Desain wahana antariksa
Desain wahana antariksa adalah proses penerapan prinsip-prinsip rekayasa sistem secara sistematis untuk membangun wahana yang kompleks untuk misi yang melibatkan perjalanan , operasi , atau eksplorasi di luar angkasa . Proses desain ini menghasilkan spesifikasi desain terperinci , skema , dan rencana untuk sistem wahana antariksa, termasuk dokumentasi komprehensif yang menguraikan arsitektur, subsistem, komponen, antarmuka, dan persyaratan operasional wahana antariksa, dan mungkin beberapa model prototipe atau simulasi , yang semuanya secara bersama-sama berfungsi sebagai cetak biru untuk pembuatan, perakitan, integrasi, dan pengujian wahana antariksa untuk memastikan bahwa wahana antariksa tersebut memenuhi tujuan misi dan kriteria kinerja. Mendesain dan membangun satelit biasanya memakan waktu beberapa tahun, dalam beberapa kasus bahkan puluhan tahun, karena berbagai aspek perlu diperhitungkan – terutama ketika konsep misi masih baru. Tahap desain terdiri dari beberapa tugas yang bertujuan tidak hanya untuk mengembangkan instrumen khusus untuk misi tersebut – muatan – tetapi juga untuk memastikan bahwa wahana antariksa memenuhi persyaratan misi dari perspektif logistik. Sering kali, mengoptimalkan berbagai parameter memerlukan beberapa iterasi dan mengarah pada penerimaan trade-off.
Desain wahana antariksa dilakukan dalam beberapa fase. Awalnya, desain konseptual dibuat untuk menentukan kelayakan dan keinginan sistem wahana antariksa baru, yang menunjukkan adanya desain yang kredibel untuk melaksanakan misi tersebut. Tinjauan desain konseptual memastikan bahwa desain tersebut memenuhi pernyataan misi tanpa cacat teknis apa pun sekaligus konsisten secara internal. Selanjutnya, desain awal dilakukan, yang berfokus pada kinerja fungsional, definisi persyaratan, dan definisi antarmuka pada tingkat subsistem dan sistem. Tinjauan desain awal mengevaluasi kecukupan desain awal. Pada fase berikutnya, desain terperinci dibuat dan dikodekan untuk sistem secara keseluruhan dan semua subsistem, dan tinjauan desain kritis dilakukan untuk mengevaluasi apakah desain tersebut cukup terperinci untuk membuat, mengintegrasikan, dan menguji sistem.
Sepanjang desain wahana antariksa, risiko potensial diidentifikasi, dinilai, dan dikurangi secara ketat, komponen sistem terintegrasi dengan benar dan diuji secara komprehensif. Seluruh siklus hidup (termasuk peluncuran, operasi misi, dan pembuangan akhir misi) diperhitungkan. Proses tinjauan dan pengujian berulang terus digunakan untuk memperbaiki, mengoptimalkan, dan meningkatkan efektivitas dan keandalan desain. Secara khusus, massa, daya, kendali termal, propulsi, kendali ketinggian, telekomunikasi, komando dan data, dan aspek struktural wahana antariksa dipertimbangkan. Memilih kendaraan peluncur yang tepat dan mengadaptasi desain ke kendaraan peluncur yang dipilih juga penting. Kepatuhan terhadap peraturan, kepatuhan terhadap standar Internasional, merancang lingkungan antariksa yang berkelanjutan dan bebas serpihan adalah beberapa pertimbangan lain yang menjadi penting akhir-akhir ini.
Desain wahana antariksa mencakup desain wahana antariksa robotik ( satelit dan wahana antariksa planet ), dan wahana antariksa untuk penerbangan antariksa manusia ( pesawat antariksa dan stasiun antariksa ). Wahana antariksa yang membawa manusia memerlukan sistem pendukung kehidupan tambahan, akomodasi awak, dan langkah-langkah keselamatan untuk mendukung penghuni manusia, serta pertimbangan rekayasa faktor manusia seperti ergonomi, kenyamanan awak, dan kesejahteraan psikologis. Wahana antariksa robotik memerlukan otonomi, keandalan, dan kemampuan operasi jarak jauh tanpa kehadiran manusia. Sifat khas dan kebutuhan serta kendala unik yang terkait dengan masing-masing wahana tersebut berdampak signifikan pada pertimbangan desain wahana antariksa.
Perkembangan terkini dalam desain wahana antariksa meliputi sistem propulsi listrik (misalnya pendorong ion dan pendorong efek Hall ) untuk propulsi impuls spesifik tinggi, layar surya (menggunakan tekanan radiasi surya ) untuk dorongan kontinu tanpa memerlukan roket tradisional, manufaktur aditif ( percetakan 3D ) dan material canggih (misalnya komposit canggih , nanomaterial , dan material pintar ) untuk pembuatan prototipe cepat dan produksi komponen ringan dan tahan lama, sistem otonom berbantuan kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin untuk otonomi wahana antariksa dan peningkatan efisiensi operasional dalam misi jarak jauh dan jauh, teknologi pemanfaatan sumber daya in situ (ISRU) untuk ekstraksi dan pemanfaatan sumber daya lokal pada benda-benda langit, dan CubeSat dan satelit miniatur standar lainnya untuk misi luar angkasa hemat biaya di sekitar Bumi.
Desain wahana antariksa melibatkan para ahli dari berbagai bidang seperti teknik, fisika, matematika, ilmu komputer, dll. yang berkumpul untuk berkolaborasi dan berpartisipasi dalam kerja sama tim interdisipliner. Lebih jauh lagi, kolaborasi dan kemitraan internasional antara badan antariksa, organisasi, dan negara membantu berbagi keahlian, sumber daya, dan kemampuan untuk saling menguntungkan semua pihak. Tantangan desain wahana antariksa mendorong inovasi teknologi dan terobosan teknik di sektor profesional dan industri. Kompleksitas desain wahana antariksa melibatkan siswa dalam mata pelajaran STEM (sains, teknologi, teknik, dan matematika), menumbuhkan literasi ilmiah, dan menginspirasi generasi ilmuwan, insinyur, dan inovator berikutnya.[1][2][3][4]
Asal
[sunting | sunting sumber]Desain wahana antariksa lahir sebagai sebuah disiplin ilmu pada tahun 1950-an dan 60-an dengan munculnya program eksplorasi antariksa Amerika dan Soviet . Sejak saat itu, desain wahana antariksa telah mengalami kemajuan, meskipun biasanya kurang dari teknologi terestrial yang sebanding. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh lingkungan antariksa yang menantang, tetapi juga karena kurangnya R&D dasar, dan faktor budaya lainnya dalam komunitas desain. Di sisi lain, alasan lain untuk desain aplikasi perjalanan antariksa yang lambat adalah biaya energi yang tinggi, dan efisiensi yang rendah, untuk mencapai orbit. Biaya ini mungkin dianggap sebagai "biaya awal" yang terlalu tinggi.
Bidang teknik yang terlibat
[sunting | sunting sumber]Desain pesawat ruang angkasa menggabungkan aspek-aspek dari berbagai disiplin ilmu, yaitu:
- Astronautika untuk desain misi dan derivasi persyaratan desain,
- Rekayasa sistem untuk mempertahankan dasar desain dan derivasi persyaratan subsistem ,
- Rekayasa komunikasi untuk desain subsistem yang berkomunikasi dengan darat (misalnya telemetri ) dan melakukan pengukuran jarak .
- Rekayasa komputer untuk desain komputer dan bus komputer . Subsistem ini sebagian besar berbasis pada teknologi terestrial, tetapi tidak seperti kebanyakan teknologi lainnya, subsistem ini harus: mampu beradaptasi dengan lingkungan luar angkasa, sangat otonom, dan memiliki toleransi kesalahan yang lebih tinggi. Mungkin menggabungkan komponen-komponen yang tahan radiasi dan memenuhi syarat untuk digunakan di luar angkasa .
- Rekayasa perangkat lunak untuk perangkat lunak on-boardyang menjalankan semua aplikasi on-board, serta perangkat lunak kontrol tingkat rendah. Subsistem ini sangat mirip dengan desain perangkat lunak real-time dan embedded terestrial,
- Teknik kelistrikan untuk desain subsistem tenaga, yang menghasilkan, menyimpan, dan mendistribusikan tenaga listrik ke semua peralatan di dalam kapal,
- Teori kontrol untuk desain subsistem kontrol sikap dan orbit , yang mengarahkan pesawat ruang angkasa dengan benar, dan mempertahankan atau mengubah orbit sesuai dengan profil misi; perangkat keras yang digunakan untuk aktuasi dan penginderaan di ruang angkasa biasanya sangat spesifik untuk pesawat ruang angkasa,
- Rekayasa termal untuk desain subsistem kontrol termal (termasuk radiator, insulasi, pemanas, dan pemanas lainnya) yang menjaga kondisi lingkungan agar sesuai dengan pengoperasian peralatan pesawat ruang angkasa; Subsistem ini memiliki teknologi yang sangat spesifik untuk ruang angkasa, karena di ruang angkasa, radiasi dan konduksi biasanya mendominasi sebagai efek termal, melalui oposisi dengan Bumi di mana konveksi biasanya merupakan yang utama,
- Rekayasa propulsi untuk desain subsistem propulsi, yang menyediakan sarana untuk mengangkut pesawat ruang angkasa dari satu orbit ke orbit lainnya,
- Teknik mesin untuk desain struktur dan mekanisme wahana antariksa, serta pemilihan material untuk penggunaan dalam ruang hampa . Ini termasuk balok, panel, dan pelengkap yang dapat disebar atau perangkat pemisah (untuk memisahkan dari wahana peluncur ).
Subsistem Pesawat Luar Angkasa
[sunting | sunting sumber]Satelit hadir dalam berbagai ukuran dan bentuk, tetapi semuanya mengandung elemen dasar yang sama yang dibutuhkan untuk menjalankan misi di luar angkasa. Elemen-elemen satelit dapat dibagi menjadi dua kategori. Kategori pertama berhubungan dengan komponen-komponen yang menjaga satelit tetap beroperasi dalam kondisi lingkungan antariksa yang keras. Oleh karena itu, elemen-elemen tersebut merupakan elemen umum untuk semua satelit, dalam satu bentuk atau lainnya. Kategori kedua berhubungan dengan bagian-bagian satelit yang khusus untuk misinya, yang dikenal sebagai muatan. Muatan sangat bervariasi tergantung pada jenis misi yang dirancang untuk satelit tersebut. Sebagai contoh, muatan dapat mencakup transponder (untuk satelit komunikasi), jam atom dan pemancar sinyal (untuk satelit navigasi), sistem pencitraan optik dan/atau radar (untuk observasi Bumi, prakiraan cuaca, aplikasi militer, sains), instrumen dan sensor ilmiah in-situ (untuk satelit ilmiah), atau peralatan teknologi (untuk satelit demonstrasi teknologi).
Satelit adalah sistem kompleks yang harus beroperasi dalam kondisi lingkungan yang keras (misalnya vakum, gradien suhu yang kuat) dan dengan cara yang terbatas untuk mengendalikannya. Karena alasan ini, fase desain sangat penting, yang membutuhkan berbagai keahlian. Oleh karena itu, para insinyur sistem sering berinteraksi dengan spesialis subsistem untuk mencapai konsep yang memenuhi semua kendala. Banyak pilihan yang dibuat untuk mengatasi pertimbangan di atas akan memerlukan penambahan elemen ke satelit. Hal ini pada gilirannya akan meningkatkan massa total wahana antariksa , dengan konsekuensi langsung pada keseluruhan biaya misi . Satelit yang lebih berat berarti biaya peluncuran yang lebih tinggi. Ini juga berarti bahwa lebih banyak daya dorong akan diperlukan untuk manuver orbital, yang akan memperpendek durasi misi atau memerlukan lebih banyak bahan bakar, membuat satelit kembali menjadi lebih berat, Massa dapat dikurangi dengan desain subsistem alternatif atau menggunakan material yang lebih ringan, tetapi pilihan ini biasanya meningkatkan biaya, bahkan mungkin melebihi anggaran misi. Oleh karena itu, pertimbangan dan beberapa iterasi sangat penting untuk mencapai solusi terbaik.
Struktur
[sunting | sunting sumber]Bus wahana antariksa membawa muatan. Subsistemnya mendukung muatan dan membantu mengarahkan muatan dengan benar. Bus ini menempatkan muatan pada orbit yang tepat dan mempertahankannya di sana. Bus ini menyediakan fungsi tata graha. Bus ini juga menyediakan pemeliharaan orbit dan posisi, tenaga listrik, perintah, telemetri, dan penanganan data, struktur dan kekakuan, kontrol suhu, penyimpanan data, dan komunikasi, jika diperlukan. Muatan dan bus wahana antariksa dapat berupa unit yang berbeda atau dapat berupa gabungan. Adaptor pendorong menyediakan antarmuka pembawa muatan dengan wahana (muatan dan bus wahana antariksa secara bersamaan).
Wahana antariksa juga dapat memiliki muatan propelan, yang digunakan untuk menggerakkan atau mendorong wahana ke atas, dan tahap pendorong propulsi. Propelan yang umum digunakan adalah gas terkompresi seperti nitrogen, gas seperti monopropelan hidrazin atau bahan bakar padat, yang digunakan untuk koreksi kecepatan dan kendali arah. Dalam tahap pendorong (juga disebut motor pendorong apogee, modul propulsi, atau tahap propulsi integral), motor roket terpisah digunakan untuk mengirim wahana antariksa ke orbit misinya. Saat merancang wahana antariksa, orbit yang akan digunakan harus dipertimbangkan karena memengaruhi kendali arah, desain termal, dan subsistem tenaga listrik. Namun, efek-efek ini bersifat sekunder dibandingkan dengan efek yang disebabkan pada muatan karena orbit. Jadi, saat merancang misi; perancang memilih orbit yang meningkatkan kinerja muatan. Perancang bahkan menghitung karakteristik kinerja wahana antariksa yang dibutuhkan seperti penunjuk, kendali termal, kuantitas daya, dan siklus tugas. Wahana antariksa kemudian dibuat, yang memenuhi semua persyaratan.
Penentuan dan pengendalian sikap
[sunting | sunting sumber]Subsistem penentuan dan kontrol sikap (ADCS) digunakan untuk mengubah sikap (orientasi) wahana antariksa. Ada beberapa torsi eksternal yang bekerja pada wahana antariksa di sepanjang sumbu yang melewati pusat gravitasinya yang dapat mengubah orientasi wahana antariksa ke segala arah atau dapat membuatnya berputar. ADCS meniadakan torsi ini dengan menerapkan torsi yang sama dan berlawanan menggunakan proion dan navigasi. Momen inersia badan harus dihitung untuk menentukan torsi eksternal yang juga memerlukan penentuan sikap absolut wahana menggunakan sensor. Properti yang disebut 'kekakuan giroskopik' digunakan untuk mengurangi efek putaran. Wahana antariksa yang paling sederhana mencapai kontrol dengan berputar atau berinteraksi dengan medan magnet atau gravitasi Bumi. Terkadang mereka tidak terkendali. Wahana antariksa mungkin memiliki beberapa badan atau mereka melekat pada bagian-bagian penting, seperti susunan surya atau antena komunikasi yang memerlukan penunjuk sikap individual. Untuk mengendalikan sikap pelengkap, aktuator sering digunakan, dengan sensor dan pengontrol terpisah. Berbagai jenis teknik kontrol yang digunakan adalah:
- Teknik Kontrol Pasif.
- Teknik Pengendalian Putaran.
- Teknik Kontrol Tiga Sumbu.
Telemetri, pelacakan, dan perintah
[sunting | sunting sumber]Telemetri, pelacakan, dan perintah (TT&C) digunakan untuk komunikasi antara wahana antariksa dan sistem darat. Fungsi subsistemnya adalah:
- Pengendalian pesawat ruang angkasa oleh operator di Bumi
- Menerima perintah uplink, memproses dan mengirimkannya ke subsistem lain untuk implikasi.
- Menerima perintah downlink dari subsistem, memproses dan mengirimkannya ke Bumi.
- Memberikan informasi secara terus-menerus tentang posisi pesawat antariksa.
Komunikasi
[sunting | sunting sumber]Proses pengiriman informasi ke wahana antariksa disebut uplink atau forward link dan proses sebaliknya disebut downlink atau return link. Uplink terdiri dari perintah dan nada jarak sedangkan downlink terdiri dari telemetri status, nada jarak dan bahkan dapat mencakup data muatan. Penerima, pemancar dan antena sudut lebar (hemispheric atau omnidirectional) adalah komponen utama dari subsistem komunikasi dasar. Sistem dengan kecepatan data tinggi bahkan dapat menggunakan antena terarah, jika diperlukan. Subsistem dapat memberi kita koherensi antara sinyal uplink dan downlink, yang dengannya kita dapat mengukur pergeseran Doppler kecepatan jarak. Subsistem komunikasi diukur berdasarkan kecepatan data, tingkat kesalahan yang dibolehkan, panjang jalur komunikasi, dan frekuensi RF.
Sebagian besar pesawat ruang angkasa berkomunikasi menggunakan antena radio -- komunikasi satelit . Beberapa pesawat ruang angkasa berkomunikasi menggunakan laser — baik secara langsung ke tanah seperti dengan LADEE ; atau antara satelit seperti dengan OICETS , Artemis , Alphabus , dan European Data Relay System .
Sumber Daya
[sunting | sunting sumber]Subsistem tenaga listrik (EPS) terdiri dari 4 subunit:
- Sumber Daya (Baterai, sel surya, sel bahan bakar, pasangan termoelektrik)
- Unit penyimpanan (Jumlah baterai yang disusun secara seri)
- Distribusi Daya (Pengkabelan, pengalihan, proteksi guncangan)
- Pengaturan dan Kontrol Daya (Untuk mencegah pengisian daya baterai yang berlebihan dan panas berlebih)
Panas
[sunting | sunting sumber]Subsistem kontrol termal (TCS) digunakan untuk menjaga suhu semua komponen wahana antariksa dalam batas tertentu. Batas atas dan bawah ditetapkan untuk setiap komponen. Ada dua batasan, yaitu operasional (dalam kondisi kerja) dan survival (dalam kondisi tidak bekerja). Suhu dikontrol dengan menggunakan isolator, radiator, pemanas, kisi-kisi dan dengan memberikan lapisan permukaan yang tepat pada komponen.
Tenaga penggerak
[sunting | sunting sumber]Fungsi utama subsistem propulsi adalah untuk menyediakan daya dorong sehingga dapat mengubah kecepatan translasi pesawat antariksa atau untuk menerapkan torsi guna mengubah momentum sudutnya. Tidak ada persyaratan daya dorong dan karenanya bahkan tidak ada persyaratan peralatan propulsi dalam pesawat antariksa yang paling sederhana. Namun, banyak dari mereka memerlukan daya dorong yang terkendali dalam sistem mereka, sehingga desain mereka mencakup beberapa bentuk propulsi terukur (sistem propulsi yang dapat dihidupkan dan dimatikan dalam peningkatan kecil). Daya dorong digunakan untuk tujuan berikut: untuk mengubah parameter orbital, untuk mengendalikan sikap selama daya dorong, memperbaiki kesalahan kecepatan, manuver, gaya gangguan lawan (misalnya, hambatan), dan mengendalikan serta memperbaiki momentum sudut. Subsistem propulsi mencakup propelan, tangki, sistem distribusi, penekan, dan kontrol propelan. Ini juga mencakup pendorong atau mesin.
Arsitektur misi luar angkasa
[sunting | sunting sumber]Desain wahana antariksa selalu didasarkan pada arsitektur misi khusus dari penerbangan antariksa yang sedang dipertimbangkan. Biasanya, berbagai arsitektur misi dapat dibayangkan untuk mencapai tujuan keseluruhan penerbangan, baik untuk mengumpulkan data ilmiah atau sekadar mengangkut kargo melintasi lingkungan antariksa untuk melayani berbagai tujuan, baik tujuan pemerintah maupun ekonomi.
Arsitektur misi penerbangan antariksa akan menentukan apakah wahana antariksa akan bersifat otonom atau telerobotik , atau bahkan berawak untuk menangani keadaan darurat atau tujuan misi tertentu. Pertimbangan lain termasuk lintasan cepat atau lambat, susunan dan kapasitas muatan, lamanya misi, atau tingkat redundansi sistem sehingga penerbangan dapat mencapai berbagai tingkat toleransi kesalahan .
Tahapan proyek luar angkasa
[sunting | sunting sumber]Desain misi antariksa dibagi menjadi beberapa fase , yang masing-masing terkait dengan milestone tertentu . Meskipun ada beberapa perbedaan (terutama dalam terminologi) antara fase-fase ini sebagaimana didefinisikan oleh ESA , NASA , JAXA , dan pelaku sektor antariksa lainnya, semuanya mengikuti logika dan perkembangan yang sama. Konsep menyeluruhnya disebut rekayasa siklus hidup .
Proyek luar angkasa biasanya dimulai dengan fase awal—disebut Fase 0 oleh ESA dan JAXA , dan Pra-Fase A oleh NASA —yang berfokus pada pendefinisian tujuan misi dan penilaian kelayakan tingkat tinggi. Fase-fase berikutnya disebut dengan huruf dari A hingga F, dan terdiri dari studi kelayakan yang lebih rinci (Fase A), definisi awal yang mempertimbangkan solusi teknologi (Fase B), definisi terperinci yang terkait dengan pembangunan model uji yang mengarah ke desain akhir (Fase C), kualifikasi dan produksi (Fase D), peluncuran, penyebaran, komisioning, dan operasi misi (Fase E), dan akhirnya pembuangan satelit pada akhir masa pakainya (Fase F).
Tonggak pencapaian merupakan langkah-langkah perantara utama dalam proyek yang memungkinkan penilaian kemajuan yang telah dicapai dalam desain misi. Sebagian besar tonggak pencapaian dikaitkan dengan penyelesaian deliverable , dokumen yang merangkum hasil studi, pilihan yang dibuat dalam desain, atau tinjauan kinerja yang terkait dengan fase proyek tertentu. Meskipun dokumen-dokumen ini mungkin panjang, sangat teknis, rumit, dan birokratis, dokumen-dokumen ini penting untuk memastikan keberhasilan misi, karena tujuannya adalah untuk mengidentifikasi semua masalah potensial dan mendokumentasikan keputusan dan justifikasinya.
Pengujian satelit
[sunting | sunting sumber]Sebelum menerbangkan satelit, kekokohan dan kinerja desainnya harus divalidasi. Hal ini dicapai berkat serangkaian pengujian yang dilakukan pada prototipe selama Fase C dan D proyek. Di ESA , pengujian satelit terdiri dari hal-hal berikut:
- Selama Fase C, beberapa prototipe satelit dibangun sebelum pembangunan Model Penerbangan (FM): Model Struktural dan Termal (STM), Model Rekayasa (EM), dan Model Kualifikasi (QM). Masing-masing menjalani serangkaian pengujian:
- Pengujian struktural untuk memvalidasi ketahanan satelit terhadap kondisi selama peluncuran dan di luar angkasa. Ini termasuk uji getaran, uji guncangan, dan uji akustik. Semua ini dilakukan pada STM.
- Pengujian termal untuk memverifikasi sistem kontrol termal satelit dan kemampuannya untuk menahan lingkungan termal selama menjalankan misinya. Ini termasuk pengujian vakum termal dan siklus termal. Pengujian ini juga dilakukan pada STM.
- Pengujian fungsional untuk memeriksa apakah semua subsistem satelit (elektronik, perangkat lunak) berfungsi sebagaimana diharapkan. Pengujian ini dilakukan pada EM.
- Pengujian antarmuka untuk memastikan bahwa berbagai subsistem berkomunikasi dengan baik satu sama lain. Hal ini juga dilakukan pada EM.
- Setelah pengujian di atas dilalui oleh STM dan EM, pengujian lingkungan (getaran, vakum termal, siklus termal...) dapat diulang pada QM untuk memverifikasi khususnya bahwa satelit secara keseluruhan sistem dapat menahan kondisi keras selama peluncuran dan di orbit.
- Selama Fase D, FM dibangun dan diuji secara menyeluruh. Secara khusus, hal ini menyangkut sistem kelistrikan, sistem komunikasi, sistem navigasi dan penunjuk, serta perangkat lunak.
STM dibangun sedemikian rupa sehingga komponen strukturalnya mirip dengan yang akan digunakan untuk konstruksi FM, tetapi elektroniknya mungkin tidak berfungsi. Sebaliknya, EM dibangun agar mirip dengan FM, meskipun mungkin menyertakan beberapa komponen yang bukan kelas antariksa. Namun, QM dimaksudkan agar identik dengan FM.
Segmen darat
[sunting | sunting sumber]Segmen darat adalah kumpulan komponen berbasis darat yang memungkinkan pengelolaan wahana antariksa dan distribusi data muatan dan telemetri. Komponen utama segmen darat meliputi:
- Stasiun darat: Menyediakan antarmuka radio dengan wahana antariksa
- Pusat kendali misi: Mengelola wahana antariksa
- Terminal jarak jauh: Digunakan oleh personel pendukung
- Fasilitas integrasi dan pengujian wahana antariksa: Digunakan untuk integrasi dan pengujian
- Fasilitas peluncuran: Digunakan untuk meluncurkan wahana antariksa
- Jaringan darat: Memungkinkan komunikasi antara elemen darat lainnya
Komponen lain dari segmen darat meliputi:
- Sistem kendali satelit,
- Dinamika malam,
- Perencanaan misi, dan
- Praproses muatan.
Segmen darat sangat penting untuk pengiriman layanan satelit, karena mendukung operasi dan kendali satelit, dan memastikan keandalan, efisiensi, dan jangkauan komunikasi satelit yang luas.
Segmen darat sebagai layanan (GSaaS) menyediakan akses bagi operator satelit ke jaringan stasiun darat dengan basis bayar per penggunaan. Hal ini menghilangkan kebutuhan investasi awal yang secara tradisional dikaitkan dengan pembangunan dan pemeliharaan infrastruktur darat.
Perusahaan manufaktur satelit
[sunting | sunting sumber]Ada 10 perusahaan besar yang membangun platform satelit Geosynchronous komersial yang besar :
| Perusahaan | Lokasi | Jumlah satelit yang diluncurkan | Komentar |
|---|---|---|---|
| Airbus Defence and Space | Eropa (Prancis/Jerman/Spanyol/Inggris Raya) | sebelumnya Astrium | |
| OHB SE | Eropa (Jerman/Italia/Luksemburg/Swedia/Prancis/Belgia) | ||
| Boeing Defense, Space & Security | Amerika Serikat | sebelumnya Boeing Integrated Defense Systems | |
| INVAP | Argentina | 6 | INVAP tengah mengembangkan satelit baru ARSAT-3 SAOCOM SABIA-Mar |
| JSC Information Satellite Systems | Rusia | 1200[5] | sebelumnya NPO PM |
| Lockheed Martin Space | Amerika Serikat | ||
| Northrop Grumman | Amerika Serikat | sebelumnya Orbital ATK | |
| Raytheon | Amerika Serikat | Salah satu penyedia sensor ruang angkasa terbesar di dunia. | |
| Maxar Space | Amerika Serikat | 285[6][7] | sebelumnya Space Systems Loral, sebelumnya SSL, anak perusahaan Maxar Technologies |
| Thales Alenia Space | Eropa (Prancis/Italia/Inggris Raya/Spanyol/Belgia/Jerman/Polandia) | sebelumnya Alcatel Alenia Space |
Produsen lander wahana pendarat, rover penjelajah, dan probe wahana penyelidikan
[sunting | sunting sumber]| Perusahaan | Lokasi | Jumlah wahana antariksa yang diluncurkan | Komentar |
|---|---|---|---|
| Brown Engineering Company | Huntsville, AL Amerika Serikat | Penjelajah untuk program bulan Apollo | |
| China National Space Administration | Tiongkok | untuk program Chang'e 3 pada tahun 2013 | |
| Deep Space Industries | Mountain View, CA Amerika Serikat | ||
| Lavochkin | Rusia | penjelajah untuk Lunokhod 1 | |
| NASA JPL | Amerika Serikat | untuk misi bulan ATHLETE, Mars Pathfinder, Opportunity dan penjelajah Spirit | |
| ISRO | India | Chandrayaan-1, Chandrayaan-2, Mars Orbiter Mission | |
| Planetary Resources | Redmond, WA Amerika Serikat | Arkyd-100 untuk pencarian asteroid |
Produsen komponen pesawat ruang angkasa
[sunting | sunting sumber]| Perusahaan | Lokasi | Produksi | Catatan |
|---|---|---|---|
| Orbital Machines AS | Trondheim, Norwegia dan Berlin, Jerman | Pompa propelan elektrik untuk kendaraan peluncur dan pesawat ruang angkasa | |
| Comat | Flourens, Prancis | Pakar mekanisme Peralatan Ruang Angkasa, dari desain hingga MAIT (Manufaktur, Perakitan, Integrasi, Pengujian).
Solusi siap pakai SmallSat termasuk ADCS (rentang roda reaksi), SADM, struktur yang dapat dipasang, dan propulsi elektrik (Plasma Jet Pack) |
Roda reaksi dan antena yang dapat dipasang dari COMAT telah dipilih untuk digunakan pada konstelasi IoT Kineis yang akan datang. |
| Astro- und Feinwerktechnik Adlershof GmbH | Berlin, Jerman | Desain, Manufaktur, Perakitan, Integrasi, dan Verifikasi bus satelit kecil (TET-1, diluncurkan Juli 2012) dan komponen. Komponen kontrol sikap (roda reaksi, sistem giro, penerima GPS, magnetometer)
Pemasok sistem ruang angkasa dan muatan ISS NightPod |
|
| Bradford Space | New York, NY | Pemasok sistem propulsi hijau, mesin roket, Sensor Matahari, roda reaksi, unit pengukuran percepatan, dan stasiun kerja astronot. | Lebih dari 100 pendorong di luar angkasa |
| Dynetics | Madison, AL Amerika Serikat | digunakan pada Sundancer dan Ares I | |
| Tethers Unlimited, Inc. | Seattle, WA Amerika Serikat | Perangkat De-Orbiting, Deployable Solar Arrays, Sistem Propulsi, Komunikasi Radio, dan Robotika | |
| RUAG Space | Swiss | Struktur, Fairing, Mekanisme, Opto-Elektronik | |
| AB 360 Space | Amerika Serikat | produsen sistem Propulsi listrik gabungan CLEPS-C100, Mesin Pendorong yang Dapat Disesuaikan untuk perjalanan Mars | |
| GAUSS Srl | Roma, Italia | Platform Luar Angkasa Lengkap, Struktur dan Deployer Nanosatelit, OBDH, EPS, Komunikasi Radio, Panel Surya, dan sistem Stasiun Bumi | |
| GomSpace | Denmark, Luksemburg, Swedia | Platform dan struktur 1U hingga 16U, sistem propulsi, radio yang ditentukan perangkat lunak, antena pita S-/X-/VHF, rangkaian ADCS, sistem tenaga listrik, panel surya, komputer di pesawat, peralatan darat, dll. | |
| Andrews Space | Seattle, WA Amerika Serikat | ||
| Jena-Optronik[8] | Jena, Jerman | Sensor Sistem Kontrol Sikap dan Orbit (AOCS): sensor bintang, sensor Matahari, sensor pertemuan dan dok; Instrumen dan komponen ruang angkasa optik: pencitra multispektral (misalnya JSS 56 untuk konstelasi satelit RapidEye), radiometer yang efisien (misalnya METimage), subsistem dan komponen elektronik serta opto-mekanik untuk observasi Bumi operasional (misalnya untuk misi Copernicus Sentinel) | |
| Pumpkin, Inc | San Francisco, CA Amerika Serikat | Kit CubeSat[9] | |
| Mynaric | Munich Jerman | Peralatan komunikasi laser untuk jaringan komunikasi udara dan antariksa, yang disebut Konstelasi. | |
| Kongsberg Defence & Aerospace[10] | Kongsberg Norwegia | Kongsberg Adaptive Rotational Mechanism Assembly [KARMA] dalam konfigurasi sebagai Solar Array Drive Mechanism (SADM), digunakan pada Rosetta (pesawat antariksa), Mars Express, Venus Express, Sentinel 1, Sentinel 3 dan BepiColombo MTM.
Elektronika penggerak untuk Sentinel 1 dan BepiColombo MTM. Penyangga pemasangan booster, termasuk fungsi pemisahan, untuk Ariane 5. |
|
| Production Corporation Polyot | Rusia | ||
| Rocketstar Robotics Inc[11] | Camarillo, CA Amerika Serikat | Space Interferometry Mission Optical Shutter Mechanisms | |
| Sierra Space | Amerika Serikat | sebelumnya SpaceDev, dimiliki oleh Sierra Space | |
| Clyde Space | Glasgow, Skotlandia | Elektronik Sistem Daya, Baterai, Panel Surya, Sistem Kontrol Sikap | Diakuisisi oleh ÅAC Microtec[12] |
| Astro Aerospace[13] | Carpinteria, CA Amerika Serikat | Mekanisme yang dapat dikerahkan, struktur wahana antariksa, reflektor yang dapat dikerahkan AstroMesh, boom yang dapat dikerahkan, antena reflektor jala bukaan besar dan kecil, STEM (Storable Tubular Extendable Member), mekanisme engsel, | Unit bisnis khusus Northrop Grumman |
| TRANSPACE Technologies[14] | Bangalore, KA India | Pembuatan, Pengujian, Analisis Keandalan, dan Desain PCB Sub-Sistem Satelit di Dalam Pesawat | Vendor Resmi untuk Pusat Satelit ISRO, India |
| RadioBro Corporation[15] | Huntsville, Alabama, Amerika Serikat | Komunikasi Pesawat Luar Angkasa Kecil, Pengujian Kesiapan Terbang, Layanan Pelatihan[16] | |
| Howco Additive Manufacturing[17] | Houston, Texas, Amerika Serikat | Komponen Dirgantara Cetak 3D dalam In718 dan Titanium | |
| Solar MEMS Technologies[18] | Spanyol | Sensor Matahari untuk Satelit[19] | |
| solusi teknologi kripton | Amerika Serikat | Komponen pesawat ruang angkasa kecil, servis di orbit, bus pesawat ruang angkasa 1U hingga 24U | |
| CisLunar Industries | Amerika Serikat | Catu daya untuk sistem propulsi listrik dan perangkat keras ruang angkasa |
Produsen propulsi
[sunting | sunting sumber]| Nama perusahaan | Negara | Mesin | Jenis mesin | Komentar |
|---|---|---|---|---|
| Dawn Aerospace | Netherlands | B20, B1, SatDrive, Cubedrive | Bi-Propellant, Cold Gass | Nitrous Oxide based, turnkey propulsion systems |
| ArianeGroup | Lampoldshausen, Germany | S10, S20, S200, S400
CHT-1N, CHT-20N, CHT-400N RIT-10, RIT-2x |
propellant and Monopropellant Thrusters, Gridded Ion Thrusters | Main manufacturer for Propulsion Systems, Equipments and Services in Europe, serving major space projects like ATV, ORION-ESM, ExoMars, JUICE, MTG, GEO and EO satellites with Propulsion Solutions. |
| Comat | Flourens, France | Plasma Jet Pack | Vacuum Arc thruster ; Modular installation (PPSU + Nozzles) | To be used on @Isispace and @U-space platforms for French and European missions.
Modular Thruster with up to 4 nozzles per PPSCU. |
| AB 360 Space | Washington DC, United States | CLEPS X-100, CLEPS C100 | hybrid Thrusters, Combined Liquid Electric Propulsion Systems, Methane/ Oxygen Ion Thrusters | Uses Electric and Liquid Propulsion simultaneously for space propulsion for LEO/MEOsatellites[20] |
| Moog-ISP (In Space Propulsion) | Westcott, Buckinghamshire United Kingdom
Niagara Falls, NY United States |
All Forms of Chemical Propulsion including Main Apogee Engines and AOCS Thrusters | Bipropellant and Monopropellant Product Families Include: LEROS, MONARC Thruster, LTT Thruster | Division of Moog Inc. |
| Bradford Space | New York, NY | LMP-103s thrusters,
Water based thrusters |
LMP-103s green monopropellant propulsion systems & thrusters,
COMET water based propulsion systems |
>100 thrusters on flight satellites |
| Busek | Natick, Massachusetts United States | BHT-200, BHT-1500, BHT-20k, BET-1, BmP-220, BIT-1, BIT-3, BIT-7, uPPT-3 | Hall-effect thruster, Gridded Ion, Electrospray, micro Pulsed Plasma, Green Monopropellant, Electrothermal, Hollow Cathodes, Field Emission Cathode | TacSat-2, FalconSat-5, FalconSat-6, ST-7/LISA Pathfinder. Licensed technology for BPT-4000 aboard AEHF 1, AEHF 2, AEHF 3. Propulsion options ranging from CubeSats to GEO Communications Satellites to Asteroid Redirect Mission Spacecraft.[21] |
| Aerojet Rocketdyne | Rancho Cordova, California United States | Numerous | liquid rocket engine, Solid rocket engine, Hall-effect thruster, Gridded Ion thruster. | |
| Hanwha Aerospace | South Korea | KRE-075, KRE-007 and Monopropellant Thrusters | Bipropellant, Monopropellant and Motor | Hanwha aerospace manufacturing liquid rocket engine for KSLV-II and monopropellant enginesd spacecraft (Lunar Orbiter, KOMPSAT series, etc.). The engines are co-developed with KARI. |
| American Rocket Company | United States | hybrid rocket | intellectual property acquired by SpaceDev | |
| CU Aerospace | Champaign, IL United States | PUC, CHIPS, PPT-11 | MCD[22] / Resistojet / PPT[23] | Small satellite / CubeSat Propulsion Modules[24] |
| VIPER | liquid rocket engine | reusable rocket engine[25] | ||
| Ad Astra Rocket Company | Webster, TX United States | VASIMR | magnetoplasma | may be used for future Mars missions |
| Enpulsion GmbH | Wiener Neustadt, Austria | Propulsion Systems for Cubesats, Small Sats, and Medium/Large Satellites | Field Emission Electric Propulsion | Enpulsion is commercializing a technology that has been developed for ESA science missions for more than 10 years.[26] |
| PLD Space | Spain | TREPEL family | used on Miura Rockets | |
| Reaction Engines Ltd. | Oxfordshire, England United Kingdom | SABRE | combined cycle precooled jet engine and closed cycle rocket engine | planned to be used in Skylon |
| LIA Aerospace Ltd. | England United Kingdom | KX11 | Pressure Fed, bipropellant, green, non-toxic, storable regen cooled | used in Zonda 1.0 |
| Sierra Space | United States | VR35K-A[27] | hybrid rocket, liquid rocket engine[28] | Commercial space subsidiary of Sierra Nevada Corporation |
| SpaceDev | Poway, CA United States | hybrid rocket | acquired by Sierra Space; used on SpaceShipOne and SpaceShipTwo | |
| SpaceX | Hawthorne, California, United States | Merlin / Raptor / Draco / Kestrel | liquid rocket engine | used on SpaceX rockets and spacecraft (Falcon, Starship, Dragon) |
| ArianeGroup | Vernon, France | Vinci / Viking / Vulcain / HM7B | liquid rocket engine | used on Ariane rockets |
| NPO Energomash | Russia | liquid rocket engine | used on R-7, Molniya, Soyuz, Energia, Zenit, Atlas III, Atlas V, Angara, Antares | |
| KBKhA | Russia | liquid rocket engine | used on Soyuz, Proton, Energia | |
| KBKhM | Russia | liquid rocket engine | used on Vostok, Voskhod, Zenit, Soyuz, Progress, Salyut 1, Salyut 4, Salyut 6, Salyut 7, Mir Core Module, Zvezda, GSLV Mk I | |
| NIIMash | Russia | liquid rocket engine | used on Almaz, Buran, Briz-M | |
| TsNIIMash | Russia | used on STEX | ||
| Kuznetsov Design Bureau | Russia | liquid rocket engine | used on N1, Soyuz-2-1v, Antares | |
| OKB Fakel | Russia | Hall-effect thruster | used on SMART-1, LS-1300 | |
| Proton-PM | Russia | liquid rocket engine | used on Proton, Angara | |
| Keldysh Research Center | Russia | |||
| Voronezh Mechanical Plant | Russia | liquid rocket engine | used on Vostok, Voskhod, Molniya, Soyuz, Proton, Energia, Luna | |
| Yuzhnoye Design Office / Yuzhmash | Ukraine |
|
used on
| |
| Independence-X Aerospace | Malaysia | ID-1, ID-2, ID-3 and unnamed 2-stage rocket engine for DNLV | solid rocket motor and liquid rocket engine | used on ID-1, ID-2 and DNLV rocket |
| Borneo SubOrbitals | Malaysia | hybrid rocket | used on yet-to-be-named rocket | |
| Apollo Fusion | United States | ACE, ACE Max | Hall-effect thruster | To be used on Spaceflight, Inc.'s Sherpa-LTE space tug[29] |
| Benchmark Space Systems | United States | Starling, Halcyon, Peregrine | Warm gas thruster, High-test peroxide thruster, Hypergolic thruster | To be used on Spaceflight, Inc.'s Sherpa-LTC space tug[29] |
| ThrustMe | France | NPT30, I2T5 | Gridded ion thruster,[30][31] Cold gas thruster[32] | first in-orbit demonstration of an electric propulsion system powered by iodine[33][34] |
Lihat pula
[sunting | sunting sumber]- Wahana antariksa
- Teknik sistem
- Diagram Skematik
- Dokumentasi
- Purwarupa
- Simulasi
- Perangkat lunak simulasi
- Wahana antariksa nirawak
- Satelit
- Misi antariksa berawak
- Stasiun luar angkasa
- Propulsi wahana antariksa
- Pendorong ion
- Percetakan 3D
- Kecerdasan buatan
- Satelit kecil
- CubeSat
Referensi
[sunting | sunting sumber]- ^ Charles D. Brown (2002), Elements of Spacecraft Design, American Institute of Aeronautics and Astronautics, hlm. 13–17
- ^ Vincent L. Pisacane (2005), Fundamentals of Space Systems, Oxford University Press, hlm. 11–15
- ^ Jackie Appel (5 May 2023). "Solar Sails and Micro-Satellites Might Be the Future of Space Exploration". Popular Mechanics. Diakses tanggal 16 April 2024.
- ^ Wertz, James R.; Larson, Wiley J. (1999). Space Mission Analysis and Design (edisi ke-3rd). Kluwer Academic Publishers. ISBN 1-881883-10-8.
- ^ "Ikhtisar perusahaan".
- ^ https://www.maxar.com/tentang. Tidak memiliki atau tanpa
|title=(bantuan) - ^ https://www.entrepreneur.com/artikel/412735. Tidak memiliki atau tanpa
|title=(bantuan) - ^ "Pabrikan BDLI untuk luar angkasa". Diakses tanggal 18 Februari 2014.
- ^ "Nanosatellites Take off". Forbes.
- ^ "Kongsberg Gruppen". Diakses tanggal 26 September 2013.
- ^ "Rocketstar Robotics". Diakses tanggal 26 September 2013.
- ^ Templat:Kutipan berita
- ^ "Astro Aerospace". Diakses tanggal 4 Juni 2013.[pranala nonaktif permanen]
- ^ "TRANSPACE". Diakses tanggal 18 Agustus 2014.
- ^ "RadioBro". Diakses tanggal 15 September 2014.
- ^ "Pengusaha RadioBro mempersiapkan peluncuran sistem uji terbang Cyclone". 9 Agustus 2016.
- ^ "HowcoAM". Diakses tanggal 10 Oktober 2021.
- ^ "SolarMEMS". Diakses tanggal 1 September 2016.
- ^ "Salinan yang diarsipkan".
- ^ "SpaceNews August 2021 Newsletter" (PDF). Diarsipkan dari versi asli tanggal 7 May 2023. Diakses tanggal 24 August 2021.
- ^ "Busek Home Page". Busek.com. Diakses tanggal 11 August 2017.
- ^ Chadenedes, Mark de; Ahern, Drew; Cho, Jin-Hoon; Park, Sung-Jin; Eden, J.; Burton, Rodney; Yoon, Je Kwon; Garrett, Stephen; Sitaraman, Hariswaran; Raja, Laxminarayan; Laystrom-Woodard, Julia; Carroll, David; Benavides, Gabriel (2010). "Advances in Microcavity Discharge Thruster Technology". 46th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2010-6616. ISBN 978-1-60086-958-7. Diakses tanggal 11 August 2017.
- ^ Laystrom, Julia; Burton, Rodney; Benavides, Gabriel (2003). Geometric Optimization of a Coaxial Pulsed Plasma Thruster. Arc.aiaa.org. doi:10.2514/6.2003-5025. ISBN 978-1-62410-098-7. Diakses tanggal 11 August 2017.
- ^ "CU Aerospace – Small-Satellite Propulsion". 10 August 2014. Diarsipkan dari versi asli tanggal 10 August 2014. Diakses tanggal 11 August 2017.
- ^ "A Rocket Engine for the Masses". 18 March 2019.
- ^ "Austrian startup ramping to mass produce tricky electric propulsion thrusters". 26 October 2017.
- ^ "VORTEX® Upper Stage Engine Achieves Critical Design Milestone". sncorp.com. Sierra Nevada Corporation. 4 August 2022. Diakses tanggal 5 November 2022.
- ^ "Rocket Engines and Propulsion". sierraspace.com. Sierra Space. Diakses tanggal 5 November 2022.
- ^ a b "Spaceflight announces Sherpa tug with electric propulsion". 12 November 2020.
- ^ Werner, Debra (6 November 2020). "Spacety launches satellite to test ThrustMe iodine electric propulsion and constellation technologies". Space News. Diakses tanggal 1 September 2021.
- ^ "French startup demonstrates iodine propulsion in potential boost for space debris mitigation efforts". Spacenews. 2020-03-25. Diakses tanggal 2021-07-26.
- ^ "Iodine Impulse for Smallsats Demo'd On-Orbit by ThrustMe and Spacety". Smallsat News. 2019-11-25. Diakses tanggal 2021-07-26.
- ^ "Iodine thruster could slow space junk accumulation". esa.int. 2021-01-22. Diakses tanggal 2021-07-26.
- ^ Rafalskyi, Dmytro; Martínez, Javier Martínez; Habl, Lui; Zorzoli Rossi, Elena; Proynov, Plamen; Boré, Antoine; Baret, Thomas; Poyet, Antoine; Lafleur, Trevor; Dudin, Stanislav; Aanesland, Ane (2021). "In-orbit demonstration of an iodine electric propulsion system". Nature. 599 (7885): 411–415. Bibcode:2021Natur.599..411R. doi:10.1038/s41586-021-04015-y. PMC 8599014
Periksa nilai |pmc=(bantuan). PMID 34789903 Periksa nilai|pmid=(bantuan).
