Potensi Kerusakan Akibat NEO dan Sampah Antariksa

PENGAMATAN DAN ANALISIS
ASTROMETRI BENDA ANTARIKSA
BUATAN
Abdul Rachman
Pusat Sains Antariksa
Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional
[email protected]
Diseminasi Pengetahuan Sampah dan Benda Jatuh Antariksa, 4 Juni 2015, Pussainsa, Bandung
OUTLINE
1.
2.
3.
4.
5.
Apa perlunya mengamati benda antariksa
buatan?
Bagaimana prinsip pengamatannya?
Apa itu analisis astrometri?
Apa yang telah dilakukan di LAPAN?
Penutup
URGENSI MENGAMATI BENDA ANTARIKSA
BUATAN
POTENSI KERUSAKAN AKIBAT SAMPAH ANTARIKSA
Menabrak satelit aktif
Cerise, 1996
Iridium 33 vs Cosmos 2251, 2009
Jatuh ke Bumi
Cosmos 954 (mengandung
nuklir), 1978
FSW 3-3 reentry capsule, 2004
Info benda jatuh: http://www.eclipsetours.com/paul-maley/space-debris-2/
PENINGKATAN POPULASI SAMPAH ANTARIKSA
Sumber: NASA
Ada peningkatan jumlah
peluncuran sejak 2006
Pemantauan sampah antariksa adalah salah satu program dalam
Space Situational Awareness
KEUNIKAN WILAYAH INDONESIA
Wilayah Indonesia yang membentang luas di khatulistiwa
menjadikannya selalu berisiko terhadap jatuhnya benda
antariksa berapa pun inklinasinya.
Tiga sampah antariksa telah
ditemukan jatuh di Indonesia
PENELITIAN KARAKTERISTIK ATMOSFER
Peluruhan orbit
Bumi
Model CIRA
Dengan menganalisis
perubahan gerak satelit
yang mengitari Bumi,
dapat diperkirakan nilai
kerapatan atmosfer di
sekitar orbit satelit
tersebut.
PRINSIP PENGAMATAN BENDA ANTARIKSA
BUATAN
KARAKTERISTIK GERAK DAN FISIK
1. Bergerak cepat mengitari Bumi
2. Umumnya tidak memancarkan cahaya sendiri (hanya
memantulan cahaya matahari)
3. Kecerlangan (magnitudo) bisa melebihi bintang Sirius tapi bisa
juga sangat redup sehingga tidak terlihat oleh mata
Ariane 42L R/B sedang berada di
perigee orbitnya yang lonjong ketika
melintas di atas Pulau Jawa.
Akibatnya lajunya saat itu lebih dari
1,5°/dtk.
Proyeksi lintasan satelit di Bumi
mengalami pergeseran di setiap periodenya
PENGAMATAN DENGAN RADAR VS OPTIK
Pengamatan benda antariksa buatan bisa dilakukan dengan radar
maupun instrumen optik.
Kelebihan radar:
1. Pengamatan bisa dilakukan 24 jam sehari karena tidak
bergantung pada cuaca cerah dan iluminasi benda target karena
cahaya matahari.
2. Sinyal yang dikirimkan dapat diketahui karakteristiknya dengan
sangat baik sehingga dari analisis perbedaannya dengan sinyal
yang diterima dapat disimpulkan properti fisik maupun orbit
benda target.
Kekurangan radar:
1. Daya sinyal yang diterima berbanding terbalik dengan pangkat
empat jarak benda target.
2. Biaya pembangunan dan pengoperasian lebih besar.
Selain kelebihan dan kekurangan di atas, ada benda yang lebih tepat
diamati secara optik daripada radar (begitu juga sebaliknya). Oleh
karena itu, kedua teknik ini pada dasarnya saling melengkapi.
SYARAT PENGAMATAN OPTIK
Agar tampak dari
Bumi, benda harus
tersinari oleh
Matahari dengan
latar belakang langit
yang gelap.
Waktu pengamatan adalah selama 2 jam pertama setelah
matahari terbenam dan 2 jam terakhir sebelum matahari terbit
Website: http://www.saao.ac.za/~wgssa/as3/roberts.html
SPACE SURVEILLANCE NETWORK (SSN)
Hanya milik Amerika Serikat dan Rusia yang telah beroperasi saat ini.
Beroperasi pada
2016?
Dari sekitar 3800 payload yang mengorbit
saat ini, 7% di antaranya tidak tersedia
elemen orbitnya (dalam format TLE) secara
resmi sehingga analisis orbit tidak bisa
dilakukan.
Walau tidak sempurna, US SSN adalah jaringan pemantau
benda antariksa buatan terbaik saat ini. Sebagian hasilnya
dipublikasikan di www.space-track.org.
JARINGAN ASTRONOMI AMATIR INTERNASIONAL
http://satobs.org/
http://www.heavens-above.com/
TLEs ini tidak dipublikasikan
di Space-Track
Mengembangkan:
• ObsReduce (untuk astrometri)
• SATFIT (untuk membuat
TLE)
ANALISIS ASTROMETRI
PENGERTIAN
Astrometri adalah cabang ilmu astronomi yang berkaitan dengan
pengukuran secara akurat posisi dan gerak benda-benda langit.
Dengan astrometri,
koordinat benda yang
sebenarnya (yakni ,)
dapat ditentukan dari
posisi yang tampak di
citra pada suatu waktu
(yakni x,y) dengan
memanfaatkan koordinat
bintang-bintang latar
belakang yang telah
diketahui pada waktu
tersebut.
C
B
A
(x,y)  (,)
D
E
INFORMASI YANG BISA DIAMBIL
Dari analisis astrometri
bisa diperoleh elemen
orbit benda (a,e,i,,,)
pada suatu waktu
(epoch).
Dengan diketahuinya
elemen orbit maka
posisi benda setiap saat
bisa dihitung.
RISET DI LAPAN
PEMANTAUAN REAL-TIME
Informasi dan analisis benda jatuh buatan
Website
http://orbit.sains.lapan.go.id
Aplikasi Android
Hingga saat ini seluruh data masukan diperoleh dari pihak luar
khususnya Departemen Pertahanan Amerika Serikat.
ALAT YANG DIGUNAKAN
Binokuler
(+ stopwatch)
Kamera saku
Tripod
(yang ditambahkan
skala azimuth dan
altitude)
Kamera DSLR
Perangkat lunak:
• TheSky6 (berbayar)
• MaxImDL 5.0 (berbayar)
• ObsReduce 1.3 dan SATFIT.31 (keduanya free)
Tracking mount
+ kamera DSLR
+ lensa tele
Dani et al., 2015*
MENENTUKAN OBJEK YANG AKAN DIAMATI
CONTOH PENGAMATAN
ISS melintas di bawah rasi Orion
 Abdul Rachman
Jika objek dan tekniknya tepat,
pengamatan tidak harus ditempat
terbuka dengan cuaca yang cerah
CONTOH IDENTIFIKASI OBJEK DAN BINTANG
Jejak ISS pada subuh 10 Okt 2013
dari Bandung
Citra diperoleh memakai kamera saku WB250F dan tripod dengan
ISO 800, f/4.2, waktu paparan 16 detik
ASTROMETRI DAN PEMBUATAN
TLE
TLE (two-line elements)
ISS (Zarya)
1 25544U 0000000 13282.88543982 0.00000073 00000-0 50000-4 0
2 25544 51.2796 259.9139 0010281 320.7157 227.9064 15.50786162
TheSky
SATFIT
ObsReduce
B
Data dalam format
IOD (Interactive Orbit
Determination)
A
C
Rachman and Dani, 2015*
05
08
MEMILIH BINTANG REFERENSI
Perlu kecermatan dalam memilih bintang-bintang referensi dalam
ObsReduce agar proses selanjutnya berhasil dan akurat.
Contoh
Memakai 2
bintang referensi (A,B)
Memakai 3
bintang referensi (A,B,C)
DAFTAR BENDA
Analisis astrometri dilakukan untuk 26 citra (hasil pengamatan dengan kamera saku
dan DSLR) yang mengandung jejak benda buatan dari 11 benda buatan yang
berbeda. Pengamatan dilakukan sejak JuniSeptember 2014.
Seluruh proses analisis menghasilkan 50 baris data IOD.
Enam benda dengan jumlah jejak lebih dari satu:
• H-2A R/B (5 jejak)
• HST (3 jejak)
• ISS (3 jejak)
• TITAN 4B R/B (6 jejak)
• TRMM (2 jejak)
• COSMOS 1140 ROCKET (2 jejak)
HASIL ANALISIS
Pengolahan data IOD dengan SATFIT menghasilkan 16 buah TLE yang 13 di antaranya
berhasil memberikan lintasan yang lebih sesuai dengan lintasan pada citra hasil
pengamatan.
Adanya kegagalan memperoleh TLE yang lebih akurat
selain dikarenakan kelemahan dari aspek pengamatan
(diantaranya tidak tersedianya citra-citra untuk koreksi
standar) juga diduga karena pemilihan bintang-bintang
referensi yang kurang tepat.
PERBANDINGAN JEJAK: H-2A R/B
Jejak hasil analisis lebih baik daripada jejak dari TLE referensi
PERBANDINGAN JEJAK: ARIANE 5 R/B
Benda ini teramati dari Bandung
sehari sebelum jatuh di Samudera
Pasifik pada 16 Agustus 2014
Jejak hasil analisis lebih baik daripada jejak dari TLE referensi
PERBANDINGAN JEJAK: TITAN 4B R/B
Jejak hasil analisis lebih baik daripada jejak dari TLE referensi
PERBANDINGAN JEJAK: SL-16 R/B
Jejak hasil analisis lebih buruk daripada jejak dari TLE referensi
PENUTUP





Berbekal peralatan yang cukup sederhana (seperti binokuler
dan kamera saku), pengamatan dan analisis astrometri
benda antariksa buatan telah dapat dilakukan.
Pengamatan optik benda antariksa buatan di Indonesia lebih
efektif jika memanfaatkan wilayah Indonesia yang lebar
membentang di ekuator.
Bisa dibentuk jaringan pengamatan satelit di Indonesia
dengan memanfaatkan perkumpulan-perkumpulan
astronomi amatir yang semakin berkembang di Indonesia.
Pengamatan dengan radar dibutuhkan untuk melengkapi
pengamatan berbasis optik.
Perlu kerjasama antar berbagai pihak untuk membangun
sistem pengamat benda antariksa yang andal.
PERTANYAAN?