara daya tarik
gravitasi pada satelit dan inersia dari gerakan satelit. Diperkirakan kecepatan
orbital ini 17.000 mph (27.359 kph) pada ketinggian 150 mil (242 km). Tanpa
gravitasi, inersia dari satelit akan membawanya lepas jauh ke angkasa. Bahkan jika
dengan gravitasi, jika kecepatan satelit terlalu tinggi, maka ia juga akan terbang
jauh. Di sisi lain, jika satelit terlalu lambat, daya tarik gravitasi akan membawanya
kembali ke bumi. Pada kecepatan orbital tertentu, gravitasi akan menyeimbangkan
gaya inersia dari satelit, menariknya kearah pusat bumi sehingga cukup membuat
kurva alur satelit seperti kurva bumi.
Kecepatan orbital satelit tergantung pada ketinggiannya diatas bumi. Makin dekat
ke bumi, makin besar kecepatan orbital yang diperlukan. Pada ketinggian 124 mil
(200km), kecepatan orbital adalah sekitar 17.000 mph (27.400 kph). Untuk
menjaga ketinggian orbit, yakni 22.223 mil (35.786 km) diatas bumi, satelit barus
mengorbit pada kecepatan kira-kira 7.000 mph (11.300 kph). Kecepatan orbit dan
jarak tersebut menjadikan satelit memiliki kemampuan untuk berputar dalam 24
jam. Ketika bumi berputar 24 jam, satelit pada ketinggian 22.223 mil menetap pada
ketinggian itu dan secara relatif tepat berada pada satu titik diatas permukaan bumi.
Nah, istilah yang diberikan pada ketinggian satelit yang menetap pada posisi
tersebut sepanjang waktu adalah geostasioner (geostationary). Orbit geostasioner
sangat cocok untuk satelit cuaca dan satelit komunikasi
Bulan, dengan ketinggian kira-kira 240.000 mil (384.400 km), memiliki kecepatan
kira-kira 2.300 mph (3.700 kph) dan mengorbit dalam 27,322 hari. (Coba
perhatikan bahwa kecepatan orbital bulan ternyata lebih lambat dibanding dengan
satelit buatan, itu terjadi karena bulan terletak lebih jauh).
Secara umum, makin tinggi orbit, maka makin lama satelit dapat tinggal di
orbitnya. Pada ketinggian yang lebih rendah, satelit akan menelusuri atmosfer
bumi dan hal ini menimbulkan tahanan/gesekan. Gesekan itu kemudian
menimbulkan kerusakan pada satelit hingga satelit kemudian jatuh ke dalam
hjebakan h atmosfer dan terbakar habis. Pada ketinggian yang lebih jauh,
dimana ruang hampa udara berada, kita tidak akan menemukan gesekan / tahanan
dan satelit akan dapat berada di dalam orbitnya selama berabad-abad (lihatlah
bulan sebagai contoh).
Satelit berada dalam orbit yang berbentuk eliptikal. Stasiun pengendali bumi
bertugas mengendalikan motor roket kecil yang berfungsi untuk mengoreksi arah.
Tujuannya adalah agar orbit sebisa mungkin tetap berbentuk bundar. Bagaimana
caranya ?, yaitu dengan menyalakan roket ketika orbit berada di posisi apogee
(titik terjauh dari bumi) dan menyalakan mesin pendorong di arah perjalanan,
maka perigee (titik terdekat dengan bumi) akan menjauh. Hasilnya ialah berupa
orbit yang tetap bundar.
Apa yang sebenarnya terdapat di dalam satelit ?
Satelit sesungguhnya sama dalam bentuk dan ukuran dan memainkan beberapa
peran tertentu. Sebagai misal dapat dilihat beberapa contoh berikut :
• Satelit cuaca. Satelit ini membantu ahli meteorologi untuk meramalkan
cuaca atau melihat apa yang terjadi pada suatu waktu. Satelit jenis ini
diantaranya TIROS, COSMOS dan GOES. Mereka menyimpan kamera di
dalam tubuhnya untuk dikirim ke bumi, baik melalui posisi geostasioner
maupun kutub orbit.
• Satelit komunikasi. Melayani transmisi telepon dan data. Satelit jenis ini
misalnya Telstar dan Intelset. Komponen terpentingnya adalah
transponder—yakni sebuah radio yang menerima percakapan dalam satu
frekuensi, kemudian memperkuatnya serta mentransmisikannya kembali ke
bumi melalui frekuensi lain. Dalam sebuah satelit komunikasi, terdapat
ratusan hingga ribuan transponder, dan biasanya satelit ini menggunakan
geosynchronous.

• Satelit penyiaran. Ia menyairkan sinyal televisi dari satu titik ke titik lain
(hampir mirip dengan satelit komunikasi).
• Satelit sains. Mengemban bermacam tugas sains. Misal, Hubble Space
Telescope yang merupakan satelit sains terkenal.
• Satelit navigasi. Ia membantu kapal laut dan pesawat terbang dan yang laing
dikenal adalah satelit GPS NAVSTAR.
• Satelit penyelamatan. Membantu menangkap sinyal radio yang meminta
pertolongan.
• Satelit observasi bumi. Ia mengobservasi planet bumi tentang segala
perubahan, misal cuaca, temperatur udara, wilayah hutan hingga lapisan es.
LANDSAT merupakan satelit terkenal dari jenis ini.
• Satelit militer. Mempunyai tugas atau misi rahasia, sehingga jenis
informasinya pun berbeda. Fungsinya antara lain : merelai komunikasi
terenskripsi, monitoring nuklir, mengobservasi pergerakan-pergerakan
musuh, peringatan awal akan peluncuran rudak oleh musuh, radar imaging,
fotografi.
Walaupun terdapat perbedaan yang sangat signifikan dari satelit-satelit tersebut
diatas, ada beberapa hal yang sama secara umum :
• Semuanya terdiri dari kerangka dan badan dari metal atau komposit, yang
biasanya disebut bus. Bus ini menjaga agar semua yang ada di dalamnya
tetap utuh selama dalam peluncuran dan ketika berada di angkasa luar.
• Mereka juga sumber tenaga (biasanya solar cell) dan baterai sebagai
cadangan dan penyimpan tenaga.
• Mereka juga dilengkapi dengan komputer untuk mengendalikan dan
memonitor sekian banyak sistem yang berbeda
• Perlengkapan transmiter/receiver radio dan antena juga digunakan untuk
membantu pengawas di bumi untuk mendapatkan informasi dari satelit dan
memonitor kesehatannya. Banyak satelit dapat dikendalikan dari bumi
dengan banyak cara, dari merubah orbit hingga memprogram ulang sistem
komputer.
• Ada juga perlengkapan sistem kendali letak (ACS, attitude control system),
yang berfungsi untuk menjaga arah satelit. Sebagai contoh, Hubble Space
Telescope memiliki sistem kendali yang dapat menjaga satelit pada posisi
yang selalu sama tiap hari tiap jam pada satu waktu. Sistemnya dilengkapi
dengan gyroscope, accelerometer, reaction wheel stabilization system,
thrusters dan beberapa sensor yang memperhatikan bintang-bintang sebagai
penentu posisi.
Jenis-jenis orbit satelit
Ada 3 posisi dasar orbit, tergantung posisi relatif satelit terhadap bumi :
Geostasioner (geostationary). Orbit ini juga dikenal sebagai geosynchronous atau
synchronous. Ketinggian orbit ini kira-kira 22.223 mil atau 1/10 jarak ke bulan.
Jalur ini juga dikenal sebagai htempat parkir satelit h, sebab begitu banyak
satelit, mulai dari satelit cuaca, satelit komunikasi hingga satelit televisi.
Akibatnya, posisi masing-masing harus tepat agar tidak saling menginterferensi
sinyal.
Penerbangan Space Shuttle yang terjadwal, menggunakan yang lebih rendah yang
dikenal dengan asynchronous orbit, yang berada pada ketinggian rata-rata 400 mil
(644 km).
Berikut detil dari orbit satelit :

CARA KERJA SATELIT
• 80 – 1.200 mil (asynchronous orbits) : digunakan oleh satelit pengamat,
yang biasanya mengorbit pada 300 – 600 mil (480 – 970 km), berfungsi
sebagai fotografer. Misalnya satelit Landsat 7, ia bertugas untuk pemetaan,
pergerakan es dan tanah, situasi lingkungan (semisal menghilangnya hutan
hujan tropis), lokasi deposit mineral hingga masalah pertanian; satelit SAR
(search-and-rescue) juga disini, dengan tugas menyiarkan ulang sinyalsinyal
darurat dari kapal laut atau pesawat terbang yang dalam bahaya;
Teledesic, yaitu satelit yang di-backup sepenuhnya oleh Bill Gates,
memberikan layanan komunikasi broadband (high-speed), dengan sarana
satelit yang mengorbit pada ketinggian rendah (LEO, Low Earth Orbiting).
• 3.000 – 6.000 mil (asynchronous orbits) : digunakan oleh satelit sains, yang
biasanya berada pada ketinggian ini (4.800 – 9.700 km), dimana mereka
mengirimkan data-data ke bumi via sinyal radio telemetri. Satelit ini
berfungsi untuk penelitian tanaman dan hewan, ilmu bumi, seperti
memonitor gunung berapi, mengawasi kehidupan liar, astronomi (dengan
IAS, infrared astronomy satellite) dan fisika.
• 6.000 – 12.000 mil (asynchoronous orbits) : satelit GPS menggunakan orbit
ini untuk membantu penentuan posisi yang tepat. Ia bisa digunakan untuk
kepentingan militer maupun ilmu pengetahuan.
• 22.223 mil (geostationary orbits) : digunakan oleh satelit cuaca, satelit
televisi, satelit komunikasi dan telepon.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar