KONSEP OPERASI DAN DESAIN AMSAT

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. Orbit
INASAT-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:
Orbital Parameters
Value
Units
remarks
altitude
inclination
e
period
angular velocity
mean motion
orbital velocity
ground velocity
800
10
0
100.874
0.05948
14.75
7.452
6.621
km
deg
minute
deg/sec
orbit/day
km/s
km/s
circular
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 System
berfungsi 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 Komunikasi
Subsistem komunikasi INASAT-1 / AMSAT terdiri atas antenna, transmitter, receiver serta
modul komunikasi. Subsistem ini mengalami perubahan dimana pada desain awal INASATProposal 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 MHz
Antenna
: 4 buah antenna UHF turnstile
Receiver
: 1 buah receiver UHF
 Downlink
Frekuensi
: 145 Mhz
Antenna VHF
: 4 buah antenna VHF turnstile
Transmitter
: 1 buah transmitter VHF
 Modul Komunikasi
4. Subsistem Power
Power 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 Panel
Tipe 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
 Battery
Jumlah
: 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 OBDH
Subsistem 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 Struktur
Struktur 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
Material
Solar panel
: hexagonal (340 mm x 340 mm x 37 mm)
: Al-6061
: body mounted
7. Subsistem Thermal
Kondisi 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
magnetometer
Power Modul
Batterey
Adapter
Magneto Torque (3)
Tranceiver
OBDH
Gyro (3)
VHF Antena
Coupler Antenna
UHF Antena
Exploded View Amsat Indonesia
Proposal Amsat Indonesia 2008
SPESIFIKASI TEKNIK AMSAT INDONESIA
TYPE
Launch
Date
Launcher
Orbit
Dimension
Mass
Power
Attitude
Control
Stabilization
Frequency
Band
Main
Computer
Payloads
AMSAT
Amateur Satellite
TBD (2009)
PSLV
Equatorial Orbit
Altitude 800 km
352 x 340 (HEXAGONAL)
~26 kg
Maximum 30 W , Ga As 25%
Active Magnetorquering (x,y,z)
Three axes stabilization (magneto torque)
Uplink : 436 MHz
Downlink : 145 Mhz
AVR (AT MEGA) 16 MHz
-
Transceiver for Voice Message
Communication
Magnetometer ( three axes X,Y,Z)
Housekeeping sensor ( T ), Arus
(I), Tegangan (V)
****** SEKIAN ******
Proposal Amsat Indonesia 2008
LAMPIRAN 2:
Konsep Operasi, Desain dan Konfigurasi Amsat/Inasat-1
Proposal Amsat Indonesia 2008